具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手及其方法技术

本发明专利技术涉及一种具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手及其方法，包括本体与测量系统。所述的本体包括主梁、固定辅梁、伸缩辅梁、第一滑轨伸缩机构、第二滑轨伸缩机构、气缸横向伸缩机构、气缸纵向伸缩机构以及吸盘结构。所述的测量系统包括横向测量机构及纵向测量机构。本发明专利技术的抓手结构在空间具有两自由度伸缩功能，即横向方向与纵向方向上实现伸缩动作；通过气缸横向伸缩机构可以实现伸缩辅梁横向方向的运动，进而通过伸缩辅梁上的吸盘机构与其他固定辅梁上的吸盘机构一起动作实现更大尺寸规格玻璃的抓取工作；同理，通过气缸纵向伸缩机构的作用可以实现纵向方向上抓取更大尺寸规格的玻璃。

Dynamic measuring hand and its method with space two degree of freedom expansion function

The invention relates to a dynamic measuring hand and method with a space two degree of freedom expansion function, including a body and a measuring system. The body comprises a main beam, a fixed auxiliary beam, a telescopic auxiliary beam, a first slide rail telescopic mechanism, a second slide rail telescopic mechanism, a cylinder transverse telescopic mechanism, a cylinder longitudinal telescopic mechanism and a suction disc structure. The measuring system is composed of a transverse measuring mechanism and a longitudinal measuring mechanism. The starting point of the structure of the invention has two degrees of freedom telescopic function in space, realize the telescopic movement of horizontal direction and vertical direction; the cylinder transverse expansion mechanism can realize the telescopic auxiliary beam transverse direction of movement, and then through the auxiliary telescopic suction mechanism on the beam and other auxiliary suction mechanism fixed on the beam with action to achieve greater size specification for glass capture; similarly, the cylinder longitudinal telescopic mechanism function can realize the longitudinal direction grab more large size glass.

【技术实现步骤摘要】
具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手及其方法
本专利技术涉及一种重载机器人的配套设备，尤其涉及玻璃行业智能设备领域的重载机器人的配套设备，具体是指一种用于浮法玻璃产线堆垛功用的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手及其方法。
技术介绍
随着社会经济与科技的发展，建筑业、智能制造业等所涉及的产品对玻璃原材料的种类、规格的需求越来越多样化，促进了玻璃原材料衍生产品的出现，如光伏玻璃、ITO导电膜玻璃等。任何一种玻璃的生产过程，需经过热端与冷端处理，冷端的最后环节即对不同规格的原片玻璃进行堆垛操作，以便进行运输包装。采用工业机器人进行玻璃堆垛方式是当下玻璃行业的主流，在堆垛过程中配套机器人抓手按照给定路径完成对原片玻璃的抓板与放板动作，但在抓板过程中，由于所需抓取的原板玻璃规格多种多样，多则达到20种以上，常规抓手不具备抓取如此多规格玻璃的能力，此时给抓板操作带来极大困难。目前，解决此种问题采取的方式主要有两种：一是增加产线上堆垛机器人的台数，不同载重的机器人配装不同规格的抓手来抓取特定的几种玻璃板，进而完成几十种规格玻璃的堆垛任务；二是增大单台机器人所配装的抓手的吸盘组数，这种方式的局限性在于增加吸盘组数会大大增加抓手的重量，如果吸盘组数增加太多导致整个抓手的重量超过机器人的负载范围，出现安全隐患，同时这种方式无法很大程度增强抓手的抓取能力。为解决以上存在的技术难题，人们尝试着采用各种方法来提高抓手抓取更多玻璃规格的能力。其中，在抓手结构设计方面，许多专利技术人进行了探索。涉及到的伸缩抓手的专利有：申请号为201320023169.X的中国专利公开了一种可伸缩吸盘组抓手，包括主体焊接架、伸缩架、左侧型材架和右侧型材架，伸缩架可沿主体焊接架长度方向延伸。所述的以上专利文件中，采取的伸缩方式及结构具有局限性，在伸缩架伸出过程中易出现整体结构左、右两端下垂的现象，导致整体吸盘面基准高度相差太多，无法满足玻璃正常堆垛需求，只适用于伸缩距离短的场合，通用性差。基于上述背景，本专利技术提出了一种具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，具有空间两自由度的伸缩功能，同时动态抓取玻璃过程中可以完成玻璃相对于基准点位置的精确测量，进而更好的完成玻璃堆垛任务。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供一种能克服现有常规抓手抓取多种规格玻璃能力不足的技术缺陷、极大的提高机器人堆垛玻璃的效率、在满足堆垛任务的前提下精简玻璃产线应用的机器人的总数量、节约成本的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手及其方法。为了实现上述目的，本专利技术的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手及其方法具有如下构成：该具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，用于重载机器人，其主要特点是，包括本体与测量系统，所述的本体为具有两个方向上的伸缩功能的结构框架，且本体上设置有抓取装置，所述的测量系统设置于所述的本体上，对两个方向上的伸缩量进行测量，确定该动态测量抓手上抓取的物体的位置。较佳地，所述的本体包括主梁、固定辅梁、伸缩辅梁和伸缩机构，所述的固定辅梁包括互相平行且依次设置的第一固定辅梁、第二固定辅梁和第三固定辅梁，所述的主梁数目包括平行设置的第一主梁和第二主梁，架设于所述的3根固定辅梁上方，主梁的长度方向与固定辅梁的长度方向互相垂直，所述的伸缩辅梁设置于主梁的一端，与第三固定辅梁相邻，且该伸缩辅梁的长度方向垂直于主梁的长度方向，由所述的伸缩辅梁和所述的伸缩机构的运动实现该本体在两个方向上的伸缩功能。更佳地，所述的本体在两个方向上的伸缩功能包括平行于主梁长度方向的横向伸缩功能和垂直于主梁长度方向的纵向伸缩功能。尤佳地，所述的伸缩辅梁设置于主梁的左端，所述的伸缩辅梁下侧面设置有抓取装置，所述的伸缩机构包括设置于所述的主梁上的滑轨伸缩机构，每一主梁上都安装有一个滑轨伸缩机构，所述的滑轨伸缩机构的长度方向与所述的主梁的长度方向相同，且所述的滑轨伸缩机构通过设置于该滑轨伸缩机构左端的滑轨连接板连接至所述的伸缩辅梁，所述的滑轨伸缩机构还包括滑块安装板、滑块和滑轨，所述的滑块安装板用于安装滑块，包括互呈直角的第一边和第二边，其中第一边安装在该滑轨伸缩机构所属的主梁上，第二边用于安装滑块；且滑轨与滑块通过移动副实现连接。甚佳地，所述的伸缩机构还包括气缸横向伸缩机构和气缸纵向伸缩机构，其中所述的气缸横向伸缩机构的长度方向平行于主梁的长度方向，连接主梁和伸缩辅梁，并通过活塞杆相对于缸体的运动推动所述的伸缩辅梁进行横向伸缩，实现本体的横向伸缩功能，所述的气缸纵向伸缩机构的长度方向垂直于主梁的长度方向，其下方设置有抓取装置，通过活塞杆相对于缸体的运动实现本体的纵向伸缩功能。极佳地，所述的气缸横向伸缩机构包括气缸、气缸固定角架以及推动连接板，且所述的气缸为双作用圆筒型气缸，其缸体通过气缸固定角架固定设置于主梁的左端部，其活塞杆端部通过一推动连接板连接至伸缩辅梁，且所述的推动连接板与伸缩辅梁的连接位置位于两个滑轨连接板之间。极佳地，所述的气缸纵向伸缩机构包括带导杆气缸、夹块、端板、型材，所述的带导杆气缸缸体与夹块连接；端板连接在带导杆气缸活塞杆的端部，型材固定在端板上，所述的抓取装置设置于该气缸纵向伸缩机构的型材上，所述的气缸纵向伸缩机构数目为3个，且3个气缸纵向伸缩机构的带导杆气缸缸体分别通过各自的夹块固定安装在第一固定辅梁的前侧端部、第三固定辅梁及伸缩辅梁前侧端部。甚佳地，所述的测量系统包括横向测量机构及纵向测量机构，其中所述的横向测量机构包括第一行程可读气缸、第一气缸固定架、第一光电传感器安装架；所述的第一行程可读气缸通过第一气缸固定架安装在第一固定辅梁与第二固定辅梁的底部侧面，且第一行程可读气缸的活塞杆轴线平行于主梁的长度方向，且活塞杆伸出方向水平向右；所述的光电传感器安装架固定安装于该第一行程可读气缸活塞杆的端部，且光电传感器安装架的长度方向垂直于主梁的长度方向；所述的光电传感器安装架长度方向上安装有两个光电传感器；所述的纵向测量机构包括第二行程可读气缸、第二气缸固定架、第二光电传感器安装架；所述的第二行程可读气缸通过第二气缸固定架安装在第一固定辅梁后端侧面上，且第一行程可读气缸的活塞杆轴线方向垂直于主梁的长度方向，且活塞杆伸出方向向后；所述的第二光电传感器安装架固定于该第一行程可读气缸活塞杆端部；所述的第二光电传感器安装架上安装有一个光电传感器。较佳地，所述的抓取装置为吸盘机构。以上所述的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手实现堆垛过程中抓取玻璃时进行伸缩的方法，其主要特点是，具有以下步骤：(1)玻璃由输送辊道输送至动态测量抓手下方时，通过该动态测量抓手所连接到的重载机器人的视觉系统获取该玻璃规格，并根据玻璃规格判断是否需要控制该动态测量抓手进行伸缩，若需要，则控制所述的动态测量抓手按一定伸缩量进行伸缩，抓取玻璃，否则直接抓取玻璃；(2)通过测量装置对抓取到的玻璃的边缘进行测量，确定该被抓取的玻璃相对于机器人法兰基准点的位置，通过该动态测量抓手所连接到的重载机器人进行分析后完成堆垛。较佳地，所述的步骤(1)中的控制所述的动态测量抓手按一定伸缩量进行伸缩，抓取玻璃为：按一定伸缩量控制所述的伸缩辅梁和伸缩机构进行运动，控制所述的本体进行相应方向上的伸缩操作，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，用于重载机器人，其特征在于，包括本体与测量系统，所述的本体为具有两个方向上的伸缩功能的结构框架，且本体上设置有抓取装置，所述的测量系统设置于所述的本体上，对两个方向上的伸缩量进行测量，确定该动态测量抓手上抓取的物体的位置。

【技术特征摘要】
1.一种具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，用于重载机器人，其特征在于，包括本体与测量系统，所述的本体为具有两个方向上的伸缩功能的结构框架，且本体上设置有抓取装置，所述的测量系统设置于所述的本体上，对两个方向上的伸缩量进行测量，确定该动态测量抓手上抓取的物体的位置。2.根据权利要求1所述的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，其特征在于，所述的本体包括主梁、固定辅梁、伸缩辅梁和伸缩机构，所述的固定辅梁包括互相平行且依次设置的第一固定辅梁、第二固定辅梁和第三固定辅梁，所述的主梁数目包括平行设置的第一主梁和第二主梁，架设于所述的3根固定辅梁上方，主梁的长度方向与固定辅梁的长度方向互相垂直，所述的伸缩辅梁设置于主梁的一端，与第三固定辅梁相邻，且该伸缩辅梁的长度方向垂直于主梁的长度方向，由所述的伸缩辅梁和所述的伸缩机构的运动实现该本体在两个方向上的伸缩功能。3.根据权利要求2所述的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，其特征在于，所述的本体在两个方向上的伸缩功能包括平行于主梁长度方向的横向伸缩功能和垂直于主梁长度方向的纵向伸缩功能。4.根据权利要求3所述的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，其特征在于，所述的伸缩辅梁设置于主梁的左端，所述的伸缩辅梁下侧面设置有抓取装置，所述的伸缩机构包括设置于所述的主梁上的滑轨伸缩机构，每一主梁上都安装有一个滑轨伸缩机构，所述的滑轨伸缩机构的长度方向与所述的主梁的长度方向相同，且所述的滑轨伸缩机构通过设置于该滑轨伸缩机构左端的滑轨连接板连接至所述的伸缩辅梁，所述的滑轨伸缩机构还包括滑块安装板、滑块和滑轨，所述的滑块安装板用于安装滑块，包括互呈直角的第一边和第二边，其中第一边安装在该滑轨伸缩机构所属的主梁上，第二边用于安装滑块；且滑轨与滑块通过移动副实现连接。5.根据权利要求4所述的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，其特征在于，所述的伸缩机构还包括气缸横向伸缩机构和气缸纵向伸缩机构，其中所述的气缸横向伸缩机构的长度方向平行于主梁的长度方向，连接主梁和伸缩辅梁，并通过活塞杆相对于缸体的运动推动所述的伸缩辅梁进行横向伸缩，实现本体的横向伸缩功能，所述的气缸纵向伸缩机构的长度方向垂直于主梁的长度方向，其下方设置有抓取装置，通过活塞杆相对于缸体的运动实现本体的纵向伸缩功能。6.根据权利要求5所述的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，其特征在于，所述的气缸横向伸缩机构包括气缸、气缸固定角架以及推动连接板，且所述的气缸为双作用圆筒型气缸，其缸体通过气缸固定角架固定设置于主梁的左端部，其活塞杆端部通过一推动连接板连接至伸缩辅梁，且所述的推动连接板与伸缩辅梁的连接位置位于两个滑轨连接板之间。7.根据权利要求5所述的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，其特征在于，所述的气缸纵向伸缩机构包括带导杆气缸、夹块、端板、型材，所述的带导杆气缸缸体与夹块连接；端板连接在带导杆气缸活塞杆的端部，型材固定在端板上，所述的抓取装置设置于该气缸纵向伸缩机构的型材上，所述的气缸纵向伸缩机构数目为3个，且3个气缸纵向伸缩机构的带导杆气缸缸体分别通过各自的夹块固定安装在第一固定辅梁的前侧端部、第三固定辅梁及伸缩辅梁前侧端部。8.根据权利要求3所述的具有空间两自由度伸缩功能的动态测量抓手，其特征在于，所述的测量系统包括横向测量机构及纵向测量机构，其中所述的横向测量机构包括第一行程可读气缸、第一气缸固定架、第一光电传感器安装架；所述的第一行程可读气缸通过第一气缸固定架安装在第一固定辅梁与第二固定辅梁的底部侧面，且第一行程可读气缸的活塞杆轴线平行于主梁的长度方向，且活塞杆伸出方向水平向右；所述的光电传感器安装架固定安装于该第一行程可读气缸活塞杆的端部，且光电传感器安装架的长度方向垂直于主梁的长度方向；所述的光电传...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄祥，陈坤，汪宏飞，张亚运，陆定军，侯金江，高雪嵩，唐蛟，尚明柱，韩冬伟，张荣松，
申请(专利权)人：中建材凯盛机器人上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31