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多工位混装炸药自动加装系统及加装方法

文献发布时间:2024-04-18 20:01:55


多工位混装炸药自动加装系统及加装方法

技术领域

本发明涉及液体添加技术领域,具体而言,涉及一种多工位混装炸药自动加装系统及加装方法。

背景技术

炸药在使用前,需要将不同的成分物料添加到炸药车中,以使其充分混合。

在相关技术中,炸药的加装主要通过人工手动加注。由于物料具有较高的危险性和爆炸风险,人员操作过程中需要时刻注意避免误食、接触眼睛、接触皮肤等不安全行为,任何不安全行为都会造成人身伤害,严重者还会导致血压下降、昏迷、死亡,并且加装物料为炸药原料,防火防爆较为严格,所以人工操作过程中需要注意防护,必须戴装有安全面罩的安全帽、防护手套、防护鞋、防静电服等劳动保护用品。操作人员在这种环境下有较高的风险,且上岗所需的防护也较为繁琐,存在人员的安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多工位混装炸药自动加装系统及加装方法,以解决相关技术中的炸药加装过程中容易对操作人员造成伤害的问题。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种多工位混装炸药自动加装系统,用于对多个运载结构进行加料,多工位混装炸药自动加装系统包括:对接机器人;移动结构,与对接机器人连接,并能够带动对接机器人沿预设路径移动;多个加装工位,沿预设移动路径的周向设置,每个加装工位用于停放一个运载结构;多个加料枪,每个加装工位处设置有至少一个加料枪;多个检测结构,与多个加装工位一一对应地设置,每个检测结构用以检测对应的加装工位上是否有运载结构;控制器,与对接机器人、移动结构和检测结构连接,控制器根据多个检测结构的检测信号控制移动结构移动以使对接机器人拿取对应的加装工位处的加料枪并与对应的运载结构对接。

进一步地,多工位混装炸药自动加装系统还包括导轨结构,移动结构设置在导轨结构上并能够在导轨结构上移动,移动结构在导轨结构上的移动路径为预设移动路径。

进一步地,导轨结构包括多个导轨段和多个连接结构,多个导轨段可拼接地设置,任意相邻的两个导轨段之间设置有至少一个连接结构。

进一步地,连接结构包括插接配合的插接口和插接块,插接口和插接块分别设置在相邻的两个导轨段的端部。

进一步地,多工位混装炸药自动加装系统还包括安装架,安装架设置在导轨结构的上方,多个检测结构均设置在安装架上。

进一步地,对接机器人包括机械臂和设置在机械臂上的对接装置,对接装置包括:第一安装座,第一安装座上设置有第一连接孔;第二安装座,与第一安装座间隔设置,第二安装座相对于第一安装座可活动地设置;连接组件,包括连接座、球体部、连接杆以及弹性结构,连接座安装在第一安装座上,连接座具有与第一连接孔连通的第二连接孔,球体部可活动地设置在第一连接孔和连接座之间,球体部上设置有通孔,连接杆穿设在通孔内,连接杆穿设在第一连接孔、通孔和第二连接孔内,连接杆的第一端与第二安装座连接,连接杆的第二端为自由端,弹性结构包括设置在连接杆的第一端与连接座之间的第一弹性件和/或连接杆的第二端与球体部之间的第二弹性件。

进一步地,连接组件还包括连接套、第一止挡件以及第三弹性件,连接套包括套管部以及与套管部的第一端连接的凸沿,连接套穿设在通孔内,第一止挡件连接在套管部的第二端上,球体部位于凸沿和第一止挡件之间,第三弹性件位于球体部和第一止挡件之间,连接杆穿设在连接套内。

根据本发明的另一方面,提供了一种多工位混装炸药自动加装方法,采用上述的多工位混装炸药自动加装系统,多工位混装炸药自动加装方法包括:检测结构在加装工位上停放运载结构时向控制器发出检测信号;控制器根据检测信号控制对接机器人移动至与发出检测信号的检测结构对应的加装工位处;对接机器人拿取加装工位处的第一加料枪;对接机器人识别运载结构的第一对接口,并使第一加料枪与第一对接口完成对接;对接机器人根据运载结构的液位传感器的感应信号控制第一加料枪的加料量并进行加料;完成加料后,对接机器人返回预设位置。

进一步地,对接机器人识别运载结构的第一对接口和第一加料枪完成对接的步骤包括:对接机器人的视觉相机拍照识别运载结构的第一对接口的位置以得到识别信号;控制器根据识别信号和第一加料枪的位置信息计算并得到第一对接口相对于第一加料枪的位置坐标;对接机器人根据第一对接口的位置坐标驱动第一加料枪沿第一对接口的轴线进行对接;对接到位后,对接机器人根据第一加料枪的位置进行旋转以使第一加料枪的第一阀门打开并完成管路连通。

进一步地,对接机器人根据运载结构的液位传感器控制第一加料枪的加料量并开始加料的步骤之后还包括:对接机器人松开第一加料枪并拿取第二加料枪;对接机器人通过视觉相机拍照识别运载结构的第二对接口和第二加料枪完成对接;对接机器人根据运载结构的液位传感器控制第二加料枪的加料量并开始加料;对接机器人与第二加料枪分离;控制器根据第一加料枪和第二加料枪的完成情况依次卸载第一加料枪和第二加料枪。

应用本发明的技术方案,移动结构带动与其连接的对接机器人沿预设移动路径移动。沿预设移动路径的周向设置有多个加装工位,每个加装工位用于停放一个运载结构。每个加装工位处设置至少一个加料枪。与多个加装工位一一对应地设置有多个检测结构,每个检测结构用以检测对应的加装工位上是否有运载结构。控制器与对接机器人、移动结构以及检测结构连接,控制器根据检测结构的检测信号控制移动结构移动以使对接机器人拿取对应的加装工位处的加料枪并与对应的运载结构对接。通过上述的设置,检测结构能够检测运载结构的位置,并将信号传递至控制器,控制器控制移动结构带动对接机器人沿预设路径移动,进而对接机器人能够移动至沿预设移动路径周向设置的加装工位,拿取对应的加装工位处的加料枪,并带动加料枪移动以使加料枪与位于加装工位上的运载结构对接,对运载结构加料,即避免了操作人员操作加料枪与运载结构对接,进而避免了在加料过程中操作人员可能受到损伤的问题。因此本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的炸药加装过程中容易对操作人员造成伤害的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1示出了根据本发明的多工位混装炸药自动加装系统的实施例的立体结构示意图;

图2示出了图1的多工位混装炸药自动加装系统的A处局部放大示意图;

图3示出了图1的多工位混装炸药自动加装系统的不包含加装工位的立体结构示意图;

图4示出了图3的多工位混装炸药自动加装系统的B处局部放大示意图;

图5示出了图1的多工位混装炸药自动加装系统的移动结构和导轨结构的分解结构示意图;

图6示出了图5的移动结构和导轨结构的C处局部放大示意图;

图7示出了图1的多工位混装炸药自动加装系统的对接机器人的立体结构示意图;

图8示出了图7的对接机器人的D处局部放大示意图;

图9示出了图7的对接机器人的对接装置和视觉相机的立体结构示意图;

图10示出了图9的对接装置的第一安装座的立体结构示意图;

图11示出了图9的对接机器人的对接装置的立体结构示意图;

图12示出了图9的对接装置的连接组件的立体结构示意图;

图13示出了图12的连接组件的剖视示意图;

图14示出了图13的连接组件的分解结构示意图;

图15示出了图1的加料枪的立体结构示意图;

图16示出了图15的加料枪的分解结构示意图;

图17示出了图1的运载结构的立体结构示意图;

图18示出了图17的运载结构的E处局部放大示意图;

图19示出了根据本发明的多工位混装炸药自动加装方法的流程示意图;

图20示出了图19的多工位混装炸药自动加装方法的对接机器人识别运载结构的第一对接口和第一加料枪完成对接的流程示意图;

图21示出了图19的多工位混装炸药自动加装方法的对接机器人根据运载结构的液位传感器控制第一加料枪的加料量并开始加料的步骤之后的流程示意图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

10、运载结构;11、第一对接口;12、第二对接口;20、对接机器人;21、机械臂;22、对接装置;221、第一安装座;2211、第一连接孔;222、第二安装座;223、连接组件;2231、连接座;22311、第二连接孔;2232、球体部;22321、通孔;2233、连接杆;2234、弹性结构;22341、第一弹性件;22342、第二弹性件;2235、连接套;22351、套管部;22352、凸沿;2236、第一止挡件;2237、第三弹性件;23、视觉相机;30、移动结构;40、加装工位;50、加料枪;60、检测结构;70、导轨结构;71、导轨段;72、连接结构;721、插接口;722、插接块;80、安装架;90、第一加料枪;100、第二加料枪。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图4、图15以及图16所示,在本实施例中,一种多工位混装炸药自动加装系统,用于对多个运载结构10进行加料,其特征在于,多工位混装炸药自动加装系统包括:对接机器人20、移动结构30、多个加装工位40、多个加料枪50、控制器。移动结构30与对接机器人20连接,并能够带动对接机器人20沿预设路径移动。多个加装工位40沿预设移动路径的周向设置,每个加装工位40用于停放一个运载结构10。每个加装工位40处设置有至少一个加料枪50;多个检测结构60,与多个加装工位40一一对应地设置,每个检测结构60用以检测对应的加装工位40上是否有运载结构10。控制器与对接机器人20、移动结构30和检测结构60连接,控制器根据多个检测结构60的检测信号控制移动结构30移动以使对接机器人20拿取对应的加装工位40处的加料枪50并与对应的运载结构10对接。

应用本实施例的技术方案,移动结构30带动与其连接的对接机器人20沿预设移动路径移动。沿预设移动路径的周向设置有多个加装工位40,每个加装工位40用于停放一个运载结构10。每个加装工位40处设置至少一个加料枪50。与多个加装工位40一一对应地设置有多个检测结构60,每个检测结构60用以检测对应的加装工位40上是否有运载结构10。控制器与对接机器人20、移动结构30以及检测结构60连接,控制器根据检测结构60的检测信号控制移动结构30移动以使对接机器人20拿取对应的加装工位40处的加料枪50并与对应的运载结构10对接。通过上述的设置,检测结构60能够检测运载结构10的位置,并将信号传递至控制器,控制器控制移动结构30带动对接机器人20沿预设路径移动,进而对接机器人20能够移动至沿预设移动路径周向设置的加装工位40,拿取对应的加装工位40处的加料枪50,并带动加料枪50移动以使加料枪50与位于加装工位40上的运载结构10对接,对运载结构10加料,即避免了操作人员操作加料枪50与运载结构10对接,进而避免了在加料过程中操作人员可能受到损伤的问题。因此本实施例的技术方案有效地解决了相关技术中的炸药加装过程中容易对操作人员造成伤害的问题。

需要说明的是,运载结构为混装炸药车。对接机器人带动加料枪与运载结构对接,实现了对接以及加料过程的自动化,避免了混装炸药车加装物料时存在的安全隐患,即物料加装时操作人员必须要在操作岗位上,在混装炸药车上的物料储存罐加满后需要立即关闭加装泵,否则会造成物料溢流的安全隐患,且一位工作人员需要时刻在物料加装工作岗位上完成一辆混装炸药车的物料加装及加装过程的安全检查等工作,效率较低且人工成本较大。

优选地,运载结构的驾驶室内设置有与检测结构互联的显示屏,能够切换至不同加装工位,显示屏上有视觉检测虚线红框,司机只需驾驶运载结构将运载结构上第一对接口和第二对接口位置放置在视觉检测虚线红框内即可,同时视觉相机23也会进行接口到位检测,到位无误后显示屏会进弹出运载结构停靠到位弹窗,随后司机则可进行加料请求,对接机器人在接收到加料请求后会自动进行加料处理。司机还可在车上通过显示屏实时监控自动加装全过程,有特殊情况也可进行远程急停操作,提高加装物料的安全性。

如图3和图4所示,在本实施例中,多工位混装炸药自动加装系统还包括导轨结构70,移动结构30设置在导轨结构70上并能够在导轨结构70上移动,移动结构30在导轨结构70上的移动路径为预设移动路径。导轨结构70使得移动结构30能够沿预设路径移动,进而移动结构30能够控制对接机器人20移动至设置在加装工位40处的加料枪。

如图3、图5以及图6所示,在本实施例中,导轨结构70包括多个导轨段71和多个连接结构72,多个导轨段71可拼接地设置,任意相邻的两个导轨段71之间设置有至少一个连接结构72。导轨段71为移动结构30的移动提供了导向,使得移动结构30的移动更顺畅。连接结构72能够将导轨段71连接,以使多个导轨段71拼接,进而移动结构30能够具有更大的移动距离,即导轨段71数量较多时,预设移动路径较长,也即沿预设移动路径的周向可以设置更多加装工位40,能够提高混装炸药的加装效率。

具体地,移动结构30包括驱动电机、与驱动电机连接的涡轮蜗杆减速机、齿轮以及连接板,驱动电机设置在齿轮和导轨段71的上方,连接板与驱动电机固定连接,对接机器人20设置在连接板上,导轨结构70还包括齿条,齿条与齿轮抵接配合,齿条与导轨段间隔设置,驱动电机驱动涡轮蜗杆减速机转动,进而涡轮蜗杆减速机带动齿轮转动,即齿轮与齿条相对移动,带动连接板上的对接机器人20移动。导轨段71可根据实际工况来添加多个,保证导轨结构70移动长度能满足工作需要。

如图5所示,在本实施例中,连接结构72包括插接配合的插接口721和插接块722,插接口721和插接块722分别设置在相邻的两个导轨段71的端部。插接口721和插接块722的设置便于相邻的两个导轨段连接。

具体地,插接块722包括底板、第一竖直板、第二竖直板以及第三竖直板,第一竖直板和第二竖直板平行设置,第三竖直板和第一竖直板、第二竖直板均垂直设置,第一竖直板、第二竖直板以及第三竖直板均与底板垂直设置,第一竖直板和第二竖直板沿导轨段71长度方向延伸,这样使得导轨结构70的整体结构强度更好。第一竖直板和第二竖直板上设置有与导轨段71连接的圆形通孔,这样便于连接结构将相邻的导轨段71连接。

如图3所示,在本实施例中,多工位混装炸药自动加装系统还包括安装架80,安装架80设置在导轨结构70的上方,多个检测结构60均设置在安装架80上。设置在导轨结构70上方的安装架80为检测结构60提供了放置位置,还使得移动结构30移动过程中不会对检测结构60产生干涉。

具体地,安装架80包括第一立架、第一横架以及第二立架,第一立架以及第二立架平行设置,第一立架和第二立架沿远离地面的方向延伸,第二立架与第一立架和第二立架垂直设置。第一横架位于对接机器人20上方。第一立架和第一横架之间设置有第一斜支撑件,第二立架和第一横架之间设置有第二斜支撑件。第一立架包括第一方钢和第二方钢,第一方钢和第二方钢平行设置,在第一方钢和第二方钢之间且平行于地面设置有第三方钢。第一横架包括第四方钢和第五方钢,第四方钢和第五方钢平行设置,在第一方钢和第二方钢之间且平行于地面设置有第六方钢、第七方钢以及第八方钢,第七方钢设置在第六方钢和第八方钢之间,第七方钢为多个且平行设置,第六方钢与第一方钢和第二方钢均连接,第四方钢与第六方钢和第八方钢均连接,第五方钢与第六方钢和第八方钢均连接。第二立架包括第九方钢和第十方钢,第九方钢和第十方钢平行设置,在第九方钢和第十方钢之间且平行于地面设置有第十一方钢。第一斜支撑件包括第一斜方钢和第二斜方钢,第一斜方钢与第一方钢和第四方钢连接,第二斜方钢与第二方钢和第五方钢连接,第二斜支撑件包括第三斜方钢和第四斜方钢,第三斜方钢与第九方钢和第四方钢连接,第四斜方钢与第十方钢和第五方钢连接。第六方钢远离第八方钢的一侧以及第八方钢远离第六方钢的一侧均设置有交互指示灯,交互指示灯反映了多工位混装炸药自动加装系统当前的运行状态,通过交互指示灯的灯光闪烁和声音进行警示和提示,帮助现场操作人员获取全自动对接加装系统当前运行状态信息来判断和提前做出处理。

如图7至图14所示,在本实施例中,对接机器人20包括机械臂21和设置在机械臂21上的对接装置22,对接装置22包括:第一安装座221,第一安装座221上设置有第一连接孔2211。第二安装座222,与第一安装座221间隔设置,第二安装座222相对于第一安装座221可活动地设置。连接组件223,包括连接座2231、球体部2232、连接杆2233以及弹性结构2234,连接座2231安装在第一安装座221上,连接座2231具有与第一连接孔2211连通的第二连接孔22311,球体部2232可活动地设置在第一连接孔2211和连接座2231之间,球体部2232上设置有通孔22321,连接杆2233穿设在通孔22321内,连接杆2233穿设在第一连接孔2211、通孔22321和第二连接孔22311内,连接杆2233的第一端与第二安装座222连接,连接杆2233的第二端为自由端,弹性结构2234包括设置在连接杆2233的第一端与连接座2231之间的第一弹性件22341、连接杆2233的第二端与球体部2232之间的第二弹性件22342。连接杆2233穿设在第一连接孔2211、通孔22321以及第二连接孔内,第一连接孔2211设置在第一安装座221上,即连接杆2233与第一安装座221连接,通孔22321设置在球体部2232上,即连接杆2233与球体部2232连接,与第一连接孔2211连通的第二连接孔设置在连接座2231上,连接座2231安装在第一安装座221上,球体部2232可活动地设置在第一连接孔2211和连接座2231之间,这样使得穿设在球体部2232内的连接杆2233能够相对于第一安装座221摆动,连接杆2233的第一端与第二安装座222连接,进而第二安装座222能够随连接杆2233的摆动而移动,即使得第一安装座221和第二安装座222之间能够发生相对位置的改变,也即在使用对接装置对接时,能够避免连接杆2233位于第一安装座221和第二安装座222之间的部分结构产生损坏。第一弹性件22341使得连接杆2233摆动时,第二安装座222和连接座2231能够相对位置改变,进而对接装置使用过程中能够避免因位置误差而与其他结构碰撞产生损坏,即第一弹性件22341起到了缓冲作用。第二弹性件22342使得连接杆2233摆动时,连接杆2233的第二端与球体部2232能够发生较短距离的相对移动。

需要说明的是,第一安装座221和第二安装座222之间相对位置的改变包括第一安装座221和第二安装座222相对靠近、第二安装座222与第一安装座221之间发生相对角度的改变以及第二安装座222在第二安装座222所在的平面的内移动。

如图7至图14所示,在本实施例中,连接组件223还包括连接套2235、第一止挡件2236以及第三弹性件2237,连接套2235包括套管部22351以及与套管部22351的第一端连接的凸沿22352,连接套2235穿设在通孔22321内,第一止挡件2236连接在套管部22351的第二端上,球体部2232位于凸沿22352和第一止挡件2236之间,第三弹性件2237位于球体部2232和第一止挡件2236之间,连接杆2233穿设在连接套2235内。连接套2235穿设在通孔22321内,使得连接套2235能够和球体部2232连接。凸沿22352使得连接在套管部22351的第二端上的第一止挡件2236能够和球体部2232连接,进而第一止挡件2236能够和连接座2231连接,也即设置在球体部2232和第一止挡件2236之间的第三弹性件2237能够为第一止挡件2236和球体部2232的相对移动提供缓冲,避免第一止挡件2236移动距离过大与球体部2232接触,对球体部2232造成损伤,影响对接装置的使用。

具体地,凸沿22352设置在套管部22351远离连接杆2233的第一端的一侧,第一止挡件2236设置在套管部22351靠近连接杆2233的第一端的一侧,即套管部22351的第二端位于靠近连接杆2233的第一端的一侧。连接套2235采用自润滑黄铜材料,套管部为连接杆2233滑动补偿高度误差时提供自润滑作用,保证滑动顺畅通便。

如图17至图19所示,根据本实施例的另一方面,提供了一种多工位混装炸药自动加装方法,采用上述的多工位混装炸药自动加装系统,多工位混装炸药自动加装方法包括:检测结构60在加装工位40上停放运载结构10时向控制器发出检测信号。控制器根据检测信号控制对接机器人20移动至与发出检测信号的检测结构60对应的加装工位40处。对接机器人20拿取加装工位40处的第一加料枪90。对接机器人20识别运载结构10的第一对接口11,并使第一加料枪90与第一对接口11完成对接。对接机器人20根据运载结构10的液位传感器的感应信号控制第一加料枪90的加料量并进行加料。完成加料后,对接机器人20返回预设位置。运载结构10停放在加装工位40上,与此加装工位40对应的检测结构60向控制器传递检测信号,控制器控制移动结构30向此加装工位40移动,进而对接机器人20能够移动至此加装工位40,对接机器人20拿取此加装工位40处的第一加料枪90,并识别第一对接口11的位置,带动第一加料枪90与运载结构10的第一对接口11对接,对接后,通过第一加料枪90和第一对接口11向运载结构10内部加料。加料过程中,运载结构10的液位传感器的感应信号传递至对接机器人20,对接机器人20根据感应信号控制第一加料枪90的加料量。加料完成后,对接机器人20控制第一加料枪90与第一对接口11分离,然后将第一加料枪90放回原有位置,对接机器人20返回预设位置。

检测结构60在加装工位40上停放运载结构10时向控制器发出检测信号之前的步骤还包括:司机通过显示屏的监控画面确保运载结构10停靠在加装工位后,显示屏弹出停靠到位显示。车辆停稳并制动后(确认制动有效、可靠),车辆司机车内远程无线控制操作,按下开始操作。

完成加料后,对接机器人20返回预设位置之后的步骤还包括:司机通过显示屏监控画面确认加装完成后,驾驶运载结构驶离加装工位。

需要说明的是,预设位置是指对接机器人20位于导轨结构70端部的位置,即靠近安装架80的位置。

具体地,完成加料后,对接机器人20返回预设位置等待的步骤之后还包括:对接机器人20移动至其他的加装工位40并开始加料以及完成加装的运载结构10驶离加装工位40,未完成加装的运载结构10移动至未存在运载结构10的加装工位40上。这样使得能够同时对多个运载结构10加料,有利于提高加料效率,且加料完成的运载结构10不会长时间占用加装工位40,有利于提高加装工位40的利用效率。

如图20所示,在本实施例中,对接机器人20识别运载结构10的第一对接口11和第一加料枪90完成对接的步骤包括:对接机器人20的视觉相机23拍照识别运载结构10的第一对接口11的位置以得到识别信号。控制器根据识别信号和第一加料枪90的位置信息计算并得到第一对接口11相对于第一加料枪90的位置坐标。对接机器人20根据第一对接口11的位置坐标驱动第一加料枪90沿第一对接口11的轴线进行对接。对接到位后,对接机器人20根据第一加料枪90的位置进行旋转以使第一加料枪90的第一阀门打开并完成管路连通。视觉相机23拍照识别第一对接口11的位置,并将识别信号传递至控制器,然后控制器根据识别信号和第一加料枪90的位置信息计算第一对接口11相对于第一加料枪90的位置坐标,使得对接机器人20带动第一加料枪90向靠近第一对接口11的方向移动,避免第一加料枪90和第一对接口11对接时位置偏移较大,最终第一加料枪90对准第一对接口11的轴线,并沿第一对接口11的轴线向第一对接口11移动,实现第一加料枪90和第一对接口11对接,对接到位后,对接机器人20根据第一加料枪90的位置进行旋转,以使第一加料枪90的第一阀门打开,进而使得管路连通,通过第一加料枪90和第一对接口11加料。

需要说明的是,第一阀门包括铰接的第一半圆板和第二半圆板,第一半圆板和第二半圆板形成一个整圆,第一半圆板的直线边的中部与第二半圆板的直线边的中部通过销轴铰接,第一加料枪与第一对接口对接后,对接机器人转动,第二半圆板的圆弧边朝向第一半圆板的圆弧边移动,使得第一阀门打开。

如图21所示,在本实施例中,对接机器人20根据运载结构10的液位传感器控制第一加料枪90的加料量并开始加料的步骤之后还包括:对接机器人20松开第一加料枪90并拿取第二加料枪100。对接机器人20通过视觉相机23拍照识别运载结构10的第二对接口12和第二加料枪100完成对接。对接机器人20根据运载结构10的液位传感器控制第二加料枪100的加料量并开始加料。对接机器人20与第二加料枪100分离。控制器根据第一加料枪90和第二加料枪100的完成情况依次卸载第一加料枪90和第二加料枪100。对接机器人20松开第一加料枪90,并移动至第二加料枪100所在位置,对接机器人20与第二加料枪100对接,通过视觉相机23拍照识别运载结构10的第二对接口12的位置,并控制第二加料枪100移动至运载结构10的第二对接口12,将第二加料枪100和第二对接口12对接,进行加料,这样使得第一对接口11和第二对接口12能够同时加料,提高了加料速率。根据液位传感器控制第二加料枪100的加料量,对接机器人20与第二加料枪100分离。控制器根据第一加料枪90和第二加料枪100的加料完成情况依次卸载第一加料枪90和第二加料枪100。

需要说明的是,控制器根据第一加料枪90和第二加料枪100的完成情况依次卸载第一加料枪90和第二加料枪100,是指对接机器人20带动第一加料枪90回到原位,并将第一加料枪90放置,对接机器人20带动第二加料枪100回到原位,并将第二加料枪100放置。视觉相机通过3D视觉识别定位技术准确采集、识别、计算运载结构10上第一对接口11或第二对接口12的三维位姿信息,保证对接机器人20精准运动。

优选地,第三弹性件包括第一弹簧,第一弹簧套设在套管部上,第一止挡件包括第一螺母,第一螺母连接在套管部上,第一螺母和球体部之间的距离可调节地设置。第一螺母向靠近球体部的方向旋动,会对套设在套管部上的第一弹簧挤压,即第一弹簧挤压后的弹性力逐渐接近第一弹簧的最大弹性力,进而第一螺母向球体部移动的距离会减小,同样地,第一螺母向远离球体部的方向移动,会减小对第一弹簧的挤压,受到挤压的第一弹簧能够提供较大的弹性力,进而第一螺母向球体部可以移动更大的距离,也即通过调节第一螺母的位置,能够控制第一螺母向球体部的移动距离,进而能够控制第一安装座和第二安装座相对位置的改变。

具体地,连接组件受到转动的力时,第一弹簧会发生形变提供缓冲、减振和角度补偿。第一弹簧的压缩弹簧力可以通过第一螺母进行调节,第一螺母向靠近球体部的方向移动,会增大对第一弹簧的挤压,提高压缩弹簧力,便于施加使用时将角度补偿力调节至合适大小。

第一弹性件为第二弹簧,第二弹性件为第三弹簧,第二弹簧和第三弹簧均套设在连接杆上。上述的设置,使得连接杆在摆动过程中,即第二安装座和第一安装座相对位置改变的过程中,第二弹簧和第三弹簧受到挤压,能够为第二安装座和第一安装座的相对位置改变提供缓冲,避免第二安装座和第一安装座之间发生较大的相对位置改变。

具体地,连接组件受到推动的力时,第二弹簧会发生形变,进而可以提供缓冲、减振和高度补偿。连接组件受到拉动的力时,第三弹簧会发生形变提供缓冲、减振和高度补偿。

连接组件还包括第二止挡件,第二止挡件设置在连接杆的第二端,第二弹性件位于球体部和第二止挡件之间。通过调节第二止挡件与球体部的距离,能够改变第二弹性件受到挤压的程度,进而能够改变连接杆第二端与球体部的最大相对移动距离。

第二止挡件包括第二螺母,第二螺母与第二安装座之间距离可调节地设置。第二螺母使得第二止挡件与第二安装座之间的距离调节更简便。

连接组件还包括第三止挡件,第三止挡件连接在连接杆上并位于第一安装座和第二安装座之间,第一弹性件位于第三止挡件和第二安装座之间。通过调节第三止挡件与球体部的距离,能够改变第一弹性件受到挤压的程度,进而能够改变连接在连接杆第一端的第二安装座与第一安装座的最大相对移动距离,即能够控制第二安装座与第一安装座之间的最大相对移动距离。

第三止挡件包括第三螺母,第三螺母与第二安装座之间距离可调节地设置。第三螺母使得第三止挡件与第二安装座之间的距离调节更简便。

连接组件为多个,多个连接组件间隔地布置在第一安装座和第二安装座之间。多个连接组件能够对第一安装座和第二安装座相对移动的过程提供缓冲,进而使得对接装置的对接过程更稳定。

优选地,对接装置还包括设置第二安装座远离第一安装座的一侧的快换主盘,快换主盘位于第二安装座的下侧。对接机器人20还包括相机支架,相机支架包括第一横板,第一横板设置在第一安装座的上方,且与第一安装座垂直,相机支架还包括间隔设置的第一凸部、第二凸部以及第三凸部,第一凸部、第二凸部以及第三凸部均设置在第一横板上朝向第二安装座延伸,第一凸部位于第一安装板的左侧,第三凸部位于第一安装板的右侧,第二凸部位于第一凸部和第三凸部之间,在第一安装座与第一凸部、第二凸部、第三凸部之间均设置有支撑板,以使第一横板的位置更稳定。第一横板远离第二安装座的一侧设置有两个开口,以减轻相机支架的重量。

具体地,连接座上还设置有容纳球体部的容纳腔(球体部部分结构位于容纳腔内),容纳腔与第二连接孔连通设置,容纳腔位于连接座朝向第一安装座的一侧,这样使得球体部与连接座相对位置的改变更顺畅。

优选地,对接机器人还包括加料枪工具端和工具端放置支架,加料枪工具端主要作用为固定各种需要的使用工具(不限于加料枪),加料枪工具端上安装的快换工具盘(设置在工具端安装板的下侧,即与快换主盘连接的一侧)可与对接装置上的快换主盘进行配合锁紧或分离,使得对接机器人工作时更加高效和更具柔性。加料枪工具端主体由工具端安装板支撑,工具端安装板两侧通过螺栓和定位销分别安装了分离型锁紧环(设置在工具端安装板的上侧)、分离型固定环(设置在工具端安装板的上侧,如图7所示,且与分离型锁紧环位于工具端安装板的中心线的两侧,中心线是指由工具端安装板上侧至工具端安装板下侧方向上的中心线)和用于安装快换工具盘的快换工具盘安装环,分离型锁紧环、分离型固定环、快换工具盘安装环的两侧(具体指垂直于由第二安装板的上侧至第二安装板的下侧的方向且平行于第二安装座两侧,如图7所示的左右两侧)的定位板,定位板上加工有定位孔,便于加料枪工具端放置在工具端放置支架上时起到导向定位作用;工具端安装板上加工有便于物料快速接头(设置在工具端安装板的上侧,部分结构位于分离性锁紧环、分离型固定环之间)穿过的通孔,物料快速接头通过外圆和台阶面定位在工具端安装板上后,再通过分离型锁紧环和分离型固定环将其固定锁紧在工具端安装板上,物料快速接头外圆、分离型锁紧环内孔、分离型固定环内孔均有滚花增大摩擦力设计,且分离型锁紧环和分离型固定环采用分离型设计保证了较大的锁紧力,确保物料快速接头能稳定固定在加料枪工具端上;物料快速接头(后侧用于安装输料软管,后侧至朝向第一安装座的一侧,第一安装座上设置有避让输料软管的避让凹口,避让凹口由第一安装座的左侧至第一安装座的右侧延伸)可实现快速连接管路自动流通,无需开盖等多余操作,且在连接发生断开时可以保证无泄漏,避免意外泄漏,保证对接的安全性;快换工具盘安装环上用来安装固定快换工具盘,利用气动锁紧机构完成快换主盘和快换工具盘锁紧和分离(快换主盘朝向快换工具盘的表面设置有凸出部,凸出部为凸出球体,在气压作用下,凸出球体伸入至快换工具盘内表面的凹部,实现快换主盘和快换工具盘锁紧),可以在速秒内快速更换不同的加料枪工具端,使机器人更具柔性和更加高效;快换工具盘视觉标识物安装在快换工具盘侧面(侧面指靠近工具端安装板的下侧的一侧),用于辅助视觉系统识别辨别方向,方便快换主盘和快换工具盘更精准配合。

需要说明的是,物料快速接头远离第二安装座的一侧设置有环形立板,环形立板侧壁上连接有多个螺柱,多个螺柱均布设置,螺柱头部位于环形立板内侧,第一对接口、第二对接口上设置有容纳螺柱的开口槽,开口槽沿第一对接口、第二对接口轴线方向延伸,这样便于螺柱插入至开口槽内,即环形立板与第一对接口、第二对接口连接,也即物料快速接头能够快速与第一对接口和第二对接口连接,进而物料快速接头转动时,能够带动第一对接口、第二对接口转动,实现物料添加。运载结构上还设置有第一物料输送管和第二物料输送管,第一对接口与第一物料输送管螺纹连接,第二对接口与第二物料输送管螺纹连接。运载结构上设置有固定第一对接口的第一固定部和固定第二对接口的第二固定部。第一固定部包括第一固定板和第二固定板,第一固定板与运载结构垂直设置,第二固定板与第一固定板之间成钝角夹角,在由运载结构外侧至运载结构中心的方向上,第二固定板与运载结构的底部之间的距离逐渐增大,即第二固定板与运载结构之间存在第一夹角,且第一对接口安装至第二固定板后,第一对接口朝向靠近对接机器人的方向倾斜,这样便于物料快速接头与第一对接口的连接。第二固定部包括第三固定板和第四固定板,第三固定板与运载结构垂直设置,第四固定板与第三固定板之间成钝角夹角,在由运载结构外侧至运载结构中心的方向上,第四固定板与运载结构的底部之间的距离逐渐增大,即第四固定板与运载结构之间存在第二夹角,且第二对接口安装至第四固定板后,第二对接口朝向靠近对接机器人的方向倾斜,这样便于物料快速接头与第二对接口的连接。

具体地,第一物料输送管包括依次连接的第一管段、第二管段、第三管段、第四管段、第五管段、第六管段以及第七管段,第一管段由运载结构外侧至运载结构中心延伸,第二管段由运载结构车尾向运载结构车头延伸,第三管段由运载结构底部至运载结构顶部延伸,第四管段由运载结构车尾向运载结构车头延伸,第五管段由运载结构底部至运载结构顶部延伸,第六管段由运载结构外侧至运载结构中心延伸,第七管段由运载结构车头向运载结构车尾延伸并伸入至物料储存罐内部。第二物料输送管包括依次连接的第八管段、第九管段、第十管段、第十一管段、第十二管段以及第十三管段,第八管段由运载结构外侧至运载结构中心延伸,第九管段由运载结构底部至运载结构顶部延伸,第十管段由运载结构车尾向运载结构车头延伸,第十一管段由运载结构底部至运载结构顶部延伸,第十二管段由运载结构外侧至运载结构中心延伸,第十三管段由运载结构车头向运载结构车尾延伸并伸入至运载结构的物料储存罐内部。

优选地,在第二安装座的上侧设置有第一检测装置以及固定第一检测装置的第一支架,第一检测装置检测第二安装座和加料枪工具端之间的距离,第一支架朝向第二安装座远离第一安装座的方向延伸,第一支架包括支撑架和两个固定直板,固定直板位于支撑架的两侧(第二安装座的左右两侧),支撑架包括依次连接的第一立板、第二横板以及第二立板,第一立板与第二横板垂直,第二立板与第二横板垂直,第一支架外形呈“几”字型,第一检测装置通过位于第二横板两侧的两个螺母安装在第二横板上,且与第二安装座垂直,即第一立板和第二立板也与第二横板垂直。在第二安装座靠近第二安装座上侧且位于第二安装座右侧的位置设置有第二检测装置,第二检测装置检测第一安装座和第二安装座之间的相对距离,第二安装座通过位于第二安装座两侧的两个螺母固定至第二安装座。

加料枪工具端放置在工具端放置支架上,放置方向为水平放置,使得加料枪工具端上的快换工具盘配合面朝上,更易机械臂控制对接装置进行拿取。工具端放置支架上安装有两块固定垫块(沿工具端安装板的宽度方向两侧间隔设置),用于和加料枪工具端接触,两块固定垫块上共安装有导向定位圆锥销,圆锥销为4个,使加料枪工具端放置下来时起到导向定位的作用,保证加料枪工具端放置位置一致。工具端放置支架带有拿取或放置到位检测,通过检测传感器(位于两块固定垫块组成的空间的下方)进行检测,当加料枪工具端正确放置在工具端放置支架上时,下方的检测传感器通过红外激光检测到有物体时,会输出信号给对接机器人反馈加料枪工具端放置到位;当机械臂拿取加料枪工具端提走后,下方的检测传感器通过红外激光未检测到有物体时,会输出信号给机器人反馈加料枪工具端拿取到位,检测传感器输出信号由机器人系统判断机器人当前所处位置来对应相应检测到位的作用。

在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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