专利名称：一种带有力保护功能的档案自动存取机械手的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种档案存取装置，属于机器人技术领域。
背景技术：
纸质档案一般放在档案盒内并存在档案室的书架上，但保密档案或绝密档案的存取过程一般采用保密措施和严格的管理。为了保密，保密或绝密档案的管理需要实现机器人自动化存取，这已成为一种发展趋势。然而，现有技术中目前还没有提供一种专门用于档案存取的自动化设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有力保护功能的档案自动存取机械手，以实现保密或 绝密档案的自动化存取。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是本发明所述的带有力保护功能的档案自动存取机械手包括两个手指、手指驱动机构、手指推拉力传感器缓冲结构、光电传感器、RFID读写器和托盘，所述手指驱动机构包括手指外壳、手指转轴、手指夹持电机、椭圆轮、两个随动轮、手指夹持弹簧和手指转动电机；所述手指推拉力传感器缓冲结构包括缓冲弹簧、滑套导柱、推拉力传感器、两个滑套、手指座、两个导杆、四个直线轴承、外套筒和弹簧堵头；手指夹持电机驱动椭圆轮转动，两个随动轮设置在椭圆轮的两侧并分别与椭圆轮接触，两个随动轮的中心通过手指夹持弹簧连接在一起，通过两个随动轮的中心距的变化来调整两个手指相互靠近或远离；两个手指均安装在手指外壳上，手指外壳通过轴承安装在手指转轴上，手指转动电机用于驱动手指外壳带动两个手指沿手指转轴转动；手指转轴的上端设有带有两个轴承座的结构，每导杆通过两个直线轴承安装在相应的一个轴承座内；所述两个滑套和位于二者之间的缓冲弹簧套装在滑套导柱上，滑套导柱连同滑套导柱上的两个滑套、缓冲弹簧均安装在外套筒内，弹簧堵头挡在外套筒的一端面上并与滑套导柱的相应端固定连接，滑套导柱伸出外套筒并与推拉力传感器连接，推拉力传感器安装在手指座上；光电传感器用于检测两个手指内是否有档案，光电传感器位于两个手指之间且安装在手指外壳上；RFID读写器安装在手指外壳上；RFID读写器用于读取档案盒书脊处RFID载码体信息；所述托盘可伸缩地设置在两个手指的下方，托盘用于承托档案盒。本发明的有益效果是本发明实现了档案的自动化存取。通过电机带动椭圆轮的转动和弹簧弹力的共同作用下，可以实现两个随动轮的靠近和分离，以实现手指的闭合和闭合，进而实现在文档搬运过程中对文档的抓取和释放。本发明采用RFID传感器对档案盒书脊处RFID载码体进行读写操作，以读取和写入档案相关信息。同时本发明还设置了电传感器检测本发明(手爪)内是否有档案，实现操作的准确性。本发明具有结构较为简单，操作准确，适于远程操作。本发明主要用于保密或绝密档案的自动化存取。
图I是本发明的立体图；图2是本发明去掉手指外壳2和手指座13的另一种结构的立体图；图3是本发明的主视剖视图，图4是图3的俯视图，图5是图3的A-A剖面图(手爪推拉力传感器缓冲结构)；图6是档案盒的立体图，图中23-文字标签，24-RFID载码体(贴于内部)；图7是档案盒打开状态的立体图；图8是手爪夹持功能的简化图，图9是另一个状态的手爪夹持功能的简化图；图10是手爪托盘机构工作原理过程示意图(图中20-2表示盘滑动座，25表示书架)；图11是另一幅手爪推拉力传感器缓冲结构的示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一如图I 10所示，本实施方式所述的带有力保护功能的档案自动存取机械手包括两个手指I、手指驱动机构、手指推拉力传感器缓冲结构、光电传感器18、RFID读写器19和托盘20，所述手指驱动机构包括手指外壳2、手指转轴3、手指夹持电机7、椭圆轮8、两个随动轮9、手指夹持弹簧10和手指转动电机11 ;所述手指推拉力传感器 缓冲结构包括缓冲弹簧4、滑套导柱5、推拉力传感器6、两个滑套12、手指座13、两个导杆14、四个直线轴承15、外套筒16和弹簧堵头17 ;手指夹持电机7驱动椭圆轮8转动，两个随动轮9设置在椭圆轮8的两侧并分别与椭圆轮8接触，两个随动轮9的中心通过手指夹持弹簧10连接在一起，通过两个随动轮9的中心距的变化来调整两个手指I相互靠近或远离；两个手指I均安装在手指外壳2上，手指外壳2通过轴承安装在手指转轴3上，手指转动电机11用于驱动手指外壳2带动两个手指I沿手指转轴3转动；手指转轴3的上端设有带有两个轴承座3-1的结构，每导杆14通过两个直线轴承15安装在相应的一个轴承座3-1内；所述两个滑套12和位于二者之间的缓冲弹簧4套装在滑套导柱5上，滑套导柱5连同滑套导柱5上的两个滑套12、缓冲弹簧4均安装在外套筒16内，弹簧堵头17挡在外套筒16的一端面上并与滑套导柱5的相应端固定连接，滑套导柱5伸出外套筒16并与推拉力传感器6连接，推拉力传感器6安装在手指座13上；光电传感器18用于检测两个手指I内是否有档案，光电传感器18位于两个手指I之间且安装在手指外壳2上；RFID读写器安装在手指外壳2上；RFID读写器用于读取档案盒书脊处RFID载码体信息；所述托盘20可伸缩地设置在两个手指I的下方，托盘20用于承托档案盒。
具体实施方式
二 本实施方式所述驱动手指外壳2沿手指转轴3转动角度为-90° +90°。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图I 10所示，本实施方式所述托盘20上设有托盘导柱20-1，所述托盘20通过恒定力弹簧21安装在手指外壳2的底部，使所述托盘20在常状下处于伸出状态，当托盘20的伸出端端面碰触到障碍物时会缩进手指外壳2的底部内。其它组成及连接关系与具体实施方式
一或二相同。本发明的工作原理及工作过程的阐述工作过程首先手爪(本发明)向档案盒所在书架移动，先将两个手指I同时插入书架上竖立的档案盒22的两侧，然后读取档案盒书脊处RFID载码体信息，确认无误后夹紧档案盒22并将其拔出，置于托盘20之上，通过光电传感器18确认已将档案盒夹出后，执行后续动作。采用光电传感器检18测手爪内是否有档案，手爪采用RFID读写器(RFID传感器)对档案盒书脊处RFID载码体进行读写操作，以读取和写入档案相关信息。
由于在手爪对文档类物品搬运过程中，需要先将两个手指I同时插入书架上竖立的档案盒22两侧，然后夹紧文档盒并拔出，此过程中，如果有任何阻碍将对文档盒子或者手爪造成损坏，则需要对此过程进行力超限保护，本发明采用推拉力传感器6进行力超限检测，但如果直接将手指外壳2通过推拉力传感器6与手指座13相连，则在受力时由于系统无法迅速停止，势必会对传感器6造成不必要的损害，所述设计手爪推拉力传感器缓冲结构，由于弹簧4已经预先压紧，不会影响正常工作，实现在正常使用时不影响功能，在力超限时也可对力传感器进行保护。手指外壳2通过固定在其上的直线轴承15与 固定在手指座13上的导柱14的相对运动，可以实现手爪外壳2与手爪座13之间的小范围相对滑动。当手指I受到沿导柱5方向的受推力或拉力超出弹簧4预压紧力时，均可受到缓冲弹簧14的缓冲，则推拉力传感器6受力呈线性变化，使系统有足够时间停止运行，从而实现推拉力传感器6的保护。当两个手指I受到的外力将依次传递给手指外壳2、手指转轴3、缓冲弹簧4、滑套导柱5、推拉力传感器6。由于在手爪对文档类物品搬运过程中，需要先将两个手指I同时插入书架上竖立的档案盒两侧，然后夹紧文档盒并拔出，如果依照传统方式，靠电机过载的方式夹紧，则会对电机及机械连接处造成损伤而缩短电机寿命，且一旦电机断电则被夹物品失去夹持力而掉落。通过椭圆轮机构可以实现恒定力夹持力，且在断电情况下不受任何影响。通过电机带动椭圆轮的转动和弹簧弹力的共同作用下，可以实现两个随动轮的靠近和分离，以实现手指的闭合和闭合，进而实现在文档搬运过程中对文档的抓取和释放。由于在手爪对文档类物品搬运过程中，需要先将两个手指同时插入书架上竖立的档案盒两侧，然后夹紧文档盒并拔出，如果仅仅靠手指夹持难以保证可靠性，则设计一种如图结构托盘20。由于手爪在电机的驱动下进入书架，如果采用一般弹簧，则在此过程中电机负载将逐渐增大，造成电机负载的浪费，于是设计采用恒力弹簧21，实现在手爪进入书架过程，电机负载恒定。
权利要求
1.一种带有力保护功能的档案自动存取机械手，其特征在于所述机械手包括两个手指(I)、手指驱动机构、手指推拉力传感器缓冲结构、光电传感器(18)、RFID读写器(19)和托盘(20)，所述手指驱动机构包括手指外壳(2)、手指转轴(3)、手指夹持电机(7)、椭圆轮(8)、两个随动轮(9)、手指夹持弹簧(10)和手指转动电机(11);所述手指推拉力传感器缓冲结构包括缓冲弹簧(4)、滑套导柱(5)、推拉力传感器￠)、两个滑套(12)、手指座(13)、两个导杆(14)、四个直线轴承(15)、外套筒(16)和弹簧堵头(17);手指夹持电机(7)驱动椭圆轮⑶转动，两个随动轮(9)设置在椭圆轮⑶的两侧并分别与椭圆轮⑶接触，两个随动轮(9)的中心通过手指夹持弹黃(10)连接在一起，通过两个随动轮(9)的中心距的变化来调整两个手指(I)相互靠近或远离；两个手指(I)均安装在手指外壳(2)上，手指外壳(2)通过轴承安装在手指转轴(3)上，手指转动电机(11)用于驱动手指外壳⑵带动两个手指(I)沿手指转轴(3)转动；手指转轴(3)的上端设有带有两个轴承座(3-1)的结构，每导杆(14)通过两个直线轴承(15)安装在相应的一个轴承座(3-1)内；所述两个滑套(12)和位于二者之间的缓冲弹簧(4)套装在滑套导柱(5)上，滑套导柱(5)连同滑套导柱(5)上的两个滑套(12)、缓冲弹簧(4)均安装在外套筒(16)内，弹簧堵头(17)挡在外套筒(16)的一端面上并与滑套导柱(5)的相应端固定连接，滑套导柱(5)伸出外套筒(16)并与推拉力传感器(6)连接，推拉力传感器(6)安装在手指座(13)上；光电传感器(18)用于检测两个手指(I)内是否有档案，光电传感器(18)位于两个手指(I)之间且安装在手指外壳(2)上；RFID读写器安装在手指外壳(2)上；RFID读写器用于读取档案盒书脊处RFID载码体信息；所述托盘(20)可伸缩地设置在两个手指(I)的下方，托盘(20)用于承托档案盒。
2.根据权利要求I所述的一种带有力保护功能的档案自动存取机械手，其特征在于所述驱动手指外壳(2)沿手指转轴(3)转动角度为-90° +90°。
3.根据权利要求I或2所述的一种带有力保护功能的档案自动存取机械手，其特征在于所述托盘(20)上设有托盘导柱(20-1)，所述托盘(20)通过恒定力弹簧(21)安装在手指外壳⑵的底部，使所述托盘(20)在常状下处于伸出状态，当托盘(20)的伸出端端面碰触到障碍物时会缩进手指外壳(2)的底部内。
全文摘要
一种带有力保护功能的档案自动存取机械手，它涉及一种档案存取装置，属于机器人技术领域。本发明为了实现保密或绝密档案的自动化存取。手指夹持电机驱动椭圆轮转动，两个随动轮设置在椭圆轮的两侧并分别与椭圆轮接触，两个随动轮的中心通过手指夹持弹簧连接在一起，通过两个随动轮的中心距的变化来调整两个手指相互靠近或远离；光电传感器用于检测两个手指内是否有档案，光电传感器位于两个手指之间且安装在手指外壳上；RFID读写器安装在手指外壳上；RFID读写器用于读取档案盒书脊处RFID载码体信息；所述托盘可伸缩地设置在两个手指的下方，托盘用于承托档案盒。本发明具有结构较为简单，操作准确，适于远程操作。本发明主要用于保密或绝密档案的自动化存取。
文档编号B25J15/00GK102794761SQ201210215510
公开日2012年11月28日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者赵杰, 朱延河, 金弘哲, 李戈 申请人:哈尔滨工业大学