一种用于手套箱中的手臂机器人及手套箱制造技术

本发明专利技术公开了一种用于手套箱中的手臂机器人，包括：水平导轨、柔性机械手臂和抓取器；水平导轨固定在手套箱内，基座固定连接到可滑动地水平导轨，水平导轨中设置有控制模块和第一组电机，控制模块与第一组电机电连接；基座固定连接柔性机械手臂；柔性机械手臂活动端固定连接抓取器；抓取器上设置有与控制模块通讯连接的若干微电机，微电机驱使抓取器的活动部运动。在控制模块的操控下分别通过可转动的关节柔性的调整姿态，能够自动化完成元件抓取、转运和安装工作。本发明专利技术还提供了应用该手臂机器人的手套箱。根据本发明专利技术的手臂机器人能够在封闭的手套箱内完成工件抓取、转运以及安装工作，极大地保证人员安全。

Arm robot and glove box for glove box

The invention discloses an arm robot used in glove box, which comprises a horizontal guide rail, a flexible manipulator arm and a grabber; a horizontal guide rail is fixed in the glove box, a base is fixed to a sliding horizontal guide rail, a control module and a first motor are arranged in the horizontal guide rail, and the control module is electrically connected with the first motor. Fixed connection flexible manipulator base; flexible manipulator movable end fixed connection grabber; grabber is equipped with a number of micro-motors communicating with the control module, micro-motors drive the grabber movable part movement. Under the control module's control, it can accomplish the grabbing, transporting and installing of the components automatically by adjusting the flexible attitude of the rotatable joints. The invention also provides a glove box for applying the arm robot. According to the invention, the arm robot can accomplish the work piece grabbing, transporting and installing in the closed glove box, thus greatly ensuring the safety of personnel.

【技术实现步骤摘要】
一种用于手套箱中的手臂机器人及手套箱
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种用于手套箱中的手臂机器人及应用该手臂机器人手套箱。
技术介绍
由于放射性物料的辐射危害，其操作一般在具有屏蔽功能的手套箱内进行。手套箱是操作放射性材料、放射性物质具有屏蔽功能设备，手套箱内的生产操作是人员穿戴手套完成，为保护人员安全不受辐射损害，手套孔上安装的手套，具有屏蔽放射性辐射危害的功能，非普通手套，所以手套比较笨重，比较厚实，不透气等缺点。手套箱为放射性物料屏蔽防护设施，人员站在手套箱外部，透过手套箱上铅玻璃窗观察内部设备，通过穿戴手套对内部物料和设备进行操作。现有手套箱内设备零件或工件的更换维护是操作人员在手套箱外穿戴手套更换维护完成。因手套箱的手套有以上缺点，所以穿戴手套后，在手套箱内更换维护时，人手的抓取和操作灵活性降低很多，不仅人的手臂所能操作的范围有限，费时费力，而且人工操作的劳动强度大，效率低，对于手套箱相对体积较大甚至有些地方无法轻易地够到，时常无法即时完成零件或工件的更换维护。手套箱内的放射性存在虽然被屏蔽，但手套箱外仍存在因沾染放射性碎屑而受到放射性辐射的风险，而且人工操作的时间和次数都有严格限制，操作完成后还需要去污程序，让人员及时进行清理衣物和冲洗身体，以保证人员的安全。因此，现有生产作业方式，效率较低，有安全风险，操作的总时间和次数受严重限制，已经无法满足高效工业化生产的需求，亟需自动化工作的装置和系统。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种用于手套箱中的手臂机器人以及应用该手臂机器人的手套箱。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种用于手套箱的手臂机器人，包括：水平导轨、柔性机械手臂和抓取器；所述水平导轨固定在手套箱内，所述基座固定连接到可滑动地水平导轨，所述水平导轨中设置有控制模块和第一组电机，所述控制模块与第一组电机电连接；所述基座固定连接柔性机械手臂；所述柔性机械手臂活动端固定连接抓取器；所述抓取器上设置有与所述控制模块通讯连接的若干微电机，所述微电机驱使抓取器的活动部运动。在根据本专利技术的一个实施方案中，所述柔性机械手臂包括：固定底座、活动后臂、第一关节、活动前臂、第二关节和第三关节；其中，所述固定底座与基座固定连接，同时通过第一关节与活动后臂固定连接；所述第一关节包括第一转轴和第二组电机，所述第二组电机与控制模块通讯连接并驱动第一转轴转动；；所述活动后臂远离基座的一端通过第二关节与活动前臂连接，所述第二关节包括第二转轴和第三组电机，所述第三组电机与控制模块通讯连接并且驱动第二转轴转动；所述活动前臂远离活动后臂的一端通过第三关节与抓取器固定连接，所述第三关节包括第三转轴和第四组电机，所述第四组电机与控制模块通讯连接并且驱动第三转轴转动；。在根据本专利技术的一个实施例中，所述基座中还设置有扭转关节，所述扭转关节包括第五组电机和第四转轴，所述第五组电机与所述控制模块通讯连接并驱动第四转轴转动。进一步地，在抓取器上还设置有第五转轴，该第五转轴的转动面垂直于抓取器的纵向平面，从而可以通过转动调整抓取器的抓取方向，以利于抓取和安装元件。在根据本专利技术的一个实施例中，抓取器上设置有元件识别传感器和位置传感器；所述元件识别传感器和位置传感器分别与控制模块通讯连接。进一步地，所述抓取器上设置有压力传感器，以利于确定抓取器是否完成抓取动作。本专利技术还提供了一种手套箱，包括上述的手臂机器人、载物架、元件输送口、隔离箱体；所述手臂机器人的水平导轨固定在所述手套箱内的高处，所述隔离箱体的一个侧壁设置有元件输送口，所述隔离箱体的另一侧壁上设置有观察窗；所述载物架固定在隔离箱体内。在根据本专利技术的一个实施例中，所述载物架上设置有转动台，所述转动台的驱动装置与控制模块通讯连接。在根据本专利技术的一个实施例中，所述手套箱的外部设置有操作台，所述操作台与控制模块通讯连接。在根据本专利技术的一个实施例中，所述元件输送口设置有元件识别传感器。本专利技术进一步提供了一种用于手套箱的手臂机器人的控制方法，包括：操作台向控制模块发送工作信号；控制模块在收到工作信号后分别向第一组电机、第二组电机、第三组电机和第四组电机发出抓取信号；在收到抓取信号后，基座、第一关节、第二关节、第三关节和抓取器协同运动，完成抓取动作；抓取器抓取元件后向控制模块发送抓取信息；控制模块在收到抓取信息后分别向第一组电机、第二组电机、第三组电机和第四组电机发出转运信号；在收到转运信号后，基座、第一关节、第二关节、第三关节和抓取器协同运动，将元件转运至载物台上方；当元件与载物台上的对应接口对准后，控制模块发出安装信号，第一组电机、第二组电机、第三组电机和第四组电机协同操作，使活动后臂、活动前臂以及抓取器协同运动，将元件安装到适当位置。在根据本专利技术的一个实施例中该控制方法还包括：在完成抓取动作时：第一组电机收到抓取信号后驱动基座沿着水平导轨向元件输送口移动并固定在适当位置；第二组电机收到抓取信号后驱动第一转轴转动，使活动后臂伸长到适当位置；第三组电机收到抓取信号后驱动第二转轴转动，使活动前臂伸入元件输送口；第四组电机收到抓取信号后驱动第三转轴转动，使抓取器转动到正对元件的位置，并抓取元件。进一步地，抓取器上的元件识别传感器识别元件的摆放状态，并将识别信息发送到控制模块，控制模块根据识别元件的摆放姿态操控第五转轴转动，调整抓取器的抓取角度，以顺利完成抓取。更进一步地，抓取器在完成抓取后，抓取器上的压力传感器将抓取的压力信息传输到控制模块，控制模块根据压力传感器判断是否完成抓取，若压力值不足以完成抓取，则发送加压信号，提升抓取器的抓取力度；若压力值中以完成抓取，则发送转运信号。在根据本专利技术的一个实施例中，该控制方法还包括：在完成转运动作时：第一组电机收到转运信号后驱动基座沿着水平导轨向载物架移动，第二组电机收到转运信号后驱动第一转轴转动，使活动后臂转向载物架的方向；第三组电机收到转运信号后驱动第二转轴转动，使活动前臂带动抓取器转动到载物架的上方；第四组电机收到转运信号后驱动第三转轴转动，并使元件悬停于载物架上方。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。根据本专利技术的手臂机器人和应用该手臂机器人的手套箱通过应用横向滑动的导轨使基座能够在手套室内横向移动，增大了手臂机器人的活动范围，同时利用第一关节、第二关节和第三关节形成柔性的手臂机器人，其占用空间小、灵活性高、能适应多种工件的更换，适合各种高难度、动作多、复杂连续的更换作业；并且，精度高刚度强，速度快效率高；运行安全稳定可靠，适合高级工业化自动化生产。根据本专利技术的手臂机器人还可以自动化抓取、安装工件，运行安全稳定可靠，生产经济、高效，具有显著的经济和时间效益，使手套箱生产更为简单便捷，提高了手套箱生产使用率。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术的手臂机器人一个示例性实施例的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于手套箱的手臂机器人，其特征在于，包括：水平导轨、柔性机械手臂和抓取器；所述水平导轨固定在手套箱内，所述基座固定连接到可滑动地水平导轨，所述水平导轨中设置有控制模块和第一组电机，所述控制模块与第一组电机电连接；所述基座固定连接柔性机械手臂；所述柔性机械手臂活动端固定连接抓取器；所述抓取器上设置有与所述控制模块通讯连接的若干微电机，所述微电机驱使抓取器的活动部运动。

【技术特征摘要】
1.一种用于手套箱的手臂机器人，其特征在于，包括：水平导轨、柔性机械手臂和抓取器；所述水平导轨固定在手套箱内，所述基座固定连接到可滑动地水平导轨，所述水平导轨中设置有控制模块和第一组电机，所述控制模块与第一组电机电连接；所述基座固定连接柔性机械手臂；所述柔性机械手臂活动端固定连接抓取器；所述抓取器上设置有与所述控制模块通讯连接的若干微电机，所述微电机驱使抓取器的活动部运动。2.一种用于手套箱的手臂机器人，其特征在于，所述柔性机械手臂包括：固定底座、活动后臂、第一关节、活动前臂、第二关节和第三关节；其中，所述固定底座与基座固定连接，同时通过第一关节与活动后臂固定连接；所述第一关节包括第一转轴和第二组电机，所述第二组电机与控制模块通讯连接并驱动第一转轴转动；；所述活动后臂远离基座的一端通过第二关节与活动前臂连接，所述第二关节包括第二转轴和第三组电机，所述第三组电机与控制模块通讯连接并且驱动第二转轴转动；所述活动前臂远离活动后臂的一端通过第三关节与抓取器固定连接，所述第三关节包括第三转轴和第四组电机，所述第四组电机与控制模块通讯连接并且驱动第三转轴转动所述抓取器上设置有与所述控制模块通讯连接的若干微电机，所述微电机驱使抓取器的活动部运动。3.如权利要求2所述的手臂机器人，其特征在于，所述基座中还设置有扭转关节，所述扭转关节包括第五组电机和第四转轴，所述第五组电机与所述控制模块通讯连接并驱动第四转轴转动。4.如权利要求3所述的手臂机器人，其特征在于，抓取器上设置有元件识别传感器和位置传感器；所述元件识别传感器和位置传感器分别与控制模块通讯连接。5.一种手套箱，其特征在于，如权利要求1至4中的任一项所述的手臂机器人、载物架、元件输送口、隔离箱体；所述手臂机器人的水平导轨固定在所述手套箱内的高处，所述隔离箱体的一个侧壁设置有元件输送口，所述隔离箱体的另一侧壁上设置有观察窗；所述载物架...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建营，计红艳，张韬懿，范立明，
申请(专利权)人：北京轩宇智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11