CN109850554B - 一种机械手及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手及其控制方法，涉及机械设备技术领域，以解决现有机械手因无法根据待搬运物品尺寸自动调节两个承载臂的间距而导致自动化程度低、效率低以及浪费人力的问题。该机械手包括移动件，移动件的同一侧设有用于共同承载待搬运物品的两个承载臂，第一驱动单元，第一驱动单元设于移动件上，且与至少一个承载臂连接，第一驱动单元用于驱动承载臂移动；检测控制单元，检测控制单元与第一驱动单元连接，检测控制单元用于检测待搬运物品的第一尺寸，并控制第一驱动单元驱动承载臂移动，以使两个承载臂的间距匹配第一尺寸，第一尺寸为待搬运物品在被搬运的状态下沿平行于第一驱动单元可驱动承载臂移动方向的尺寸。本发明用于搬运物品。

Description

一种机械手及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种机械手及其控制方法。

背景技术

在工业生产中，经常会用到机械手来搬运物品，例如搬运基板。

目前，各基板生产厂商在提高产能的同时，也向产品多样化发展，即基板的切割尺寸多元化，因此要求同一台机械手能够适应不同尺寸的基板，现有机械手较难对应，即便有可搬运不同尺寸基板的机械手，但由于其两个承载臂的间距需要人工设定，即无法根据基板尺寸自动调节两个承载臂的间距，因此自动化程度低、效率低、浪费人力，尤其是在基板尺寸切换频繁时。

发明内容

本发明的实施例提供一种机械手及其控制方法，可解决现有机械手因无法根据待搬运物品尺寸自动调节两个承载臂的间距而导致自动化程度低、效率低以及浪费人力的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种机械手，包括移动件，所述移动件的同一侧设有用于共同承载待搬运物品的两个承载臂，还包括：第一驱动单元，所述第一驱动单元设于所述移动件上，且与至少一个所述承载臂连接，所述第一驱动单元用于驱动所述承载臂移动；检测控制单元，所述检测控制单元与所述第一驱动单元连接，所述检测控制单元用于检测所述待搬运物品的第一尺寸，并控制所述第一驱动单元驱动所述承载臂移动，以使两个所述承载臂的间距匹配所述第一尺寸，所述第一尺寸为所述待搬运物品在被搬运的状态下沿平行于所述第一驱动单元可驱动所述承载臂移动方向的尺寸。

本发明实施例还提供了一种用于上述的机械手的控制方法，所述方法包括：获取所述待搬运物品的第一尺寸；控制所述第一驱动单元驱动所述承载臂移动，以使两个所述承载臂的间距匹配所述第一尺寸。

本发明实施例提供的机械手及其控制方法，由于所述第一驱动单元设于所述移动件上，且与至少一个所述承载臂连接，所述第一驱动单元用于驱动所述承载臂移动；所述检测控制单元与所述第一驱动单元连接，所述检测控制单元用于检测所述待搬运物品的第一尺寸，并控制所述第一驱动单元驱动所述承载臂移动，以使两个所述承载臂的间距匹配所述第一尺寸，所述第一尺寸为所述待搬运物品在被搬运的状态下沿平行于所述第一驱动单元可驱动所述承载臂移动方向的尺寸，即该机械手可根据待搬运物品的尺寸自动调节两个承载臂的间距，因此无需人工设定两个承载臂的间距，从而提升了自动化程度和效率，节省了人力。

附图说明

图1为本发明实施例机械手的示意图；

图2为本发明实施例机械手中第一驱动单元和导向单元的示意图；

图3为本发明实施例机械手搬运基板前的示意图；

图4为本发明实施例机械手检测到基板左侧边沿时的示意图；

图5为本发明实施例机械手检测基板宽度的示意图；

图6是本发明实施例机械手调整承载臂间距后的示意图；

图7是本发明实施例机械手检测基板长度的示意图；

图8是本发明实施例机械手搬运基板时的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图8，本发明实施例提供了一种机械手，包括移动件1，移动件1的同一侧设有用于共同承载待搬运物品2的两个承载臂3，还包括：第一驱动单元4，第一驱动单元4设于移动件1上，且与至少一个承载臂3连接，第一驱动单元4用于驱动承载臂3移动；检测控制单元5，检测控制单元5与第一驱动单元4连接，检测控制单元5用于检测待搬运物品2的第一尺寸，并控制第一驱动单元4驱动承载臂3移动，以使两个承载臂3的间距匹配所述第一尺寸，所述第一尺寸为待搬运物品2在被搬运的状态下沿平行于第一驱动单元4可驱动承载臂3移动方向的尺寸。

本发明实施例提供的机械手，由于第一驱动单元4设于移动件1上，且与至少一个承载臂3连接，第一驱动单元4用于驱动承载臂3移动；检测控制单元5与第一驱动单元4连接，检测控制单元5用于检测待搬运物品2的第一尺寸，并控制第一驱动单元4驱动承载臂3移动，以使两个承载臂3的间距匹配所述第一尺寸，所述第一尺寸为待搬运物品2在被搬运的状态下沿平行于第一驱动单元4可驱动承载臂3移动方向的尺寸，即该机械手可根据待搬运物品2的尺寸自动调节两个承载臂3的间距，因此无需人工设定两个承载臂3的间距，从而提升了自动化程度和效率，节省了人力。

具体的，检测控制单元5包括反射式传感器51和与反射式传感器51连接的控制器(图中未示出)，所述控制器与第一驱动单元4连接；反射式传感器51可沿平行于承载臂3移动方向的第一方向a移动，当反射式传感器51发出的光信号被待搬运物品2反射时，可形成反射光信号，当反射式传感器51发出的光信号未被待搬运物品2反射时，所述反射光信号消失，所述控制器用于根据反射式传感器51在沿第一方向a移动时所述反射光信号的出现和消失得到所述第一尺寸，并控制第一驱动单元4驱动承载臂3移动，以使两个承载臂3的间距匹配所述第一尺寸。示例的，该反射式传感器51为激光反射式传感器。

进一步的，本实施例的机械手还包括第二驱动单元(图中未示出)，所述第二驱动单元与移动件1和所述控制器均连接，所述第二驱动单元用于驱动移动件1移动；反射式传感器51还可沿垂直于第一方向a且水平的第二方向b移动，所述控制器还用于根据反射式传感器51在沿第二方向b移动时所述反射光信号的出现和消失得到待搬运物品2的第二尺寸，并控制所述第二驱动单元驱动移动件1移动，以使承载臂3远离移动件1的一端超出待搬运物品2的长度匹配所述第二尺寸，由此即可将待搬运物品2承载于承载臂3的最佳位置处，从而提升了搬运时的稳定性。

参照图3至图8，本实施例中反射式传感器51为两个，且一一对应固定于两个承载臂3上，第一驱动单元4与两个承载臂3均连接，用于驱动两个承载臂3互相靠近或互相远离；所述控制器具体用于控制第一驱动单元4驱动两个承载臂3互相靠近，从而带动两个反射式传感器51互相靠近，以使两个反射式传感器51的所述反射光信号均出现，而后控制第一驱动单元4驱动两个承载臂3互相远离，从而带动两个反射式传感器51互相远离，以使两个反射式传感器51的所述反射光信号均消失，而后根据两个反射式传感器51的所述反射光信号的出现和消失计算出两个反射式传感器51的位移，并加上两个反射式传感器51在所述反射光信号均出现时的间距，从而得到所述第一尺寸；或者，所述控制器具体用于控制第一驱动单元4驱动两个承载臂3互相远离，从而带动两个反射式传感器51互相远离，以使两个反射式传感器51的所述反射光信号均消失，而后控制第一驱动单元4驱动两个承载臂3互相靠近，从而带动两个反射式传感器51互相靠近，以使两个反射式传感器51的所述反射光信号均出现，而后根据两个反射式传感器51的所述反射光信号的出现和消失计算出两个反射式传感器51的位移，并通过两个反射式传感器51在所述反射光信号均消失时的间距减去两个反射式传感器51的位移，从而得到所述第一尺寸。当然，反射式传感器51也可以仅有一个，此时需要反射式传感器51沿第一方向a由待搬运物品2的一个边沿(此时，反射光信号出现)移动至另一个边沿(此时，反射光信号消失)，控制器才能根据该反射式传感器51的反射光信号的出现和消失计算出该反射式传感器51的位移，才能得到所述第一尺寸，这相比本实施例通过两个反射式传感器51来移动消耗的时间较长，效率相应较低，因此优选本实施例。

反射式传感器51固定于承载臂3远离移动件1的一端的顶面上，由此一方面可使反射式传感器51发出的光信号朝上，在检测较薄的带搬运物品(例如基板)时相比光信号水平的检测精度更高，另一方面可使承载臂3无需伸入待搬运物品2过多即可进行检测。

图3至图8为本发明机械手搬运基板时的一个具体实施例：

图3是机械手搬运基板前的某一状态示意图，搬运基板前，两个承载臂3在第一驱动单元4的驱动下互相靠近，直至将间距调至最小，然后机械手向靠近基板的方向移动，当两个反射式传感器51的反射光信号出现时，可判断两个反射式传感器51已抵达基板的左侧边沿(如图4所示)，此时机械手停止向靠近基板的方向移动，同时两个承载臂3在第一驱动单元4的驱动下互相远离，当两个反射式传感器51的反射光信号消失时(如图5所示)，可判断两个反射式传感器51已到达基板宽度方向的两个边沿，而后控制器通过两个反射式传感器51的反射光信号出现与消失的时间点，计算出两个反射式传感器51的位移，并加上两个反射式传感器51在所述反射光信号均出现时的间距，从而得到所述第一尺寸。根据所述第一尺寸，控制器可自动从数据库中匹配搬运该基板的最佳间距，随后在第一驱动单元4的驱动下，两个承载臂3移动到该最佳间距(如图6所示)；

两个承载臂3的间距调节完成后，机械手继续向靠近基板的方向移动，伸入基板下部，当两个反射式传感器51的反射光信号消失时，机械手停止移动(如图7所示)，此时，控制器根据反射式传感器51的所述反射光信号的出现和消失得到待搬运物品2的第二尺寸。根据所述第二尺寸，控制器可自动从数据库中匹配到最佳伸入量，随后在第二驱动单元的驱动下向右移动至目标位置(如图8所示)，然后搬运基板。

该机械手可通过自带的反射式传感器51，利用特定方法，自动完成待搬运物品2尺寸和位置的检测，根据测得的数据，自动将承载臂3的间距调节到最佳，并完成机械手与待搬运物品2的对正，进而对待搬运物品2进行搬运。本发明大大提高了机械手对不同尺寸待搬运物品2的适应性，自动化程度高，降低了人工、硬件成本。

具体的，参照图2，第一驱动单元4包括设于移动件1上的丝杠41、配合套设于丝杠41上的两个螺母42、以及与丝杠41连接的旋转电机43，两个承载臂3与两个螺母42一一对应连接，检测控制单元5与旋转电机43连接，旋转电机43可带动丝杠41转动，随着丝杠41的转动，两个螺母42可互相靠近或互相远离，从而带动两个承载臂3互相靠近或互相远离，由此可使两个承载臂3的间距更快速的匹配所述第一尺寸。

为了使承载臂3的移动更稳定，本实施例中移动件1上还设有导向单元6，导向单元6包括导轨61以及滑动配合于导轨61上的两个滑块62，导轨61固定于移动件1上，且与丝杠41平行，两个承载臂3与两个滑块62一一对应连接，由此，当螺母42带动承载臂3移动时，承载臂3可带动滑块62沿导轨61滑动，此时滑块62可对承载臂3起到限制作用，进而使承载臂3的移动更稳定。导向单元6优选为两个，且分别设于丝杠41的两侧，这样可进一步使承载臂3的移动更稳定。参照图2，螺母42与滑块62通过连接座7连接，承载臂3固定于连接座7上，这样即可使承载臂3与相应的螺母42和滑块62均连接。

本发明实施例还提供了一种用于上述任一实施例所述的机械手的控制方法，所述方法包括：获取待搬运物品2的第一尺寸；控制第一驱动单元4驱动承载臂3移动，以使两个承载臂3的间距匹配所述第一尺寸。

本发明实施例提供的机械手的控制方法，由于所述方法包括：获取待搬运物品2的第一尺寸；控制第一驱动单元4驱动承载臂3移动，以使两个承载臂3的间距匹配所述第一尺寸，因此可使机械手根据待搬运物品2的尺寸自动调节两个承载臂3的间距，从而无需人工设定两个承载臂3的间距，进而提升了自动化程度和效率，节省了人力。

在所述机械手包含反射式传感器51的情况下，所述获取待搬运物品2的第一尺寸包括：根据反射式传感器51在沿第一方向a移动时所述反射光信号的出现和消失得到所述第一尺寸。

在所述机械手包含第二驱动单元的情况下，所述方法还包括：根据反射式传感器51在沿第二方向b移动时所述反射光信号的出现和消失得到待搬运物品2的第二尺寸；控制所述第二驱动单元驱动移动件1移动，以使承载臂3远离移动件1的一端超出待搬运物品2的长度匹配所述第二尺寸，由此即可将待搬运物品2承载于承载臂3的最佳位置处，从而提升了搬运时的稳定性。

在所述机械手包含两个反射式传感器51的情况下，根据反射式传感器51在沿第一方向a移动时所述反射光信号的出现和消失得到所述第一尺寸包括：控制第一驱动单元4驱动两个承载臂3互相靠近，以使两个反射式传感器51的所述反射光信号均出现；控制第一驱动单元4驱动两个承载臂3互相远离，以使两个反射式传感器51的所述反射光信号均消失；根据两个反射式传感器51的所述反射光信号的出现和消失计算出两个反射式传感器51的位移，并加上两个反射式传感器51在所述反射光信号均出现时的间距，从而得到所述第一尺寸；或者，控制第一驱动单元4驱动两个承载臂3互相远离，以使两个反射式传感器51的所述反射光信号均消失；控制第一驱动单元4驱动两个承载臂3互相靠近，以使两个反射式传感器51的所述反射光信号均出现；根据两个反射式传感器51的所述反射光信号的出现和消失计算出两个反射式传感器51的位移，并通过两个反射式传感器51在所述反射光信号均消失时的间距减去两个反射式传感器51的位移，从而得到所述第一尺寸。

在所述机械手仅包含一个反射式传感器51的情况下，需要反射式传感器51沿第一方向a由待搬运物品2的一个边沿(此时，反射光信号出现)移动至另一个边沿(此时，反射光信号消失)，控制器才能根据该反射式传感器51的反射光信号的出现和消失计算出该反射式传感器51的位移，才能得到所述第一尺寸。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机械手，包括移动件，所述移动件的同一侧设有用于共同承载待搬运物品的两个承载臂，其特征在于，还包括：

第一驱动单元，所述第一驱动单元设于所述移动件上，且与至少一个所述承载臂连接，所述第一驱动单元用于驱动所述承载臂移动；

检测控制单元，所述检测控制单元与所述第一驱动单元连接，所述检测控制单元用于检测所述待搬运物品的第一尺寸，并控制所述第一驱动单元驱动所述承载臂移动，以使两个所述承载臂的间距匹配所述第一尺寸，所述第一尺寸为所述待搬运物品在被搬运的状态下沿平行于所述第一驱动单元可驱动所述承载臂移动方向的尺寸；

所述检测控制单元包括反射式传感器和与所述反射式传感器连接的控制器，所述控制器与所述第一驱动单元连接；

所述反射式传感器可沿平行于所述承载臂移动方向的第一方向移动，当所述反射式传感器发出的光信号被所述待搬运物品反射时，可形成反射光信号，当所述反射式传感器发出的光信号未被所述待搬运物品反射时，所述反射光信号消失，所述控制器用于根据所述反射式传感器在沿所述第一方向移动时所述反射光信号的出现和消失得到所述第一尺寸，并控制所述第一驱动单元驱动所述承载臂移动，以使两个所述承载臂的间距匹配所述第一尺寸。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，还包括第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述移动件和所述控制器均连接，所述第二驱动单元用于驱动所述移动件移动；

所述反射式传感器还可沿垂直于所述第一方向且水平的第二方向移动，所述控制器还用于根据所述反射式传感器在沿所述第二方向移动时所述反射光信号的出现和消失得到所述待搬运物品的第二尺寸，并控制所述第二驱动单元驱动所述移动件移动，以使所述承载臂远离所述移动件的一端超出所述待搬运物品的长度匹配所述第二尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的机械手，其特征在于，所述反射式传感器为两个，且一一对应固定于两个所述承载臂上，所述第一驱动单元与两个所述承载臂均连接，用于驱动两个所述承载臂互相靠近或互相远离；

所述控制器具体用于控制所述第一驱动单元驱动两个所述承载臂互相靠近，以使两个所述反射式传感器的所述反射光信号均出现，而后控制所述第一驱动单元驱动两个所述承载臂互相远离，以使两个所述反射式传感器的所述反射光信号均消失，而后根据两个所述反射式传感器的所述反射光信号的出现和消失计算出两个所述反射式传感器的位移，并加上两个所述反射式传感器在所述反射光信号均出现时的间距，从而得到所述第一尺寸；

或者，所述控制器具体用于控制所述第一驱动单元驱动两个所述承载臂互相远离，以使两个所述反射式传感器的所述反射光信号均消失，而后控制所述第一驱动单元驱动两个所述承载臂互相靠近，以使两个所述反射式传感器的所述反射光信号均出现，而后根据两个所述反射式传感器的所述反射光信号的出现和消失计算出两个所述反射式传感器的位移，并通过两个所述反射式传感器在所述反射光信号均消失时的间距减去两个所述反射式传感器的位移，从而得到所述第一尺寸。

4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述反射式传感器固定于所述承载臂远离所述移动件的一端的顶面上。

5.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述第一驱动单元包括设于所述移动件上的丝杠、配合套设于所述丝杠上的两个螺母、以及与所述丝杠连接的旋转电机，两个所述承载臂与两个所述螺母一一对应连接，所述检测控制单元与所述旋转电机连接，所述旋转电机可带动所述丝杠转动，随着所述丝杠的转动，两个所述螺母可互相靠近或互相远离。

6.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述移动件上还设有导向单元，所述导向单元包括导轨以及滑动配合于所述导轨上的两个滑块，所述导轨固定于所述移动件上，且与所述丝杠平行，两个所述承载臂与两个所述滑块一一对应连接。

7.一种用于权利要求2所述的机械手的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

获取所述待搬运物品的第一尺寸；

控制所述第一驱动单元驱动所述承载臂移动，以使两个所述承载臂的间距匹配所述第一尺寸。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在所述机械手包含反射式传感器的情况下，所述获取所述待搬运物品的第一尺寸包括：

根据所述反射式传感器在沿所述第一方向移动时所述反射光信号的出现和消失得到所述第一尺寸。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在所述机械手包含第二驱动单元的情况下，所述控制方法还包括：

根据所述反射式传感器在沿所述第二方向移动时所述反射光信号的出现和消失得到所述待搬运物品的第二尺寸；

控制所述第二驱动单元驱动所述移动件移动，以使所述承载臂远离所述移动件的一端超出所述待搬运物品的长度匹配所述第二尺寸。

10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于，在所述机械手包含两个反射式传感器的情况下，所述根据所述反射式传感器在沿所述第一方向移动时所述反射光信号的出现和消失得到所述第一尺寸包括：

控制所述第一驱动单元驱动两个所述承载臂互相靠近，以使两个所述反射式传感器的所述反射光信号均出现；控制所述第一驱动单元驱动两个所述承载臂互相远离，以使两个所述反射式传感器的所述反射光信号均消失；根据两个所述反射式传感器的所述反射光信号的出现和消失计算出两个所述反射式传感器的位移，并加上两个所述反射式传感器在所述反射光信号均出现时的间距，从而得到所述第一尺寸；

或者，控制所述第一驱动单元驱动两个所述承载臂互相远离，以使两个所述反射式传感器的所述反射光信号均消失；控制所述第一驱动单元驱动两个所述承载臂互相靠近，以使两个所述反射式传感器的所述反射光信号均出现；根据两个所述反射式传感器的所述反射光信号的出现和消失计算出两个所述反射式传感器的位移，并通过两个所述反射式传感器在所述反射光信号均消失时的间距减去两个所述反射式传感器的位移，从而得到所述第一尺寸。

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