一种钢板搬运平衡系统的工业机器人的制作方法

1.本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种钢板搬运平衡系统的工业机器人。


背景技术：

2.工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
3.现有的工厂生产钢板时，在需要同时对叠放的钢板进行搬运时，吸盘式的工业机器人无法同时吸附叠放的钢板，对其进行搬运，叉车式搬运钢板的工业机器人在搬运叠放的钢板时无法对搬运的钢板进行平衡调节后搬运，造成搬运过程中出现因重量不平衡，造成搬运的钢板倒塌掉落，导致生产的钢板出现变形，影响使用，同时会对附近的工作人员产生人身安全的隐患。


技术实现要素：

4.基于现有的工业机器人在搬运叠放的钢板时，无法对钢板进行平衡调节，保持工业机器人两端受力平衡，容易造成钢板搬运过程出现钢板倾斜倒塌现象，影响钢板的使用，同时会对附近的工作人员产生人身安全的隐患技术问题，本发明提出了一种钢板搬运平衡系统的工业机器人。
5.本发明提出的一种钢板搬运平衡系统的工业机器人，包括框架，还包括输送机、定位槽、调节机械臂、平衡装置和稳定装置，所述输送机的下表面固定安装在所述框架的上表面，所述定位槽的下表面环形阵列固定安装在所述输送机的外表面；所述调节机械臂位于所述框架的一侧外表面并对所述平衡装置与稳定装置根据所述输送机上的钢板的位置进行相应调节；所述平衡装置位于所述调节机械臂的一端并对所述输送机上表面需要搬运的钢板保持平衡搬运；所述稳定装置位于所述平衡装置的上方并对所述平衡装置上搬运的钢板进行辅助保持平衡的工作。
6.优选地，所述调节机械臂是有工业机械臂和调节机构构成，所述工业机械臂的下表面通过支撑板固定安装在所述框架的外侧面；通过上述技术方案，工业机械臂由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部，其中腕部通常有3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
7.优选地，所述调节机构包括调节液压缸，所述调节液压缸的一端通过销轴铰接在
所述工业机械臂的顶端外表面，所述工业机械臂的一端通过销轴铰接有铰接架，所述调节液压缸的活塞杆另一端通过销轴与所述铰接架的另一端铰接，所述铰接架的外侧面固定安装有水平传感器；通过上述技术方案，水平传感器与调节液压缸进行电性连接，保持在工业机械臂移动的过程中，保持铰接架始终垂直与输送机，通过液压缸伸缩拉动铰接架进行偏转来保持。
8.优选地，所述平衡装置包括调距机构、平衡机构、检测机构和吸盘构成，所述调距机构根据钢板的中心点调节两个所述平衡机构之间的间距，所述平衡机构根据钢板两侧受到的重力进行相应的平衡调节，保持搬运的钢板平衡，检测机构对搬运的钢板进行检测，控制调距机构和平衡机构进行调节；优选地，所述调距机构包括支撑架，所述支撑架的上表面通过连接板固定安装在所述铰接架的两端，所述支撑架的中间端上表面两侧均固定安装有驱动电机，所述支撑架的两端通过轴承均固定安装有螺纹杆，所述驱动电机通过蜗轮与蜗杆的配合驱动所述螺纹杆转动，两个所述螺纹杆的外表面均螺纹连接有连接块，所述连接块的两侧外表面滑动插接在所述支撑架的外表面；通过上述技术方案，其中驱动电机通过蜗轮与蜗杆的配合来驱动螺纹杆，使得调节的精准更加精准，两个驱动电机的型号相同，能够使得螺纹杆转速相同，两个螺纹杆的螺纹线呈对称分布，从而让两侧的连接块能够保持相对或者相反的同速移动。
9.优选地，所述平衡机构包括支撑槽体，两个所述支撑槽体的上表面分别固定安装在两个所述连接块的下表面，所述支撑槽体的内侧壁固定安装有固定块，所述支撑槽体的内侧壁两侧均滑动插接有滑动块，两组滑动块分别位于所述固定块的两侧，所述支撑槽体的外侧面两侧均固定安装有平衡液压缸，所述支撑槽体的外侧面固定安装有电磁阀，所述电磁阀与两个所述平衡液压缸电性连接，两个所述平衡液压缸的活塞杆一端分别与两侧所述滑动块的外表面固定安装，所述固定块的外表面通过销轴铰接有剪刀架部件，两个所述剪刀架部件的一端铰接处通过销轴分别铰接在两个所述滑动块的外表面两侧，所述固定块的下表面与所述滑动块的下表面均固定安装有搬运支撑板，多个所述吸盘的上表面矩形阵列固定安装在所述搬运支撑板的下表面；通过上述技术方案，两侧的平衡液压缸能够通过一个电磁阀进行控制，能够同步进行调节，保持两侧的滑动块进行相对或者相反的移动，两侧的平衡液压缸的活塞杆与支撑槽体最外侧的滑动块进行连接，使得最外侧的滑动块通过剪刀架部件带动另一个滑动块进行移动，改变中间固定块上的搬运支撑板受到的压力，能够调节两侧的钢板下搬运支撑板受到的压力，保持钢板在搬运时应两侧的重力差异造成搬运过程产生倾斜，吸盘能够吸附一块钢板进行搬运，增加工业机器人的实用性，定位槽是由耐磨橡胶材料构成。
10.优选地，所述检测装置包括摄像机，所述摄像机的上表面固定安装在所述支撑架中间端的下表面，位于中间所述搬运支撑板的上表面固定安装有压力传感器；通过上述技术方案，摄像机位于上压板之上，视野能够捕捉最上层钢板的两端，可通过轮廓传感器识别最上层钢板的两端宽度的中点之间连线的中心点进行判断摄像机是否位于钢板的中心点的垂直水平面上，通过此判断进行调节后，能够使得在搬运支撑板搬运时，两端的压力值差异不大，保持平衡。
11.优选地，所述稳定装置包括稳定槽，所述稳定槽开设在所述连接块的内部，两个所述稳定槽的内顶壁固定安装有按压液压缸，所述按压液压缸的活塞杆一端固定安装有连板，所述连板的下表面滑动插接有上压板；通过上述技术方案，其中上压板的长度小于钢板的长度，防止遮挡摄像机的视线，连板与上压板滑动插接，能够不影响连接块的左右移动，上压板通过按压液压缸的按压，能够限定多层钢板的位置。
12.优选地，所述上压板的两端通过销轴铰接有侧压板，所述上压板的上表面两侧均固定安装有微型弧形气缸，所述微型弧形气缸的活塞杆的另一端通过销轴铰接在所述侧压板的外表面；通过上述技术方案，侧压板能够防止多层钢板在搬运过程中出现倒塌现象，限定了钢板的位置，通过微型弧形气缸推动侧压板能够使得侧压板在不使用时平行于钢板。
13.优选地，其操作方法为s1：通过输送机输送上表面定位槽内需要搬运的多层钢板，调节机械臂摆动，调节平衡装置中的搬运支撑板的位置，水平传感器监测搬运支撑板的角度，通过驱动调节液压缸拉动铰接架，保持搬运支撑板平行与需要搬运的钢板；s2：调节机械臂驱动搬运支撑板位于需要搬运的钢板的下方后，检测机构中的摄像机捕捉视野内最上层钢板两端宽度中点之间连线的中心点后，调节机械臂带动搬运支撑板左右移动，使得摄像机的光标位于钢板长度中心点能够位于同一水平平面上，启动驱动电机，通过蜗轮与蜗杆的配合，带动支撑架两侧的螺纹杆旋转，螺纹杆上的连接块能够带动支撑槽体根据搬运的钢板进行相对或者相反的移动；s3：调节机械臂拉动搬运支撑板接触需要搬运的多层钢板的下表面后提升，通过搬运支撑板上的压力传感器检测两端承受的压力判断钢板搬运是否处于平衡状态，两侧的压力传感器受到的压力值不同时，根据两侧的压力值对比，平衡液压缸启动，拉动两侧的滑动块进行滑动，使得滑动块在支撑槽体的内侧壁滑动，拉动剪刀架部件，滑动块上的搬运支撑板之间的间距增大，分散中间搬运支撑板受到的压力；s4：两侧的压力值一致后，控制稳定槽内的按压液压缸推动上压板向下移动与最上层的钢板上表面接触，控制微型弧形气缸推动两侧的侧压板与多层钢板的外侧面接触，限定多层钢板的位置，防止多层钢板在移动过程中出现倒塌，调节机械臂的驱动，对搬运支撑板上的钢板进行搬运；s5：在对一块钢板进行搬运时，通过搬运支撑板下方的吸盘进行吸附钢板的上表面进行搬运。
14.本发明中的有益效果为：1、通过设置平衡机构，能够使得在搬运钢板的过程中保持平衡搬运，通过支撑槽体内的两侧滑动连接的滑动块，在根据检测到的两侧的压力值不同时，平衡液压缸启动，活塞杆的一端通过连接板贯穿支撑槽体的内部后拉动两侧的滑动块进行相对或者相反的移动，改变的两侧的搬运支撑板之间的间距，能够分散中间的搬运支撑板受到的压力值，通过钢板两侧的搬运支撑板之间的间距调节，使得钢板两侧的搬运支撑板压力值相同，保持钢板搬运的平衡，从而能够使得搬运过程中国不会出现倒塌事故，同时不会造成钢板搬运过程中因不平衡，导致受力一侧的搬运支撑板产生形变，解决了现有的工业机器人在搬运叠放的钢板时，无法对钢板进行平衡调节，保持工业机器人两端受力平衡，容易造成钢板搬运
过程出现钢板倾斜倒塌现象，影响钢板的使用，同时会对附近的工作人员产生人身安全的隐患技术问题。
15.2、通过设置检测机构，能够在搬运时调节钢板两侧的搬运支撑板的位置，保持一个预平衡，防止在抬起多层钢板时，应两侧的搬运支撑板受到的重力不同，造成钢板倒塌现象，通过摄像机捕捉最上层钢板的两端宽度的中心点连线的中心点位置，调节搬运支撑板的位置，使得搬运支撑板能够以最上层的钢板的中心点进行对称分布，能够进行一个平衡调节，从而能够在抬起多层钢板时先进行平衡调节，解决了现有的工业机器人在搬运叠放的钢板时，无法对钢板进行平衡调节，保持工业机器人两端受力平衡，容易造成钢板搬运过程出现钢板倾斜倒塌现象，影响钢板的使用，同时会对附近的工作人员产生人身安全的隐患技术问题。
16.3、通过设置稳定装置，能够使得多层钢板在搬运过程中保持稳定，通过按压液压缸推动上压板能够限定多层钢板的位置，通过微型弧形气缸推动侧压板，能够再次进行限定多层钢板的位置，能够保持在钢板移动过程中不会发生移动，防止多层钢板出现掉落的现象，从而能够使得钢板的搬运更加的稳定。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种钢板搬运平衡系统的工业机器人的示意图；图2为本发明提出的一种钢板搬运平衡系统的工业机器人的输送机结构的 立体图；图3为本发明提出的一种钢板搬运平衡系统的工业机器人的调节机械臂结 构的立体图：图4为本发明提出的一种钢板搬运平衡系统的工业机器人的调节液压缸结 构的立体图：图5为本发明提出的一种钢板搬运平衡系统的工业机器人的螺纹杆结构的 立体图：图6为本发明提出的一种钢板搬运平衡系统的工业机器人的上压板结构的 立体图：图7为本发明提出的一种钢板搬运平衡系统的工业机器人的剪刀架部件结 构的立体图。
18.图中：1、框架；11、输送机；12、定位槽；2、调节机械臂；21、工业机械臂；22、调节液压缸；23、铰接架；24、水平传感器；3、支撑架；31、驱动电机；32、螺纹杆；33、连接块；4、支撑槽体；41、固定块；42、滑动块；43、平衡液压缸；44、电磁阀；45、剪刀架部件；46、搬运支撑板；47、吸盘；5、摄像机；51、压力传感器；6、稳定槽；61、按压液压缸；62、连板；63、上压板；64、侧压板；65、微型弧形气缸。
具体实施方式
19.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。
20.参照图1
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7，一种钢板搬运平衡系统的工业机器人，包括框架1，还包括输送机11、
定位槽12、调节机械臂2、平衡装置和稳定装置，输送机11的下表面固定安装在框架1的上表面，定位槽12的下表面环形阵列固定安装在输送机11的外表面。
21.如图1和图2所示，调节机械臂2位于框架1的一侧外表面并对平衡装置与稳定装置根据输送机11上的钢板的位置进行相应调节；调节机械臂2是由工业机械臂21和调节机构构成，工业机械臂21的下表面通过支撑板固定安装在框架1的外侧面；调节机构，位于工业机械臂21的一端的位置上，为了保持平衡装置能够在工业机械臂21的调节过程中垂直与需要搬运的钢板，在工业机械臂21的中间段顶端通过销轴铰接调节液压缸22，为了固定平衡装置，在工业机械臂21的一端通过销轴铰接有铰接架23，然后调节液压缸22的活塞杆另一端通过销轴与铰接架23的另一端铰接，为了监测铰接架23是否保持垂直于需要搬运的钢板，在铰接架23的外侧面固定安装水平传感器24。
22.如图3
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7所示，平衡装置位于调节机械臂2的一端并对输送机11上表面需要搬运的钢板保持平衡搬运；平衡装置是由调距机构、平衡机构、检测机构和吸盘47构成，调距机构根据钢板的中心点调节两个平衡机构之间的间距，平衡机构根据钢板两侧受到的重力进行相应的平衡调节，保持搬运的钢板保持平衡，检测机构对搬运的钢板进行检测，控制调距机构和平衡机构进行调节；调距机构，安装在铰接架23的两端的位置上，为了进行支撑，在铰接架23的两端通过连接板固定安装支撑架3，为了对平衡机构进行调距，在支撑架3的中间端上表面两侧均固定安装驱动电机31，然后在支撑架3的两端通过轴承均固定安装螺纹杆32，驱动电机31通过蜗轮与蜗杆的配合驱动螺纹杆32转动，蜗轮与蜗杆的配合使得调距更加精准，为了带动平衡机构进行移动，在两个螺纹杆32的外表面均螺纹连接有连接块33，为了支撑连接块33，连接块33的两侧外表面滑动插接在支撑架3的外表面；平衡机构，安装在连接块33的下表面的位置上，为了固定平衡机构，在两个连接块33的下表面均固定安装支撑槽体4，为了根据钢板的重力进行平衡调节，在支撑槽体4的内侧壁固定安装固定块41，然后在固定块41在支撑槽体4的内侧壁两侧均滑动插接连接块33，两侧的连接块33分别位于固定块41的两侧，为了驱动滑动块42在支撑槽体4内进行滑动，在支撑槽体4的外侧面两侧均固定安装有平衡液压缸43，然后平衡液压缸43的活塞杆一端通过连接板与最外侧的滑动块42的外侧面固定安装，为了两个平衡液压缸43能够保持同时工作，在支撑槽体4的外侧面固定安装电磁阀44，然后电磁阀44与两个平衡液压缸43电性连接，为了使得两侧的多个滑动块42保持同间距的移动调节，在固定块41的外表面固定安装剪刀架部件45，然后剪刀架部件45的两端铰接处分别通过销轴在滑动块42的外表面，为了支撑需要搬运的钢板，在固定块41与滑动块42的下表面均固定安装搬运支撑板46，为了便于一块钢板进行搬运，在搬运支撑板46的下表面矩形阵列固定安装吸盘47；检测装置，安装在支撑架3的下表面的位置上，为了能够捕捉最上层钢板的中心点，在支撑架3的中间端下表面固定安装摄像机5，为了检测在搬运过程中钢板两端的搬运支撑板46是否受力平衡，在固定块41的下表面固定安装的搬运支撑板46的上表面固定安装压力传感器51。
23.如图3
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6所示，稳定装置位于平衡装置的上方并对平衡装置上搬运的钢板进行辅
助保持平衡的工作；稳定装置，安装在连接块33的内部，为了能够限定钢板在搬运过程中上下移动，在连接块33的内部开设稳定槽6，然后在稳定槽6的内顶壁固定安装按压液压缸61，为了防止影响连接块33的移动，在按压液压缸61的活塞杆一端固定安装连板62，为了保持钢板稳定的运输，在连板62的下表面滑动插接上压板63；进一步地，为了防止钢板在搬运过程中左右发生倾斜，在上压板63的两端通过销轴铰接侧压板64，为了侧压板64不影响搬运支撑板46接触钢板的下表面，在上表面的两侧均固定安装微型弧形气缸65，然后微型弧形气缸65的活塞杆的另一端通过销轴铰接在侧压板64的外表面用来推动侧压板64的进行移动或者按压钢板的两侧；其操作方法为s1：通过输送机11输送上表面定位槽12内需要搬运的多层钢板，调节机械臂2摆动，调节平衡装置中的搬运支撑板46的位置，水平传感器24监测搬运支撑板46的角度，通过驱动调节液压缸22拉动铰接架23，保持搬运支撑板46平行与需要搬运的钢板；s2：调节机械臂2驱动搬运支撑板46位于需要搬运的钢板的下方后，检测机构中的摄像机5捕捉视野内最上层钢板两端宽度中点之间连线的中心点后，调节机械臂2带动搬运支撑板46左右移动，使得摄像机5的光标位于钢板长度中心点能够位于同一水平平面上，启动驱动电机31，通过蜗轮与蜗杆的配合，带动支撑架3两侧的螺纹杆32旋转，螺纹杆32上的连接块33能够带动支撑槽体4根据搬运的钢板进行相对或者相反的移动；s3：调节机械臂2拉动搬运支撑板46接触需要搬运的多层钢板的下表面后提升，通过搬运支撑板46上的压力传感器51检测两端承受的压力判断钢板搬运是否处于平衡状态，两侧的压力传感器51受到的压力值不同时，根据两侧的压力值对比，平衡液压缸43启动，拉动两侧的滑动块42进行滑动，使得滑动块42在支撑槽体4的内侧壁滑动，拉动剪刀架部件45，滑动块42上的搬运支撑板46之间的间距增大，分散中间搬运支撑板46受到的压力；s4：两侧的压力值一致后，控制稳定槽6内的按压液压缸61推动上压板63向下移动与最上层的钢板上表面接触，控制微型弧形气缸65推动两侧的侧压板64与多层钢板的外侧面接触，限定多层钢板的位置，防止多层钢板在移动过程中出现倒塌，调节机械臂2的驱动，对搬运支撑板46上的钢板进行搬运；s5：在对一块钢板进行搬运时，通过搬运支撑板46下方的吸盘47进行吸附钢板的上表面进行搬运。
24.工作原理：将切割好的钢板叠放在输送机11上表面的定位槽12内，通过输送机11将定位槽12内的钢板输送至调节机械臂2附近后，输送机11停止，工业机械臂21启动，带动铰接架23下方的搬运支撑板46移动至需要搬运的钢板下方，同时调节液压缸22能够进行伸缩，通过水平传感器24的检测，保持搬运支撑板46保持与需要搬运的钢板平行，然后支撑架3上的摄像机5捕捉视野内最上层钢板两端宽度中点之间连线的中心点后，调节机械臂2带动搬运支撑板46左右移动进行调节，使得摄像机5的光标位于钢板长度中心点能够位于同一水平平面上，启动驱动电机31，通过蜗轮与蜗杆的配合，带动支撑架3两侧的螺纹杆32旋转，螺纹杆32上的连接块33能够带动支撑槽体4根据搬运的钢板进行相对或者相反的移动，将搬运支撑板46位于搬运的钢板下方合适的两侧；调节机械臂2拉动搬运支撑板46接触需要搬运的多层钢板的下表面后提升，通过搬运支撑板46上的压力传感器51检测两端承受的压力判断钢板搬运是否处于平衡状态，如
若两侧的压力传感器51受到的压力值不同时，根据两侧的压力值对比，电磁阀44控制两个平衡液压缸43启动，拉动两侧的滑动块42进行滑动，使得滑动块42在支撑槽体4的内侧壁滑动，拉动剪刀架部件45，通过剪刀架部件45能保持两侧的滑动块42保持同间距，滑动块42上的搬运支撑板46之间的间距增大，分散中间搬运支撑板46受到的压力，两侧的压力值一致后，控制稳定槽6内的按压液压缸61推动上压板63向下移动与最上层的钢板上表面接触，控制微型弧形气缸65推动两侧的侧压板64与多层钢板的外侧面接触，调节机械臂2的驱动，对搬运支撑板46上的钢板进行搬运；在对一块钢板进行搬运时，通过搬运支撑板46下方的吸盘47进行吸附钢板的上表面进行搬运。
25.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。