CN117208579B - 一种智能马桶转移用装卸窑夹具及装卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能马桶转移用装卸窑夹具及装卸方法，具体涉及智能马桶装卸窑领域，该智能马桶转移用装卸窑夹具包括装卸机械臂，所述装卸机械臂上安装有校准相机、填纸机构和机械爪，所述填纸机构包括电机箱、齿轮架和摆杆，所述齿轮架上安装有主动锥齿轮、被动锥齿轮和左被动空心轴，且被动锥齿轮和左被动空心轴均与主动锥齿轮啮合传动，所述被动锥齿轮的一端固定设置有右被动空心轴，所述摆杆的一端固定设置有被动实心轴。本发明可使垫板精准垫在两组马桶主体之间，通过垫板上方周边喷涂的泡沫胶，可对马桶主体进行弹性缓和冲击，有效避免两组马桶主体叠压受到损坏，同时在装卸过程中垫板不容易偏移滑落。

Description

一种智能马桶转移用装卸窑夹具及装卸方法

技术领域

本发明涉及智能马桶装卸窑技术领域，更具体地说，本发明涉及一种智能马桶转移用装卸窑夹具及装卸方法。

背景技术

在智能马桶装卸窑生产中经常用到析架机械手，一些风险高、强度大、工作单一而重复的事情，可以由架机械手来完成，现有技术的装卸窑机械手多为四轴架装卸窑机械手，可以实现窑车上马桶的定点装卸，可以实现远程控制，并且机械手与窑车和输送线可以信号交互，全自动生产，大幅度提高产能，更加安全、环保，减少人力投入。

在使用机械手卸窑时，需要将马桶逐层堆放，上层马桶堆放在下层马桶上，由于马桶为陶瓷材料较脆，所以在堆放过程中，上下层马桶之间接触时容易产生碰撞，从而对马桶造成损伤，因此，现有技术中会通过人工在上下位置的马桶与马桶之间放置垫板，用以缓冲保护，但人工放置的垫板位置不够精准，垫板容易偏移和滑落，影响垫板的保护效果。

发明内容

本发明提供的一种智能马桶转移用装卸窑夹具及装卸方法，所要解决的问题是：现有的装卸窑机械手对马桶进行卸窑堆放时，人工放置垫板不够精准稳定，导致垫板容易偏移滑落的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能马桶转移用装卸窑夹具，包括装卸机械臂，装卸机械臂上安装有校准相机、填纸机构和机械爪，填纸机构包括电机箱、齿轮架和摆杆，齿轮架上安装有主动锥齿轮、被动锥齿轮和左被动空心轴，且被动锥齿轮和左被动空心轴均与主动锥齿轮啮合传动，被动锥齿轮的一端固定设置有右被动空心轴，摆杆的一端固定设置有被动实心轴，右被动空心轴的外侧固定安装有托板，托板上安装有气囊，被动实心轴上安装有压板，气囊位于托板与压板之间，摆杆远离被动实心轴的一端安装有吸附块，吸附块的外侧固定安装有涂胶块；

主动锥齿轮转动时，通过被动锥齿轮和左被动空心轴分别带动右被动空心轴和被动实心轴相互反向运动，且摆杆通过吸附块吸附垫板。

在一个优选的实施方式中，机械爪包括机架，机架内竖向滑动安装有连接块，所述机架底部横向滑动安装有侧夹爪，且侧夹爪对向设置两组，连接块与侧夹爪之间连接有连杆，且连杆的两端分别与连接块和侧夹爪转动连接，连接块竖向运动时，通过连杆分别带动两组侧夹爪横向运动，两组侧夹爪的外侧均安装有上爪板和下爪板，且上爪板与侧夹爪滑动配合。

在一个优选的实施方式中，连接块上安装有主驱动机构，且主驱动机构用于驱动连接块竖向运动。

在一个优选的实施方式中，上爪板的顶部安装有副驱动机构，且副驱动机构推动上爪板靠近下爪板夹持马桶主体。

在一个优选的实施方式中，电机箱的内部安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴与主动锥齿轮之间固定连接。

在一个优选的实施方式中，被动锥齿轮与齿轮架之间通过右被动空心轴转动连接，且右被动空心轴与托板固定连接。

在一个优选的实施方式中，左被动空心轴转动时，通过被动实心轴带动压板转动，且被动实心轴贯穿于右被动空心轴的内部。

在一个优选的实施方式中，气囊的外侧通过主单向阀连接有供胶管，且气囊通过副单向阀与涂胶块连通。

在一个优选的实施方式中，摆杆上还安装有气泵，且气泵与吸附块连通。

本发明还提供了智能马桶转移用装卸窑夹具的装卸方法，具体包括如下操作步骤：

S1、主动锥齿轮带动被动锥齿轮及左被动空心轴相互反转，当摆杆倾斜时，托板与压板重合，此时气囊通过供胶管抽取泡沫胶并从涂胶块喷出，将泡沫胶喷涂在垫板的周边；

S2、气泵通过吸附块抽吸垫板，被动锥齿轮及左被动空心轴复位使摆杆立直，此时托板与压板分离，涂胶块停止喷胶；

S3、校准相机启动视觉检测，到位后机械爪开启工作，主驱动机构推动连接块下移，通过连杆使两组侧夹爪相互远离，直至下爪板抵近马桶主体的洁净面下方，副驱动机构推动上爪板下移从洁净面上方夹持马桶主体的洁净面；

S4、校准相机带动机械爪将马桶主体送至另一组马桶主体的上方，垫板位于两组马桶主体之间，继续移动上方的马桶主体，可推动垫板盖在底部马桶主体的上方，使垫板垫在两组马桶主体之间。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过填纸机构将垫板精准垫在两组马桶主体之间，通过垫板上方周边喷涂的泡沫胶，可对马桶主体进行弹性缓和冲击，有效避免两组马桶主体叠压受到损坏，同时在装卸过程中垫板不容易偏移滑落。

2、本发明通过主驱动机构推动连接块下移，通过连杆使两组侧夹爪相互远离，直至下爪板抵近马桶主体的洁净面下方，副驱动机构推动上爪板下移从洁净面上方夹持马桶主体的洁净面，最后将马桶主体存放至另一组马桶主体的上方，可模拟手指上下夹持马桶主体的洁净面，相比现有技术的环抱式或托底式，占用空间小，抓取稳定高效。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明的填纸机构侧面示意图。

图3为本发明的填纸机构俯视示意图。

图4为本发明的齿轮架结构示意图。

图5为本发明的摆杆结构示意图。

图6为本发明的吸附垫板过程示意图。

图7为本发明的机械爪结构示意图。

图8为本发明的工作流程示意图。

附图标记为：1、装卸机械臂；2、校准相机；3、填纸机构；31、电机箱；32、齿轮架；33、主动锥齿轮；34、被动锥齿轮；341、左被动空心轴；342、右被动空心轴；35、摆杆；36、被动实心轴；37、托板；371、气囊；372、供胶管；38、压板；39、吸附块；391、涂胶块；4、机械爪；41、连接块；42、连杆；43、侧夹爪；44、上爪板；45、下爪板；46、主驱动机构；47、副驱动机构；5、垫板；6、马桶主体。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

参照说明书附图1-图8，一种智能马桶转移用装卸窑夹具，包括装卸机械臂1，装卸机械臂1上安装有校准相机2、填纸机构3和机械爪4，填纸机构3包括电机箱31、齿轮架32和摆杆35，齿轮架32上安装有主动锥齿轮33、被动锥齿轮34和左被动空心轴341，且被动锥齿轮34和左被动空心轴341均与主动锥齿轮33啮合传动，被动锥齿轮34的一端固定设置有右被动空心轴342，摆杆35的一端固定设置有被动实心轴36，右被动空心轴342的外侧固定安装有托板37，托板37上安装有气囊371，被动实心轴36上安装有压板38，气囊371位于托板37与压板38之间，摆杆35远离被动实心轴36的一端安装有吸附块39，吸附块39的外侧固定安装有涂胶块391；

主动锥齿轮33转动时，通过被动锥齿轮34和左被动空心轴341分别带动右被动空心轴342和被动实心轴36相互反向运动，且摆杆35通过吸附块39吸附垫板5，吸附块39吸附垫板5的同时，涂胶块391向垫板5周边喷涂泡沫胶。

电机箱31的内部安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴与主动锥齿轮33之间固定连接，驱动电机带动主动锥齿轮33主动转动。

被动锥齿轮34与齿轮架32之间通过右被动空心轴342转动连接，且右被动空心轴342与托板37固定连接，右被动空心轴342可带动托板37转动。

左被动空心轴341转动时，通过被动实心轴36带动压板38转动，且被动实心轴36贯穿于右被动空心轴342的内部，在左被动空心轴341转动时可使被动锥齿轮34反向转动，从而使托板37与压板38相互反向转动。

气囊371的外侧通过主单向阀连接有供胶管372，且气囊371通过副单向阀与涂胶块391连通，供胶管372向气囊371内部单向输送泡沫胶，气囊371通过副单向阀向涂胶块391单向输送泡沫胶并喷出。

摆杆35上还安装有气泵，且气泵与吸附块39连通，气泵通过吸附块39可抽吸垫板5并带动其转移。

在本实施例中，实施场景具体为：先通过装卸机械臂1将填纸机构3送至垫板5放置处，如附图6，垫板5的放置为倾斜放置，垫板5底部带有向斜上方推动的气缸，此结构为现有技术，目的为向斜上方推动垫板5，便于吸附块39的吸附固定，启动电机箱31内部的驱动电机，可直接带动主动锥齿轮33转动，如附图3及4，此时被动锥齿轮34与左被动空心轴341相互反转，由被动实心轴36带动摆杆35倾斜，使托板37与压板38重合并逐渐夹紧气囊371，此时气囊371通过供胶管372抽取泡沫胶并从涂胶块391喷出，沿垫板5的周边喷涂泡沫胶，垫板5的一端为了配合马桶水箱设置折弯部，当吸附块39到达折弯部后，气泵通过吸附块39抽吸并固定垫板5的折弯部，由装卸机械臂1向上抬起填纸机构3整体，与此同时，驱动电机带动被动锥齿轮34及左被动空心轴341复位使摆杆35立直，此时托板37与压板38分离，气囊371恢复形状并向内部补充泡沫胶，等待下次喷涂。

参照说明书附图1和图7，机械爪4包括机架，机架内竖向滑动安装有连接块41，所述机架底部横向滑动安装有侧夹爪43，且侧夹爪43对向设置两组，连接块41与侧夹爪43之间连接有连杆42，且连杆42的两端分别与连接块41和侧夹爪43转动连接，连接块41竖向运动时，通过连杆42分别带动两组侧夹爪43横向运动，两组侧夹爪43的外侧均安装有上爪板44和下爪板45，且上爪板44与侧夹爪43滑动配合，两组侧夹爪43根据马桶主体6的宽度横向调整位置，上爪板44竖向运动夹持马桶主体6的洁净面。

连接块41上安装有主驱动机构46，且主驱动机构46用于驱动连接块41竖向运动。

上爪板44的顶部安装有副驱动机构47，且副驱动机构47推动上爪板44靠近下爪板45夹持马桶主体6。

需要说明的是，主驱动机构和副驱动机构优选气缸结构，也可以选用丝杆电机和液压杆等直线驱动机构。

在本实施例中，实施场景具体为：由校准相机2启动视觉检测，具体实现原理及流程：

步骤S101：装卸机械臂1运行到相机对应的拍照位，通过TCP通讯方式与相机通讯触发相机拍照运作；

步骤S102：相机运行算法模块，获取深度图及彩色图用于算法运行处理；

步骤S103：将深度图转为点云特征，用于匹配抓取位置以及防呆措施；

步骤S104：清除掉点云的干扰特征，以获得更加精准的数据；

步骤S105：获取的特征图中规划相应的提取范围；

步骤S106：验证与模板的相似度；

步骤S107：提取点云特征中的窑板特征，检测窑板与抓取坯体的特征相对位置用于防撞检测；

步骤S108：通过3D的多模板匹配方式，匹配增加的相应模板用于获取不同的抓取位姿；

步骤S109：将相机的坐标系转化为装卸机械臂1的坐标系；

步骤S110：通过算法补偿功能灵活补偿抓取点的位姿，可以灵活调整抓取位姿的值便于调整；

步骤S111：输出算法得出的机器人坐标系输出给装卸机械臂1；

到位后机械爪4开启工作，主驱动机构46推动连接块41下移，通过连杆42使两组侧夹爪43相互远离，直至下爪板45抵近马桶主体6的洁净面下方，副驱动机构47推动上爪板44下移从洁净面上方夹持马桶主体6的洁净面，校准相机2带动机械爪4将马桶主体6送至另一组马桶主体6的上方。

综上所述，将马桶主体6移动至另一组马桶主体6上方时，垫板5位于两组马桶主体6之间，此时状态如附图1，继续移动上方的马桶主体6，可使垫板5自动垫在两组马桶主体6之间，通过垫板5及其周边的泡沫胶，可对马桶主体6进行弹性缓和冲击。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能马桶转移用装卸窑夹具，包括装卸机械臂（1），其特征在于：所述装卸机械臂（1）上安装有校准相机（2）、填纸机构（3）和机械爪（4），所述填纸机构（3）包括电机箱（31）、齿轮架（32）和摆杆（35），所述齿轮架（32）上安装有主动锥齿轮（33）、被动锥齿轮（34）和左被动空心轴（341），且被动锥齿轮（34）和左被动空心轴（341）均与主动锥齿轮（33）啮合传动，所述被动锥齿轮（34）的一端固定设置有右被动空心轴（342），所述摆杆（35）的一端固定设置有被动实心轴（36），所述右被动空心轴（342）的外侧固定安装有托板（37），所述托板（37）上安装有气囊（371），所述被动实心轴（36）上安装有压板（38），所述气囊（371）位于托板（37）与压板（38）之间，所述摆杆（35）远离被动实心轴（36）的一端安装有吸附块（39），所述吸附块（39）的外侧固定安装有涂胶块（391）；

所述主动锥齿轮（33）转动时，通过被动锥齿轮（34）和左被动空心轴（341）分别带动右被动空心轴（342）和被动实心轴（36）相互反向运动，且摆杆（35）通过吸附块（39）吸附垫板（5）。

2.根据权利要求1所述的一种智能马桶转移用装卸窑夹具，其特征在于：所述机械爪（4）包括机架，所述机架内竖向滑动安装有连接块（41），所述机架底部横向滑动安装有侧夹爪（43），且侧夹爪（43）对向设置两组，所述连接块（41）与侧夹爪（43）之间连接有连杆（42），且连杆（42）的两端分别与连接块（41）和侧夹爪（43）转动连接，所述连接块（41）竖向运动时，通过连杆（42）分别带动两组侧夹爪（43）横向运动，两组所述侧夹爪（43）的外侧均安装有上爪板（44）和下爪板（45），且上爪板（44）与侧夹爪（43）滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种智能马桶转移用装卸窑夹具，其特征在于：所述连接块（41）上安装有主驱动机构（46），且主驱动机构（46）用于驱动连接块（41）竖向运动。

4.根据权利要求3所述的一种智能马桶转移用装卸窑夹具，其特征在于：所述上爪板（44）的顶部安装有副驱动机构（47），且副驱动机构（47）推动上爪板（44）靠近下爪板（45）夹持马桶主体（6）。

5.根据权利要求4所述的一种智能马桶转移用装卸窑夹具，其特征在于：所述电机箱（31）的内部安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴与主动锥齿轮（33）之间固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能马桶转移用装卸窑夹具，其特征在于：所述被动锥齿轮（34）与齿轮架（32）之间通过右被动空心轴（342）转动连接，且右被动空心轴（342）与托板（37）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能马桶转移用装卸窑夹具，其特征在于：所述左被动空心轴（341）转动时，通过被动实心轴（36）带动压板（38）转动，且被动实心轴（36）贯穿于右被动空心轴（342）的内部。

8.根据权利要求7所述的一种智能马桶转移用装卸窑夹具，其特征在于：所述气囊（371）的外侧通过主单向阀连接有供胶管（372），且气囊（371）通过副单向阀与涂胶块（391）连通。

9.根据权利要求8所述的一种智能马桶转移用装卸窑夹具，其特征在于：所述摆杆（35）上还安装有气泵，且气泵与吸附块（39）连通。

10.一种如权利要求9所述的智能马桶转移用装卸窑夹具的装卸方法，其特征在于，具体包括如下操作步骤：

S1、主动锥齿轮（33）带动被动锥齿轮（34）及左被动空心轴（341）相互反转，当摆杆（35）倾斜时，托板（37）与压板（38）重合，此时气囊（371）通过供胶管（372）抽取泡沫胶并从涂胶块（391）喷出，将泡沫胶喷涂在垫板（5）的周边；

S2、气泵通过吸附块（39）抽吸垫板（5），被动锥齿轮（34）及左被动空心轴（341）复位使摆杆（35）立直，此时托板（37）与压板（38）分离，涂胶块（391）停止喷胶；

S3、校准相机（2）启动视觉检测，到位后机械爪（4）开启工作，主驱动机构（46）推动连接块（41）下移，通过连杆（42）使两组侧夹爪（43）相互远离，直至下爪板（45）抵近马桶主体（6）的洁净面下方，副驱动机构（47）推动上爪板（44）下移从洁净面上方夹持马桶主体（6）的洁净面；

S4、校准相机（2）带动机械爪（4）将马桶主体（6）送至另一组马桶主体（6）的上方，垫板（5）位于两组马桶主体（6）之间，继续移动上方的马桶主体（6），可推动垫板（5）盖在底部马桶主体（6）的上方，使垫板（5）垫在两组马桶主体（6）之间。