一种角度可调的工作头及智能平台系统

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，具体涉及一种角度可调的工作头及智能平台系统。

背景技术

工作头是一种在自动化生产中常用的自动化装置，可对产品进行取料、点胶等功能，其主要包括固定座、驱动机构以及工作单元，工作单元可以是吸料头、夹料头、点胶头、贴胶头等。

然而现有的工作头中，工作单元由驱动机构驱动沿X、Y、Z轴方向做直线，无法对一些产品的倾斜位置进行作业，需要调整产品的角度才能满足工作头的作业角度，导致工作头存在较大的局限性，适用性较差。

发明内容

本发明针对现有技术存在之缺失，提供一种角度可调的工作头及智能平台系统,其能实现工作头的角度自动化调节，从而可对产品的倾斜位置进行作业，无需调整产品角度，应用范围广，适用性较好。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种角度可调的工作头，包括第一转动装置、第二转动装置、工作单元，所述第二转动装置驱动第一转动装置转动，所述第一转动装置包括基座、第一驱动机构、连接模组；

所述连接模组包括有第一活动件和第二活动件，所述第一活动件与基座转动连接，所述第二活动件可滑动地安装于第一活动件上；

所述工作单元与第一活动件连接，所述第一驱动机构驱动第二活动件在第一活动件上滑动的同时，所述第二活动件带动第一活动件转动；通过设置第一转动装置、第二转动装置、工作单元，第二转动装置驱动第一转动装置转动，第一转动装置包括基座、第一驱动机构、第一活动件和第二活动件，工作单元与第一活动件连接，第一驱动机构驱动第二活动件在第一活动件上滑动的同时，第二活动件带动第一活动件转动，实现工作头的角度自动化调节，从而可对产品的倾斜位置进行作业，无需调整产品角度，应用范围广，适用性较好。

作为一种优选方案，所述第一活动件为T型结构件，所述T型结构件包括安装杆段和滑轨段，所述滑轨段连接至所述安装杆段的中部，所述安装杆段通过转轴与基座转动连接，所述工作单元与所述安装杆段连接，所述第二活动件可滑动地连接至所述T型结构件的滑轨段。

作为一种优选方案，所述滑轨段的一端设有安装通槽，所述滑轨段的一端设有安装通槽，所述安装杆段安装在安装通槽中，所述滑轨段与安装杆段之间设有定位结构，所述定位结构限制安装杆段与滑轨段的安装位置。

作为一种优选方案，所述滑轨段上安装有滑轨，所述第二活动件可滑动地连接至所述滑轨上。

作为一种优选方案，所述第一驱动机构包括活动杆和驱动活动杆运动的驱动单元，所述活动杆与第二活动件转动连接。

作为一种优选方案，所述第二活动件上设有第一凸块和第二凸块，所述第一凸块和第二凸块之间形成有凹槽，所述活动杆的一端伸入凹槽中，且所述活动杆通过销钉与第一凸块和第二凸块转动连接。

作为一种优选方案，所述工作单元为吸料头或夹料头。

作为一种优选方案，所述第二转动装置包括连接轴和第二驱动机构，所述连接轴的一端与基座连接，所述第二驱动机构驱动连接轴转动，以使连接轴带动第一转动装置转动。

一种智能平台系统，包括通用机架机构、输送机构、快速对接机构、龙门式驱动机构以及所述角度可调的工作头。

一种智能平台系统，包括通用机架机构、输送机构、快速对接机构、侧悬式驱动机构以及所述角度可调的工作头。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，通过设置第一转动装置、第二转动装置、工作单元，第二转动装置驱动第一转动装置转动，第一转动装置包括基座、第一驱动机构、第一活动件和第二活动件，工作单元与第一活动件连接，第一驱动机构驱动第二活动件在第一活动件上滑动的同时，第二活动件带动第一活动件转动，实现工作头的角度自动化调节，从而可对产品的倾斜位置进行作业，无需调整产品角度，应用范围广，适用性较好。

为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：

附图说明

图1是本发明之第一实施例的组装结构示意图；

图2是本发明之吸料头结构示意图；

图3是本发明之第一实施例的第一转动装置结构示意图；

图4是本发明之第一实施例的连接模组结构示意图；

图5是本发明之第一实施例的第一活动件结构示意图；

图6是本发明之第一实施例的第一转动装置上的安装杆段和第一活动件剖视图；

图7是本发明之第二实施例的组装结构示意图；

图8是本发明之第二实施例的第一转动装置结构示意图；

图9是本发明之夹料头结构示意图；

图10是本发明之龙门式智能平台系统的组装结构示意图；

图11是本发明之龙门式智能平台系统的内部结构示意图；

图12是本发明之龙门式智平台系统的另一实施例的内部结构示意图；

图13是本发明之侧悬式智能平台系统的组装结构示意图；

图14是本发明之侧悬式智能平台系统的内部结构示意图。

附图标识说明：

10-第一转动装置 11-基座 111-头部

112-颈部113-身部114-安装空间

115-避让空间12-连接槽 14-转轴

15-校准传感器 151-感应头16-第一驱动机构

161-活动杆162-驱动单元20-连接模组

21-第一活动件 211-安装杆段2111-上连接段

2112-下连接段 2113-中间连接段 2114-定位凸块

212-滑轨段2121-滑轨 2122-安装通槽

24-第二活动件 241-旋转件2411-第一凸块

2412-第二凸块 2413-凹槽 242-滑块

25-销钉 26-连接臂 27-连接块

271-第一连接部272--第二连接部 28-第一销轴

29-第二销轴 30-固定座 31-安装座

32-第二转动装置 33-连接轴 34-第二驱动机构

40-工作单元 41-吸料头 411-第一安装孔

412-吸嘴50-夹料头 51-第二安装孔

52-夹爪 60-角度可调的工作头 70-龙门式智能平台系统

71-通用机架机构 711-机架模组712-主机头模组

713-第一主机头模组714-第二主机头模组72-输送机构

73-快速对接机构 731-对接座732-视觉检测模块

74-龙门式驱动机构 75-第一X轴横梁751-第二驱动模组

76-第一Y轴纵梁761-第一驱动模组77-第二Y轴纵梁

80-侧悬式智能平台系统 81-侧悬式驱动机构 82-第二X轴横梁

821-第四驱动模组83-第三Y轴纵梁831-第三驱动模组

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位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。

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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-6所示，本发明的第一实施例，本发明公开一种角度可调的工作头，包括固定座30、第一转动装置10、第二转动装置32、工作单元40，所述所述第二转动装置32设于固定座30上，且所述第二转动装置32驱动第一转动装置10转动，所述第一转动装置10包括基座11、第一驱动机构16、连接模组20，所述连接模组20包括有第一活动件21和第二活动件24，所述第一活动件21与基座11转动连接，所述第二活动件24可滑动地安装于第一活动件21上，所述工作单元40与第一活动件21连接，所述第一驱动机构16驱动第二活动件24在第一活动件21上滑动的同时，所述第二活动件24带动第一活动件21转动，使第一活动件21带动所述工作单元40转动，其中，工作单元40的转动范围为±30°；

具体的，所述第一活动件21为T型结构件，所述T型结构件包括安装杆段211和滑轨段212，所述滑轨段212连接至所述安装杆段211的中部，所述滑轨段212垂直于所述安装杆段211形成T型结构件，所述安装杆段211的上端通过转轴14与基座11转动连接，所述转轴14的轴线方向与Y轴平行，所述工作单元40与所述安装杆段211的下端连接，所述第二活动件24可滑动地连接至所述T型结构件的滑轨段212。

所述第二活动件24为叠层件，所述层叠件包括旋转件241和滑块242，所述旋转件241固定安装于滑块242上，所述叠层件的滑块242在所述滑轨段212上滑动，具体的，所述滑轨段212上安装有滑轨2121，所述滑块242可滑动地连接至所述滑轨2121上，所述滑轨2121的延伸方向与转轴14的轴线方向垂直。

需要说明的是，本发明中，所述转轴14的轴线方向也可以与X轴平行。

示例性的，所述工作单元40可以为吸料头41，所述吸料头41的下端设有吸嘴412，所述吸料头41上端设有第一安装孔411，所述吸料头41通过第一安装孔411安装在安装杆段211的下端。

具体的，所述滑轨段212的一端设有安装通槽2122，所述安装通槽2122贯穿滑轨段212的上下表面，所述安装杆段211固定安装在安装通槽2122中，所述滑轨段212与安装杆段211之间设有定位结构，所述定位结构限制安装杆段211与滑轨段212的安装位置，具体的，所述定位结构为设于所述安装杆段的定位凸块2114，所述定位凸块2114与安装杆段211的外侧壁一体连接，所述定位凸块2114径向向外凸出，所述定位凸块2114呈环形设置，组装时，所述定位凸块2114的表面与滑轨段212的表面抵接，具体的，所述定位凸块2114的下表面与滑轨段212的上表面抵接，通过设置定位凸块2114，利用定位效果方便滑轨段212自下往上快速定位至安装杆段211的中部，定位及安装效率高，且定位凸块2114限定了滑轨段212的安装位置，避免在安装时滑轨段212的安装位置向上偏移，从而保证滑轨段212的上端与基座11下端的间距，防止滑轨段212在转动时与基座11碰撞。

所述安装杆段211包括上连接段2111、下连接段2112以及中间连接段2113，所述上连接段2111通过所述转轴14与基座11转动连接，所述下连接段2112与工作单元40连接，所述所述滑轨段212连接至中间连接段2113，所述定位凸块2114设于中间连接段2113与上连接段2111之间，具体的，工作单元40可以采用螺纹连接方式与下连接段2112连接固定，也可以采用夹持方式或其他方式连接固定，通过设置由上连接段2111、下连接段2112以及中间连接段2113构成的安装杆段211，方便将基座11、滑轨段212以及工作单元40连接组合，安装拆解方便，且滑轨段212与中间连接段2113连接，使得结构紧凑，滑轨段212推拉安装杆段211时稳定性好；

所述第一驱动机构16包括活动杆161和驱动活动杆161运动的驱动单元162，所述活动杆161与旋转件241转动连接，所述旋转件241上设有第一凸块2411和第二凸块2412，所述第一凸块2411和第二凸块2412之间形成有凹槽2413，所述活动杆161的一端伸入凹槽2413中，且所述活动杆161通过销钉25与第一凸块2411和第二凸块2412转动连接，所述销钉25的轴线方向与转轴14的轴线方向平行，具体的，所述活动杆161为丝杆，所述驱动单元162为电机，所述电机的内部的转子与丝杆转动连接，当电机工作时，转子旋转使丝杆沿Z轴方向做直线运动；通过设置由活动杆161和驱动单元162构成的第一驱动机构16，连接模组20将第一驱动机构16的直线驱动方式转化为工作单元40的旋转运动，可将第一驱动机构16安装在基座11的上下方向位置，以避开基座11横向方向的其他结构，并可防止基座11旋转时与其他外部结构碰撞，布局合理紧凑。

所述转轴14与滑轨2121之间的距离h1大于销钉25与滑轨2121之间的距离h2，通过设置转轴14与滑轨2121之间的距离h1大于销钉25与滑轨2121之间的距离h2，使得活动杆161运动较大的直线距离时，安装杆段211仅转动较小的角度，使得工作单元40转动的角度较小，从而使工作单元40的角度调节更精密。

所述滑轨段212的底面与安装杆段211的轴线垂直，通过设置滑轨段212的底面与安装杆段211的轴线垂直，在调试工作单元40时，可根据滑轨段212转动的角度参数，利用几何运算方式计算安装杆段211转动角度参数，进而可计算工作单元40的转动角度参数。

所述基座11包括头部111、颈部112和身部113，所述头部111与身部113通过颈部112一体连接，所述头部111上端设有可与外部结构连接的连接槽12，所述安装杆段211与头部111转动连接，所述第一驱动机构16设于身部113；通过设置由头部111、颈部112和身部113构成的基座11，在头部111设置连接槽12，可方便将第一转动装置10安装固定至外部结构；安装杆段211与头部111转动连接，第一驱动机构16设于身部113，合理利用基座11各部位的结构空间，布局合理，结构紧凑，占用空间小。

所述身部113的上端高于头部111的上端，所述身部113的下端高于头部111的下端，所述头部111上端面、颈部112以及身部113的侧表面之间形成安装空间114，所述连接槽12的开口面向所述安装空间114，通过设置安装空间114，可利用安装空间114将第一转动装置10安装固定至外部结构上，安装空间114呈开放型结构设置，可沿X轴方向安装第一转动装置10，也可沿Y轴方向或Z轴方向安装第一转动装置10，实现多方位安装，安装更方便；所述头部111下端面、颈部112以及身部113的下表面之间形成避让空间115，通过设置避让空间115，从而可供连接模组20向上伸入避让空间115中，使得工作头的转动角度更大，工作范围更广，适用性更好。

所述身部113的内部的下端设有可校准工作单元40位置的校准传感器15，校准传感器15连接校准单元(未示出)，当校准传感器15下端的感应头151检测到与连接模组20的上表面之间的距离符合预设距离时，校准单元可校准工作单元40当前坐标为原点位置，其中，预设距离范围为2mm～3mm，具体的，所述预设距离为感应头151与第二活动件24的上表面之间的距离，示例性的，当感应头151检测到第二活动件24的上表面与感应头151之间的距离为2mm时，校准单元可校准工作单元40的当前坐标为原点位置。

所述第二转动装置32包括连接轴33和第二驱动机构34，所述连接轴33的轴线方向与Z轴平行，所述固定座30上设有安装座31，所述连接轴33可转动安装于安装座31上，所述第二驱动机构34为电机，所述连接轴33的下端与基座11上的连接槽12连接，运动时，所述第二驱动机构34驱动连接轴33转动，所述连接轴33转动可带动基座11转动，由此带动所述工作单元40绕连接轴33转动，其中，所述工作单元40绕连接轴33转动的范围是0°～230°；通过设置第二转动装置32，从而增加工作单元40绕Z轴转动的自由度，工作范围更大，适用性更好。

如图7-8所示，本发明的第二实施例，其与上述第一实施例的区别在于第一活动件21和第二活动件24，本发明的第二实施例中，所述第一活动件21包括连接臂26和所述安装杆段211，所述第二活动件24为连接块27，所述连接块27与连接臂26转动连接，具体的，所述安装杆段211与连接臂26的一端连接，所述连接臂26的另一端通过第一销轴28与连接块27转动连接，所述活动杆161通过第二销轴29与连接块27转动连接，所述第一销轴28和第二销轴29的轴线方向均与转轴14的轴线方向平行，具体的，所述连接块27具有第一连接部271和第二连接部272，所述第二连接部272远离第一连接部271的一端朝基座11的方向延伸，所述第一连接部271和第二连接部272之间形成有夹角，最优地，所述夹角的角度为90°所述连接臂26与第一连接部271中远离第二连接部272的一端转动连接，所述活动杆161与第二连接部272中远离第一连接部271的一端转动连接。

如图7和图9所示，所述工作单元40也可为夹料头50，所述夹料头50的下端设有用于夹持物料的夹爪52，所述夹料头50的上端设有第二安装孔51，所述夹料头50通过第二安装孔51安装在安装杆段211上。

本发明角度可调的工作头60的工作原理：

第一转动装置10工作时，驱动单元162驱动活动杆161下移，活动杆161推动第二活动件24下移，使第二活动件24在第一活动件21上远离基座11方向滑动的同时，第二活动件24带动第一活动件21向下转动，第一活动件21带动所述工作单元40绕转轴14向下转动。

第二转动装置32工作时，第二驱动机构34驱动连接轴33转动，连接轴33带动基座11转动，使第一转动装置10转动，从而使得工作单元40绕连接轴33转动。

如图10-11所示，本发明还公开一种龙门式智能平台系统70，包括通用机架机构71、输送机构72、快速对接机构73、龙门式驱动机构74以及所述角度可调的工作头60，所述输送机构72、输送机构72、快速对接机构73、龙门式驱动机构74以及角度可调的工作头60均安装于通用机架机构71上；

具体的，所述通用机架机构71包括机架模组711和主机头模组712，所述主机头模组712可拆卸安装于机架模组711上，且主机头模组712与机架模组711电气连接；

所述输送机构72安装在主机头模组712上，所述输送机构72用于输送工件；

所述快速对接机构73安装在主机头模组712上，所述快速对接机构73包括对接座731和与对接座731对接的若干对接机构，对接机构包括螺丝供料模块(未示出)、点胶服务模块(未示出)、工作头清洗模块(未示出)、视觉检测模块732，螺丝供料模块用于螺丝上料，并且可由吸料头41吸取螺丝，点胶服务模块用于胶水称重、胶水测高、胶水清洗，工作头清洗模块用于对工作单元40进行清洗，视觉检测模块732用于对物料进行视觉检测。

本实施例中，所述龙门式驱动机构74安装在主机头模组712上，所述龙门式驱动机构74包括第一X轴横梁75以及沿Y轴方向延伸的第一Y轴纵梁76和第二Y轴纵梁77，所述第一X轴横梁75的两端分别与第一Y轴纵梁76和第二Y轴纵梁77滑动连接，且所述第一Y轴纵梁76或第二Y轴纵梁77上设有驱动第一X轴横梁75沿Y轴方向运动的第一驱动模组761，所述第一X轴横梁75上设有第二驱动模组751，所述角度可调的工作头60滑动安装于第一X轴横梁75上，且所述第二驱动模组751驱动角度可调的工作头60沿X轴方向运动。

如图12所示，在另一实施例中，所述第一X轴横梁75也可以设置两根，两根所述第一X轴横梁75均与第一Y轴纵梁76和第二Y轴纵梁77滑动连接，且两根所述第一X轴横梁75上均设有角度可调的工作头60。

如图13-14所示，本发明还公开一种侧悬式智能平台系统80，包括通用机架机构71、输送机构72、快速对接机构73、侧悬式驱动机构81以及所述角度可调的工作头60，所述输送机构72、输送机构72、快速对接机构73、侧悬式驱动机构81以及角度可调的工作头60均安装于通用机架机构71上；

具体的，所述通用机架机构71包括机架模组711和主机头模组712，所述主机头模组712包括并列设置的第N和第N+1个主机头模组712，所述第N和第N+1个主机头模组712均可拆卸安装于机架模组711上，且第N和第N+1个主机头模组712与机架模组711电气连接，示例性的，所述主机头模组712包括并列设置的第一主机头模组713和第二主机头模组714；

可以理解的是，所述侧悬式智能平台系统80上的输送机构72、输送机构72、快速对接机构73的结构作用与龙门式智能平台系统70上的输送机构72、输送机构72、快速对接机构73的结构作用相同，此处不再累述。

可以理解的是，所述侧悬式驱动机构81的数量与主机头模组712的数量相同，所述侧悬式驱动机构81安装在主机头模组712上；

所述侧悬式驱动机构81包括第二X轴横梁82以及沿Y轴方向延伸的第三Y轴纵梁83，所述第二X轴横梁82的一端与第三Y轴纵梁83滑动连接，且所述第三Y轴纵梁83设有驱动第二X轴横梁82沿Y轴方向运动的第三驱动模组831，所述第二X轴横梁82上设有第四驱动模组821，所述角度可调的工作头60滑动安装于第二X轴横梁82上，且所述第四驱动模组821驱动角度可调的工作头60沿X轴方向运动。

综上所述，本发明通过设置第一转动装置10、第二转动装置32、工作单元40，第二转动装置32驱动第一转动装置10转动，第一转动装置10包括基座11、第一驱动机构16、连接模组20，连接模组20包括活动连接的第一活动件21和第二活动件24，工作单元40与第一活动件21连接，第一驱动机构16驱动第二活动件24在第一活动件21上滑动的同时，第二活动件24带动第一活动件21转动，实现工作头的角度自动化调节，从而可对产品的倾斜位置进行作业，无需调整产品角度，应用范围广，适用性较好；同时，连接模组20将第一驱动机构16的直线驱动方式转化为工作单元40的旋转运动，可将第一驱动机构16安装在基座11的上下方向位置，以避开基座11横向方向的其他结构，并可防止基座11旋转时与其他外部结构碰撞，布局合理紧凑。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，故凡是依据本发明的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本发明技术方案的范围内。