微型气动控制工作站及其微型机械手的制作方法

1.本实用新型涉及气动控制领域，更具体地说，涉及一种微型气动控制工作站。


背景技术：

2.目前工业生产中，有采用真空器释放正压和负压的方式抓放零部件。相关技术中，大多采用压缩气，并通过真空发生器，进行吸取并抓起零部件。该真空发生器装置主要由空压机站和控制阀系统组成。一般空压机站会独立在一个封闭的房间以保证安全和降低噪音对其他地方的影响。控制阀则位于工作现场。但相关技术中多为大型工作站，体积大，无法随身携带，对于小型设备而言使用很不方便，且结构复杂。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对相关技术的上述缺陷，提供一种微型气动控制工作站。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种微型气动控制工作站。该微型气动控制工作站，包括底座、设置在底座上的控制电路板、与所述控制电路板连接的至少一个电磁阀以及与所述至少一个电磁阀连接的真空泵。
5.在一些实施例中，该微型气动控制工作站还包括供所述真空泵安装其上的第一内支架、及供所述电磁阀安装其上的第二内支架；所述第一内支架和第二内支架安装在一起，与所述真空泵和电磁阀一起组成一个模组，所述模组设置在所述底座上。
6.在一些实施例中，还包上箱体，所述上箱体与所述底座配合组成箱体；所述箱体将所述模组及所述控制电路板罩设其中；
7.所述上箱体上开设有气动管接口；所述至少一个电磁阀与所述真空泵通过柔性气管连接；所述真空泵通过柔性气管与所述气动管接口连接。
8.在一些实施例中，该微型气动控制工作站包括三个所述电磁阀；所述第二内支架开设有长方形卡槽，该三个电磁阀横向排设在所述卡槽中。
9.在一些实施例中，所述第一内支架和第二内支架通过螺接或卡接的方式组合在一起。
10.在一些实施例中，所述上箱体开设电源接口孔以及通讯接口孔；所述控制电路板包括至少一个电源接口、及至少一个通讯接口；所述电源接口和通讯接口分别对应安装在所述电源接口孔和通讯接口孔处。
11.在一些实施例中，所述第一内支架开设有供所述真空泵安装其中的真空泵槽以及第一内支架定位套柱；所述第二内支架上开设有与所述第一内支架定位套柱相对应的第二内支架定位孔，内支架定位杆依次穿设于所述第二内支架定位孔和第一内支架定位套柱中。
12.在一些实施例中，所述真空泵呈圆柱形，所述圆柱形的所述真空泵直径不大于30mm。
13.在一些实施例中，所述底座开设电路板定位套柱，所述控制电路板开设有与所述电路板定位套柱相对应的电路板定位孔，所述电路板定位杆依次穿设所述电路板定位套柱和电路板定位孔。
14.一种微型机械手，包括所述的微型气动控制工作站。
15.本实用新型是一种微型气体工作站，集合了真空泵、电磁阀、控制电路于一体，组成一个模组，并通过串口通讯控制，且可仅通过一个输出管道实现输出高压气体(正压)和吸入气体(负压)，从而实现对外部气动设备的控制，具有结构简单、方便携带或运输、方便使用等的优点。
附图说明
16.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
17.图1是本实用新型一些实施例中的微型气动控制工作站的结构示意图；
18.图2是图1所示微型气动控制工作站的上箱体与底座的分解结构示意图；
19.图3是图1所示微型气动控制工作站的上箱体、底座及模组的分解结构示意图；
20.图4是图1所示微型气动控制工作站的分解结构示意图；
21.图5是本实用新型一些实施例中的微型气动控制工作站的三个电磁阀的连接状态图；
22.图6是本实用新型一些实施例中的微型气动控制工作站的应用场景图。
具体实施方式
23.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。
24.需要说明的是，术语上、下、左、右、前、后等指示的方位和位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不指示或暗示所指的单元或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.图1至图4示出了本实用新型一些实施例中的微型气动控制工作站，包括箱体10、设置在箱体10中的控制电路板20、与该控制电路板20连接的电磁阀30、与电磁阀30连接的真空泵40。控制电路板20与电源(未图示)连接，用于控制其工作状态。电磁阀30根据下游设备90的需求信号为下游设备90提供负压。真空泵40提供真空动力，档真空泵40工作时，提空真空，即为下游设备90提供负压，以吸取或抓取零部件。进一步地，控制电路板20 通过柔性气管(未图示)与电磁阀30连接，电磁阀30可通过柔性气管与真空泵40连接，真空泵40可通过柔性气管与外部连通。上述不同连接部位的柔性气管可为相同型号或不同型号的长度相同或不同的柔性气管。在一些实施例中，采用柔性气管连接，可有效节省占用箱体面积，可在一定程度上有效缩小该微型气动控制工作站的体积，以方便携带或运输；并可方便与下游设备90的插拔连接，当不使用或者需要运输时，只需要将各接口的线材和柔性气管拔下放入既定的包装盒即可。可以理解地，上述气道之间也不局限于采用柔性气管的相连通。
26.在一些实施例中，控制电路板20与电磁阀30之间、电磁阀30与真空泵 40之间、及空泵40与下游设备之间的连接方式可采用同一种连接方式，也可采用各自不同的连接方
式，即任何能便于携带、运输、插拔的连接方式均可。在一些实施例中的微型气动控制工作张可包括多个电磁阀30，例如3个，以控制该微型气动控制工作站的工作状态。
27.在一些实施例中，图1至图3所示，箱体10包括上箱体11、及与上箱体 11配合的底座12。上箱体11上设有上箱体定位套柱113、底座12上设有与上箱体定位套柱113相对应的底座定位孔柱123，箱体定位杆(未图示)依次穿设底座定位孔柱123和上箱体定位套柱113，实现上箱体11与底座12之间的固定配合。优选地，上箱体11呈方形，该方形上箱体11四个角处每处各设置有一个上箱体定位套柱113，对应的，底座12上开设有四个与该四个上箱体定位套柱113相对应的底座定位孔柱123。在一些实施例中，上箱体11 和底座12可采用螺接、卡扣、胶粘、链接、套接等的一种或多种配合方式组合在一起。
28.上箱体11还包括气动管接口110、电源接口孔111及通讯接口孔112。该气动管接口110位于箱体10内侧一端通过柔性气管与真空泵40连接，另一端与下游设备90连接，用于为下游设备传输正压或负压。电源接口孔11 用于供设置在控制电路板20上的电源接口21穿设其中，以用于插拔外部电源接口。通讯接口孔112用于供设置在控制电路板20上的通讯接口22穿设其中，用于插拔外部通讯设备。优选地，气动管接口110、电源接口孔111及通讯接口孔112位于上箱体11的同一侧壁面上，以方便操作该气动控制工作站，从而操控下游设备的工作。可以理解地，真空泵40的另一端可通过柔性气管与下游设备90连接。
29.底座12还开设有用于供控制电路板20设置其上的电路板定位套柱121、第一内支架定位套柱122。电路板定位套柱121与开设在控制电路板20上的电路板定位孔23相对应，电路板定位杆穿分别依次穿设于过电路板定位孔23 和电路板定位套柱121，以将控制电路板20固定在底座12的内底壁上。第一内支架定位套柱122用于供第一内支架50固定在底座12上。在一些实施例中，控制电路板20也可采用螺接、卡接、穿入、插入的方式设置在底座12 内底壁上。
30.控制电路板20可包括与电源接口孔111对应的电源接口21、与通讯接口孔112对应的通讯接口22、及与多个电路板定位套柱121相对应的多个电路板定位孔23；电源接口21与外部电源连接，即外部电源通过电源接口孔111 插入该电源接口21中，用于给该气动装置工作站提供电源。通讯接口22与通讯设备连接，即通讯设备通过通讯接口孔112插入该通讯接口22中，用于接收下游设备反馈信息。优选地，电路板定位孔23包括3个，分别对应设置在底座12底壁上的三个电路板定位孔柱121，电路板定位杆依次分别穿设在该电路板定位孔23和电路板定位孔柱121中，实现控制电路板20与底座11 之间的固定连接。在一些实例中的该控制电路板20上可设置多个通讯接口22 和/或多个电源接口21。
31.在一些实施例中，该微型气动控制工作站可包括多个电磁阀30，以实现不同的压力输出，从而控制下游设备的工作状态。优选地，该微型气动控制工作站包括3个电磁阀30。
32.具体地，图5示出了3个电磁阀30的工作原理图，电磁阀30连接于控制电路板20与真空泵40之间，该图中b端为输出电压端，真空泵40为单向真空泵，具体连接状态如下：
33.状态1：第1电磁阀30和第2电磁阀30通电，第3电磁阀30不通电，输出气管相对标准大气压输出正压；状态2：第1电磁阀30不通电，第2电磁阀30和第3电磁阀30通电，输出气管相对标准大气压输出负压；状态3：第1电磁阀30、第2电磁阀30及第3电磁阀30均不通电，输出气管与大气导通，相对标准大气压输出零压力。
34.在一些实施例中，电磁阀30与真空泵40通过柔性气管(未图示)连接，真空泵10通
过柔性气管与下游设备连接，以输出正压和负压，以方便插拔，并方便携带。
35.在一些实施例中，该微型气动控制工作站还可包括供真空泵40安装其上的第一内支架50、及供电磁阀30安装其上的第二内支架60；第一内支架50 和第二内支架60设置在一起，与上述真空泵40和电磁阀30一起组成一个模组，以节省空间，减小箱体的体积，方便携带。
36.第一内支架50中部开设有供真空泵40设置其中真空泵槽53，第一内支架50沿该真空泵槽53上部两边延伸出两侧边，该两侧边处与该真空泵槽53 的一端分别开设有与第二内支架定位孔61相对应的第一内支架定位套柱51、及与设置在底座12上的第一内支架定位套柱122相对应的第一内支架定位孔 52。第一内支架定位套柱51包括两个，分别位于第一内支架50两侧边的每一边的与该一端相对的另一端处，第二内支架定位杆(未图示)通过第二内支架定位孔61穿设在分别对应与该二内支架定位孔61的第一内支架定位套柱51中，以将第一内支架50与第二内支架60设置在一起。第一内支架定位孔52用于供第一内支架螺钉穿过其中，并同时穿设在于该二内支架定位孔61 分别相对应的第一内支架定位套柱122中，以将该第二内支架60与底座12 固定连接。在一些实施例中，第一内支架50与第二内支架60也可采用螺接、卡接、胶粘、链接套接等的一种或多种方式连接组合在一起。第一内支架50 与底座11之间的连接也可采用卡接、胶粘、链接、套接等的一种或多种连接方式配合在一起。
37.第二内支架60呈两边带有侧耳的内凹板状，即内凹形成供电磁阀安装其中的安装槽，该三个电磁阀30横向排设在内凹板槽中；第二内支架定位孔61 分别开设在两侧的侧耳上，以方便与第一内支架50连接。
38.在一些实施例中的微型气动控制工作站1工作时，首先通过电源接口21 给控制电路板20上的控制电路供电，并通过柔性气管将气动管接口110与气动执行机构，例如吸盘、气缸、或软爪等的一种或多种执行机构连接，然后使用线路将串口通讯接口22与发送指令的上位机(未示出)相连。上位机发送指令来控制本发明的设备工作。在一些实施例中的上位机可为微型和/或小型的机械手或机器人。当不使用或者需要运输时，只需要将上述各接口的线材和软管拔下放入包装盒或盛放箱即可，方便携带。
39.图6示出了本实用新型一些实施例中的工程场景图，图中序号1表示一些实施例中的微型气动控制工作站，90则为下游设备，该下游设备可为教学用的微型机械手。在一些实施例中的机械手可包括底座91、设置在该底座 91上的机械臂、以及设置在机械臂一端的吸盘94；该机械臂包括大臂92、与大臂连接的小臂93；大臂92一端与底座91连接，另一端则于小臂93连接；小臂93一端与大臂92连接，另一端用于连接工装夹具。上述吸盘94设置在小臂93另一端处；上述底座91上开设有底座电源接口910以及底座通讯接口912。底座电源接口910与位于微型气动工作张1上的电源接口21连接，并一起与外部电源连接，用于给该微型机械手和微型气动工作站1提供电源；底座通讯接口912与位于微型气动控制工作站上的通讯接口22通讯连接。位于微型气动控制工作站1上的气动管接口110通过柔性气管80与吸盘94连接，通过微型气动控制工作站操作该吸盘94的工作过程。在一些实施例中的微型气动工作站1上的气动管接口110通过柔性气管80与气缸、软爪连接。
40.在一些实施例中的微型气动控制工作站重点在于其微型设计，例如，在一些实施例中的真空泵40的长度大致为60mm，其直径不大于30mm。具体地，在一些实施例中的真空泵
40的直径为27mm的圆柱体泵。
41.该微型气动控制工作站的设计是在满足下游设备工作需求下体现其体积小、重量轻、便于携带等的优点。其设计特点包括：气动控制工作站的微型设计、及连接方式、单个管道接口实现正压和负压两种工作状态、串口通讯控制等，以方便使用、连接、和/或控制。
42.以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。
43.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。