自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，包括運(yùn)動(dòng)模塊和控制模塊，控制模塊上設(shè)有按鈕、航插接口、無線控制模塊，控制模塊與運(yùn)動(dòng)模塊之間通過線纜相連。本實(shí)用新型將運(yùn)動(dòng)模塊與控制模塊分離，極大縮小了運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積和重量，擴(kuò)大了適用范圍，降低了升級(jí)和維修成本；通過伺服電機(jī)和滾珠絲杠裝置實(shí)現(xiàn)了電纜的自動(dòng)輸送，減少了人工的使用；通過具有單向輸送功能和自適應(yīng)外徑功能的機(jī)械手臂，使電纜定向輸送，提高了效率；通過單機(jī)控制或多個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)機(jī)協(xié)調(diào)工作，可以適應(yīng)不同工況，按照實(shí)際需求自由搭配；采用有線或無線遠(yuǎn)程控制，統(tǒng)一協(xié)調(diào)多個(gè)機(jī)構(gòu)，可調(diào)整機(jī)構(gòu)數(shù)量、速度、運(yùn)行模式等指標(biāo)，并保證各個(gè)機(jī)構(gòu)同步動(dòng)作，提高了工作效率。
【專利說明】
自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及機(jī)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器 人。
【背景技術(shù)】
[0002] 在目前電纜敷設(shè)過程中，尤其在船舶及海工施工作業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狹窄、電纜橋 架分布比較復(fù)雜(一般是特定高度和寬度的電纜橋架），傳統(tǒng)電纜輸送機(jī)無法使用，某些一 體便攜式小型電纜傳送機(jī)器人也無法在特別狹窄的環(huán)境下安裝，因此整個(gè)過程中只能利用 人工拉拽，將電纜沿預(yù)定路徑敷設(shè)，產(chǎn)生巨額人工成本，且需要特種作業(yè)人員配合。
[0003] 施工現(xiàn)場(chǎng)多工種交叉作業(yè)現(xiàn)象普遍，環(huán)境惡劣，粉塵、油漬等污染物較多。在人工 拉拽過程中，需要所有操作人員同步動(dòng)作，造成生產(chǎn)效率低下，人工浪費(fèi)嚴(yán)重。再加之人員 數(shù)量較多，普遍存在出工不出力的情況，也是效率下降的一個(gè)重要因素，同時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度不斷 增加，單體人員效率也不斷下降，人員體力的下降就會(huì)給施工帶來巨大安全隱患。采用人工 拉拽時(shí)電纜輸送速度難以控制，無法采集真實(shí)敷設(shè)數(shù)據(jù)。
[0004] 同時(shí)，一體便攜式電纜傳送機(jī)器人采用集成安裝的方式，零件損壞后維修及更換 較為復(fù)雜，也不利于快速更新及升級(jí)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，解決電纜敷設(shè)時(shí)空間特別 狹小，電纜輸送機(jī)及一體便攜式傳送機(jī)器人無法使用的問題;電纜敷設(shè)時(shí)需要大量人力、不 同工位同步動(dòng)作的問題；電纜敷設(shè)過程中速度控制、行程控制、方向調(diào)節(jié)、時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的 問題；電纜外徑變化不能隨時(shí)適應(yīng)的問題；電纜敷設(shè)統(tǒng)一控制的問題;惡劣環(huán)境下機(jī)器人內(nèi) 部防塵的問題;一體便攜式電纜傳送機(jī)器人維修、更新和升級(jí)困難的問題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人， 包括運(yùn)動(dòng)模塊和控制模塊，控制模塊上設(shè)有按鈕、航插接口、無線控制模塊，控制模塊與運(yùn) 動(dòng)模塊之間通過線纜相連。
[0007] 優(yōu)選的，運(yùn)動(dòng)模塊包括機(jī)械手臂、外殼、伺服電機(jī)、接頭、絲杠螺母、滑臺(tái)、支架、底 板、端面板、同步輪、滾珠絲杠、光杠和同步密封帶;機(jī)械手臂包括連接板、機(jī)械手臂外殼、上 滑軌、上楔形滑塊、V形夾緊槽、下楔形滑塊和下滑軌;底板上安裝有外殼、伺服電機(jī)、接頭、 支架、端面板;伺服電機(jī)與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠的兩端均安裝有端面板，滾珠絲杠上套 裝有絲杠螺母，絲杠螺母固定安裝在滑臺(tái)內(nèi)；位于滾珠絲杠兩側(cè)的光杠穿過滑臺(tái)且兩端安 裝在端面板上;滑臺(tái)通過連接板與機(jī)械手臂外殼連接;連接板的兩側(cè)安裝有同步密封帶，同 步密封帶繞過固定于端面板及支架上的同步輪;機(jī)械手臂外殼的上板和下板中均開設(shè)有滑 槽;上楔形滑塊通過固定在其上的上滑軌與上板滑動(dòng)連接，下楔形滑塊通過固定在其上的 下滑軌與下板滑動(dòng)連接;上滑軌的兩端安裝有上限位螺釘，下滑軌的兩端安裝有下限位螺 釘;上楔形滑塊與下楔形滑塊之間安裝有V形夾緊槽。
[0008] 優(yōu)選的，伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠連接。
[0009] 優(yōu)選的，端面板上安裝有兩個(gè)同步輪。
[0010] 優(yōu)選的，連接板通過固定銷與機(jī)械手臂外殼固定連接。
[0011]優(yōu)選的，上楔形滑塊與V形夾緊槽之間安裝有墊板。
[0012] 優(yōu)選的，機(jī)械手臂外殼的一側(cè)安裝有電纜擋片。
[0013] 進(jìn)一步的，機(jī)械手臂外殼的一側(cè)通過彈簧緊固安裝有電纜擋片。
[0014] 本實(shí)用新型將運(yùn)動(dòng)模塊與控制模塊分離，極大縮小了運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積和重量，擴(kuò) 大了適用范圍，降低了升級(jí)和維修成本;通過伺服電機(jī)和滾珠絲杠裝置實(shí)現(xiàn)了電纜的自動(dòng) 輸送，減少了人工的使用;通過具有單向輸送功能和自適應(yīng)外徑功能的機(jī)械手臂，使電纜定 向輸送，提高了效率;通過單機(jī)控制或多個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)機(jī)協(xié)調(diào)工作，可以適應(yīng)不同工況，按照實(shí) 際需求自由搭配;采用有線或無線遠(yuǎn)程控制，統(tǒng)一協(xié)調(diào)多個(gè)機(jī)構(gòu)，可調(diào)整機(jī)構(gòu)數(shù)量、速度、運(yùn) 行模式等指標(biāo)，并保證各個(gè)機(jī)構(gòu)同步動(dòng)作，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016] 圖2是運(yùn)動(dòng)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3是機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖4是機(jī)械手臂夾緊電纜狀態(tài)的主視圖；
[0019] 圖5是機(jī)械手臂夾緊電纜狀態(tài)的左視圖；
[0020] 圖6是機(jī)械手臂放松電纜狀態(tài)的主視圖；
[0021 ]圖7是機(jī)械手臂放松電纜狀態(tài)的左視圖；
[0022]圖8是本實(shí)用新型控制原理圖。
[0023] 其中：1.運(yùn)動(dòng)模塊;2.控制模塊;3.按鈕;4.線纜;5 .機(jī)械手臂;6.聯(lián)軸器;7.外殼； 8.伺服電機(jī);9.接頭；10.絲杠螺母;11.滑臺(tái)；12.支架;13.底板;14.端面板;15.同步輪;16. 滾珠絲杠；17.光杠；18.連接板；19.同步密封帶;20.固定銷;21.機(jī)械手臂外殼;22.上限位 螺釘;23.電纜擋片;24.上滑軌;25.上楔形滑塊;26.墊板;27.電纜;28. V形夾緊槽;29.下楔 形滑塊;30.彈簧;31.下限位螺釘;32.下滑軌。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 如圖1-圖3所示，自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，包括運(yùn)動(dòng)模塊1和控制模塊2,控 制模塊2上設(shè)有按鈕3,實(shí)現(xiàn)電源開關(guān)、左右方向選擇、急停等功能，控制模塊2上設(shè)有航插接 口、無線控制模塊，實(shí)現(xiàn)電源輸入、總控設(shè)備連接、設(shè)備間信號(hào)傳輸、運(yùn)動(dòng)模塊1連接等功能； 控制模塊2與運(yùn)動(dòng)模塊1之間通過線纜4相連，工作時(shí)，運(yùn)動(dòng)模塊1固定在待輸送的電纜橋架 旁，控制模塊2放置在適合操作員操作的安全位置，控制模塊2中的按鈕3可以對(duì)運(yùn)動(dòng)模塊1 進(jìn)行單機(jī)控制;運(yùn)動(dòng)模塊1包括機(jī)械手臂5、外殼7、伺服電機(jī)8、接頭9、絲杠螺母10、滑臺(tái)11、 支架12、底板13、端面板14、同步輪15、滾珠絲杠16、光杠17和同步密封帶19;機(jī)械手臂5包括 連接板18、機(jī)械手臂外殼21、上滑軌24、上楔形滑塊25、V形夾緊槽28、下楔形滑塊29和下滑 軌32;底板13上安裝有外殼7、伺服電機(jī)8、接頭9、支架12、端面板14;伺服電機(jī)8通過聯(lián)軸器6 與滾珠絲杜16連接，滾珠絲杜16的兩端均安裝有端面板14,滾珠絲杜16上套裝有絲杜螺母 10，絲杠螺母10固定安裝在滑臺(tái)11內(nèi)；位于滾珠絲杠16兩側(cè)的光杠17穿過滑臺(tái)11且兩端安 裝在端面板14上;伺服電機(jī)8可正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠絲杠16旋轉(zhuǎn)，使絲杠螺母10沿光杠17直線 往復(fù)運(yùn)動(dòng);滑臺(tái)11通過連接板18與機(jī)械手臂外殼21連接，連接板18通過固定銷20與機(jī)械手 臂外殼21固定連接，滑臺(tái)11可以帶動(dòng)電纜27直線運(yùn)動(dòng)；伺服電機(jī)8采用配套驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控 制，精確定位機(jī)械手臂5直線運(yùn)動(dòng)位置;連接板18的兩側(cè)安裝有同步密封帶19,同步密封帶 19繞過固定于端面板14及支架12上的同步輪15,端面板14上安裝有兩個(gè)同步輪15,同步密 封帶19可跟隨連接板18的直線運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，始終保持外殼7的矩形開口處密封，起到防塵作 用；機(jī)械手臂外殼21的上板和下板中均開設(shè)有滑槽;上楔形滑塊25通過固定在其上的上滑 軌24與上板滑動(dòng)連接，下楔形滑塊29通過固定在其上的下滑軌32與下板滑動(dòng)連接;上滑軌 24的兩端安裝有上限位螺釘22,下滑軌32的兩端安裝有下限位螺釘31，可以限制上滑軌24、 下滑軌32不脫離滑槽的滑動(dòng)范圍；上楔形滑塊25與下楔形滑塊29之間安裝有V形夾緊槽28， 用來夾緊電纜27，上楔形滑塊25與V形夾緊槽28之間安裝有墊板26，用于改變機(jī)械手臂5開 口大小，以適應(yīng)不同規(guī)格的電纜27;機(jī)械手臂外殼21的一側(cè)通過彈簧30緊固安裝有電纜擋 片23,在工作過程中可以防止電纜27脫離機(jī)械手臂5的夾持范圍。如圖4、圖5所示，滑臺(tái)11帶 動(dòng)機(jī)械手臂5向左運(yùn)動(dòng)，上楔形滑塊25和下楔形滑塊29在摩擦力的作用下向右滑動(dòng)，使機(jī)械 手臂5的開口距離Η變小至Η1，此時(shí)V形夾緊槽28夾緊電纜27,機(jī)械手臂5繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，將已 夾緊的電纜27向左拉動(dòng)。如圖6、圖7所示，滑臺(tái)11帶動(dòng)機(jī)械手臂5向右運(yùn)動(dòng)，上楔形滑塊25和 下楔形滑塊29在摩擦力的作用下向左滑動(dòng)，使機(jī)械手臂5的開口距離Η增大至Η2,此時(shí)V形夾 緊槽28松開電纜27,機(jī)械手臂5繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，由于已經(jīng)松開電纜27,因此不帶動(dòng)電纜27向 右運(yùn)動(dòng)。如此往復(fù)，即可以達(dá)到向左輸送電纜27的目的。將固定銷20拔下，可以把機(jī)械手臂5 上下旋轉(zhuǎn)180度，再安裝到連接板18上，插回固定銷20,其余步驟按照以上實(shí)例所述，即可實(shí) 現(xiàn)向右輸送電纜27的目的。
[0025]在聯(lián)機(jī)模式下，數(shù)臺(tái)圖1所示的機(jī)器人由主控制器統(tǒng)一控制，各機(jī)構(gòu)機(jī)械手臂5夾 持同一根電纜27,同步按照上述規(guī)則運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)長距離電纜27輸送的目的。
[0026]圖8為機(jī)器人控制原理。人機(jī)交互界面采用具有觸摸功能工控屏，通過串口與主控 制器相連，可以實(shí)時(shí)查詢并顯示當(dāng)前機(jī)器的連接狀態(tài)，控制所有機(jī)器的同步運(yùn)行與停止，并 記錄電纜27敷設(shè)長度;主控制器作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，采用Zigbee網(wǎng)絡(luò)(無線連接)或者CAN 總線(有線連接)與各個(gè)機(jī)器通信，實(shí)現(xiàn)整體的管理控制;單機(jī)控制器接收主控制器指令，采 集面板信息控制滑臺(tái)11的左右滑動(dòng)，并實(shí)時(shí)返回當(dāng)前機(jī)器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0027]在實(shí)際工況中，采用人工拉拽電纜與該機(jī)器人傳送電纜的成本對(duì)比如下：
[0028]
[0029] 在實(shí)際工況中，采用人工拉拽電纜與該機(jī)器人傳送電纜的工作效率對(duì)比如下（以 敷設(shè)10萬米電纜計(jì)算）：
[0030]
[0031] 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，其特征在于:包括運(yùn)動(dòng)模塊（1)和控制模塊(2)，控制 模塊(2)上設(shè)有按鈕(3)、航插接口、無線控制模塊，控制模塊(2)與運(yùn)動(dòng)模塊(1)之間通過線 纜(4)相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，其特征在于:運(yùn)動(dòng)模塊（1)包 括機(jī)械手臂(5)、外殼(7)、伺服電機(jī)(8)、接頭(9)、絲杠螺母(10)、滑臺(tái)（11)、支架（12)、底板 (13) 、端面板(14)、同步輪(15)、滾珠絲杠（16)、光杠（17)和同步密封帶（19); 機(jī)械手臂（5)包括連接板（18)、機(jī)械手臂外殼（21)、上滑軌（24)、上楔形滑塊（25)、V形 夾緊槽(28)、下楔形滑塊(29)和下滑軌(32); 底板（13)上安裝有外殼(7)、伺服電機(jī)(8)、接頭(9)、支架（12)、端面板（14);伺服電機(jī) (8)與滾珠絲杠（16)連接，滾珠絲杠（16)的兩端均安裝有端面板（14)，滾珠絲杠（16)上套裝 有絲杠螺母（10)，絲杠螺母（10)固定安裝在滑臺(tái)（11)內(nèi)；位于滾珠絲杠（16)兩側(cè)的光杠 (17) 穿過滑臺(tái)（11)且兩端安裝在端面板（14)上;滑臺(tái)（11)通過連接板（18)與機(jī)械手臂外殼 (21)連接;連接板（18)的兩側(cè)安裝有同步密封帶（19)，同步密封帶（19)繞過固定于端面板 (14) 及支架（12)上的同步輪(15); 機(jī)械手臂外殼(21)的上板和下板中均開設(shè)有滑槽;上楔形滑塊(25)通過固定在其上的 上滑軌(24)與上板滑動(dòng)連接，下楔形滑塊(29)通過固定在其上的下滑軌(32)與下板滑動(dòng)連 接;上滑軌(24)的兩端安裝有上限位螺釘(22)，下滑軌(32)的兩端安裝有下限位螺釘(31); 上楔形滑塊(25)與下楔形滑塊(29)之間安裝有V形夾緊槽(28)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，其特征在于:所述的伺服電機(jī) (8)通過聯(lián)軸器(6)與滾珠絲杠（16)連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，其特征在于：所述的端面板 (14)上安裝有兩個(gè)同步輪(15)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，其特征在于：所述的連接板 (18) 通過固定銷(20)與機(jī)械手臂外殼(21)固定連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，其特征在于:所述的上楔形滑 塊(25)與V形夾緊槽(28)之間安裝有墊板(26)。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，其特征在于:所述機(jī)械手臂外 殼(21)的一側(cè)安裝有電纜擋片(23)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)型組合式電纜傳送機(jī)器人，其特征在于:所述機(jī)械手臂外 殼(21)的一側(cè)通過彈簧(30)緊固安裝有電纜擋片(23)。
【文檔編號(hào)】H02G1/06GK205622147SQ201620345434
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】周博, 周海鋒, 楊政, 葉愛學(xué)
【申請(qǐng)人】博鋒智能科技（大連）有限公司