機(jī)器人輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

李天宣

摘要：設(shè)計(jì)一款自動(dòng)、限時(shí)、有序地排列瓶蓋的低成本、占用空間小的機(jī)構(gòu)，用來(lái)代替機(jī)器人難以完成的動(dòng)作。

關(guān)鍵詞：一字排；轉(zhuǎn)向；運(yùn)行

中圖分類(lèi)號(hào)：TP2422文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.04.004

1提出問(wèn)題

一家化妝品生產(chǎn)廠家要求通過(guò)機(jī)器人能自動(dòng)地抓起瓶蓋（圖1）移至瓶子口上并鎖緊產(chǎn)品。要求瓶蓋有序相隔一定距離，瓶口朝向一致，并在10 s內(nèi)將4～6個(gè)瓶蓋送至指定位置后，再由機(jī)械臂抓起裝至瓶子并鎖緊。

2分析問(wèn)題

分析了現(xiàn)場(chǎng)條件：（1）產(chǎn)品（瓶蓋）：上、下可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)；（2）現(xiàn)場(chǎng)有一臺(tái)振動(dòng)排料機(jī)。根據(jù)現(xiàn)有這些條件若一個(gè)一個(gè)地輸送，實(shí)現(xiàn)難度很大，因此，一次性整體輸送4～6個(gè)是設(shè)計(jì)的思路。

3解決問(wèn)題

3.1整體設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)思路，我們采購(gòu)了：導(dǎo)軌、輸送帶、電機(jī)等整套輸送設(shè)備；購(gòu)買(mǎi)了特制的大氣缸（行程850 mm）、小氣缸、行程開(kāi)關(guān)；制作了托架、托板、擋板、擋銷(xiāo)等。并按設(shè)計(jì)要求安裝了整臺(tái)機(jī)構(gòu)。截面圖如圖2，裝配圖如圖3。

整機(jī)按功能作用將整個(gè)過(guò)程分四個(gè)區(qū)域完成：

1區(qū)（一字）：將振動(dòng)排料機(jī)輸送出來(lái)的產(chǎn)品（瓶蓋）瓶口朝向不分左右一字排開(kāi)；

2區(qū)（轉(zhuǎn)向）：將瓶口向左的瓶蓋通過(guò)擋銷(xiāo)將其轉(zhuǎn)向右；

3區(qū)（運(yùn)行）：大氣缸（行程850 mm）將瓶蓋送至待取處；

4區(qū)（待?。浩可w等待機(jī)器人抓起。

3.2方案細(xì)化（以四個(gè)瓶蓋、方向向右為例）

（1）振動(dòng)排料機(jī)將豎立的瓶蓋送入U(xiǎn)型的兩側(cè)擋板間，在電機(jī)帶動(dòng)下輸送帶沿導(dǎo)軌的方向運(yùn)動(dòng)并將瓶蓋帶走，當(dāng)瓶蓋走到兩側(cè)擋板間的窄處時(shí)，瓶口會(huì)向左或右旋轉(zhuǎn)，并形成或左或右一字排列的直線運(yùn)動(dòng)（如圖3的1區(qū)）。

（2）瓶蓋在輸送帶的帶動(dòng)下行至如圖3的2區(qū)時(shí)，瓶口向右的瓶蓋繼續(xù)前行，瓶口向左的會(huì)被擋銷(xiāo)擋住，并迫使瓶口向右旋轉(zhuǎn)，這樣就形成了瓶口向右一字排列，并進(jìn)入了圖3的3區(qū)。

（3）瓶蓋在輸送帶的帶動(dòng)下越過(guò)了大氣缸上的4個(gè)撥叉并行至3區(qū)的最左端（此時(shí)：小氣缸的擋桿處于伸出狀態(tài)），被小氣缸的擋桿擋住而停止前進(jìn)。

（4）啟動(dòng)氣缸開(kāi)關(guān)：①小氣缸的桿縮回，大氣缸將四個(gè)瓶蓋推進(jìn)至4區(qū)。其間撥叉擋行至與小氣缸的桿平行

時(shí)，拔叉上的行程開(kāi)關(guān)被啟動(dòng)，小氣缸的擋桿伸出，又擋住了瓶蓋的前行。②將瓶蓋送至4區(qū)后，大氣缸擋桿縮回至原狀。緊接著觸動(dòng)氣缸開(kāi)關(guān)又重復(fù)相同的運(yùn)動(dòng)；這樣不斷往復(fù)，在規(guī)定的時(shí)間里，將瓶蓋有序相隔一定距離瓶口朝向一致地輸送到4區(qū)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，該機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，能滿(mǎn)足10 s內(nèi)完成動(dòng)作；若增至10個(gè)也能滿(mǎn)足其功能。且有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占空間小、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，是機(jī)器人不可缺的輔助機(jī)構(gòu)。

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