布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，尤其是一種用于布線的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)電器布線是采用手工布線形式完成，是一種高度重復(fù)性而繁瑣的操作。手工布線操作容易出現(xiàn)錯(cuò)誤布線，接線質(zhì)量也不能得到保證，尤其是復(fù)雜電器系統(tǒng)，電器柜接線端子可達(dá)到數(shù)百乃至數(shù)千個(gè)，布線人員根據(jù)電器圖進(jìn)行布線接線，布線工作非常繁瑣，布線操作緩慢，周期很長(zhǎng)；同時(shí)，布線工作很容易出現(xiàn)錯(cuò)接、漏接、虛接等錯(cuò)誤現(xiàn)象，如果出現(xiàn)短路，電子器件可能直接被燒壞。因此系統(tǒng)運(yùn)行前需要進(jìn)行錯(cuò)誤排查，設(shè)備調(diào)試工作很困難，導(dǎo)致系統(tǒng)開(kāi)發(fā)制造周期不能保證，延誤生產(chǎn)，另外，由于手工接線質(zhì)量問(wèn)題，系統(tǒng)運(yùn)行后也可能出現(xiàn)電器故障，這些都將導(dǎo)致大的經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，該手指機(jī)構(gòu)安裝在布線機(jī)器人上后，能夠自動(dòng)完成剝線和插線動(dòng)作，可以保證電器接線質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)安裝板，還包括:連桿驅(qū)動(dòng)部件、送線器、伸縮氣缸、滑塊、活動(dòng)關(guān)節(jié)、過(guò)線器、剝線機(jī)構(gòu)、壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)、夾持手指、剪線刀、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸、剝線嘴；
連桿驅(qū)動(dòng)部件和伸縮氣缸安裝在安裝板一側(cè)；伸縮氣缸下端與滑塊滑動(dòng)連接；滑塊與活動(dòng)關(guān)節(jié)上端連接；活動(dòng)關(guān)節(jié)下端連接剝線機(jī)構(gòu)；所述剝線機(jī)構(gòu)的下端具有剝線嘴；連桿驅(qū)動(dòng)部件通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)連接活動(dòng)關(guān)節(jié)下端；
回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸安裝在安裝板上；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸下端的兩片氣爪分別連接壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸用于通過(guò)氣爪帶動(dòng)壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)的合頁(yè)合攏或分開(kāi)，以及用于使得壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，從而帶動(dòng)夾持手指轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度；
壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)的下端連接兩根夾持手指；壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)的下端還設(shè)有一個(gè)過(guò)線器，過(guò)線器位于夾持手指旁側(cè)；在過(guò)線器中設(shè)有剪線刀。
[0004]進(jìn)一步地，連桿機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)連桿、角度連桿、提升連桿；安裝板上設(shè)有滑道；擺動(dòng)連桿與角度連桿間、角度連桿與提升連桿間通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接；提升連桿的末端連接活動(dòng)關(guān)節(jié)下端；擺動(dòng)連桿與角度連桿間的轉(zhuǎn)軸嵌在安裝板上的滑道中。
[0005]進(jìn)一步地，連桿驅(qū)動(dòng)部件采用步進(jìn)電機(jī)。
[0006]進(jìn)一步地，剝線嘴包括剝線伸縮氣缸和與剝線伸縮氣缸連接的剝線鉗；剝線鉗內(nèi)側(cè)設(shè)有連接剝線伸縮氣缸的連接拉動(dòng)件。
[0007]進(jìn)一步地，剪線刀采用氣刀，由回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸帶動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步地，夾持手指與壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)的合頁(yè)一體連接。
[0009]進(jìn)一步地，過(guò)線器中還設(shè)有送線位移傳感器。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)高效快捷，節(jié)省勞動(dòng)力，作業(yè)成本低。電器布線，尤其是復(fù)雜電器板，電器元件多，布線接線工作量大；而本發(fā)明可以顯著提高布線效率。
[0011]2)手工布線工作很容易出現(xiàn)錯(cuò)接、漏接、虛接等錯(cuò)誤現(xiàn)象，本發(fā)明手指機(jī)構(gòu)的布線操作更準(zhǔn)確，可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的背面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3a為本發(fā)明剝線嘴原位狀態(tài)不意圖。
[0015]圖3b為本發(fā)明剝線嘴剝線狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]本實(shí)施例提供的一種布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，如圖1和圖2所示，包括:
安裝板1、步進(jìn)電機(jī)2、送線器3、擺動(dòng)連桿4、角度連桿5、提升連桿6、伸縮氣缸7、滑塊
8、活動(dòng)關(guān)節(jié)9、過(guò)線器10、剝線機(jī)構(gòu)11、滑道12、壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13、夾持手指14、剪線刀15、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16、剝線嘴17 ；
安裝板1用于連接布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)上方的手臂機(jī)構(gòu)，手臂機(jī)構(gòu)不在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其結(jié)構(gòu)未給出。需要說(shuō)明的是，手臂機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可以帶動(dòng)安裝板1移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)整個(gè)手指機(jī)構(gòu)相應(yīng)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)；
步進(jìn)電機(jī)2和伸縮氣缸7安裝在安裝板1 一側(cè)；伸縮氣缸7下端與滑塊8滑動(dòng)連接；滑塊8與活動(dòng)關(guān)節(jié)9上端連接；活動(dòng)關(guān)節(jié)9下端連接剝線機(jī)構(gòu)11 ;所述剝線機(jī)構(gòu)11的下端具有剝線嘴17 ;滑塊8具體采用燕尾滑塊；
步進(jìn)電機(jī)2通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)連接活動(dòng)關(guān)節(jié)9下端；如圖2所示，連桿機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)連桿4、角度連桿5、提升連桿6 ;擺動(dòng)連桿4與角度連桿5間、角度連桿5與提升連桿6間通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接；提升連桿6的末端連接活動(dòng)關(guān)節(jié)9下端；擺動(dòng)連桿4與角度連桿5間的轉(zhuǎn)軸嵌在安裝板1上的滑道12中；滑道12提供支撐和限定轉(zhuǎn)軸移動(dòng)軌跡作用；
剝線嘴17如圖3a和圖3b所示，包括剝線伸縮氣缸1701和與剝線伸縮氣缸1702連接的剝線鉗1702 ;剝線鉗1702內(nèi)側(cè)設(shè)有連接剝線伸縮氣缸1702的連接拉動(dòng)件1703 ;圖3a為剝線嘴原位狀態(tài)，圖3b為剝線嘴剝線狀態(tài)；
回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16安裝在安裝板1上，位于伸縮氣缸7旁；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16下端的兩片氣爪1601分別連接壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13 ;壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13包括兩片合頁(yè)1301，合頁(yè)1301裝配在氣爪1601內(nèi)側(cè)；兩合頁(yè)1301間設(shè)有彈簧；彈簧的安裝孔1302設(shè)有四個(gè)；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16有兩個(gè)作用，其一是通過(guò)氣爪1301帶動(dòng)壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13的合頁(yè)1301合攏或分開(kāi)(合攏時(shí)可帶動(dòng)夾持手指14夾持電線)，其二是可使得壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，從而帶動(dòng)夾持手指14轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度；
壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13的下端連接兩根夾持手指14，具體是每個(gè)合頁(yè)1301 —體連接一個(gè)夾持手指14 ;壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13的動(dòng)作能夠使得夾持手指14合攏或分開(kāi)；夾持手指14內(nèi)含有壓力傳感器，可以檢測(cè)夾持電線時(shí)的壓力；夾持手指14內(nèi)還含有手指位移傳感器；
壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13的下端還設(shè)有一個(gè)過(guò)線器10，過(guò)線器10位于夾持手指14旁側(cè)；過(guò)線器10通常包括兩個(gè)支撐片以及夾在支撐片中的滾輪；在過(guò)線器10中設(shè)有剪線刀15 ;本例中，剪線刀15采用氣刀，由回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16帶動(dòng)；過(guò)線器10中還設(shè)有送線位移傳感器，圖中未畫出。
[0018]本發(fā)明的手指機(jī)構(gòu)，連接在一個(gè)機(jī)器人手臂上，主要用于完成剝線和插線動(dòng)作，將剝?nèi)ソ^緣層的線頭插入接線端子中。在機(jī)器人上設(shè)有主控制器，其中設(shè)有控制程序。
[0019]剝線嘴17的原點(diǎn)位置為與過(guò)線器10下端高度一致的位置，而非圖1中目前的位置。
[0020]首先，手動(dòng)把電線穿過(guò)送線器3和壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13，穿入過(guò)線器10，并繞過(guò)過(guò)線器10中的滾輪，未剝線的線頭如圖1中從右往左方向露出剝線器10 ;此時(shí)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16動(dòng)作，氣爪1601合攏，夾持手指14將電線夾持??；
接著，步進(jìn)電機(jī)2動(dòng)作，連桿機(jī)構(gòu)使得剝線嘴17套入未剝線的線頭；剝線伸縮氣缸1701動(dòng)作，使得剝線鉗1702夾緊未剝線的線頭；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16動(dòng)作，夾持手指14松開(kāi)；伸縮氣缸7向下動(dòng)作，使得剝線鉗1702帶動(dòng)未剝線的線頭下移，將線頭拉向夾持手指14的末端(線頭依然從右往左露出夾持手指)；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16動(dòng)作，夾持手指14夾緊線頭；剝線伸縮氣缸1701向左動(dòng)作，剝線嘴17完成線頭剝線動(dòng)作；
然后，伸縮氣缸7向上動(dòng)作帶動(dòng)剝線嘴17回到原點(diǎn)位置；在機(jī)器人手臂的移動(dòng)作用下，帶動(dòng)手指機(jī)構(gòu)移動(dòng)，夾持手指14將剝線后的線頭插進(jìn)一個(gè)接線端子中；同時(shí)手指位移傳感器和壓力傳感器采集信號(hào)用于判斷接線到位程度及效果以便機(jī)器人反饋控制；
該接線端子完成接線后；夾持手指14松開(kāi)，過(guò)線器10靠滾輪滑動(dòng)電線(期間送線器3在往前推送電線)；機(jī)器人依據(jù)定位程序，控制手指機(jī)構(gòu)連同電線到達(dá)下一接線端子處；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16控制剪線刀15 (氣刀)剪斷電線；然后回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸16控制壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)13和夾持手指14旋轉(zhuǎn)180度，使得被剪斷后的電線段(不是送線器3出來(lái)的母線)的另一線頭(還未剝線)對(duì)準(zhǔn)在原點(diǎn)位置的剝線嘴；
最后，按照第一個(gè)線頭的處理過(guò)程，完成被剪斷的電線段的另一線頭的剝線，和插入第二個(gè)接線端子的過(guò)程。如此，一個(gè)電線段的兩線頭就完成了自動(dòng)剪線和接插的動(dòng)作，可以把兩個(gè)接線端子電氣連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)安裝板(1)，其特征在于，還包括: 連桿驅(qū)動(dòng)部件、送線器(3)、伸縮氣缸(7)、滑塊(8)、活動(dòng)關(guān)節(jié)(9)、過(guò)線器(10)、剝線機(jī)構(gòu)(11)、壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)(13)、夾持手指(14)、剪線刀(15)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸(16)、剝線嘴(17)； 連桿驅(qū)動(dòng)部件和伸縮氣缸(7)安裝在安裝板(1) 一側(cè)；伸縮氣缸(7)下端與滑塊(8)滑動(dòng)連接；滑塊(8)與活動(dòng)關(guān)節(jié)(9)上端連接；活動(dòng)關(guān)節(jié)(9)下端連接剝線機(jī)構(gòu)(11);所述剝線機(jī)構(gòu)(11)的下端具有剝線嘴(17);連桿驅(qū)動(dòng)部件通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)連接活動(dòng)關(guān)節(jié)(9)下端; 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸(16)安裝在安裝板(1)上；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸(16)下端的兩片氣爪(1601)分別連接壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)(13);回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸(16)用于通過(guò)氣爪(1301)帶動(dòng)壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)(13)的合頁(yè)(1301)合攏或分開(kāi)，以及用于使得壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)(13)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，從而帶動(dòng)夾持手指(14)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度； 壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)(13)的下端連接兩根夾持手指(14);壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)(13)的下端還設(shè)有一個(gè)過(guò)線器(10)，過(guò)線器(10)位于夾持手指(14)旁側(cè)；在過(guò)線器(10)中設(shè)有剪線刀(15)。2.如權(quán)利要求1所述的布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，其特征在于: 連桿機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)連桿(4)、角度連桿(5)、提升連桿￠);安裝板(1)上設(shè)有滑道(12);擺動(dòng)連桿(4)與角度連桿(5)間、角度連桿(5)與提升連桿￠)間通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接；提升連桿出)的末端連接活動(dòng)關(guān)節(jié)(9)下端；擺動(dòng)連桿(4)與角度連桿(5)間的轉(zhuǎn)軸嵌在安裝板⑴上的滑道(12)中。3.如權(quán)利要求1所述的布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，其特征在于: 連桿驅(qū)動(dòng)部件采用步進(jìn)電機(jī)(2)。4.如權(quán)利要求1所述的布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，其特征在于: 剝線嘴(17)包括剝線伸縮氣缸(1701)和與剝線伸縮氣缸(1702)連接的剝線鉗(1702);剝線鉗(1702)內(nèi)側(cè)設(shè)有連接剝線伸縮氣缸(1702)的連接拉動(dòng)件(1703)。5.如權(quán)利要求1所述的布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，其特征在于: 剪線刀(15)采用氣刀，由回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸(16)帶動(dòng)。6.如權(quán)利要求1所述的布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，其特征在于: 夾持手指(14)與壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)(13)的合頁(yè)(1301) —體連接。7.如權(quán)利要求1所述的布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，其特征在于: 過(guò)線器(10)中還設(shè)有送線位移傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種布線機(jī)器人手指機(jī)構(gòu)，包括：安裝板、步進(jìn)電機(jī)、送線器、擺動(dòng)連桿、角度連桿、提升連桿、伸縮氣缸、滑塊、活動(dòng)關(guān)節(jié)、過(guò)線器、剝線機(jī)構(gòu)、滑道、壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)、夾持手指、剪線刀、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸、剝線嘴；步進(jìn)電機(jī)和伸縮氣缸安裝在安裝板一側(cè)；伸縮氣缸下端與滑塊滑動(dòng)連接；滑塊與活動(dòng)關(guān)節(jié)上端連接；活動(dòng)關(guān)節(jié)下端連接剝線機(jī)構(gòu)；所述剝線機(jī)構(gòu)的下端具有剝線嘴；步進(jìn)電機(jī)通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)連接活動(dòng)關(guān)節(jié)下端；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸安裝在安裝板上；回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣缸下端的兩片氣爪分別連接壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)；壓縮彈簧開(kāi)合倉(cāng)的下端連接兩根夾持手指。本發(fā)明可保證電器接線質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。
【IPC分類】B25J15/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105291122
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510752007
【發(fā)明人】陳自強(qiáng), 陸崇清, 陳伊冉
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)無(wú)錫研究院
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日