本发明专利技术提供了一种地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，包括安装在机械手上的基座，基座上通过螺丝固定有多个结构尺寸均相同的电磁铁以及多个结构尺寸均相同的气动吸嘴；电磁铁以及气动吸嘴的具体布置位置、布置间距均根据扣件上可吸附点以及可吸附面的尺寸信息来确定；气动吸嘴、电磁铁均与对应的控制单元连接，控制单元均通过现场总线与主控制板进行通讯。本发明专利技术基于气吸与磁吸相结合的方式，能够方便快捷地完成地铁轨排拼装时胶垫、铁垫板、弹条、轨距块等扣件的抓取与摆放操作，无需设计或更换不同的操作手、夹爪等机械机构，大大提高了施工效率，保证了施工进度，降低了人力资源的使用，简化了现场拼装系统整体的操作机械结构。操作机械结构。操作机械结构。
【技术实现步骤摘要】
一种地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端
[0001]本专利技术属于物料取放装置
，尤其涉及一种地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端。
技术介绍
[0002]在轨排拼装过程中，需要使用到各种扣件，常用的扣件包括胶垫、铁垫板、轨下胶垫、轨距块和弹条；这些扣件由于尺寸、重量、形状各不相同，导致对其抓取和摆放具有一定难度。目前主要采用人工与机器两种抓取和摆放方式，但均具有一定缺陷。
[0003]采用人工抓取和摆放扣件时，由于部分扣件如铁垫板和弹条等质量较大，导致人工取放具有一定难度，工作效率低；并且，工人在短时间内进行多次扣件取放容易导致腰酸、腰痛等症状，长此以往容易损害工人身体；另外，由于轨排拼装时所需扣件种类多、数量多，因此还容易产生人员配置不足的问题。
[0004]采用机器人抓取和摆放扣件虽然更加省力且所需人手也较少，但是由于扣件种类繁杂、各扣件形状不一，这就导致需要设计并安装多种操作手或夹爪，轨排拼装过程中，针对不同的扣件需要及时切换不同的操作手或夹爪来进行抓取与摆放操作，致使拼装效率不高，拼装系统整体机械结构较为复杂，拼装系统整体体积较为庞大，系统维护困难且维护成本高昂，操作系统容易不稳定。
[0005]现有技术（CN114214879A）提出了一种铁路扣件安装车，包括车辆本体以及扣件组合安装装置，扣件组合安装装置包括两个安装机构与两个组合机构，其设计思路是将所需安装零部件分两部分组合完毕后再进行安装，该方法一定程度减小了车体体积、提高了安装效率，但仍然无法解决因各扣件尺寸和形状不相同带来的机械抓取和摆放装置结构复杂的问题，仍然需要针对性地设计不同的操作手或夹爪。
[0006]现有技术（CN101153476）提出了一种弹条安装车，通过油缸、支撑臂和拐臂拨叉来进行弹条的安装，实现了无人化安装，提高了弹条安装效率，但是该弹条安装车只能进行弹条的安装摆放，不能为其他扣件的抓取与摆放工作提供较好的参考。
[0007]综上可知，目前所使用的扣件抓取与摆放方式仍离不开人工，其机械化、自动化程度不高，而在已有的机械化作业方式中，绝大部分只能满足单一扣件的抓取与摆放需求，尚缺少一种仅靠使用单一操作末端便能实现多种扣件抓取与摆放操作的装置。
技术实现思路
[0008]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，基于气吸与磁吸相结合的方式，能够适用于各种类型扣件的抓取摆放操作，解决了传统的物料抓取操作末端无法实现针对多种形状不一的扣件的抓取操作的问题。
[0009]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0010]一种地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，包括机械手、基座、多个结构尺寸均相同的电磁铁、多个结构尺寸均相同的气动吸嘴；基座上开设有多个贯通的安装孔，
安装孔包括两种，一种是用于与机械手连接的配合孔，另一种是用于安装气动吸嘴的阶梯孔；基座四角处开设有凹槽，电磁铁固定安装在凹槽中；气动吸嘴、电磁铁均与对应的控制单元连接，控制单元通过现场总线与主控制板进行通讯；机械手上搭载有小型视觉相机，小型视觉相机与主控制板信号连接。
[0011]进一步地，所述气动吸嘴与吸嘴控制单元连接，吸嘴控制单元包括电磁阀、气泵、驱动电路以及单片机，该单片机通过驱动电路与电磁阀连接，电磁阀与气泵输出口之间通过通气软管连接。
[0012]进一步地，所述吸嘴控制单元还包括气压传感器，气压传感器输入端与电磁阀以及气动吸嘴之间通过Y型接口以及通气软管实现连接，气压传感器同时与该单片机信号连接。
[0013]进一步地，所述电磁铁与电磁铁控制单元连接，电磁铁控制单元包括驱动电路、单片机、接近传感器，该单片机通过驱动电路与电磁铁连接，接近传感器通过螺丝固定在对应电磁铁旁的基座侧面，并且与该单片机信号连接。
[0014]进一步地，所述气动吸嘴以及电磁铁的前端均伸出至基座前端面，且气动吸嘴伸出基座前端面的距离大于电磁铁伸出基座前端面的距离。
[0015]进一步地，所述气动吸嘴、电磁铁均通过螺丝与基座固定；气动吸嘴内部设有弹簧，电磁铁吸取扣件时，扣件挤压气动吸嘴直至扣件与电磁铁接触，电磁铁摆放扣件完毕后，气动吸嘴在弹簧作用下恢复原位。
[0016]进一步地，所述电磁铁分为两组，分别位于基座前端面左右两侧，且分别与两个对应的控制单元连接；每组中的两个电磁铁之间的距离与弹条上凸起的两个可吸附点之间的距离一致，左右两组电磁铁之间的距离与铁垫板上可吸附面的长度相匹配。
[0017]进一步地，所述气动吸嘴分为三组，且分别与三个对应的控制单元连接，第一组气动吸嘴用于吸取轨距块，第二组气动吸嘴用于吸取大胶垫，第三组气动吸嘴用于吸取轨下胶垫；第一组气动吸嘴数量为一个，布置在基座上部中心位置处，第二组气动吸嘴的位置根据大胶垫上圆形凸起的位置进行布局，第三组气动吸嘴的位置根据轨下胶垫上圆形凸起的位置进行布局。
[0018]一种利用上述地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端的取放操作方法，包括如下过程：首先将所有气动吸嘴以及电磁铁安装于基座上，再将基座整体安装于机械手上，并将气动吸嘴以及电磁铁与相应的控制单元电性连接，使用之前保证处于断电状态；然后基于主控制板控制机械手带动基座整体移动至物料库上方，机械手上的小型视觉相机扫描物料库数据后确定需要抓取的扣件的位置，并将扣件位置坐标信息反馈给主控制板；主控制板接收到信息后首先控制机械手带动基座整体移动至抓取位置处，然后通过现场总线给相应的吸嘴控制单元和/或电磁铁控制单元发送启动指令，进行扣件的抓取操作；当气压传感器和/或接近传感器持续反馈的都是高电平信号时表明扣件抓取完成；之后，主控制板再控制机械手带动基座整体移动至目标区域上方，继续通过小型视觉相机扫描确定扣件放置位置，并将扣件放置位置坐标信息反馈至主控制板，主控制板控制机械手带动基座整体下落至目标位置；然后主控制板通过现场总线给相应的吸嘴控制
单元和电磁铁控制单元发送关闭指令，使得气动吸嘴和/或电磁铁失去吸附能力，扣件被摆放到指定的目标位置；当气压传感器和/或接近传感器持续反馈的都是低电平信号时表明扣件放置完成，重复上述过程，进行下一扣件的抓取。
[0019]进一步地，所述主控制板给吸嘴控制单元发送启动指令后，吸嘴控制单元中的单片机将引脚电平置为高位，通过驱动电路将放大功率导通电磁阀内部线圈，在线圈磁场作用下电磁阀将改变内部通气状态，使得气泵与气动吸嘴之间形成通路，此时气动吸嘴具备吸附功能，抓取扣件；主控制板给吸嘴控制单元发送关闭指令后，吸嘴控制单元中的单片机将引脚电平置为低位，电磁阀断电，此时气动吸嘴不具备吸附功能；在此过程中，气压传感器实时检测气动吸嘴端通气软管内部气压，当气动吸嘴吸附到扣件时，内部气压急剧下降，气压传感器返回高位电平信号至吸嘴控制单元中的单片机；气动吸嘴没有吸附到扣件时，内部气压维持大气压状态，气压传感器返回低位电平信号至单片机引脚；主控制板给电磁铁控制单元发送启动指令后，电磁铁控制单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，其特征在于，包括机械手（43）、基座（1）、多个结构尺寸均相同的电磁铁、多个结构尺寸均相同的气动吸嘴；基座（1）上开设有多个贯通的安装孔，安装孔包括两种，一种是用于与机械手（43）连接的配合孔，另一种是用于安装气动吸嘴的阶梯孔；基座（1）四角处开设有凹槽，电磁铁固定安装在凹槽中；气动吸嘴、电磁铁均与对应的控制单元连接，控制单元通过现场总线与主控制板进行通讯；机械手（43）上搭载有小型视觉相机，小型视觉相机与主控制板信号连接。2.根据权利要求1所述的地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，其特征在于，所述气动吸嘴与吸嘴控制单元连接，吸嘴控制单元包括电磁阀、气泵、驱动电路以及单片机，该单片机通过驱动电路与电磁阀连接，电磁阀与气泵输出口之间通过通气软管连接。3.根据权利要求2所述的地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，其特征在于，所述吸嘴控制单元还包括气压传感器，气压传感器输入端与电磁阀以及气动吸嘴之间通过Y型接口以及通气软管实现连接，气压传感器同时与该单片机信号连接。4.根据权利要求3所述的地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，其特征在于，所述电磁铁与电磁铁控制单元连接，电磁铁控制单元包括驱动电路、单片机、接近传感器，该单片机通过驱动电路与电磁铁连接，接近传感器通过螺丝固定在对应电磁铁旁的基座（1）侧面，并且与该单片机信号连接。5.根据权利要求1所述的地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，其特征在于，所述气动吸嘴以及电磁铁的前端均伸出至基座（1）前端面，且气动吸嘴伸出基座（1）前端面的距离大于电磁铁伸出基座（1）前端面的距离。6.根据权利要求1所述的地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，其特征在于，所述气动吸嘴、电磁铁均通过螺丝与基座（1）固定；气动吸嘴内部设有弹簧，电磁铁吸取扣件时，扣件挤压气动吸嘴直至扣件与电磁铁接触，电磁铁摆放扣件完毕后，气动吸嘴在弹簧作用下恢复原位。7.根据权利要求1所述的地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，其特征在于，所述电磁铁分为两组，分别位于基座（1）前端面左右两侧，且分别与两个对应的控制单元连接；每组中的两个电磁铁之间的距离与弹条（21）上凸起的两个可吸附点之间的距离一致，左右两组电磁铁之间的距离与铁垫板（22）上可吸附面的长度相匹配。8.根据权利要求1所述的地铁轨排拼装用扣件物料一体化取放操作末端，其特征在于，所述气动吸嘴分为三组，且分别与三个对应的控制单元连接，第一组气动吸嘴用于吸取轨距块（23），第二组气动吸嘴用于吸取大胶垫（19），第三组气动吸嘴用于吸取轨下胶垫（20）；第一组气动吸嘴数量为一个，布置在基座（1）上部中心位置处，第二组气动吸嘴的位置根据大胶垫（19...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾建兵，刘笃信，刘景，王宏杰，曲海波，贾玉周，郭盛，李伟，刘悦勋，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。