一种工业机器人抓取识别系统及其使用方法

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种工业机器人抓取识别系统，更具体涉及一种工业机器人抓取识别系统及其使用方法。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能，工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

现有的工业机器人的识别系统一般只采用距离感应系统，这会造成当工业机器人出现空抓，而机器人仍会继续以抓取状态完成下一步工作状态的问题；现有工业机器人只采取一种单独的抓取方式，被抓握的物品存在掉落的可能性；最后，当机工业器人出现故障停机时，或者生产线出现事故暂停生产时，工业机器人的制动反应较慢，仍会带动物品继续运动，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业机器人抓取识别系统，以解决上述背景技术中提出现有的工业机器人的识别系统一般只采用距离感应系统，这会造成当工业机器人出现空抓，而机器人仍会继续以抓取状态完成下一步工作状态的问题；现有工业机器人只采取一种单独的抓取方式，被抓握的物品存在掉落的可能性；最后，当机工业器人出现故障停机时，或者生产线出现事故暂停生产时，工业机器人的制动反应较慢，仍会带动物品继续运动，存在安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种工业机器人抓取识别系统，包括工作台，所述工作台的上表面左侧固定安装有操作台，所述操作台的右侧固定安装有底板，所述底板的顶部活动安装有第二转盘，所述第二转盘的上方固定安装有第二制动器，所述第二制动器的上方活动安装有连接杆，所述连接杆的中间位置处固定安装有距离感应器，所述连接杆的顶部活动安装有大臂，所述大臂的右端活动连接有小臂，所述小臂的右端活动连接有手腕，所述手腕的右端固定连接有固定端，所述固定端上固定安装有第一制动器，所述固定端的右端活动连接有驱动臂，所述驱动臂的底部活动连接有第一转盘，所述第一转盘的下方活动安装有机械爪，所述第一转盘的底部中间位置处活动安装有吸盘，所述吸盘的底部固定安装有伸缩杆，所述驱动臂的内部中间位置处活动安装有推拉杆，所述推拉杆的右侧开设有气缸，所述机械爪的底部固定安装有视觉传感器，所述视觉传感器的上方归哪个安装有触觉感应器，所述第二制动器的外沿固定安装有制动底板，所述制动底板的内部左端活动安装有调节支座，所述制动底板的内部右端固定安装有制动缸，所述制动缸的左侧活动安装有回位弹簧，所述制动底板的内部上端固定安装有制动蹄，所述固定端的右侧开设有卡槽，所述卡槽的内部固定安装有固定板，所述固定板的右端活动连接有连接块，所述固定板的顶端活动安装有卡板，所述固定板的右侧固定安装有齿轮链带，所述连接块的左侧活动安装有齿轮，所述的上方固定连接有导向柱，所述第一制动器、距离感应器、第二制动器、视觉传感器、触觉感应器和制动缸均与外部电源电性连接。

作为本发明的进一步方案，所述第二转盘与连接杆转动连接，所述连接杆与大臂转动连接，所述大臂与小臂转动连接，所述驱动臂在固定端上来回往复运动。

作为本发明的进一步方案，所述机械爪共设置有三组，所述三组机械爪均匀安装在第一转盘的底部，所述视觉传感器共设置有三组，所述三组视觉传感器分别安装在三组机械爪的底部，所述触觉感应器共设置有三组，所述三组触觉感应器分别固定安装在三组视觉传感器的上方，所述触觉感应器安装在机械爪的抓握受力部位。

作为本发明的进一步方案，所述伸缩杆与第一转盘内部均设置有气管，所述吸盘与气缸通过气管连通，所述伸缩杆在第一转盘的底部伸缩活动。

作为本发明的进一步方案，所述制动蹄的外围设置有制动鼓，所述制动蹄设置有两组，所述两组制动蹄分别位于制动底板的内部上下两端，所述回位弹簧共设置有两组，所述其中一组回位弹簧活动安装在调节支座的右侧，所述另一组回位弹簧活动安装在制动缸的右侧。

作为本发明的进一步方案，所述卡板共设置有两组，所述两组卡板分别位于卡槽的左右两端，所述卡板的一侧活动连接有弹簧。

作为本发明的进一步方案，所述固定板与卡槽卡合连接，所述齿轮链带的表面固定安装有若干组齿，所述连接块的右侧焊接固定在驱动臂上，所述连接块通过齿轮与齿轮链带的相互配合在上来回往复运动。

作为本发明的进一步方案，所述推拉杆在驱动臂的内部上下来回往复运动，所述三组机械爪的上端交叉连接在推拉杆的底部。

作为本发明的进一步方案，所述机械爪的内表面固定安装有防滑垫。

一种工业机器人抓取识别系统及其使用方法，该使用方法具体包括以下步骤：

步骤一：将工业机器人安装好，打开开关设定好参数，工作人员打开操作台，工业机器人工作，距离感应器感应识别物品与驱动臂的距离，工业机器人通过连接杆、大臂、和小臂的相互配合运动，将机械爪移动到物体的正上方，机械爪上的触觉感应器捕捉到物品的位置信息，驱动臂向下运动，到达物品的表面，第一转盘转动调整好抓握角度，推拉杆向下运动，机械爪打开，吸盘向下伸缩，伸缩杆紧贴在物品的表面，同时推拉杆向上运动，机械爪关闭，抓紧物体，机械爪上的触觉感应器能感应物品的抓取状态，当物品掉落时，触觉感应器第一时间提醒工业机器人物品掉落，抓握住物体后，工业机器人通过连接杆、大臂、和小臂的相互配合运动，将物品运送到正确的地点，完成运送，工业机器人重复之前的步骤，运送第二个物品；

步骤二：当工业机器人出现故障时或者加工流水线出现故障时，工业机器人自动对制动蹄施加压力，制动蹄的外围固定安装有制动鼓，使得制动蹄压向制动鼓，相等的力使得一个制动蹄打开的时候另一个制动蹄关闭，制动蹄与制动鼓之间产生摩擦力产生制动，第一制动器与第二制动器同时响应，使得工业机器人即时完成制动。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

通过设置触觉感应器，触觉感应器共设置有三组，触觉感应器能感应到物品的抓握状态，当出现空抓或者物品掉落时，工业机器人能够第一时间感知到，提高了工业机器人的运转效率，同时避免了工业机器人空转导致的流水线故障；

同时设置有三组机械爪，机械爪的内表面固定安装有防滑垫，配合机械爪设置有吸盘，通过三组机械爪机械抓握，配合吸盘吸附，大大提高了抓握稳定性，避免了掉物的发生，同时也提升了机械爪的承重能力，使得机械爪能抓握住更重的物品；

设置有第一制动器与第二制动器，当工业机器人出现故障时或者加工流水线出现故障时，第一制动器与第二制动器第一时间对工业机器人进行制动，避免了机器故障而工业机器人继续运转造成的安全事故，提高了生产安全性。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明的机械爪结构示意图；

图3为本发明的机械爪原理图；

图4为本发明的第二制动器结构示意图；

图5为本发明的固定端结构示意图；

图6为本发明的齿轮链带结构示意图；

图中：1-底板、2-连接杆、3-大臂、4-小臂、5-手腕、6-固定端、7-驱动臂、8-第一转盘、9-机械爪、10-第一制动器、11-距离感应器、12-第二制动器、13-第二转盘、14-工作台、15-操作台、16-伸缩杆、17-吸盘、18-气缸、19-视觉传感器、20-触觉感应器、21-推拉杆、22-制动蹄、23-制动缸、24-回位弹簧、25-制动底板、26-调节支座、27-固定板、28-连接块、29-卡槽、30-卡板、31-齿轮、32-导向柱、33-齿轮链带。

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。

请参阅图1-图6，本发明提供一种工业机器人抓取识别系统，包括工作台14，工作台14的上表面左侧固定安装有操作台15，操作台15的右侧固定安装有底板1，底板1的顶部活动安装有第二转盘13，第二转盘13的上方固定安装有第二制动器12，第二制动器12的上方活动安装有连接杆2，连接杆2的中间位置处固定安装有距离感应器11，连接杆2的顶部活动安装有大臂3，大臂3的右端活动连接有小臂4，小臂4的右端活动连接有手腕5，手腕5的右端固定连接有固定端6，固定端6上固定安装有第一制动器10，固定端6的右端活动连接有驱动臂7，驱动臂7的底部活动连接有第一转盘8，第一转盘8的下方活动安装有机械爪9，第一转盘8的底部中间位置处活动安装有吸盘17，吸盘17的底部固定安装有伸缩杆16，驱动臂7的内部中间位置处活动安装有推拉杆21，推拉杆21的右侧开设有气缸18，机械爪9的底部固定安装有视觉传感器19，视觉传感器19的上方归哪个安装有触觉感应器20，第二制动器12的外沿固定安装有制动底板25，制动底板25的内部左端活动安装有调节支座26，制动底板25的内部右端固定安装有制动缸23，制动缸23的左侧活动安装有回位弹簧24，制动底板25的内部上端固定安装有制动蹄22，固定端6的右侧开设有卡槽29，卡槽29的内部固定安装有固定板27，固定板27的右端活动连接有连接块28，固定板27的顶端活动安装有卡板30，固定板27的右侧固定安装有齿轮链带33，连接块28的左侧活动安装有齿轮31，28的上方固定连接有导向柱32，第一制动器10、距离感应器11、第二制动器12、视觉传感器19、触觉感应器20和制动缸23均与外部电源电性连接；

第二转盘13与连接杆2转动连接，连接杆2与大臂3转动连接，大臂3与小臂4转动连接，驱动臂7在固定端6上来回往复运动，使得工业机器人能多角度全方位运动；机械爪9共设置有三组，三组机械爪9均匀安装在第一转盘8的底部，视觉传感器19共设置有三组，三组视觉传感器19分别安装在三组机械爪9的底部，触觉感应器20共设置有三组，三组触觉感应器20分别固定安装在三组视觉传感器19的上方，触觉感应器20安装在机械爪9的抓握受力部位，采用三组机械爪9抓握，区别于两组机械爪9，抓握得更稳定，触觉传感器20能感应抓握状态，不会出现空抓而工业机器人仍未察觉的情况；伸缩杆16与第一转盘8内部均设置有气管，吸盘17与气缸18通过气管连通，伸缩杆16在第一转盘8的底部伸缩活动，机械爪9之外设置有吸盘抓握辅助，使得抓握更牢固，不易掉物；制动蹄22的外围设置有制动鼓，制动蹄22设置有两组，两组制动蹄22分别位于制动底板25的内部上下两端，回位弹簧24共设置有两组，其中一组回位弹簧24活动安装在调节支座26的右侧，另一组回位弹簧24活动安装在制动缸23的右侧，设置有第一制动器10和第二制动器12两个制动器，当工业机器人故障时能第一时间制动避免产生安全事故；卡板30共设置有两组，两组卡板30分别位于卡槽29的左右两端，卡板30的一侧活动连接有弹簧，方便拆卸驱动臂7或者给工业机器人更换其余的工作组件；固定板27与卡槽29卡合连接，齿轮链带33的表面固定安装有若干组齿，连接块28的右侧焊接固定在驱动臂7上，连接块28通过齿轮31与齿轮链带33的相互配合在27上来回往复运动，实现了驱动臂7上下直线运动；推拉杆21在驱动臂7的内部上下来回往复运动，三组机械爪9的上端交叉连接在推拉杆21的底部，通过推拉杆21运动可以控制机械爪9的张开闭合状态；机械爪9的内表面固定安装有防滑垫，使得机械爪9的内表面固定安装有防滑垫的抓握更稳定，物体更不易掉落。

一种工业机器人抓取识别系统的使用方法，该使用方法具体包括以下步骤：

步骤一：将工业机器人安装好，打开开关设定好参数，工作人员打开操作台15，工业机器人工作，距离感应器11感应识别物品与驱动臂7的距离，工业机器人通过连接杆2、大臂3、和小臂4的相互配合运动，将机械爪9移动到物体的正上方，机械爪9上的触觉感应器20捕捉到物品的位置信息，驱动臂7向下运动，到达物品的表面，第一转盘8转动调整好抓握角度，推拉杆21向下运动，机械爪9打开，吸盘17向下伸缩，伸缩杆16紧贴在物品的表面，同时推拉杆21向上运动，机械爪9关闭，抓紧物体，机械爪9上的触觉感应器20能感应物品的抓取状态，当物品掉落时，触觉感应器20第一时间提醒工业机器人物品掉落，抓握住物体后，工业机器人通过连接杆2、大臂3、和小臂4的相互配合运动，将物品运送到正确的地点，完成运送，工业机器人重复之前的步骤，运送第二个物品；

步骤二：当工业机器人出现故障时或者加工流水线出现故障时，工业机器人自动对制动蹄22施加压力，制动蹄22的外围固定安装有制动鼓，使得制动蹄22压向制动鼓，相等的力使得一个制动蹄22打开的时候另一个制动蹄22关闭，制动蹄22与制动鼓之间产生摩擦力产生制动，第一制动器10与第二制动器12同时响应，使得工业机器人即时完成制动。

本发明的距离感应器11的型号是EE-SY110；

本发明的视觉传感器19的型号是IVU2PTGR08/12/16/25；

本发明的触觉感应器20的型号是CY-YB-200。

本发明通过设置触觉感应器20，触觉感应器20共设置有三组，三组触觉感应器20分别固定安装在三组视觉传感器19的上方，触觉感应器20能感应到物品的抓握状态，当出现空抓或者物品掉落时，工业机器人能够第一时间感知到，同时设置有三组机械爪9，机械爪9的内表面固定安装有防滑垫，配合机械爪9设置有吸盘17，吸盘17与气缸18连通，气缸18对吸盘17施加负压，吸盘17将物体吸附住，同时三组机械爪9机械抓握，通过机械爪与吸盘17的相互配合，极大的减少了掉物的情况，也设置有第一制动器10与第二制动器12，当工业机器人出现故障时或者加工流水线出现故障时，工业机器人自动对第一制动器10与第二制动器12的制动蹄22施加压力，制动蹄22的外围固定安装有制动鼓，使得制动蹄22压向制动鼓，相等的力使得一个制动蹄22打开的时候另一个制动蹄22关闭，制动蹄22与制动鼓之间产生摩擦力产生制动，即时制动工业机器人。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。