一种具有压力感知的协作机器人的制作方法

1.本发明涉及协作机器人技术领域，具体为一种具有压力感知的协作机器人。


背景技术：

2.目前，随着工业自动化的发展，协作机器人以逐渐取代人工，并增加工作效率。
3.目前，协作机器人在对工件进行搬运时，需要通过夹持机构将工件夹持住，再通过动力机构将夹持住的工件搬运到另一工序，然后进行后续加工。
4.现有的协作机器人由于在夹持机构处没有压力感知机构，导致在夹持时，不能根据工件的材质和硬度来调节夹持力，从而在搬运时，工件容易受到过大的夹持力而损坏，或者夹持力过小而导致搬运时工件掉落，使用效果较差，且在使用时，协作机器人的动力系统一般仅有设置在外壳的散热翅片来进行散热处理，由于散热速度较慢，导致动力系统在长时间使用中容易过热而损坏，为此，我们提出一种具有压力感知的协作机器人。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种具有压力感知的协作机器人，解决了现有协作机器人在使用时，由于在对工件进行夹持搬运时，不能进行压力感知，导致在夹持工件时会导致加持力过大而损坏工件，使用效果较差的问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有压力感知的协作机器人，包括底座，底座的顶部通过转动机构连接有固定台，固定台的顶部安装有第一力臂，第一力臂的顶部开设有第一通槽，第一通槽内置有第一连接块，第一连接块靠近第一通槽的一端安装有第一转动轴，第一转动轴的两端均通过轴承固定在第一通槽侧壁上，且与第一通槽转动配合，第一连接块的末端安装有第二力臂，第二力臂的末端开设有第二通槽，第二通槽内置有第二连接块，第二连接块靠近第二通槽的一端安装有第二转动轴，第二转动轴的两端均通过轴承固定在第二通槽侧壁上，并与第二通槽转动配合，所述第二连接块的末端安装有第三力臂；
7.第三力臂的底部安装有工作台，工作台底部等距安装有第一u型架，第一u型架之间均设有卡爪，卡爪顶部通过连接轴固定在第一u型架上，且与第一u型架转动配合，工作台顶部等距开设有第三通槽，第三通槽内部置有第一电动推杆，第一电动推杆靠近第三通槽的一端通过连接轴与第三通槽相连，并与第三通槽转动配合，卡爪靠近第一电动推杆的一端安装有第二u型架，第一电动推杆的末端置于第二u型架内，并与第二u型架之间通过连接轴相连，且与第二u型架转动配合；
8.卡爪的侧面开设有凹槽，凹槽内部置有夹板，且夹板滑动连接与凹槽内部，凹槽端部四角处均安装有压力传感器，夹板靠近凹槽的一侧接触于压力传感器表面，所述夹板靠近压力传感器的一侧边缘延伸设有第一裙边，凹槽开口处延伸设有第二裙边，第一裙边靠近第二裙边的一侧接触于第二裙边侧壁上；
9.底座的一端安装有控制箱，控制箱内置有控制器，控制器通过无线信号与压力传
感器相连，并通过数据线与第一电动推杆相连。
10.可选的，转动机构包括底座顶部设有的第三转动轴，第三转动轴顶部与固定台相连，第三转动轴的底部通过轴承固定在底座上，底座的内部开设有动力腔，第三转动轴的底部置于动力腔内，且连接有电机，电机通过电动机支架固定在动力腔顶部，且电机通过数据线与控制器相连；
11.底座的顶部开设有环形槽，固定台底部边缘等距安装有四个支撑块，支撑块底部置于环形槽内，且支撑块底部安装有滚轮，滚轮底部接触于环形槽底部，并与环形槽底部滚动配合。
12.可选的，还包括散热机构，散热机构包括底座内部开设有冷却腔，冷却腔包裹在动力腔外部，冷却腔靠近动力腔的侧壁上均等距安装有制冷片；
13.底座的两侧均开设有安装槽，安装槽靠近冷却腔的一侧分别开设有安装孔和散热槽，安装孔和散热槽均与冷却腔相连通，且安装孔内安装有风扇；
14.安装槽的内部置有防尘板，防尘板拐角处通过螺栓固定在安装槽内，且防尘板边缘与安装槽侧壁密封配合。
15.可选的，所述底座的底部开设有容纳槽，容纳槽内置有横板，横板底部拐角处均安装有万向轮，万向轮与地面接触；
16.横板的两侧均对称安装有限位块，容纳槽两侧均对称开设有限位槽，限位块靠近限位槽的一端置于限位槽内，且与限位槽滑动配合；
17.容纳槽的顶部对称开设有滑槽，滑槽内部均置有滑块，滑块底部通过铰接座铰接有连杆，连杆末端通过铰接座铰接于横板顶部，所述滑槽的一端安装有第二电动推杆，第二电动推杆的末端固定在滑块上；
18.滑槽内部均设有横杆，横杆的两端均固定在滑槽端部，且横杆贯穿滑块，并与滑块滑动配合。
19.可选的，所述第一力臂的一侧安装有第三u型架，第三u型架内部置有第三电动推杆，且第三电动推杆靠近第三u型架的一端与第三u型架转动配合，第二力臂的底部安装有第四u型架，第三电动推杆的末端置于第四u型架内，并与第四u型架转动配合；
20.第二力臂底部靠近第三力臂的一侧安装有第五u型架，第五u型架内置有第四电动推杆，且第四电动推杆起始端与第五u型架转动配合，第三力臂的一侧安装有第六u型架，第四电动推杆的末端置于第六u型架内，且与第六u型架转动配合。
21.本发明具备以下有益效果：该具有压力感知的协作机器人，通过第一电动推杆可控制卡爪和夹板将工件夹持固定住，并在夹持工件时，夹板受力会对压力传感器进行挤压，从而压力传感器可将检测到的压力信号传输到控制器中，控制器即可根据压力信号来调节第一电动推杆的推力，避免夹持力过大而导致工件损坏，提高使用效果，并在使用过程中，可通过制冷片对动力腔内部进行降温处理，对电机工作产生的热量进行快速冷却散失，避免电机过热而损坏，并在冷却的同时，通过风扇将外部空气吹入冷却腔内，对制冷片热端放出的热量进行冷却，并将热量通过散热槽排出冷却腔，使得制冷片可正常工作。
附图说明
22.图1为本发明一种具有压力感知的协作机器人的结构示意图；
23.图2为本发明一种具有压力感知的协作机器人的卡爪结构示意图；
24.图3为本发明一种具有压力感知的协作机器人的底座结构剖视图；
25.图4为本发明一种具有压力感知的协作机器人的固定台结构仰视图；
26.图5为本发明一种具有压力感知的协作机器人的冷却腔结构俯视图。
27.图中：1、底座；2、固定台；3、第一力臂；4、第一通槽；5、第一连接块；6、第一转动轴；7、第二力臂；8、第二通槽；9、第二连接块；10、第二转动轴；11、第三力臂；12、工作台；13、第一u型架；14、卡爪；15、第三通槽；16、第一电动推杆；17、第二u型架；18、凹槽；19、夹板；20、压力传感器；21、第一裙边；22、第二裙边；23、控制箱；24、控制器；25、第三转动轴；26、动力腔；27、电机；28、环形槽；29、支撑块；30、滚轮；31、冷却腔；32、制冷片；33、安装槽；34、安装孔；35、散热槽；36、风扇；37、防尘板；38、容纳槽；39、横板；40、万向轮；41、限位块；42、限位槽；43、滑槽；44、滑块；45、连杆；46、第二电动推杆；47、横杆；48、第三u型架；49、第三电动推杆；50、第四u型架；51、第五u型架；52、第四电动推杆；53、第六u型架。
具体实施方式
28.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。
29.请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种具有压力感知的协作机器人，包括底座1，底座1的顶部通过转动机构连接有固定台2，固定台2的顶部安装有第一力臂3，第一力臂3的顶部开设有第一通槽4，第一通槽4内置有第一连接块5，第一连接块5靠近第一通槽4的一端安装有第一转动轴6，第一转动轴6的两端均通过轴承固定在第一通槽4侧壁上，且与第一通槽4转动配合，第一连接块5的末端安装有第二力臂7，第二力臂7的末端开设有第二通槽8，第二通槽8内置有第二连接块9，第二连接块9靠近第二通槽8的一端安装有第二转动轴10，第二转动轴10的两端均通过轴承固定在第二通槽8侧壁上，并与第二通槽8转动配合，第二连接块9的末端安装有第三力臂11，通过第一力臂3、第二力臂7和第三力臂11可将固定台2和工作台12连接在一起，从而可根据转动固定台2的角度，来调节工作台12的位置；
30.第三力臂11的底部安装有工作台12，工作台12底部等距安装有第一u型架13，第一u型架13之间均设有卡爪14，卡爪14顶部通过连接轴固定在第一u型架13上，且与第一u型架13转动配合，工作台12顶部等距开设有第三通槽15，第三通槽15内部置有第一电动推杆16，第一电动推杆16靠近第三通槽15的一端通过连接轴与第三通槽15相连，并与第三通槽15转动配合，卡爪14靠近第一电动推杆16的一端安装有第二u型架17，第一电动推杆16的末端置于第二u型架17内，并与第二u型架17之间通过连接轴相连，且与第二u型架17转动配合，在第一电动推杆16的作用下，可在第一u型架13和第二u型架17的作用下推动卡爪14沿着第一u型架13转动，从而可使得卡爪14将位于卡爪14之间的工件夹持固定住，方便进行搬运；
31.卡爪14的侧面开设有凹槽18，凹槽18内部置有夹板19，且夹板19滑动连接与凹槽18内部，凹槽18端部四角处均安装有压力传感器20，夹板19靠近凹槽18的一侧接触于压力传感器20表面，在搬运工件的过程中，卡爪14夹持工件时，夹板19受到工件的挤压而抵在凹
槽18内安装的四个压力传感器20上，四个压力传感器20将检测到的压力信号同步传输到控制器24中，控制器24即可根据压力传感器20传输的压力信号调节第一电动推杆16的推力，避免卡爪14用力过大而将工件夹坏，或者用力过小导致夹持不稳定而在搬运时工件掉落，提高使用效果；
32.夹板19靠近压力传感器20的一侧边缘延伸设有第一裙边21，凹槽18开口处延伸设有第二裙边22，第一裙边21靠近第二裙边22的一侧接触于第二裙边22侧壁上，通过第一裙边21和第二裙边22的配合，可对夹板19进行限位，使得夹板19保持稳定并防止夹板19脱离凹槽18，以免影响使用；
33.底座1的一端安装有控制箱23，控制箱23内置有控制器24，控制器24通过无线信号与压力传感器20相连，并通过数据线与第一电动推杆16相连，通过控制器24可根据压力传感器20传输的压力信号来实时控制第一电动推杆16的推力，使得在搬运工件的过程中，卡爪14可对工件实施正常力，避免用力过大而损坏工件，或者用力过小而导致夹持不稳固。
34.转动机构包括底座1顶部设有的第三转动轴25，第三转动轴25顶部与固定台2相连，第三转动轴25的底部通过轴承固定在底座1上，底座1的内部开设有动力腔26，第三转动轴25的底部置于动力腔26内，且连接有电机27，电机27通过电动机支架固定在动力腔26顶部，且电机27通过数据线与控制器24相连，通过电机27可带动第三转动轴25转动，即可可能控制固定台2的转动，将卡爪14夹持固定的工件搬运到下一工序处，进行后续加工处理；
35.底座1的顶部开设有环形槽28，固定台2底部边缘等距安装有四个支撑块29，支撑块29底部置于环形槽28内，且支撑块29底部安装有滚轮30，滚轮30底部接触于环形槽28底部，并与环形槽28底部滚动配合，通过支撑块29和滚轮30与环形槽28的配合，可对固定台2进行支撑，使得固定台2保持稳定，提高使用效果。
36.还包括散热机构，散热机构包括底座1内部开设有冷却腔31，冷却腔31包裹在动力腔26外部，冷却腔31靠近动力腔26的侧壁上均等距安装有制冷片32，通过制冷片32的制冷端可对动力腔26内部进行冷却，将电机27工作中产生的热量快速散失，避免电机27过热而发生故障；
37.底座1的两侧均开设有安装槽33，安装槽33靠近冷却腔31的一侧分别开设有安装孔34和散热槽35，安装孔34和散热槽35均与冷却腔31相连通，且安装孔34内安装有风扇36，通过风扇36可将外部低温空气输送到冷却腔31内，将制冷片32热端产生的热量通过散热槽35吹出冷却腔31，可使得制冷片32正常工作，提高冷却效果；
38.安装槽33的内部置有防尘板37，防尘板37拐角处通过螺栓固定在安装槽33内，且防尘板37边缘与安装槽33侧壁密封配合，在防尘板37的作用下可将外部空气中的灰尘等固体杂质过滤干净，避免灰尘粘附到制冷片32热端而影响制冷片32的散热。
39.底座1的底部开设有容纳槽38，容纳槽38内置有横板39，横板39底部拐角处均安装有万向轮40，万向轮40与地面接触，通过万向轮40可降低底座1的移动难度，方便对底座1的位置进行转移调节；
40.横板39的两侧均对称安装有限位块41，容纳槽38两侧均对称开设有限位槽42，限位块41靠近限位槽42的一端置于限位槽42内，且与限位槽42滑动配合，通过限位块41和限位槽42的配合，可对横板39进行限位，使得横板39保持稳定；
41.容纳槽38的顶部对称开设有滑槽43，滑槽43内部均置有滑块44，滑块44底部通过
仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种具有压力感知的协作机器人，其特征在于：包括底座(1)，底座(1)的顶部通过转动机构连接有固定台(2)，固定台(2)的顶部安装有第一力臂(3)，第一力臂(3)的顶部开设有第一通槽(4)，第一通槽(4)内置有第一连接块(5)，第一连接块(5)靠近第一通槽(4)的一端安装有第一转动轴(6)，第一转动轴(6)的两端均通过轴承固定在第一通槽(4)侧壁上，且与第一通槽(4)转动配合，第一连接块(5)的末端安装有第二力臂(7)，第二力臂(7)的末端开设有第二通槽(8)，第二通槽(8)内置有第二连接块(9)，第二连接块(9)靠近第二通槽(8)的一端安装有第二转动轴(10)，第二转动轴(10)的两端均通过轴承固定在第二通槽(8)侧壁上，并与第二通槽(8)转动配合，所述第二连接块(9)的末端安装有第三力臂(11)；第三力臂(11)的底部安装有工作台(12)，工作台(12)底部等距安装有第一u型架(13)，第一u型架(13)之间均设有卡爪(14)，卡爪(14)顶部通过连接轴固定在第一u型架(13)上，且与第一u型架(13)转动配合，工作台(12)顶部等距开设有第三通槽(15)，第三通槽(15)内部置有第一电动推杆(16)，第一电动推杆(16)靠近第三通槽(15)的一端通过连接轴与第三通槽(15)相连，并与第三通槽(15)转动配合，卡爪(14)靠近第一电动推杆(16)的一端安装有第二u型架(17)，第一电动推杆(16)的末端置于第二u型架(17)内，并与第二u型架(17)之间通过连接轴相连，且与第二u型架(17)转动配合；卡爪(14)的侧面开设有凹槽(18)，凹槽(18)内部置有夹板(19)，且夹板(19)滑动连接与凹槽(18)内部，凹槽(18)端部四角处均安装有压力传感器(20)，夹板(19)靠近凹槽(18)的一侧接触于压力传感器(20)表面，所述夹板(19)靠近压力传感器(20)的一侧边缘延伸设有第一裙边(21)，凹槽(18)开口处延伸设有第二裙边(22)，第一裙边(21)靠近第二裙边(22)的一侧接触于第二裙边(22)侧壁上；底座(1)的一端安装有控制箱(23)，控制箱(23)内置有控制器(24)，控制器(24)通过无线信号与压力传感器(20)相连，并通过数据线与第一电动推杆(16)相连。2.根据权利要求1所述的一种具有压力感知的协作机器人，其特征在于：转动机构包括底座(1)顶部设有的第三转动轴(25)，第三转动轴(25)顶部与固定台(2)相连，第三转动轴(25)的底部通过轴承固定在底座(1)上，底座(1)的内部开设有动力腔(26)，第三转动轴(25)的底部置于动力腔(26)内，且连接有电机(27)，电机(27)通过电动机支架固定在动力腔(26)顶部，且电机(27)通过数据线与控制器(24)相连；底座(1)的顶部开设有环形槽(28)，固定台(2)底部边缘等距安装有四个支撑块(29)，支撑块(29)底部置于环形槽(28)内，且支撑块(29)底部安装有滚轮(30)，滚轮(30)底部接触于环形槽(28)底部，并与环形槽(28)底部滚动配合。3.根据权利要求1所述的一种具有压力感知的协作机器人，其特征在于：还包括散热机构，散热机构包括底座(1)内部开设有冷却腔(31)，冷却腔(31)包裹在动力腔(26)外部，冷却腔(31)靠近动力腔(26)的侧壁上均等距安装有制冷片(32)；底座(1)的两侧均开设有安装槽(33)，安装槽(33)靠近冷却腔(31)的一侧分别开设有安装孔(34)和散热槽(35)，安装孔(34)和散热槽(35)均与冷却腔(31)相连通，且安装孔(34)内安装有风扇(36)；安装槽(33)的内部置有防尘板(37)，防尘板(37)拐角处通过螺栓固定在安装槽(33)内，且防尘板(37)边缘与安装槽(33)侧壁密封配合。4.根据权利要求1所述的一种具有压力感知的协作机器人，其特征在于：所述底座(1)
的底部开设有容纳槽(38)，容纳槽(38)内置有横板(39)，横板(39)底部拐角处均安装有万向轮(40)，万向轮(40)与地面接触；横板(39)的两侧均对称安装有限位块(41)，容纳槽(38)两侧均对称开设有限位槽(42)，限位块(41)靠近限位槽(42)的一端置于限位槽(42)内，且与限位槽(42)滑动配合；容纳槽(38)的顶部对称开设有滑槽(43)，滑槽(43)内部均置有滑块(44)，滑块(44)底部通过铰接座铰接有连杆(45)，连杆(45)末端通过铰接座铰接于横板(39)顶部，所述滑槽(43)的一端安装有第二电动推杆(46)，第二电动推杆(46)的末端固定在滑块(44)上；滑槽(43)内部均设有横杆(47)，横杆(47)的两端均固定在滑槽(43)端部，且横杆(47)贯穿滑块(44)，并与滑块(44)滑动配合。5.根据权利要求1所述的一种具有压力感知的协作机器人，其特征在于：所述第一力臂(3)的一侧安装有第三u型架(48)，第三u型架(48)内部置有第三电动推杆(49)，且第三电动推杆(49)靠近第三u型架(48)的一端与第三u型架(48)转动配合，第二力臂(7)的底部安装有第四u型架(50)，第三电动推杆(49)的末端置于第四u型架(50)内，并与第四u型架(50)转动配合；第二力臂(7)底部靠近第三力臂(11)的一侧安装有第五u型架(51)，第五u型架(51)内置有第四电动推杆(52)，且第四电动推杆(52)起始端与第五u型架(51)转动配合，第三力臂(11)的一侧安装有第六u型架(53)，第四电动推杆(52)的末端置于第六u型架(53)内，且与第六u型架(53)转动配合。

技术总结
本发明公开了一种具有压力感知的协作机器人，涉及协作机器人技术领域，包括底座，底座的顶部通过转动机构连接有固定台，固定台的顶部安装有第一力臂，第一力臂的顶部开设有第一通槽，第一通槽内置有第一连接块，第一连接块靠近第一通槽的一端安装有第一转动轴，第一转动轴的两端均通过轴承固定在第一通槽侧壁上，且与第一通槽转动配合。本申请通过第一电动推杆可控制卡爪和夹板将工件夹持固定住，并在夹持工件时，夹板受力会对压力传感器进行挤压，从而压力传感器可将检测到的压力信号传输到控制器中，控制器即可根据压力信号来调节第一电动推杆的推力，避免夹持力过大而导致工件损坏，提高使用效果。提高使用效果。提高使用效果。


技术研发人员：郭杰 吴志诚 陈志满 陈统书
受保护的技术使用者：广东天太机器人有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/9/20