脱离定位机构及机器人定位系统的制作方法

本实用新型涉及自动化生产设计领域，尤其是指一种脱离定位机构及机器人定位系统。

背景技术：

在现代化生产过程中，由于人工成本不断攀升，很多重复性的生产工作逐渐被自动化设备予以取代。传统的自动化设备(例如非标插件机)虽然可以快速进行流程化生产并且有效的降低人工成本，但是由于其机械结构的局限性和控制系统的复杂性导致通用性不高。因此，开始利用机器人来代替传统的自动化设备。例如，利用码垛机器人、码袋机器人等进行物料的码放等。

随着科技的发展，为了更好地满足不同产品装配的需要，增强自动化设备的灵活性，开始在实际生产中使用机器人进行装配件之间的装配。为了完成装配件之间的装配，机器人通常需要具备定位功能，上述的码垛机器人等虽然也需要进行定位，但是其定位精度要求不高。因此对于某些需要精确定位的装配场景，例如电路板元器件的装配等，已有的定位方式就不太适用了，因为机器人会受到系统中运动部件振动的影响，最终会导致机器人无法进行高精度的装配。

技术实现要素：

本申请提供了一种脱离定位机构及机器人定位系统，解决了现有技术中机器人由于受到系统中运动部件的振动，导致机器人无法进行高精度装配的技术问题。

在一可选实施方式中，本申请提供了一种脱离定位机构，包括一固定部、至少一根导杆、一移动部、一动力部，以及一定位件。所述至少一根导杆的一端与所述固定部固定，所述移动部设置在所述至少一根导杆上，所述移动部能够沿所述至少一根导杆滑动以推动置于传送机构上的第一装配件与传送机构脱离。所述动力部驱动所述移动部沿所述至少一根导杆滑动。所述定位件设置在所述移动部上，所述定位件适于将已脱离所述传送机构的所述第一装配件定位。

可见，本实施方式提供了一种所述脱离定位机构的具体结构，所述脱离定位机构可以将所述第一装配件与所述传送机构进行脱离，以使所述传送机构的振动不再对所述第一装配件的空间位置造成影响。与此同时，将所述第一装配件进行定位进而实现高精度的装配。

在另一可选实施方式中，所述定位件包括复数个定位销，所述复数个定位销的一端与所述移动部固定，所述复数定位销的另一端与所述第一装配件上对应设置的定位孔插接实现对所述第一装配件的定位。所述复数个定位销上设置有一第一限位结构，其端面与插接的所述第一装配件相抵实现对所述第一装配件的限位。

本实施方式提供了一种所述定位件的具体结构。所述定位销与所述定位孔配合实现对所述第一装配件的定位。所述第一装配件通过所述定位件确保了初始空间位置的精度和一致性。

在另一可选实施方式中，本申请还提供了一种机器人定位系统，所述机器人定位系统包括所述的脱离定位机构、一定位部、一机器人，所述定位部上能够放置至少一个第二装配件，所述机器人适于从所述定位部上抓取所述至少一个第二装配件，并且将抓取的所述第二装配件装配到由所述脱离定位机构固定的所述第一装配件上。

在本实施方式中提供了一种采用所述脱离定位机构的机器人定位系统。所述机器人定位系统分别对所述第一装配件和第二装配件进行定位。确保了所述第二装配件的空间位置精度和一致性。

在另一可选实施方式中，所述定位部包括至少一个定位板，每个所述定位板上设置有与所述至少一个第二装配件外轮廓对应的定位槽。本实施方式中提供了一种定位板的定位结构，即定位槽。可以满足对所述第二装配件定位的精度要求。

在另一可选实施方式中，所述机器人定位系统还包括一固定架，所述固定架上固定安装所述定位部与所述脱离定位机构。本实施方式提供了所述固定架的结构，其目的在于使所述定位部与所述脱离定位机构之间实现物理连接确保二者之间的空间位置关系。

在另一可选实施方式中，所述机器人定位系统进一步包括一连接臂，其一端与所述固定架固定，另一端与所述机器人固定。本实施方式提供了一所述连接臂，所述连接臂的两端分别物理刚性连接所述机器人和所述固定架，确保了二者之间的空间位置关系。

在另一可选实施方式中，所述机器人具有一末端执行机构，所述末端执行机构包括一连接部和复数个抓取机构，所述连接部与所述机器人连接，所述连接部沿一轴线旋转。所述复数个抓取机构沿所述轴线周圈设置在所述连接部上，所述连接部带动沿所述轴线转动以允许每个所述抓取机构独立抓取所述第二装配件。本实施方式提供了一种所述末端执行机构，大幅提高了所述机器人的装配效率。

在另一可选实施方式中，所述抓取机构包括一气爪和两个夹具，所述气爪一端固定在所述连接部上，另一端上设置有两个可沿一自由度相向或相背滑动的爪指。所述两个夹具分别固定在一对所述爪指上，且所述两个夹具分别由两个所述爪指带动沿所述自由度相向或相背滑动实现对所述第二装配件的抓取。本实施方式提供了一种所述抓取机构的具体结构。所述抓取机构用于对所述第一装配件的抓取和装配。

在另一可选实施方式中，所述夹具上设置有一第二限位结构，所述第二限位结构的端面与被抓取的所述第二装配件相抵实现对所述第二装配件的限位，且所述第二限位结构的端面与所述第二装配件的装配方向垂直。本实施方式提供了一种所述第二限位结构，该结构可以有效的防止所述第二装配件在所述抓取机构滑动，确保所述第二装配件在装配过程中空间位置的准确性。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本实用新型所述脱离定位机构的结构示意图；

图2为本实用新型所述定位销的结构示意图；

图3为本实用新型所述机器人定位系统一实施方式的整体结构示意图；

图4为本实用新型所述机器人定位系统另一实施方式的结构示意图；

图5为本实用新型所述定位板的结构示意图；

图6为本实用新型所述机器人的结构示意图；

图7为本实用新型所述抓取机构的结构示意图；

图8为本实用新型所述夹具的结构示意图；

其中，附图标记如下：

具体实施方式

申请人发现人工进行设备组装的生产方式，由于社会人力成本的不断上升而急剧增加。另外，组装人员的熟练度和流动性都会影响设备的产量和稳定性。自动化生产则具有速度快，稳定性强等特点。虽然自动化生产组装的优点颇多，但是自动化生产如果采用非标设备进行生产，由于每种非标设备只针对特定的设备开发则会导致通用性差，当产品更新后非标设备可能无法满足生产的要求。机器人可以根据不同的产品更改其末端执行机构和所述末端执行机构的装配轨迹来完成不同产品的装配，通用性好并且效率高。但是现阶段的机器人主要应用在码垛、码袋、焊接等领域。上述机器人的应用场景对精度的要求都不高。在对精度要求比较高的场景下，比如电路板装配，装配件的误差精度一般控制在0.2到0.3毫米。虽然机器人自身的装配精度可以满足需要，但是装配件在生产线上通过传送机构进行传送，装配件在机器人抓取前的定位精度无法确保。主要是因为生产线的振动会影响机器人抓取时的精度并影响之后的机器人装配。为了解决上述问题，本申请提供一种机器人定位系统，该系统一方面对装配件进行定位用于保证装配件在空间中的准确位置。另一方面，所述系统需要清除传送机构振动对装配件的影响，从而实现装配件利用机器人进行高精度装配。

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在表示各实施方式的附图中，相同的后两位数字表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

图1为本实用新型所述脱离定位机构的结构示意图。如图1所示，本申请提供了一种脱离定位机构5，包括一固定部51、至少一根导杆52、一移动部53、一动力部54和定位件55。导杆52的一端与固定部51固定。移动部53设置在导杆52上，移动部53能够沿导杆52滑动以推动置于传送机构3上的第一装配件2与传送机构3脱离。动力部54驱动移动部53沿导杆52滑动，定位件55设置在移动部53上，定位件55适于将已脱离传送机构3的第一装配件2定位。

在本实施方式中提供了一种脱离定位机构5的具体结构。移动部53沿导杆52滑动并通过动力部54进行驱动，动力部54采用气动系统。导杆52为四个并且设置于固定部51的四个对角，其目的在于使移动部53的滑动更加平稳。移动部53的滑动可以推动第一装配件2与传送机构3脱离，目的在于使第一装配件2不再受到传送机构3振动的影响。定位件55则负责对脱离传送机构3的第一装配件2进行定位，此时第一装配件2处于相对的静止状态有助于机器人6对第一装配件2进行准确的抓取并进行高精确的装配。

图2为本实用新型所述定位销的结构示意图。如图1与图2所示，在另一可选实施方式中，定位件55包括复数个定位销551，复数个定位销551的一端与移动部53固定，复数定位销551的另一端与第一装配件2上对应设置的定位孔21插接实现对第一装配件2的定位。复数个定位销551上设置有一第一限位结构552，第一限位结构552端面与插接的第一装配件2相抵实现对第一装配件2的限位。

本实施方式提供了定位销551的定位方式和具体结构。定位销551的长度方向与移动部53的滑动方向相同。移动部53被推动后定位销551也一同沿移动部53的滑动方向移动，并由此实现了定位销551与定位孔21插接后的定位。需要指出的是此时第一装配件2仍可以沿定位销551的长度方向滑动，第一限位结构552可以对第一装配件2的滑动进行一个方向上的限位(即重力方向)，阻止第一装配件2持续下滑。具体而言，如图1和图2所示的电路板装配场景，第一装配件2相当于图中的电路板，并且所述电路板的四个角分别设置有对应的定位孔21。定位销511为四个并分别设置在移动部53的四个对角，并且每个定位销511位于同一高度分别设置有第一限位结构552。所述电路板的定位孔21与定位销511穿接后，所述电路板会继续沿定位销511的长度方向滑动被第一限位结构552限位。第一限位结构552为定位销551上的一个台阶结构与电路板相抵。由于移动部53与定位销551固定，动力部54驱动移动部53滑动，而移动部53与定位销551固定，最终第一限位结构552相抵的所述电路板也会被动力部54带动将所述电路板推离传送机构3。

图3为本实用新型所述机器人定位系统一实施方式的整体结构示意图。图4为本实用新型所述机器人定位系统另一实施方式的结构示意图。如图3和图4所示，在另一可选实施方式中，本申请还提供了一种机器人定位系统，所述机器人定位系统包括脱离定位机构5、一定位部1、一机器人6，定位部1上能够放置至少一个第二装配件4。机器人6适于从定位部1上抓取至少一个第二装配件4，并且将抓取的第二装配件4装配到由脱离定位机构5固定的第一装配件2上。

在本实施方式中公开了一种机器人定位系统。其中，定位部1用于对第二装配件4进行精确定位，定位后的第二装配件4可以通过机器人6进行精确的抓取。脱离定位机构5则用于一方面使第一装配件2脱离传送机构3，消除了传送机构3由于传动对第一装配件2产生的振动。另一方面，脱离传送机构3对第一装配件2进行精确定位。机器人6的运动轨迹精度可以控制在允许的范围内，当第二装配件4和第一装配件2在同一空间中处于一个相对稳定且精确的位置时，便可以最终实现装配件之间的高精度装配。

图5为本实用新型所述定位板的结构示意图。如图5所示，在另一可选实施方式中，定位部1包括至少一个定位板11，每个定位板11上设置有与第二装配件4外轮廓对应的定位槽12。本实施方式公开了定位部1的具体定位结构，需要指出是为了提高生产效率，定位板11设置有多个，且每个定位板11也会对应设置有多个定位槽12。定位槽12通过第二装配件4的外轮廓对每个第二装配件4进行定位。

如图3和图4所示，在另一可选实施方式中，所述机器人定位系统还包括一固定架7，固定架7上固定安装定位部1与脱离定位机构5。本实施方式提供了一种固定定位部1与脱离定位机构5的具体实施方式。为了更好的使定位部1与脱离定位机构5之间建立更加精确的位置关系，采用固定架7对定位部1与脱离定位机构5进行物理的刚性连接。

如图3和图4所示，在另一可选实施方式中，所述机器人定位系统进一步包括一连接臂71，其一端与固定架7固定，另一端与机器人6固定。本实施方式提供了一种机器人6的固定实施方式。通过本实施方式将机器人6与定位部1以及脱离定位机构5之间建立物理的刚性连接，从而使三者之间的位置关系更加精确。

图6为本实用新型所述机器人的结构示意图。如图6所示，在另一可选实施方式中，机器人6具有一末端执行机构61，末端执行机构61包括一连接部611、复数个抓取机构612，连接部611与机器人6连接，连接部611沿一轴线613旋转。复数个抓取机构612沿轴线613周圈设置在连接部611上，并由连接部611带动沿轴线613转动，每个抓取机构612可独立抓取第二装配件4装配。本实施方式提供了一种末端执行机构61的具体结构，通过末端执行机构61可以一次同时抓取装配多个第二装配件4，大幅提高生产效率。但是必须基于对第二装配件4和第一装配件2的精确定位下。

图7为本实用新型所述抓取机构的结构示意图。如图7所示，在另一可选实施方式中，抓取机构612包括一气爪614和两个夹具615，气爪614的一端固定在连接部611上，另一端上设置有两个可沿一自由度相向或相背滑动的爪指615。两个夹具615分别固定在一对所述爪指上，且两个夹具615分别由两个所述爪指带动沿所述自由度相向或相背滑动实现对第二装配件4的抓取。本实施方式提供了抓取机构612的具体结构用于抓取第二装配件4并装配到第一装配件2上。

图8为本实用新型所述夹具的结构示意图。如图8所示，在另一可选实施方式中，夹具615上设置有一第二限位结构616，第二限位结构616的端面与被抓取的第二装配件4相抵实现对第二装配件4的限位，且第二限位结构616的端面与第二装配件4的装配方向垂直。本实施方式提供了一种夹具615的具体结构，需要特别指出的是该夹具615的结构通过第二限位结构616限制了对第二装配件4装配时的滑动，使定位更加精确。

本申请的具体有益效果如下：

本申请通过定位部1对第二装配件4的定位和脱离定位机构5将第一装配件2脱离传送机构3后进行定位，使第二装配件4、第一装配件2以及机器人6本体均处于空间位置相对稳定的状态。解决了现有技术中机器人由于受到系统中运动部件振动的影响，导致机器人6无法进行高精度的装配的技术问题。

本申请还公开了脱离定位机构5的一种具体结构，以及脱离定位机构5中定位销551的具体结构。脱离定位机构5实现了使第一装配件2脱离传送机构3并对第一装配件2进行精确定位的目的。

本申请还提供了定位部1中定位板11的具体结构，另外本申请还进一步的公开了定位板11实现对第二装配件4定位的定位槽12结构。

本申请提供了固定架7和连接臂71用于使第一装配件2和第二装配件4，以及机器人6之间建立更加稳定准确的位置关系。

本申请还进一步提供了一种末端执行机构61的具体结构，在对装配件精确定位的条件下，大幅提高了生产效率。第二限位结构616则进一步对抓取第二装配件4进行限位，取保了第二装配件4在抓取时的精确位置。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。