用于抓取筒紗的柔性抓手及其工作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于抓取筒紗的柔性抓手及其工作方法。所述柔性抓手其特征在于：主體為回轉體中空結構，包括安裝在工業機器人或自行設計搬運機構末端的抓手基座，安裝在抓手基座上端的旋轉氣缸，安裝在抓手基座下端中部的大齒輪及均布于大齒輪圓周的三個夾持組件，每個夾持組件由夾持齒輪座、夾持齒輪和夾持手指組成。工作方法包括抓取多層放置的筒紗和抓取通過插桿多層放置的筒紗。本發明的優點是：結構簡單，運動平穩，抓取可靠；具有柔性，可適應筒紗直徑在一定范圍內變化，且不損傷紗線；可適應紡織企業中不同的筒紗尺寸標準。使用本發明的柔性抓手可實現紡織企業中生產裝備與生產裝備間物流的自動化橋接，提高生產效率，降低人工成本，使企業向技術密集型轉型。
【專利說明】用于抓取筒紗的柔性抓手及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種柔性抓手及其工作方法，特別是用于抓取筒紗的柔性抓手及其工作方法，屬于紡織生產設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，我國紡織企業勞動力成本普遍上升，因此急需由勞動密集型向技術密集型轉型，不僅要提高生產裝備的自動化水平，更要提高生產裝備與生產裝備間物流橋接的自動化水平。筒紗是紡紗廠絡筒工序的產出品，后序無論是筒紗染色還是白紗直接用于機織或針織，都需要裝卸筒紗，即把筒紗由某一位置放置到另一位置，這一過程要實現自動化，無論是采用工業機器人或自行設計搬運機構，都需要用到抓取筒紗的抓手。而由于筒紗表面紗線材質柔軟、筒紗直徑在一定范圍內變化等，抓手必須具有一定柔性。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的是筒紗自動搬運過程中的抓取問題，以實現紡織企業中生產裝備與生產裝備間物流的自動化橋接，提高生產效率，降低人工成本，向技術密集型轉型。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明的一個技術方案是提供一種用于抓取筒紗的柔性抓手，其特征在于:主體為回轉體中空結構，包括安裝在工業機器人或自行設計搬運機構末端的抓手基座，安裝在抓手基座上端的旋轉氣缸，安裝在抓手基座下端中部的大齒輪及均布于大齒輪圓周的夾持齒輪座一、夾持齒輪座二和夾持齒輪座三，分別安裝在夾持齒輪座一、夾持齒輪座二和夾持齒輪座三上的夾持齒輪一、夾持齒輪二和夾持齒輪三，分別安裝在夾持齒輪一、夾持齒輪二和夾持齒輪三上的夾持手指一、夾持手指二和夾持手指三；夾持齒輪一、夾持齒輪二和夾持齒輪三均與大齒輪相嚙合。
[0005]優選地，所述抓手基座用于承載柔性抓手的各零部件，由同軸的位于上端的圓平臺和位于下端的階梯法蘭組成。
[0006]優選地，所述抓手基座為回轉體中空結構。
[0007]優選地，所述旋轉氣缸為柔性抓手提供動力，安裝在抓手基座圓平臺上端的邊緣處。
[0008]優選地，所述夾持齒輪座一、夾持齒輪座二和夾持齒輪座三用于安裝夾持齒輪一、夾持齒輪二和夾持齒輪三，安裝在抓手基座圓平臺下端，且均勻分布。
[0009]優選地，所述大齒輪為過渡齒輪，安裝在抓手基座的階梯法蘭上。
[0010]優選地，所述夾持齒輪一為主動齒輪，通過夾持齒輪座一獲得旋轉氣缸的動力；夾持齒輪二和夾持齒輪三為被動齒輪，通過大齒輪獲得夾持齒輪一的動力。
[0011]優選地，所述夾持手指一、夾持手指二和夾持手指三用于抓取筒紗，分別偏心安裝在夾持齒輪一、夾持齒輪二和夾持齒輪三上。
[0012]本發明還提供了一種采用上述用于抓取筒紗的柔性抓手的工作方法，其特征在于，工作流程為:[0013]第一步:用于抓取η層放置的筒紗時，底端為第一個筒紗，頂端為第η個筒紗，工業機器人或自行設計的搬運機構將柔性抓手驅動至第η個筒紗的上端，使夾持手指一、夾持手指二和夾持手指三位于第η個筒紗圓周外；
[0014]第二步:啟動旋轉氣缸，使夾持齒輪一獲得動力，帶動大齒輪轉動，大齒輪又帶動夾持齒輪二和夾持齒輪三轉動，使夾持手指一、夾持手指二和夾持手指三夾緊第η個筒紗；
[0015]第三步:工業機器人或自行設計的搬運機構將柔性抓手驅動至要放置第η個筒紗的指定位置；
[0016]第四步:旋轉氣缸反向旋轉，夾持手指一、夾持手指二和夾持手指三放開所夾持的第η個筒紗；至此完成了第η個筒紗的抓取。
[0017]優選地，所述第四步結束后返回至第一步，抓取第η-1個筒紗。
[0018]優選地，當所述η層放置的筒紗是通過插桿多層放置時，所述第一步中要使插桿穿過柔性抓手的中空部分。
[0019]本發明采用以上技術方案的優點如下:
[0020](I)采用齒輪傳動機構，結構簡單，運動平穩，抓取可靠；
[0021](2)柔性抓手主體為回轉體中空結構，質量輕，既可以抓取多層放置的筒紗，也可以抓取通過插桿多層放置的筒紗，很好地適應了紡織業中的各種工作環境；
[0022](3)夾持手指在一定范圍內運動，使抓手具有柔性，可適應筒紗直徑在一定范圍內變化，且不損傷紗線；
[0023](4)通過改變齒輪的傳動比和夾持手指的偏心距，可以設計出針對不同直徑范圍筒紗的柔性抓手，以適應紡織企業中不同的筒紗尺寸標準。
[0024](5)使用該柔性抓手可實現紡織企業中生產裝備與生產裝備間物流的自動化橋接，提高生產效率，降低人工成本，使企業向技術密集型轉型。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明提供的柔性抓手的結構示意圖；
[0026]圖2為實施例1提供的柔性抓手抓取筒紗的示意圖；
[0027]圖3為本發明提供的柔性抓手可變抓取范圍的示意圖；
[0028]圖4為實施例2提供的柔性抓手抓取筒紗的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0030]實施例1
[0031]如圖1所示，為本發明提供的柔性抓手的結構示意圖，包括抓手基座1，抓手基座I用于承載柔性抓手的各零部件，由同軸的位于上端的圓平臺1-1和位于下端的階梯法蘭1-2組成；圓平臺1-1上端的邊緣處安裝一個旋轉氣缸2，為柔性抓手提供動力；階梯法蘭1-2的下端安裝一個大齒輪6，大齒輪6圓周均勻分布3套夾持組件，即夾持組件一、夾持組件二和夾持組件三；夾持組件一、夾持組件二、夾持組件三分別包括夾持齒輪座一 3、夾持齒輪座二 4、夾持齒輪座三5，夾持齒輪座一 3、夾持齒輪座二 4、夾持齒輪座三5上分別安裝夾持齒輪一 7、夾持齒輪二 8和夾持齒輪三9夾持齒輪一 7、夾持齒輪二 8和夾持齒輪座三9上分別偏心安裝夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12 ;夾持齒輪一 7、夾持齒輪二 8和夾持齒輪三9均與大齒輪6相嚙合，夾持齒輪一 7為主動齒輪，大齒輪6為過渡齒輪，通過夾持齒輪座一 3獲得旋轉氣缸2的動力；夾持齒輪二 8和夾持齒輪三9為被動齒輪，通過大齒輪6獲得夾持齒輪一 7的動力；夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12用于抓取筒紗。
[0032]上述柔性抓手工作時通過抓手基座I安裝在工業機器人或自行設計的搬運機構上，抓取η層放置的筒紗(底端為第I個筒紗C1，頂端為第η個筒紗Cn)的工作方法示意圖如圖2所示，其工作過程為:
[0033]第一步，工業機器人或自行設計的搬運機構將柔性抓手M驅動至第η個筒紗Cn上端，使夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12位于第η個筒紗Cn圓周外；
[0034]第二步，啟動旋轉氣缸2，使夾持齒輪一 7獲得動力，帶動大齒輪6轉動，大齒輪6又帶動夾持齒輪二 8和夾持齒輪三9轉動，使夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12夾緊第η個筒紗Cn ；
[0035]第三步，工業機器人或自行設計的搬運機構將柔性抓手M驅動至要放置第η個筒紗Cn的指定位置；
[0036]第四步，旋轉氣缸2反向旋轉，夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12放開所夾持的第η個筒紗Cn，至此完成了第η個筒紗Cn的抓取。隨后，返回至第一步，抓取第η-1個筒紗Clri，直至完成第I個筒紗C1的抓取。
[0037]如圖3所示，當夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12位于最內側時(夾持手指位置如圖3中虛線所示)，夾持的第i個筒紗CiQ = 1，2，3，...，η)的直徑最小，為Rmin ;當夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12位于最外側時(夾持手指位置如圖3中實線所示)，夾持的第i個筒紗Ci (i = 1,2,3,...,η)的直徑最大，為Rmax。
[0038]實施例2
[0039]本實施例中柔性抓手抓取的是通過插桿η層放置的筒紗(底端為第I個筒紗C1,頂端為第η個筒紗Cn)，其工作方法示意圖如圖4所示，圖4中，η層放置的筒紗套在安裝在底座A上的插桿L上，柔性抓手M的工作過程為:
[0040]第一步，工業機器人或自行設計的搬運機構將柔性抓手M驅動至第η個筒紗Cn上端，使插桿L通過柔性抓手M的中空部分，且夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12位于第η個筒紗Cn圓周外；
[0041]第二步，啟動旋轉氣缸2，使夾持齒輪一 7獲得動力，帶動大齒輪6轉動，大齒輪6又帶動夾持齒輪二 8和夾持齒輪三9轉動，使夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12夾緊第η個筒紗Cn ；
[0042]第三步，工業機器人或自行設計的搬運機構將柔性抓手M驅動至要放置第η個筒紗Cn的指定位置；
[0043]第四步，旋轉氣缸2反向旋轉，夾持手指一 10、夾持手指二 11和夾持手指三12放開所夾持的筒紗Cn，至此完成了第η個筒紗Cn的抓取。隨后，返回至第一步，抓取第η-1個筒紗Clri，直至完成第I個筒紗C1的抓取。
【權利要求】
1.一種用于抓取筒紗的柔性抓手，其特征在于:主體為回轉體中空結構，包括安裝在工業機器人或自行設計搬運機構末端的抓手基座(1)，安裝在抓手基座(1)上端的旋轉氣缸(2)，安裝在抓手基座(1)下端中部的大齒輪(6)及均布于大齒輪(6)圓周的夾持齒輪座一(3)、夾持齒輪座二(4)和夾持齒輪座三(5)，分別安裝在夾持齒輪座一(3)、夾持齒輪座二(4)和夾持齒輪座三(5)上的夾持齒輪一(7)、夾持齒輪二(8)和夾持齒輪三(9)，分別安裝在夾持齒 輪一(7)、夾持齒輪二(8)和夾持齒輪三(9)上的夾持手指一(10)、夾持手指二(11)和夾持手指三(12);夾持齒輪一(7)、夾持齒輪二(8)和夾持齒輪三(9)均與大齒輪(6)相哨合。
2.如權利要求1所述的一種用于抓取筒紗的柔性抓手，其特征在于:所述抓手基座(1)用于承載柔性抓手的各零部件，由同軸的位于上端的圓平臺(1-1)和位于下端的階梯法蘭(1-2)組成。
3.如權利要求2所述的一種用于抓取筒紗的柔性抓手，其特征在于:所述抓手基座(1)為回轉體中空結構。
4.如權利要求1所述的一種用于抓取筒紗的柔性抓手，其特征在于:所述旋轉氣缸(2)為柔性抓手提供動力，安裝在抓手基座(1)圓平臺(1-1)上端的邊緣處。
5.如權利要求1所述的一種用于抓取筒紗的柔性抓手，其特征在于:所述夾持齒輪座一(3)、夾持齒輪座二(4)和夾持齒輪座三(5)用于安裝夾持齒輪一(7)、夾持齒輪二(8)和夾持齒輪三(9)，安裝在抓手基座(1)圓平臺(1-1)下端，且均勻分布。
6.如權利要求1所述的一種用于抓取筒紗的的柔性抓手，其特征在于:所述大齒輪(6)為過渡齒輪，安裝在抓手基座(1)的階梯法蘭(1-2)上。
7.如權利要求1中所述的一種用于抓取筒紗的柔性抓手，其特征在于:所述夾持齒輪一(7)為主動齒輪，通過夾持齒輪座一(3)獲得旋轉氣缸(2)的動力；夾持齒輪二(8)和夾持齒輪三(9)為被動齒輪，通過大齒輪(6)獲得夾持齒輪一(7)的動力。
8.如權利要求1所述的一種用于抓取筒紗的柔性抓手，其特征在于:所述夾持手指一(10)、夾持手指二(11)和夾持手指三(12)用于抓取筒紗，分別偏心安裝在夾持齒輪一(7)、夾持齒輪二(8)和夾持齒輪三(9)上。
9.一種采用權利要求1-8所述的用于抓取筒紗的柔性抓手的工作方法，其特征在于，工作流程為: 第一步:用于抓取η層放置的筒紗時，底端為第I個筒紗(C1),頂端為第η個筒紗(Cn)，工業機器人或自行設計的搬運機構將柔性抓手驅動至第η個筒紗(Cn)的上端，使夾持手指一(10)、夾持手指二(11)和夾持手指三(12)位于第η個筒紗(Cn)圓周外； 第二步:啟動旋轉氣缸(2)，使夾持齒輪一(7)獲得動力，帶動大齒輪(6)轉動，大齒輪(6)又帶動夾持齒輪二(8)和夾持齒輪三(9)轉動，使夾持手指一(10)、夾持手指二(11)和夾持手指三(12)夾緊第η個筒紗(Cn)； 第三步:工業機器人或自行設計的搬運機構將柔性抓手驅動至要放置第η個筒紗(Cn)的指定位置； 第四步:旋轉氣缸(2)反向旋轉，夾持手指一(10)、夾持手指二(11)和夾持手指三(12)放開所夾持的第η個筒紗(Cn);至此完成了第η個筒紗(Cn)的抓取。
10.如權利要求9所述的一種用于抓取筒紗的柔性抓手的工作方法，其特征在于:所述第四步結束后返回至第一步，抓取第n-1個筒紗(Cm)。
11.如權利要求9或10所述的一種用于抓取筒紗的柔性抓手的工作方法，其特征在于:當所述η層放置的筒紗是通過插桿多層放置時，所述第一步中要使插桿(L)穿過柔性抓手的中空部分。
【文檔編號】B25J15/10GK103963067SQ201410187288
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】孟婥, 陳梁, 朱姿娜, 孫以澤, 盧偉 申請人:東華大學