一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手制造技术

本申请属于机械领域，尤其涉及一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手，包括机器人手主体，所述机器人手主体前端设置有卡爪，所述卡爪上设置有托板，所述托板上设置有Z向力传感器，所述机器人手主体后端连接有法兰和三维力传感器。本申请通过直接的方式对机器人手以及机器人手上物品的状态进行监控；通过低成本的方式实现了机器人的安全运动。本申请通过具有力反馈与过载保护功能的机器人手组件设计，并在托板和连接法兰处分别加装力传感器，实现了机器人手力反馈与过载保护。

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手
本申请属于机械领域，尤其涉及一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手。
技术介绍
由于飞机零部件具有种类多，单件产量少的特点，在飞机零部件自动化数控加工生产线上不可能为每个零部件设计一个夹持与搬运工具。现有的方案是设计一套托盘，在托盘上对待加工的零部件进行人工装夹，完成装夹后，把该托盘放入待加工的料库中。生产线控制系统根据加工计划由机器人带动机器人手把托盘从料库中取出，放置到数控加工机床中。在机床的工作台上，为了保证加工时零件的稳定，托盘需要被零点定位系统拉紧。加工完成后，零点定位系统将松开托盘，再由机器人把托盘取出，放置到加工完成的料库中。该生产线上存在三个风险点——（1）如果机器人在零点定位系统没有放开托盘的情况下去取托盘，那么将会对机床以及机器人造成损伤；（2）当零点定位系统处于关闭（拉紧）状态下，此时机器人把托盘放置到机床中，此时零点定位系统再动作，有不能拉紧托盘的风险；（3）由于机器人没有力反馈与过载保护的功能，当机器人在运行过程中，由于程序错误或者运动路径过程中突然出现障碍物，当发生碰撞时，机器人无法立即安全停下来，对系统或者被撞物体将产生损害。目前解决该技术的方案有两种，一是对零点定位系统的动作空气压力进行检测，通过空气压力得知零点定位系统的工作状态；二是采用具有力反馈与过载保护的机器人，当托盘被拉紧时，如果机器人去取托盘，机器人通过过载保护的功能停止运动。针对方案一，通过测量空气压力来检测零点定位系统的工作状态，不能实现从闭环的角度对零点定位系统的工作状态进行监控，即如果零点定位系统的动作机构出现了问题，此时即使气压已经达到设定的值，零点定位系统还是不能按照设定的功能完成松开或者拉紧；同时该方案没能解决机器人运动过程中意外碰撞问题。针对方案二，目前具有力反馈和过载保护的机器人均为低负载机器人，可以实现较低重量的托盘搬运，面对大质量的托盘，仍然无法使用；再者，具有力反馈与过载保护的机器人相比普通的搬运机器人价格要贵很多，增加了系统的成本。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的上述问题，现提出一种实现机器人在搬运托盘的过程中具有力反馈与过载保护的功能，能够对系统运行过程中出现的意外情况进行紧急处理，提高系统运行安全性的用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手。为实现上述技术效果，本申请的技术方案如下：一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手，包括机器人手主体，所述机器人手主体前端设置有卡爪，所述卡爪上设置有托板，所述托板上设置有Z向力传感器，所述机器人手主体后端连接有法兰和三维力传感器。进一步地，所述卡爪的数量为两个，两个卡爪分别设置在机器人手主体前端两侧，每个卡爪均与一个托板相连，托板上分布有两个Z向力传感器。再进一步地，所述托板为长条形，Z向力传感器沿托板长度方向分布。进一步地，机器人手主体的后端首先与连接法兰相连，连接法兰与转接法兰相连，所述连接法兰和转接法兰之间设置有三维力传感器。进一步地，所述卡爪呈L形，两个卡爪的弯折部分的内侧为相对设置。再进一步地，所述托板位于卡爪的下方。本申请的有益效果如下：本申请通过直接的方式对机器人手以及机器人手上物品的状态进行监控；通过低成本的方式实现了机器人的安全运动。本申请通过具有力反馈与过载保护功能的机器人手组件设计，并在托板和连接法兰处分别加装力传感器，实现了机器人手力反馈与过载保护。附图说明图1为机器人手组件图。图2为辅助示意图-机器人手抓取托盘前示意图。图3为辅助示意图-机器人手抓取托盘后示意图。附图中：001-Z向力力传感器，002-托板，003-卡爪，004-机器人手主体，005-连接法兰，006-三维力传感器，007-转接法兰，011-机器人手，012-物料托盘示意图。具体实施方式实施例1如图1所示，一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手，包括机器人手主体004，所述机器人手主体004前端设置有卡爪003，所述卡爪003上设置有托板002，所述托板002上设置有Z向力传感器，所述机器人手主体004后端连接有法兰和三维力传感器006。所述卡爪003的数量为两个，两个卡爪003分别设置在机器人手主体004前端两侧，每个卡爪003均与一个托板002相连，托板002上分布有两个Z向力传感器。机器人手主体004的后端首先与连接法兰005相连，连接法兰005与转接法兰007相连，所述连接法兰005和转接法兰007之间设置有三维力传感器006。所述卡爪003呈L形，两个卡爪003的弯折部分的内侧为相对设置。本申请通过直接的方式对机器人手011以及机器人手011上物品的状态进行监控；通过低成本的方式实现了机器人的安全运动。本申请通过具有力反馈与过载保护功能的机器人手011组件设计，通过力反馈与过载保护，并在托板002和连接法兰005处分别加装力传感器，实现了机器人手011力反馈与过载保护。实施例2一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手，包括机器人手主体004，所述机器人手主体004前端设置有卡爪003，所述卡爪003上设置有托板002，所述托板002上设置有Z向力传感器，所述机器人手主体004后端连接有法兰和三维力传感器006。卡爪003的数量为两个，两个卡爪003分别设置在机器人手主体004前端两侧，每个卡爪003均与一个托板002相连，托板002上分布有两个Z向力传感器。所述托板002为长条形，Z向力传感器沿托板002长度方向分布。机器人手主体004的后端首先与连接法兰005相连，连接法兰005与转接法兰007相连，所述连接法兰005和转接法兰007之间设置有三维力传感器006。卡爪003呈L形，两个卡爪003的弯折部分的内侧为相对设置。所述托板002位于卡爪003的下方。如图1所示，本申请采用在机器人手011上加装力传感器的方式，在机器人手011的托板002上安装4个高精度、高灵敏度的Z向力传感器，传感器通过螺栓与托板002连接到一起，安装时保证传感器的受力点略高于托板002平面。在连接法兰005后连接一个三维力传感器006，随后通过转接法兰007连接到机器人法兰上。机器人去零点定位系统上抓取托盘时的状态如图2所示，托盘放置在零点定位系统上，此时机器人手011从托盘的下方穿过，到达预定位置后，机器人带动机器人手011直接抬起托盘，如果此时零点定位系统未放开，则Z向力传感器和三维力传感器006的力反馈将会异常。机器人把托盘放置到零点定位系统上的状态如图3所示，当托盘靠近零点定位系统时，将会松开机器人手011上的卡爪003，使托盘自然放置在托板002上。如果此时零点定位未处于打开状态，托盘未到位之间，将会首先接触到零点定位系统，那么此时Z向力传感器上的数据也会出现异常，则可以判定零点定位系统异常。当机器人带动机器人手011在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手，其特征在于：包括机器人手主体（004），所述机器人手主体（004）前端设置有卡爪（003），所述卡爪（003）上设置有托板（002），所述托板（002）上设置有Z向力传感器，所述机器人手主体（004）后端连接有法兰和三维力传感器（006）。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手，其特征在于：包括机器人手主体（004），所述机器人手主体（004）前端设置有卡爪（003），所述卡爪（003）上设置有托板（002），所述托板（002）上设置有Z向力传感器，所述机器人手主体（004）后端连接有法兰和三维力传感器（006）。


2.根据权利要求1所述的一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手，其特征在于：所述卡爪（003）的数量为两个，两个卡爪（003）分别设置在机器人手主体（004）前端两侧，每个卡爪（003）均与一个托板（002）相连，托板（002）上分布有两个Z向力传感器。


3.根据权利要求2所述的一种用于飞机零部件托盘搬运的具有过载保护的机器人手，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉海龙，曾德标，陈强，潘登，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51