一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人的制作方法

1.本发明涉及自动化上料技术领域，特别涉及一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人。


背景技术：

2.在自动上下料领域，上料机器人的是通过模拟人工“用眼看用手拿”的这一过程，来替代人工的一种机器人。摄像头即为机器人的“眼”，通过摄像头拍摄物料；机械臂即为机器人的“手”，通常在机械臂末端安放吸嘴，通过机械臂运动带动吸嘴来吸取物料，再摆放到指定位置，以实现自动上料。在机器人工作过程中，需要对机器视觉系统中的图像坐标系和机械手的空间坐标系进行标定，该过程又称手眼标定。现有的手眼标定方法通常是九点标定法。
3.对相机安装在机械臂上的安装方式，需要标定板固定不动，机器人末端变换姿态分别移动到这九个点的位置。这样就得到九个点在机器人空间坐标系中的坐标，同时还需要相机识别九个点得到像素坐标，以此得到空间坐标系和图像坐标系的对应关系。针对以上相机安装在机械臂上的标定方法，需要机器人运动到各个标定点，受限于机器人运动的精度。对相机安装在一个固定不动的位置的安装方式，则是标定板装在机器人上，机器人运动九个位置，相机分别对标定板拍照获得九个像素坐标，以此得到空间坐标系和图像坐标系的对应关系。针对相机安装在一个固定不动的位置的标定方法，标定时需将标定板安装在机器人上，而机器人实际工作时安装在机器人上的最终执行机构是吸嘴、抓手等，实际执行机构和标定板之间的差异会影响精度。以上两种方法都会限制标定的精度，进而影响机器精度。故此，我们提出一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
6.一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，包括安装台和多个安装结构，安装台的上端左右两侧均固设有支台，两个支台的上端均固设有x轴导轨，两个x轴导轨的上端共同滑动连接有滑架，滑架的前端固设有y轴导轨，y轴导轨的前端滑动连接有滑台，滑台的前端固设有z轴导轨，z轴导轨的前端滑动连接有装夹结构，滑台的前端位于z轴导轨上方固设有升降气缸，升降气缸的输出端与装夹结构的上端传动连接；多个安装结构的下端分别嵌设有印泥标记结构和吸附结构；安装结构嵌设于装夹结构的下端；滑架的左端螺纹穿插安装有x轴螺杆，x轴螺杆的一端传动连接有x轴电机，x轴电机固设于支台上；滑架的右端固设有y轴电机，y轴电机的输出端传动连接有y轴螺杆，y轴螺杆螺纹穿设于滑台；安装台的上端中部前后两侧分别设置有标定台和中转台；安装台的上端位于标定台和右侧支台之间固设有用于放置安装结构的收纳台。
7.优选的，装夹结构包括滑动设置于z轴导轨前端的安装架，安装架的上端与升降气
缸的输出端传动连接，安装架的前端固设有安装块，安装块的下端开设有安装腔，安装块的上端穿插连接有抽气管，抽气管内腔连通安装腔；安装块的后端下部固设有连接架，连接架的输出端固设有气动夹爪，气动夹爪的两个夹爪的内侧面上分别固设有夹持板，两个夹持板的内侧面上均固设有夹持块。
8.优选的，安装结构包括安装轴，安装轴的下端固设有连接块，连接块的下端固设有伸缩管和弹簧，弹簧套设于伸缩管，伸缩管的下端和弹簧的下端共同固设有连接座，连接座的下端开设有螺纹孔；安装轴的外壁面左右两侧均开设有一号卡槽，两个一号卡槽的槽底面均开设有二号卡槽；安装轴的上部嵌设于安装腔，伸缩管的内腔向上贯穿连接块、安装轴并与安装腔连通，伸缩管的内腔向下贯穿连接座并与连接座上的螺纹孔连通。
9.优选的，夹持板和夹持块一体式制成，夹持板和夹持块分别卡设于一号卡槽和二号卡槽；安装轴的周侧面下部固定套设有挡圈，挡圈的下端左右两侧均固定连接有插块，插块固设于连接块的外壁上。
10.优选的，印泥标记结构包括可螺纹嵌设于连接座上螺纹孔内的一号安装座和嵌设于一号安装座下端的印泥块。
11.优选的，吸附结构包括可螺纹嵌设于连接座上螺纹孔内的二号安装座，二号安装座上设置有上下贯通的气孔，气孔与伸缩管的内腔相连通。
12.优选的，收纳台包括固设于安装台上的台板，台板的上端穿设有安装筒，安装筒的上端开放设置，安装筒的内腔上部的横截面形状为正多边形，在安装筒内腔上部相对的两个内侧面上均开设有插槽，插槽贯穿安装筒的上端且与插块配合。
13.优选的，连接块的横截面形状为正多边形且与安装筒内腔上部相配。
14.优选的，还包括抽气泵，抽气泵的抽气端与抽气管连通。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
16.1、通过升降气缸实现装夹结构的沿z轴上下移动，通过x轴电机和x轴螺杆实现装夹结构沿x轴移动，通过y轴电机和y轴螺杆实现装夹结构沿y轴移动，实现印泥标记结构或吸附结构的x、y和z向的移动，通过印泥标记结构上的印泥块与标定台接触，可以实现定点标记，形成标记点，通过吸附结构可以进行取料的负压吸取，而印泥标记结构与吸附结构可以通过安装结构交替安装于装夹结构上，实现定点标记和物料吸取的连续转换，且印泥标记结构与吸附结构通过安装结构分别安装于装夹结构上时，印泥标记结构的中轴线与安装结构的中轴线、安装腔的中轴线在同一竖直线上，吸附结构的中轴线与安装结构的中轴线、安装腔的中轴线在同一竖直线上，从而减少了吸附结构与标定板上标记点之间的位置差异，从而可以保证精度。
附图说明
17.图1为本发明一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人的整体结构图；
18.图2为本发明一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人的部分结构示意图；
19.图3为装夹结构的结构示意图；
20.图4为安装结构和印泥标记结构的连接示意图；
21.图5为安装结构和吸附结构的连接示意图；
22.图6为收纳台的结构示意图。
23.图中：1、安装台；2、支台；21、x轴导轨；3、滑架；31、y轴导轨；4、滑台；41、z轴导轨；5、装夹结构；6、安装结构；7、印泥标记结构；8、吸附结构；9、收纳台；10、x轴螺杆；11、x轴电机；12、y轴螺杆；13、y轴电机；14、升降气缸；15、标定台；16、中转台；51、安装架；52、安装块；521、安装腔；53、连接架；54、气动夹爪；55、夹持板；56、夹持块；57、抽气管；61、安装轴；611、一号卡槽；612、二号卡槽；613、挡圈；614、连接块；615、插块；62、伸缩管；63、弹簧；64、连接座；71、一号安装座；72、印泥块；81、二号安装座；82、气孔；91、台板；92、安装筒；93、插槽。
具体实施方式
24.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。
27.如图1-6所示，一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，包括安装台1和多个安装结构6，安装台1的上端左右两侧均固设有支台2，两个支台2的上端均固设有x轴导轨21，两个x轴导轨21的上端共同滑动连接有滑架3，滑架3的前端固设有y轴导轨31，y轴导轨31的前端滑动连接有滑台4，滑台4的前端固设有z轴导轨41，z轴导轨41的前端滑动连接有装夹结构5，滑台4的前端位于z轴导轨41上方固设有升降气缸14，升降气缸14的输出端与装夹结构5的上端传动连接；多个安装结构6的下端分别嵌设有印泥标记结构7和吸附结构8；安装结构6嵌设于装夹结构5的下端；滑架3的左端螺纹穿插安装有x轴螺杆10，x轴螺杆10的一端传动连接有x轴电机11，x轴电机11固设于支台2上；滑架3的右端固设有y轴电机13，y轴电机13的输出端传动连接有y轴螺杆12，y轴螺杆12螺纹穿设于滑台4；安装台1的上端中部前后两侧分别设置有标定台15和中转台16；安装台1的上端位于标定台15和右侧支台2之间固设有用于放置安装结构6的收纳台9。装夹结构5包括滑动设置于z轴导轨41前端的安装架51，安装架51的前端固设有安装块52，安装块52的下端开设有安装腔521。
28.上述技术方案的实施原理为：在使用时，与上料振动盘配合，上料振动盘设置于中转台16的后方，上料振动盘将物料振动输送至中转台16上。
29.升降气缸14用于实现装夹结构5在z轴上的上下移动，x轴电机11和x轴螺杆10用于实现装夹结构5在x轴上的移动，y轴电机13和y轴螺杆12用于实现装夹结构5在y轴上的移动，实现装夹结构5在x、y和z轴上的移动。
30.在印泥标记结构7或吸附结构8通过安装结构6安装于装夹结构5上时，可以使印泥标记结构7或吸附结构8在x、y和z向的移动。
31.通过印泥标记结构7与标定台15接触，可以在标定台15上实现定点标记，形成标记点。通过吸附结构8可以进行取料的负压吸取。而印泥标记结构7与吸附结构8可以通过安装结构6交替安装于装夹结构5上，实现定点标记和物料吸取的连续转换，且印泥标记结构7与吸附结构8通过安装结构6分别安装于装夹结构5上时，印泥标记结构7的中轴线与安装结构6的中轴线、安装腔521的中轴线在同一竖直线上，吸附结构8的中轴线与安装结构6的中轴线、安装腔521的中轴线在同一竖直线上，从而减少了吸附结构8与标定台15上标记点之间的位置差异，从而可以保证精度。
32.作为上述技术方案的进一步说明，安装架51的上端与升降气缸14的输出端传动连接，安装块52的后端下部固设有连接架53，连接架53的输出端固设有气动夹爪54，气动夹爪54的两个夹爪的内侧面上分别固设有夹持板55，两个夹持板55的内侧面上均固设有夹持块56。夹持板55和夹持块56一体式制成。安装结构6包括安装轴61，安装轴61的下端固设有连接块614，连接块614的下端固设有伸缩管62和弹簧63，弹簧63套设于伸缩管62，伸缩管62的下端和弹簧63的下端共同固设有连接座64，连接座64的下端开设有螺纹孔；安装轴61的外壁面左右两侧均开设有一号卡槽611，两个一号卡槽611的槽底面均开设有二号卡槽612。
33.进一步地，安装轴61的上部嵌设于安装腔521，夹持板55和夹持块56分别卡设于一号卡槽611和二号卡槽612，可以实现安装结构6在装夹结构5上的安装，且通过启动夹爪54的开合，方便安装结构6在装夹结构5上的拆装。安装轴61的周侧面下部固定套设有挡圈613，挡圈613的下端左右两侧均固定连接有插块615，插块615固设于连接块614的外壁上。
34.进一步地，安装块52的上端穿插连接有抽气管57，抽气管57内腔连通安装腔521；伸缩管62的内腔向上贯穿连接块614、安装轴61并与安装腔521连通，伸缩管62的内腔向下贯穿连接座64并与连接座64上的螺纹孔连通。通过上述，在气体通过抽气管57抽出时，可以在安装结构6内形成负压，使得在吸附结构8装于安装结构6上时，可以进行物料的负压吸取。
35.作为上述技术方案的进一步说明，印泥标记结构7包括可螺纹嵌设于连接座64上螺纹孔内的一号安装座71和嵌设于一号安装座71下端的印泥块72，印泥块72与标定台15的上端接触，进行标记，形成标记点。
36.作为上述技术方案的进一步说明，吸附结构8包括可螺纹嵌设于连接座64上螺纹孔内的二号安装座81，二号安装座81上设置有上下贯通的气孔82，气孔82与伸缩管62的内腔相连通；通过上述，在吸附物料时，二号安装座81与物料表面接触，在安装结构6内形成负压时，物料和二号安装座81之间的空气被抽离，从而使得物料可以被吸附在二号安装座81的下端，实现物料的吸取。
37.作为上述技术方案的进一步说明，收纳台9包括固设于安装台1上的台板91，台板91的上端穿设有安装筒92，安装筒92的上端开放设置，安装筒92的内腔上部的横截面形状为正多边形，在安装筒92内腔上部相对的两个内侧面上均开设有插槽93。
38.需要说明的是，连接块614的横截面形状为正多边形且与安装筒92内腔上部相配，插槽93贯穿安装筒92的上端且与插块615配合，在连接块614和插块615插入至安装筒92内时，挡圈613与安装筒92上端抵接。通过插槽93与插块615的配合，使得安装结构6在装夹结构5和收纳台9之间转换安装时，安装结构6的左右方向不会改变，使得安装结构6便于在装夹结构5和收纳台9之间转换安装。
39.需要说明的是，在具体实施方式中，收纳台9至少设置有两个且前后间隔设置，以方便使用。
40.作为上述技术方案的进一步说明，本发明还包括抽气泵，抽气泵的抽气端与抽气管57连通；摄像头，摄像头安装于安装块52的前端或通过门架安装于标定板15的上方，用于在印泥块72与标定板15上端接触而形成标记点时对标记点的位置记性拍照；配套的控制器，控制器与摄像头、抽气泵、x轴电机11、y轴电机13和升降气缸14电性连接，进行总控。
41.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。

技术特征：
1.一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，包括安装台(1)和多个安装结构(6)，其特征在于：所述安装台(1)的上端左右两侧均固设有支台(2)，两个所述支台(2)的上端均固设有x轴导轨(21)，两个所述x轴导轨(21)的上端共同滑动连接有滑架(3)，所述滑架(3)的前端固设有y轴导轨(31)，所述y轴导轨(31)的前端滑动连接有滑台(4)，所述滑台(4)的前端固设有z轴导轨(41)，所述z轴导轨(41)的前端滑动连接有装夹结构(5)，所述滑台(4)的前端位于z轴导轨(41)上方固设有升降气缸(14)，所述升降气缸(14)的输出端与装夹结构(5)的上端传动连接；多个所述安装结构(6)的下端分别嵌设有印泥标记结构(7)和吸附结构(8)；所述安装结构(6)嵌设于装夹结构(5)的下端；所述滑架(3)的左端螺纹穿插安装有x轴螺杆(10)，所述x轴螺杆(10)的一端传动连接有x轴电机(11)，所述x轴电机(11)固设于支台(2)上；所述滑架(3)的右端固设有y轴电机(13)，所述y轴电机(13)的输出端传动连接有y轴螺杆(12)，所述y轴螺杆(12)螺纹穿设于滑台(4)；所述安装台(1)的上端中部前后两侧分别设置有标定台(15)和中转台(16)；所述安装台(1)的上端位于标定台(15)和右侧支台(2)之间固设有用于放置安装结构(6)的收纳台(9)。2.根据权利要求1所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，其特征在于：所述装夹结构(5)包括滑动设置于z轴导轨(41)前端的安装架(51)，所述安装架(51)的上端与升降气缸(14)的输出端传动连接，所述安装架(51)的前端固设有安装块(52)，所述安装块(52)的下端开设有安装腔(521)，所述安装块(52)的上端穿插连接有抽气管(57)，所述抽气管(57)内腔连通安装腔(521)；所述安装块(52)的后端下部固设有连接架(53)，所述连接架(53)的输出端固设有气动夹爪(54)，所述气动夹爪(54)的两个夹爪的内侧面上分别固设有夹持板(55)，两个所述夹持板(55)的内侧面上均固设有夹持块(56)。3.根据权利要求2所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，其特征在于：所述安装结构(6)包括安装轴(61)，所述安装轴(61)的下端固设有连接块(614)，所述连接块(614)的下端固设有伸缩管(62)和弹簧(63)，所述弹簧(63)套设于伸缩管(62)，所述伸缩管(62)的下端和弹簧(63)的下端共同固设有连接座(64)，所述连接座(64)的下端开设有螺纹孔；所述安装轴(61)的外壁面左右两侧均开设有一号卡槽(611)，两个所述一号卡槽(611)的槽底面均开设有二号卡槽(612)；所述安装轴(61)的上部嵌设于安装腔(521)，所述伸缩管(62)的内腔向上贯穿连接块(614)、安装轴(61)并与安装腔(521)连通，所述伸缩管(62)的内腔向下贯穿连接座(64)并与连接座(64)上的螺纹孔连通。4.根据权利要求3所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，其特征在于：所述夹持板(55)和夹持块(56)一体式制成，所述夹持板(55)和夹持块(56)分别卡设于一号卡槽(611)和二号卡槽(612)；所述安装轴(61)的周侧面下部固定套设有挡圈(613)，所述挡圈(613)的下端左右两侧均固定连接有插块(615)，所述插块(615)固设于连接块(614)的外壁上。5.根据权利要求4所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，其特征在于：所述印泥标记结构(7)包括可螺纹嵌设于连接座(64)上螺纹孔内的一号安装座(71)和嵌设于一号安装座(71)下端的印泥块(72)。6.根据权利要求5所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，其特征在于：所述吸附结构(8)包括可螺纹嵌设于连接座(64)上螺纹孔内的二号安装座(81)，所述二号安装座(81)上设置有上下贯通的气孔(82)，所述气孔(82)与伸缩管(62)的内腔相连通。7.根据权利要求6所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，其特征在于：所述收纳台
(9)包括固设于安装台(1)上的台板(91)，所述台板(91)的上端穿设有安装筒(92)，所述安装筒(92)的上端开放设置，所述安装筒(92)的内腔上部的横截面形状为正多边形，在安装筒(92)内腔上部相对的两个内侧面上均开设有插槽(93)，所述插槽(93)贯穿安装筒(92)的上端且与插块(615)配合。8.根据权利要求7所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，其特征在于：所述连接块(614)的横截面形状为正多边形且与安装筒(92)内腔上部相配。9.根据权利要求8所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，其特征在于：还包括抽气泵，所述抽气泵的抽气端与抽气管(57)连通。

技术总结
本发明公开了一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，包括可沿X、Y和Z向移动的装夹结构，安装结构，印泥标记结构与吸附结构。本发明所述的一种带印泥吸嘴的柔性上料机器人，通过印泥标记结构上的印泥块与标定台接触进行标记，吸附结构可以进行取料的负压吸取，而印泥标记结构与吸附结构可以通过安装结构交替安装于装夹结构上，实现定点标记和物料吸取的连续转换，且印泥标记结构与吸附结构通过安装结构分别安装于装夹结构上时，印泥标记结构的中轴线与安装结构的中轴线、安装腔的中轴线在同一竖直线上，吸附结构的中轴线与安装结构的中轴线、安装腔的中轴线在同一竖直线上，从而减少了吸附结构与标定板上标记点之间的位置差异，从而可以保证精度。从而可以保证精度。从而可以保证精度。


技术研发人员：张彦欣 王晓兵 张彦雷
受保护的技术使用者：青岛工发智能科技有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/9/23