CN108994870A - 用于机械手的末端执行器及机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于机械手的末端执行器,用于取放产品,包括安装支架、升降驱动机构、取料装置以及视觉检测装置,升降驱动机构安装在安装支架,升降驱动机构被配置为与机械手的控制器通讯连接,取料装置连接至升降驱动机构的输出端,取料装置被配置为取放产品,视觉检测装置安装在安装支架,视觉检测装置被配置为抓取产品的特征位置并反馈至机械手的控制器。本发明使得机械手能够根据视觉检测装置反馈的信息带动末端执行器移动以使其取料装置快速定位在精确对准产品的位置,有效提升了机械手的定位精度和取料效率;同时,也使得当产品放反时,机械手能够获知产品放反的信息进而不执行拿取动作,避免了以错误方向进行的拿取,起到了防呆的功能。
Description
技术领域
本发明涉及机械手技术领域,尤其涉及一种用于取放产品的机械手的末端执行器及机械手。
背景技术
目前,出于性能考虑,用于取放产品的机械手普遍存在结构复杂,自由度多,造价高的问题;而且,由于机械手的定位精度有限,为了配合机械手的顺利拿取,还必须将待拿取产品按照一定的秩序摆放整齐,稍有差池便会导致取料失败,并导致取料速度慢,效率低;此外,当手机等产品放反的时候,机械手并没有办法对此进行识别,从而无法进行符合目的拿取。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机械手的末端执行器,能够降低对手臂本体的性能的要求,提升机械手的定位精度和取料效率,并使其具有防呆的功能。
本发明的另一目的在于提供一种机械手,能够降低对手臂本体的性能的要求,提升机械手的定位精度和取料效率,且具有防呆的功能。
为实现上述目的,本发明提供了一种用于机械手的末端执行器,用于取放产品,所述末端执行器包括安装支架、升降驱动机构、取料装置以及视觉检测装置,所述升降驱动机构安装在所述安装支架,所述升降驱动机构被配置为与机械手的控制器通讯连接,所述取料装置连接至所述升降驱动机构的输出端,所述取料装置被配置为取放产品,所述视觉检测装置安装在所述安装支架,所述视觉检测装置被配置为抓取产品的特征位置并反馈至机械手的控制器。
较佳地,所述取料装置包括真空吸盘,所述真空吸盘连接至所述升降驱动机构的输出端以在所述升降驱动机构的驱动下吸附产品。
较佳地,所述取料装置还包括夹持机构,所述夹持机构包括夹持驱动结构以及设有夹持部的两夹持件,所述两夹持件相对且平行设置,所述夹持驱动结构连接至所述升降驱动机构的输出端,所述夹持驱动结构被配置为与机械手的控制器通讯连接和驱动两所述夹持件相互靠近或相互远离,于所述真空吸盘吸附在产品上的状态下,两所述夹持件的夹持部分别正对产品的两相对侧部。
较佳地,所述夹持驱动结构具有位于其底部且相对设置的两驱动滑块,所述夹持机构还包括两连接座,所述连接座大致呈倒L状,包括水平安装部和竖直安装部,所述水平安装部对应连接至所述驱动滑块的底面,所述竖直安装部对应连接至所述夹持件的内壁。
较佳地,所述水平安装部的纵向两侧向上凸设有两定位侧墙,所述驱动滑块限位在所述水平安装部的两定位侧墙之间;所述水平安装部靠近所述竖直安装部的横向一端向外超出所述竖直安装部以压接在所述夹持件的顶面。
较佳地,所述升降驱动机构的输出端连接有水平固定板,所述水平固定板的纵向两侧固设有两连接件,两所述真空吸盘的上端分别安装在两所述连接件,所述夹持驱动结构安装在所述水平固定板的底面。
较佳地,所述末端执行器包括两所述升降驱动机构及两所述取料装置,两所述升降驱动机构分别安装在所述安装支架的横向两端,两所述取料装置对应连接至两所述升降驱动机构的输出端;所述视觉检测装置位于两所述取料装置之间,所述视觉检测装置包括相机和环形光源,所述环形光源与所述相机的镜头同轴设置。
较佳地,所述安装支架包括一水平安装板、两竖直端板以及一竖直侧板,两所述竖直端板的顶端分别安装在所述水平安装板的横向两端,所述竖直侧板的顶端安装在所述水平安装板的纵向一侧的中部,所述升降驱动机构为升降气缸,所述升降驱动机构对应安装在所述竖直端板的外侧面,所述相机安装在所述竖直侧板的外侧面,所述环形光源安装在所述竖直侧板的底端。
较佳地,两所述夹持驱动结构在横向上相对设置,所述夹持驱动结构的底部相对设置有两驱动滑块,所述环形光源与两所述夹持驱动结构大致位于同一高度且高于两所述夹持驱动结构的驱动滑块,所述环形光源在纵向上部分伸至两所述夹持驱动结构之间的空间,所述环形光源在横向上分别向外超出两所述夹持驱动结构的内端面。
为实现上述另一目的,本发明提供了一种机械手,用于取放产品,所述机械手包括手臂本体、控制器以及如上所述的用于机械手的末端执行器。
与现有技术相比,本发明藉由末端执行器的视觉检测装置能够近距离、精确的抓取产品的特征位置并反馈至机械手的控制器,进而使得机械手能够根据视觉检测装置反馈的信息带动末端执行器移动以使其取料装置快速定位在精确对准产品的位置,有效提升了机械手的定位精度和取料效率;同时,也使得当产品放反时,机械手能够获知产品放反的信息进而不执行拿取动作,避免了以错误方向进行的拿取,起到了防呆的功能;而且,当取料装置对准产品后,藉由末端执行器上的升降驱动机构,能够直接驱动取料装置向下进行取料,有效提升了取料速率和取料准确度,避免了因为手臂本体带动取料装置向下取料而导致的取料速率低和取料准确度不高的问题;此外,藉由末端执行器的视觉检测装置和升降驱动机构的设置,有效提升了机械手的整体性能,有利于手臂本体的自由度的降低和机械手结构的简化,进而起到节省成本的作用。
附图说明
图1是本发明实施例用于机械手的末端执行器的立体结构示意图。
图2是本发明实施例夹取机构的立体结构示意图。
图3是本发明实施例的机械手的立体结构示意图。
图4是本发明实施例的控制关系的示意框图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“内”、“外”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“水平”、“竖直”、“横”、“纵”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位,因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
请参阅图1至图4,本发明公开了一种用于机械手的末端执行器100,用于取放产品900,末端执行器100包括安装支架1、升降驱动机构2、取料装置3以及视觉检测装置4,升降驱动机构2安装在安装支架1,升降驱动机构2被配置为与机械手的控制器200通讯连接,取料装置3连接至升降驱动机构2的输出端,取料装置3被配置为取放产品900,视觉检测装置4安装在安装支架1,视觉检测装置4被配置为抓取产品900的特征位置并反馈至机械手的控制器200。在一些实施例中,取放的产品900为手机,产品900的特征位置可以选择为屏幕摄像头和麦克风孔位,又或是其他具有区别性的位置。
本发明藉由末端执行器100的视觉检测装置4能够近距离、精确的抓取产品900的特征位置并反馈至机械手的控制器200,进而使得机械手能够根据视觉检测装置4反馈的信息带动末端执行器100移动以使其取料装置3快速定位在精确对准产品900的位置,有效提升了机械手的定位精度和取料效率;同时,也使得当产品900放反时,机械手能够获知产品900放反的信息进而不执行拿取动作,避免了以错误方向进行的拿取,起到了防呆的功能;而且,当取料装置3对准产品900后,藉由末端执行器100上的升降驱动机构2,能够直接驱动取料装置3向下进行取料,有效提升了取料速率和取料准确度,避免了因为手臂本体300带动取料装置3向下取料而导致的取料速率低和取料准确度不高的问题;此外,藉由末端执行器100的视觉检测装置4和升降驱动机构2的设置,有效提升了机械手的整体性能,有利于手臂本体300的自由度的降低和机械手结构的简化,进而起到节省成本的作用。
请参阅图1,在一些实施例中,取料装置3包括真空吸盘31,真空吸盘31连接至升降驱动机构2的输出端以在升降驱动机构2的驱动下吸附产品900。优选地,真空吸盘31与抽真空装置(图未示)连接,当真空吸盘31压接在产品900上后,通过抽真空装置抽真空以实现吸附产品900的目的;优选地,抽真空装置与机械手的控制器200通讯连接以即时接收抽真空指令;优选地,抽真空装置为外部装置,但并不排除其作为末端执行器100的组成部分;当然,通过真空吸盘31自身下压形成气压变化以进行吸附产品900的方式不应排除在本发明的保护范围之外。
请参阅图1、图2及图4,在一些实施例中,取料装置3还包括夹持机构,夹持机构包括夹持驱动结构32以及设有夹持部330的两夹持件33,两夹持件33相对且平行设置,夹持驱动结构32连接至升降驱动机构2的输出端,夹持驱动结构32被配置为与机械手的控制器200通讯连接和驱动两夹持件33相互靠近或相互远离,于真空吸盘31吸附在产品900上的状态下,两夹持件33的夹持部330分别正对产品900的两相对侧部。藉由夹持机构的设置,使得产品900在被吸附的同时,能够被夹持,有效提升了产品900拿取的可靠性,避免了因吸附不牢,特别是当手机900等产品表面贴设有薄膜等情况的时候,所造成的损毁产品900的情况的发生;而且,由于两夹持件33相互平行设置,且在真空吸盘31吸附在产品900上的状态下,两夹持件33的夹持部330分别正对产品900的两相对侧部,从而有效保证了夹持的可靠性。
请参阅图2,具体地,夹持件33的底端的内侧设有柔性的夹持部330,优选为硅胶。在具体实施例中,夹持件33具有纵向设置的两夹持脚331,两夹持脚331的内侧分别设有柔性的夹持部330;优选地,夹持脚331的内侧形成有纵向扣合滑槽332,夹持部330纵向滑设入纵向扣合滑槽332内。当然,上述夹持件33的具体结构不应构成对本发明的限制,夹持件33亦可以是单体式结构。
请参阅图2,在一些实施例中,夹持驱动结构32为一平行气缸,夹持驱动结构32具有位于其底部的相对设置的两驱动滑块321,夹持机构还包括两连接座34,连接座34大致呈倒L状,包括水平安装部341和竖直安装部342,水平安装部341对应连接至驱动滑块321的底面,竖直安装部342对应连接至夹持件33的内壁。藉由夹持驱动结构32的设置,有效保证了两夹持件33的平行度;另外,藉由呈倒L状的连接座34的设计,增强了夹持驱动的稳定性。
具体地,夹持件33进一步通过锁紧螺钉35对应连接至竖直安装部342,以增强结构的稳固性。
具体地,水平安装部341的纵向两侧向上凸设有两定位侧墙343,驱动滑块321限位在水平安装部341的两定位侧墙343之间,水平安装部341靠近竖直安装部342的横向一端向外超出竖直安装部342以压接在夹持件33的顶面;藉此设计,使得夹持驱动结构32可以快速、准确地安装在水平安装部341,而且,在夹持驱动结构32驱动夹持件33横向移动的过程中,能够有效增强结构的稳定性和夹持件33横向移动的可靠性。
请参阅图1,在一些实施例中,升降驱动机构2的输出端连接有水平固定板21,水平固定板21的纵向两侧固设有两连接件22,两真空吸盘31的上端分别安装在两连接件22,夹持驱动结构32安装在水平固定板21的底面;藉此设计,有效增强了真空吸盘31和夹持驱动结构32的安装稳定性和升降驱动的可靠性。具体而言,两连接件22呈L状,两连接件22的竖直部221的上端固接至水平固定板21的纵向两侧,两连接件22的水平部222用于固接两真空吸盘31的上端。
请参阅图1,在一些实施例中,升降驱动机构2为升降气缸;优选地,升降驱动机构2为滑台式气缸;更佳地,升降驱动机构2的滑台23的外侧面固定安装有加强板24,升降驱动机构2的滑台23和加强板24的底端均固定连接至水平固定板21,由此增强了整体结构的稳定性。
请参阅图1,在一些实施例中,末端执行器100包括两升降驱动机构2及两取料装置3,两升降驱动机构2分别安装在安装支架1的横向两端,两取料装置3对应连接至两升降驱动机构2的输出端;视觉检测装置4位于两取料装置3之间,视觉检测装置4包括相机41和环形光源42,环形光源42与相机41的镜头411同轴设置。藉由上述设计,两组取料装置3可分别实现进行待处理产品900的拿取和已处理产品900的拿取,减少了机械手往返的动作,从而提升了机械手的稼动率;位于两取料装置3之间的相机41和环形光源42的同轴设置,能够有效保证产品900图像抓取的效果。
优选地,相机41的镜头411可进行上下伸缩调整,以利于进行更好的图形抓取。
请参阅图1,在一些实施例中,安装支架1包括一水平安装板11、两竖直端板12以及一竖直侧板13,两竖直端板12的顶端分别安装在水平安装板11的横向两端,竖直侧板13的顶端安装在水平安装板11的纵向一侧的中部,升降驱动机构2为升降气缸,升降驱动机构2对应安装在竖直端板12的外侧面,相机41的相机本体412安装在竖直侧板13的外侧面,环形光源42安装在竖直侧板13的底端。藉由上述设计,有效保证了末端执行器100的整体结构的稳定性。
请参阅图1及图2,在一些实施例中,两夹持驱动结构32在横向上相对设置,夹持驱动结构32的底部相对设置有两驱动滑块321,环形光源42与两夹持驱动结构32大致位于同一高度且高于两夹持驱动结构32的驱动滑块321,环形光源42在纵向上部分伸至两夹持驱动结构32之间的空间,环形光源42在横向上分别向外超出两夹持驱动结构32的内端面;藉此设计,使得在准备进行拿取作业时,环形光源42与产品900之间处于合适的距离,进而能够进行有效的照亮,且有利于末端执行器100的小型化。
请参阅图1,在一些实施例中,末端执行器100还包括转换器5,转换器5与安装支架1连接,转换器5被配置为连接至机械手的手臂本体300。
请参阅图3及图4,本发明还公开了一种机械手,包括手臂本体300、控制器200以及如上述实施例的用于机械手的末端执行器100。具体地,所述手臂本体300的根部固定在机械手固定座400上。
下面以本发明的具体实施例为例,描述机械手具体工作过程;仅作为理解本发明之用,不应作为本发明的限制。
首先,通过手臂本体300的带动,使末端执行器100靠近产品900;
然后,视觉检测装置4抓取产品900的特征位置,以定位产品900的精确位置;
然后,控制器200根据视觉检测装置4反馈的信息控制手臂本体300运动,以使末端执行器100的对应取料装置3对准产品900;
然后,控制器200控制升降驱动机构2向下驱动取料装置3,直至真空吸盘31合适地压接在产品900上,再控制抽真空装置对真空吸盘31进行抽真空以进行产品900吸附,此时,对应的两夹持件33的夹持部330也正对在产品900的两侧部;
然后,控制器200控制夹持驱动结构32作动以驱动两夹持件33相互靠近,从而使得产品900被夹持在两夹持件33之间;
然后,通过控制器200控制手臂本体300运动即可将产品900带到目标位置;
而后,控制器200再控制抽真空装置和夹持驱动结构32以释放产品900,升降驱动机构2向上带动取料装置3复位。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种用于机械手的末端执行器,用于取放产品,其特征在于,所述末端执行器包括安装支架、升降驱动机构、取料装置以及视觉检测装置,所述升降驱动机构安装在所述安装支架,所述升降驱动机构被配置为与机械手的控制器通讯连接,所述取料装置连接至所述升降驱动机构的输出端,所述取料装置被配置为取放产品,所述视觉检测装置安装在所述安装支架,所述视觉检测装置被配置为抓取产品的特征位置并反馈至机械手的控制器。
2.如权利要求1所述的用于机械手的末端执行器,其特征在于,所述取料装置包括真空吸盘,所述真空吸盘连接至所述升降驱动机构的输出端以在所述升降驱动机构的驱动下吸附产品。
3.如权利要求2所述的用于机械手的末端执行器,其特征在于,所述取料装置还包括夹持机构,所述夹持机构包括夹持驱动结构以及设有夹持部的两夹持件,所述两夹持件相对且平行设置,所述夹持驱动结构连接至所述升降驱动机构的输出端,所述夹持驱动结构被配置为与机械手的控制器通讯连接和驱动两所述夹持件相互靠近或相互远离,于所述真空吸盘吸附在产品上的状态下,两所述夹持件的夹持部分别正对产品的两相对侧部。
4.如权利要求3所述的用于机械手的末端执行器,其特征在于,所述夹持驱动结构具有位于其底部且相对设置的两驱动滑块,所述夹持机构还包括两连接座,所述连接座大致呈倒L状,包括水平安装部和竖直安装部,所述水平安装部对应连接至所述驱动滑块的底面,所述竖直安装部对应连接至所述夹持件的内壁。
5.如权利要求4所述的用于机械手的末端执行器,其特征在于,所述水平安装部的纵向两侧向上凸设有两定位侧墙,所述驱动滑块限位在所述水平安装部的两定位侧墙之间;所述水平安装部靠近所述竖直安装部的横向一端向外超出所述竖直安装部以压接在所述夹持件的顶面。
6.如权利要求3所述的用于机械手的末端执行器,其特征在于,所述升降驱动机构的输出端连接有水平固定板,所述水平固定板的纵向两侧固设有两连接件,两所述真空吸盘的上端分别安装在两所述连接件,所述夹持驱动结构安装在所述水平固定板的底面。
7.如权利要求1所述的用于机械手的末端执行器,其特征在于,所述末端执行器包括两所述升降驱动机构及两所述取料装置,两所述升降驱动机构分别安装在所述安装支架的横向两端,两所述取料装置对应连接至两所述升降驱动机构的输出端;所述视觉检测装置位于两所述取料装置之间,所述视觉检测装置包括相机和环形光源,所述环形光源与所述相机的镜头同轴设置。
8.如权利要求7所述的用于机械手的末端执行器,其特征在于,所述安装支架包括一水平安装板、两竖直端板以及一竖直侧板,两所述竖直端板的顶端分别安装在所述水平安装板的横向两端,所述竖直侧板的顶端安装在所述水平安装板的纵向一侧的中部,所述升降驱动机构为升降气缸,所述升降驱动机构对应安装在所述竖直端板的外侧面,所述相机安装在所述竖直侧板的外侧面,所述环形光源安装在所述竖直侧板的底端。
9.如权利要求7所述的用于机械手的末端执行器,其特征在于,两所述夹持驱动结构在横向上相对设置,所述夹持驱动结构的底部相对设置有两驱动滑块,所述环形光源与两所述夹持驱动结构大致位于同一高度且高于两所述夹持驱动结构的驱动滑块,所述环形光源在纵向上部分伸至两所述夹持驱动结构之间的空间,所述环形光源在横向上分别向外超出两所述夹持驱动结构的内端面。
10.一种机械手,用于取放产品,其特征在于,所述机械手包括手臂本体、控制器以及如权利要求1至9任一项所述的用于机械手的末端执行器。
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