一种推拉动作专用机械臂夹具的制作方法

本发明涉及机械臂，具体涉及一种推拉动作专用机械臂夹具。

背景技术：

1、仪表间作为现代厂区控制中心的重要组成部分，需要周期性地进行巡检，而目前越来越多的仪表间开始采用机器人进行自动巡检，特别是对于电气柜内部的巡检，需要使用机械臂打开柜门，并对内部进行巡检，然后再关上门，而现有的开门方案多采用示教的模式，使用夹爪精确夹住门把手，把门把手打开一点后进行开门。

2、现有的用于机械臂开门方案存在两个问题，一是对于机械臂的精度要求过高，从机械臂前端的夹爪夹住门把手到关门的过程中，机械臂需要精确夹取门把手并做精细运动，但每个柜子相对机器人的实际位置会有所偏差，导致开关门成功率不高，二是夹爪采用力控，很难控制住夹紧力，容易发生脱落或损坏门把手，为此提出一种推拉动作专用机械臂夹具。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为解决现有的用于机械臂开门方案存在两个问题，一是对于机械臂的精度要求过高，从机械臂前端的夹爪夹住门把手到关门的过程中，机械臂需要精确夹取门把手并做精细运动，但每个柜子相对机器人的实际位置会有所偏差，导致开关门成功率不高，二是夹爪采用力控，很难控制住夹紧力，容易发生脱落或损坏门把手的问题，本发明提供了一种推拉动作专用机械臂夹具。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种推拉动作专用机械臂夹具，包括移动装置，所述移动装置的顶部固定安装有升降架和液压装置，所述升降架的顶部固定安装有液压杆，所述液压装置的输出端固定安装有液压管，所述液压管的一端固定安装在所述液压杆的输入端上，所述液压杆的一端固定安装有安装法兰，所述安装法兰的一侧固定安装有内嵌管，所述内嵌管远离所述安装法兰的一端设置有相互对称分布的两个半圆夹爪，两个所述半圆夹爪与所述内嵌管之间设置有用于驱动两个所述半圆夹爪自动合并以便扣紧门把手的夹爪驱动组件，所述内嵌管的周侧设置有用于改变所述内嵌管刚度以避免刚性杆件拉动门把手造成损坏的变刚度组件，所述升降架上固定安装有内滑杆，所述内滑杆靠近所述内嵌管的一端上滑动套接有外滑筒，所述液压杆、所述外滑筒之间设置有用于驱动所述液压杆、所述外滑筒同步反向运动的同步组件，所述外滑筒远离所述内滑杆的一端设置有可以精确探测门把手位置的探测组件。

4、进一步地，所述夹爪驱动组件包括固定安装于所述内嵌管远离所述安装法兰的一端上的夹爪座，所述夹爪座的顶部固定安装有两个绕轴，所述绕轴上均转动套接有半圆夹爪，所述夹爪座侧壁上开设有滑孔，所述滑孔内滑动安装有定位滑杆，所述定位滑杆靠近所述半圆夹爪的一端固定安装有夹持齿条，所述绕轴上均固定套接有与所述夹持齿条相啮合的夹持齿轮，所述夹持齿条位于两个所述夹持齿轮之间，所述夹持齿条远离所述定位滑杆的一端固定安装有顶块，所述夹爪座远离所述顶块的一侧固定安装有电磁铁，所述电磁铁位于所述内嵌管的内部，所述电磁铁的位置与所述定位滑杆的位置相对应，所述定位滑杆靠近所述夹持齿条的一端上套接有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧的两端分别与所述夹爪座、所述定位滑杆的侧壁固定连接。

5、进一步地，其中一个所述半圆夹爪的内壁上固定安装有弧形挡板，所述弧形挡板位于两个所述半圆夹爪的接口处，所述弧形挡板的一侧固定安装有弧形滑动筋，另一个所述半圆夹爪的内壁上开设有与所述弧形滑动筋相适配的弧形滑槽。

6、进一步地，所述同步组件包括固定安装于所述升降架一侧的齿轮架，所述齿轮架靠近所述液压杆的一侧转动安装有反向齿轮，所述液压杆伸缩端的底部和所述外滑筒的顶部均固定安装有与所述反向齿轮相啮合的行进齿条，所述行进齿条沿所述反向齿轮的轴线中心对称分布。

7、进一步地，所述变刚度组件包括均匀分布于所述内嵌管周侧的多个气囊条，所述气囊条靠近所述夹爪座的一端均与所述内嵌管固定连接，所述气囊条的另一端均固定安装有进气管，多个所述进气管的一端固定安装有同一个环形气管，所述液压杆伸缩端的侧壁上固定安装有气泵，所述气泵的输出端与所述环形气管相连通。

8、进一步地，所述探测组件包括固定安装于所述外滑筒远离所述内滑杆一端上电磁升降滑轨，所述电磁升降滑轨的移动端固定安装有探测板，所述探测板的位置与所述夹爪座的位置相对应，所述探测板的顶部滑动安装有多个均匀分布的探测杆，所述探测板的侧壁上固定安装有多个感应器，所述感应器的一侧均固定安装有触点开关，多个所述触点开关的位置分别与多个所述探测杆的位置相对应，位于同一侧的所述探测杆与所述感应器之间均固定安装有同一个第二复位弹簧，所述触点开关位于所述第二复位弹簧的内部。

9、进一步地，所述气囊条靠近所述环形气管的一端上均固定套接有防护套筒，所述安装法兰的周侧固定安装有多个滑环，多个防护套筒分别滑动安装在多个所述滑环的内部。

10、进一步地，所述探测杆远离所述夹爪座的一端均转动安装有滚轮，所述滚轮的轴线方向与所述电磁升降滑轨移动端的移动方向一致。

11、本发明的有益效果如下：

12、1、本发明通过设置变刚度组件，使得在定位时，气泵向气囊条充气，带动内嵌管变为直管并保持较高的刚度，使内嵌管可以当作刚性加长杆使用，此时即可控制半圆夹爪抓取门把手，需要拉开柜门时，则可以使气囊条排出气体，利用内嵌管的柔性性能，拉动门把手打开柜门，可避免刚性的机械臂拉坏柜门或损坏自身；

13、2、本发明通过设置夹爪驱动组件，使得在固定门把手时，夹爪座移向门把手，顶块接触门把手并挤压夹持齿条带动两侧的半圆夹爪合并扣接在门把手上，此时门把手实际上是被扣住而非夹紧，可防止出现夹紧力不当造成的抓取力不够或者夹持力过大而导致门把手损坏的问题，避免了传统力传感器控制的复杂性与不可靠性；

14、3、本发明通过设置电磁铁，使得定位滑杆向内嵌管内部滑动直至与电磁铁接触，电磁铁会通电产生磁吸力将定位滑杆吸附住，使两个半圆夹爪不会轻易松开，当检查结束后，电磁铁断电，磁吸力消失，半圆夹爪会在第一复位弹簧的弹性作用下分离，使夹爪座脱离门把手，实现了门把手的自动夹持与分离，提升了夹持的稳定性；

15、4、本发明通过设置探测组件，使得在拉开柜门前，可由移动装置带动多个探测杆探测出门把手相对于半圆夹爪的位置，然后驱动移动装置使门把手相对横移至两个半圆夹爪的中间，实现精确定位的功能，使每次夹持都可以避免了传统夹爪力控复杂、难以精确抓取与运动难度较大的问题；

16、5、本发明通过设置弧形挡板，使得两侧的半圆夹爪相互合并时，弧形挡板会覆盖在两个半圆夹爪的接缝处，一方面提高了两个半圆夹爪相互连接的紧密性，在拉动门把手的过程中使门把手的反作用力可以通过弧形挡板均匀传导至两个半圆夹爪上，另一方面代替半圆夹爪与门把手接触，防止门把手在拉动过程中发生损坏；

17、6、本发明通过设置滚轮，使得在确定门把手精准位置时，移动装置带动探测板相对门把手横向移动，此时滚轮代替探测杆的端点与门把手接触，不仅可以使横移更加顺滑，还可以避免因收缩的探测杆与周围探测杆的长度差而探测杆卡住门把手，导致门把手与探测板无法相对移动的问题；

18、7、本发明通过设置同步组件，使得在定位组件完成门把手的精确定位后，升降架带动液压杆下降至门把手的高度，液压装置通过液压管驱动液压杆伸展，使液压杆与外滑筒始终保持同步反向运动，避免夹持过程中探测组件造成妨碍，还使移动装置在半圆夹爪伸出过程中保持静止，有效避免移动装置的移动导致夹持精度下降；

19、8、本发明通过设置防护套筒，使得防护套筒可以从外部对气囊条起到防护作用，在气囊条排气后，内嵌管带动气囊条形变，防护套筒会在滑环的内部滑动并对气囊条的形变程度起到一定的限制，防止气囊条拉伸过多而损坏。