一种绝缘子用的多自由度机械手智能抓取装置及方法与流程

本发明涉及绝缘子加工，尤其涉及一种绝缘子用的多自由度机械手智能抓取装置及方法。

背景技术：

1、智能制造装备产业已成为推动工业转型升级的核心力量，工业机器人作为该产业的关键组成部分，正被广泛应用于各类生产线的自动化作业中，在绝缘子制造领域，其坯体及成品的搬运、码垛和上下料等环节，正逐步由传统的人工或简易机械操作，向基于工业视觉技术的工业机器人的智能抓取系统升级。

2、现有的绝缘子用多自由度机械手智能抓取装置在使用过程中，通过气动夹爪对绝缘子上的钢帽和钢脚进行夹取，然而，由于夹爪与球头之间仅依赖刚性接触面提供的静摩擦力来平衡工件重力，当机械臂执行加速、减速或姿态翻转等动态动作时，球头自身重力产生的力矩将远超静态夹持工况，这容易导致球头在夹爪的v形或弧形钳口内产生微小的相对滑动或滚动趋势，进而引发球头几何中心偏离夹爪理论定位基准面，这种挤压偏移不仅会破坏夹持系统的力封闭状态，造成夹持稳定性急剧下降，还可能因局部应力集中而对球头表面造成损伤，严重时甚至导致工件在转运途中滑落。

技术实现思路

1、本发明公开一种绝缘子用的多自由度机械手智能抓取装置，旨在解决现有装置对球头的夹持主要依赖静摩擦力，其在静态工况下尚可维持，但当机械臂进行变向或变速运动时，球头重力产生的动态力矩极易克服摩擦力，使球头在弧形钳口内发生偏转滑移，该问题不仅破坏了抓取稳定性、导致定位偏差，还可能因应力集中刮伤球面，严重时甚至引发工件脱落事故的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种绝缘子用的多自由度机械手智能抓取装置，包括：

4、控制底座；

5、机械臂，设置于控制底座的顶部；

6、对接板，固定连接于机械臂的操作端口；

7、两个调节导轨，均固定连接于对接板上开设的两个预留孔中，两个调节导轨中滑动连接有两个调节滑架，两个调节滑架的同一侧均固定连接有安装板；

8、两个限位环轨，固定连接于两个安装板的相对一侧；

9、减震加固机构，设置于限位环轨上，所述减震加固机构包括转换滑块和安装柱，且转换滑块滑动连接于限位环轨上；

10、包围延展夹持机构，设置于安装柱上，所述包围延展夹持机构包括环板，且环板固定连接于安装柱的一端。

11、在一个优选的方案中，所述包围延展夹持机构还包括：

12、三个滑动槽，环形开设于环板的一侧，三个所述滑动槽的内部均滑动连接有滑动块；

13、三个包围片，分别固定连接于三个滑动块上，三个所述包围片的内弧面上均固定连接有适配气囊，且三个包围片远离环板的外侧壁均固定连接有延伸杆；

14、中间块，固定连接于延伸杆面向环板中心线的一侧，所述中间块的两侧均通过铰链连接有延伸压板，两个延伸压板的弧面上均等距离固定连接有挤压弹簧，挤压弹簧的一端固定连接于延伸杆的外侧壁。

15、在一个优选的方案中，所述包围延展夹持机构还包括：

16、隔断筒，固定连接于每个包围片上开设的安装孔中；

17、安装杆，固定连接于隔断筒的外侧壁，所述安装杆的端部固定连接有顶块，且顶块面向隔断筒内部的一侧固定连接有定位滑杆；

18、滑动套筒，滑动连接于定位滑杆上，所述滑动套筒远离顶块的外侧壁固定连接有端部框，且顶块面向端部框的一侧固定连接有液压缸二，液压缸二的输出端固定连接于端部框的外侧壁；

19、承压传感器，固定连接于端部框的内壁，所述端部框位于承压传感器外围处等距离固定连接有伸缩连杆，且多个伸缩连杆的端部固定连接有同一个单点定位压块。

20、在一个优选的方案中，所述包围延展夹持机构还包括：

21、外接架，固定连接于环板靠近每个滑动槽的外侧壁；

22、液压缸一，固定连接于每个外接架面向滑动块的一侧，液压缸一的输出端固定连接于相邻的滑动块的一侧。

23、在一个优选的方案中，所述减震加固机构还包括：

24、连接板，固定连接于转换滑块的一侧，所述安装柱的一端固定连接于连接板的外侧壁，且每个转换滑块靠近限位环轨外环和内环处的外侧壁均固定连接有安装架，两个安装架的相向一侧均固定连接有加固气缸，两个加固气缸的输出端均固定连接有贴合压片；

25、多个分杆，环形分布于连接板靠近安装柱的一侧，每个所述分杆面向安装柱的一侧均等距离固定连接有减震弹簧杆，且位于同一个分杆上的多个减震弹簧杆的一端固定连接有同一个减震贴合板，减震贴合板与安装柱上开设的环槽相贴合。

26、在一个优选的方案中，还包括：

27、加固套筒，固定连接于对接板的外侧壁，且加固套筒固定连接于机械臂操作端口外；

28、两个固定块，固定连接于对接板的一侧，两个所述固定块的相向一侧均固定连接有调节气缸，两个调节气缸的输出端固定连接于相邻的调节滑架的一侧。

29、在一个优选的方案中，还包括：

30、两个基座，分别固定连接于两个调节滑架上；

31、两个视觉定位模块，固定连接于两个基座上。

32、在一个优选的方案中，还包括：

33、两个转换电机，固定连接于两个安装板的相向一侧，两个所述转换电机的输出轴均通过联轴器固定连接有转动轴杆，且转动轴杆的外侧壁对称分布有两个转动连杆，转动连杆的一端固定连接于相邻的转换滑块的外侧壁。

34、在一个优选的方案中，还包括：

35、定位环框，固定连接于安装柱的一端；

36、外接环片，固定连接于定位环框的外侧壁，所述外接环片的内侧壁环形分布有定位气缸，且每个定位气缸的输出端均固定连接有夹持板。

37、一种绝缘子用的多自由度机械手智能抓取方法，使用如上述所述的一种绝缘子用的多自由度机械手智能抓取装置，包括以下步骤：

38、步骤一：机械臂带动对接板移动至绝缘子放置的指定位置，视觉定位模块对绝缘子的具体位置进行确定，则机械臂带动对接板进行多自由度的调整，完成初步调整，初步调整后，根据绝缘子钢帽和钢脚球头位置，启动转换电机，转换电机带动定位环框和包围延展夹持机构转换至钢帽和钢脚球头外；

39、步骤二：启动调节气缸推动调节滑架沿调节导轨滑动，带动两个限位环轨及其上的包围延展夹持机构移动至绝缘子钢脚球头处；同时启动液压缸一，通过滑动块驱动三个包围片沿滑动槽向心收缩，使包围片内弧面的适配气囊对球头形成环抱式包围摩擦定位；在包围片收缩过程中，延伸压板与球头连接处的连接杆接触并逐步挤压挤压弹簧，待包围片完成对球头的包围后，挤压弹簧驱动延伸压板对连接杆形成持续延伸挤压；

40、步骤三：启动液压缸二，推动滑动套筒沿定位滑杆滑动，带动端部框内的单点定位压块向球头表面移动并对球头多处位置进行单点增压挤压，通过承压传感器实时反馈各点位的压紧力值；

41、步骤四：钢脚球头夹持完成后，启动定位气缸，定位气缸带动夹持板对钢帽进行定位夹持，钢帽和钢脚球头夹取完成后，机械臂带动绝缘子进行移动。

42、由上可知，本发明提供的一种绝缘子用的多自由度机械手智能抓取装置具有夹持时，液压缸一驱动包围片与适配气囊对球头实施包围摩擦定位，适配气囊增大接触面与摩擦限位，液压缸二推动单点定位压块进行多点增压，提供附加摩擦力补偿，增强动态抗滑移能力，同时，延伸压板在包围调节中逐步挤压连接杆处挤压弹簧，完成包围后持续施压，进一步确保夹持牢固性的技术效果。