本申請要求于2015年12月10日提交至韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的韓國專利申請第10-2015-0176345號優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引證方式結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置，且更特別地，涉及這樣一種用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置，其可以將行李箱蓋鉸鏈傳送至車身的預(yù)定位置并且工人可以通過工人與機(jī)器人的協(xié)作而利用小的力調(diào)整行李箱蓋鉸鏈的位置。

背景技術(shù)：

由于工業(yè)制造領(lǐng)域中使用的技術(shù)，簡單和重復(fù)性任務(wù)及困難的任務(wù)增加肌肉骨骼疾病的風(fēng)險(xiǎn)。因此，出現(xiàn)作為用于解決該問題的替換裝置的可以輔助工人的協(xié)作機(jī)器人。

用于將行李箱蓋鉸鏈安裝在車身上的過程需要重復(fù)性任務(wù)，該重復(fù)性任務(wù)可能使工人負(fù)擔(dān)過重，從而可以使用重量平衡式的勞動(dòng)力節(jié)省裝置來減輕該問題。

然而，因?yàn)檫@種勞動(dòng)力節(jié)省裝置不能執(zhí)行準(zhǔn)確的位置控制，在緊固行李箱蓋鉸鏈的過程期間增加工作的負(fù)擔(dān)，并且難以將勞動(dòng)力節(jié)省裝置通常應(yīng)用于各種車輛。

因此，已研究均注意到工人的細(xì)節(jié)和機(jī)器人的穩(wěn)健性并且可以應(yīng)用于各種車輛的智能勞動(dòng)力節(jié)省裝置和裝載機(jī)，使得可以降低勞動(dòng)力負(fù)擔(dān)和工作場所風(fēng)險(xiǎn)。

在此背景技術(shù)部分中公開的以上信息僅用于加強(qiáng)對本公開內(nèi)容的背景技術(shù)的理解，并且因此，本公開內(nèi)容可能包含不構(gòu)成在該國中對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言已經(jīng)知曉的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開內(nèi)容致力于提供用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置，其中，智能裝載機(jī)可以與工人協(xié)作以使行李箱蓋鉸鏈傳送至準(zhǔn)確位置，當(dāng)出現(xiàn)碰撞時(shí)通過停止工作過程而可以改善智能裝載機(jī)的穩(wěn)定性，并且當(dāng)感測到鉸接臂周圍的物體時(shí)通過停止智能裝載機(jī)的操作可以安全地建立工作場所。

本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式提供一種用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置，該智能裝載機(jī)裝置可包括鉸鏈對準(zhǔn)夾具，在該鉸鏈對準(zhǔn)夾具處行李箱蓋鉸鏈對準(zhǔn)并且設(shè)置在預(yù)定位置處；智能裝載機(jī)，所述智能裝載機(jī)的用于夾持在鉸鏈對準(zhǔn)夾具處對準(zhǔn)的行李箱蓋鉸鏈的傳送夾持器設(shè)置在前端部分，并且智能裝載機(jī)包括鉸接臂以用于使傳送夾持器夾持的行李箱蓋鉸鏈傳送至車身的預(yù)定位置；驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)傳送夾持器和鉸接臂以改變傳送夾持器的位置，并且允許傳送夾持器夾持或者釋放行李箱蓋鉸鏈；力和扭矩(FT)傳感器，安裝在鉸接臂和傳送夾持器連接的部分處，以用于感測在鉸接臂和傳送夾持器的操作待用狀態(tài)下施加至傳送夾持器或者行李箱蓋鉸鏈的力的方向；以及控制器，控制驅(qū)動(dòng)部分以在由FT傳感器感測的力的方向上移動(dòng)傳送夾持器。

鉸鏈對準(zhǔn)夾具可包括：移動(dòng)框架，設(shè)置在固定框架上以能夠沿著導(dǎo)向件移動(dòng)；第一對準(zhǔn)夾持器，設(shè)置在移動(dòng)框架上以夾持行李箱蓋鉸鏈的一側(cè)，和第二對準(zhǔn)夾持器，設(shè)置為用于夾持行李箱蓋鉸鏈的另一側(cè)；以及第一缸體，用于操作第一對準(zhǔn)夾持器，第二缸體，用于操作第二對準(zhǔn)夾持器，和第三缸體，設(shè)置為使移動(dòng)框架沿著固定框架上的導(dǎo)向件移動(dòng)。

智能裝載機(jī)可包括：固定主體，固定在地面上；豎直移動(dòng)構(gòu)件，設(shè)置為從固定主體的一側(cè)能沿著軌道豎直地移動(dòng)；和氣體彈簧，通過插入填充預(yù)定壓力的氣體的氣缸體中的桿彈性地向上支撐豎直移動(dòng)構(gòu)件，其中，傳送夾持器可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在鉸接臂的一端處，并且鉸接臂的另一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在豎直移動(dòng)構(gòu)件處。

用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置可以進(jìn)一步包括近程傳感器，該近程傳感器設(shè)置在智能裝載機(jī)的鉸接臂的一側(cè)以感測預(yù)定距離區(qū)域內(nèi)的物體，其中，控制器控制驅(qū)動(dòng)部分并根據(jù)近程傳感器感測的信號而停止驅(qū)動(dòng)部分的操作。

控制器可以在FT傳感器感測的力的方向上控制驅(qū)動(dòng)部分，以通過鉸接臂校正傳送夾持器的位置。

傳送夾持器可包括：夾持器主體，固定至鉸接臂的前端部分；固定指狀物，固定至夾持器主體的一側(cè)；和驅(qū)動(dòng)指狀物，通過鉸鏈與夾持器主體的另一側(cè)結(jié)合，其中，驅(qū)動(dòng)部分包括夾持器缸體，該夾持器缸體基于夾持器主體上的行李箱蓋鉸鏈而使驅(qū)動(dòng)指狀物旋轉(zhuǎn)，使得固定指狀物和驅(qū)動(dòng)指狀物夾持行李箱蓋鉸鏈。

可以在鉸接臂的長度方向上以預(yù)定間隔布置多個(gè)近程式傳感器，以感測預(yù)定距離內(nèi)的物體或者工人。

驅(qū)動(dòng)部分可包括輸出扭矩以控制鉸接臂的位置的電動(dòng)機(jī)，控制器可以計(jì)算電動(dòng)機(jī)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)位置和理論旋轉(zhuǎn)位置之間的差異并且根據(jù)差異的幅度確定是否出現(xiàn)碰撞，并且當(dāng)確定已出現(xiàn)碰撞時(shí)，控制器可以停止驅(qū)動(dòng)部分的操作以停止鉸接臂的移動(dòng)。

鉸接臂可包括：第一臂，連接至豎直移動(dòng)構(gòu)件并且設(shè)置在水平方向上，以在水平方向上可旋轉(zhuǎn)；和第二臂，連接至第一臂并且設(shè)置在水平方向上以基于第一臂而在水平方向上可旋轉(zhuǎn)，其中，電動(dòng)機(jī)和減速器設(shè)置在豎直移動(dòng)構(gòu)件和第一臂連接的部分處和第一臂和第二臂連接的部分處，并且第一臂和第二臂的旋轉(zhuǎn)位置通過電動(dòng)機(jī)和減速器改變。

本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方式提供一種智能裝載機(jī)裝置的控制方法，包括：在鉸鏈對準(zhǔn)夾具上使待裝配在車身處的行李箱蓋鉸鏈對準(zhǔn)；利用設(shè)置在鉸接臂的端部的傳送夾持器夾持在鉸鏈對準(zhǔn)夾具處對準(zhǔn)的行李箱蓋鉸鏈，并將行李箱蓋鉸鏈傳送至車身的預(yù)定位置；利用安裝在鉸接臂與傳送夾持器之間的力和扭矩(FT)傳感器感測在鉸接臂和傳送夾持器的操作待用狀態(tài)下施加至傳送夾持器或者行李箱蓋鉸鏈的力的方向；并在通過FT傳感器感測的力的方向上校正傳送夾持器的位置。

方法可以進(jìn)一步包括：使設(shè)置在鉸鏈對準(zhǔn)夾具處的行李箱蓋鉸鏈的位置與用于夾持設(shè)置在鉸鏈對準(zhǔn)夾具處的行李箱蓋鉸鏈的對準(zhǔn)夾持器和使對準(zhǔn)夾持器移動(dòng)的缸體對準(zhǔn)。

智能裝載機(jī)可包括：固定主體，固定在地面上；豎直移動(dòng)構(gòu)件，從固定主體的一側(cè)沿著軌道能豎直地移動(dòng)；和氣體彈簧，通過插入填充預(yù)定壓力的氣體的氣缸體中的桿而彈性地向上支撐豎直移動(dòng)構(gòu)件，其中，傳送夾持器可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在鉸接臂的一端處，并且鉸接臂的另一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在豎直移動(dòng)構(gòu)件處。

方法可以進(jìn)一步包括：利用設(shè)置在相對于智能裝載機(jī)的鉸接臂的預(yù)定位置處的近程傳感器感測物體或者工人；并當(dāng)感測到物體或者工人時(shí)停止鉸接臂和傳送夾持器的操作。

可以包括輸出用于驅(qū)動(dòng)鉸接臂的扭矩的電動(dòng)機(jī)，并且控制方法可以進(jìn)一步包括：計(jì)算電動(dòng)機(jī)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)位置與理論旋轉(zhuǎn)位置之間的差異；根據(jù)差異的幅度確定是否已出現(xiàn)碰撞；并且當(dāng)確定出現(xiàn)碰撞時(shí)停止鉸接臂的移動(dòng)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式，可以通過FT傳感器準(zhǔn)確地控制鉸接臂和鉸鏈的位置并與工人協(xié)作，從而可以防止工人的肌肉骨骼疾病。

根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式，通過在傳送鉸鏈的同時(shí)使用利用超聲波的近程傳感器可以防止與外部物體的碰撞，并當(dāng)出現(xiàn)碰撞時(shí)，因?yàn)榭梢酝Ｖ广q接臂的操作，從而改善其安全性。

此外，通過將用于各種車輛的鉸鏈布置在鉸鏈對準(zhǔn)夾具處，然后通過根據(jù)車輛的種類選擇性地傳送對應(yīng)的鉸鏈，根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置可以通常應(yīng)用于多種車輛。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置的示意圖。

圖2示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置的立體圖。

圖3示意性地示出了根據(jù)本公開內(nèi)容中的示例性實(shí)施方式的氣體彈簧的正視圖。

圖4示出安裝在根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置上的傳送夾持器的立體圖。

圖5示意性地示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置的俯視平面圖。

圖6示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式確定碰撞狀態(tài)的方法的曲線圖。

圖7示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置的控制方法的流程圖。

圖8示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的鉸鏈對準(zhǔn)夾具的立體圖。

具體實(shí)施方式

在下文中將參照附圖對本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

參考圖1，根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置可包括鉸鏈對準(zhǔn)夾具100、智能裝載機(jī)105、車身115和控制器120，其中，智能裝載機(jī)105可包括傳送夾持器110、鉸接臂220、驅(qū)動(dòng)部分130、FT傳感器107和近程傳感器109。

工人可以將行李箱蓋鉸鏈102(在下文中，稱作“鉸鏈”)設(shè)置在鉸鏈對準(zhǔn)夾具100處，并且工人可以使設(shè)置在鉸鏈對準(zhǔn)夾具100處的鉸鏈102與預(yù)定位置對準(zhǔn)。

智能裝載機(jī)105可包括傳送夾持器110以用于夾持鉸鏈102，并且傳送夾持器110可包括設(shè)置在其端部的鉸接臂220。

FT(力和扭矩)傳感器107可以設(shè)置在傳送夾持器110與鉸接臂220之間的連接部分處，并且可以感測施加至處于操作待用狀態(tài)的傳送夾持器110或者鉸鏈102的力的方向。

驅(qū)動(dòng)部分130可以提供驅(qū)動(dòng)扭矩至鉸接臂220和傳送夾持器110，以用于鉸接臂和傳送夾持器通過電動(dòng)機(jī)、減速器和缸體的操作，并且控制器120可以控制驅(qū)動(dòng)部分130的操作。此外，控制器120可以沿著通過FT傳感器107在鉸接臂220和傳送夾持器110的操作待用狀態(tài)下感測的力的方向控制鉸接臂220，然后可以校正傳送夾持器110的位置。

在本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式中，控制器120可以根據(jù)通過近程傳感器109感測的信號而停止鉸接臂220和傳送夾持器110的操作。

控制單元120可以通過預(yù)定程序操作的一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)，并且預(yù)定程序可包括如下所述的用于執(zhí)行根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的方法的一系列命令。

圖2示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置的立體圖。

參考圖2，智能裝載機(jī)105可包括固定主體200、軌道230、垂直運(yùn)動(dòng)構(gòu)件210、鉸接臂220、FT傳感器107、近程傳感器109、傳送夾持器110、電動(dòng)機(jī)240和減速器245。

固定主體200可以被固定到地板上，軌道230可以垂直設(shè)置在固定主體200處，并且豎直移動(dòng)構(gòu)件210可以設(shè)置為沿著軌道230豎直地移動(dòng)。

鉸接臂220的一端可以連接至豎直移動(dòng)構(gòu)件210，并且傳送夾持器110可以安裝在鉸接臂220的另一端上。

鉸接臂220可包括第一臂220a、第二臂220b、第三臂220c，和第四臂220d。第一臂220a、第二臂220b、第三臂220c，和第四臂220d可以通過接頭連接至彼此，并且可以是驅(qū)動(dòng)部分130的元件的電動(dòng)機(jī)240和減速器245可以設(shè)置在每個(gè)接頭處以供給用于鉸接臂220的操作動(dòng)力。

FT傳感器107可以設(shè)置在鉸接臂220與傳送夾持器110之間的連接部分處，并且FT傳感器107可以感測在鉸接臂220和傳送夾持器110的操作待用狀態(tài)下施加至傳送夾持器110或者鉸鏈102的力方向并且然后將感測的力方向傳輸至控制器120。

控制器120可以在由FT傳感器107感測的力方向上控制鉸接臂220的電動(dòng)機(jī)240以能夠校正傳送夾持器110的位置。

另外，近程傳感器109可以設(shè)置在鉸接臂220的預(yù)定位置處，近程傳感器109可以感測預(yù)定距離內(nèi)的物體或者工人然后將感測的信號傳輸至控制器120，使得控制器120可以根據(jù)從近程傳感器109傳輸?shù)母袦y的信號而停止鉸接臂220和傳送夾持器110的操作。

參考圖3，氣體彈簧300可包括缸體310和桿315，并且桿315的上端部分可以連接至豎直移動(dòng)構(gòu)件210。

預(yù)定壓力的氣體可以填充在氣缸體310內(nèi)部，桿315的下部可以插入氣缸體310中，并且桿的上部可以向上推送豎直移動(dòng)構(gòu)件210。

因此，氣體彈簧300可以整體地并向上地支撐豎直移動(dòng)構(gòu)件210、鉸接臂220，和傳送夾持器110，以補(bǔ)償施加于此的負(fù)載。

參考圖4，傳送夾持器110可包括安裝構(gòu)件410、夾持器主體405、指狀物400和夾持器缸體415。在圖4中，安裝構(gòu)件410可以設(shè)置在夾持器主體405的上側(cè)，并且夾持器主體405可以通過安裝構(gòu)件410而固定至鉸接臂220的前端部分。

固定指狀物404可以固定地設(shè)置在夾持器主體405的右下部處，驅(qū)動(dòng)指狀物402可以設(shè)置為基于(繞著)左下部處的鉸鏈可旋轉(zhuǎn)，并且夾持器缸體415可以設(shè)置在夾持器主體405處以推動(dòng)或者拉伸驅(qū)動(dòng)指狀物402的一側(cè)，使得驅(qū)動(dòng)指狀物402可以連同固定指狀物404一起夾持鉸鏈102。

參考圖5，近程式傳感器109可以設(shè)置在鉸接臂220的預(yù)定位置，并且各個(gè)近程傳感器109可被設(shè)為設(shè)置為感測在預(yù)定區(qū)域內(nèi)的物體。

第一區(qū)域500和第二區(qū)域510可以包括在通過近程傳感器109感測的區(qū)域中，并且當(dāng)確定感測到物體在第一區(qū)域500內(nèi)時(shí)，控制器120可以產(chǎn)生警報(bào)信號，而當(dāng)確定感測到物體在第二區(qū)域510內(nèi)時(shí)，控制器120可以停止鉸接臂220和傳送夾持器110的操作。

圖6示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式確定碰撞狀態(tài)的方法的曲線圖。

參考圖6，水平軸線表示時(shí)間，和豎直軸線表示電動(dòng)機(jī)的理論旋轉(zhuǎn)位置與其實(shí)際旋轉(zhuǎn)位置之間的誤差值。理論旋轉(zhuǎn)位置可以基于控制器120應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)240的命令計(jì)算，而實(shí)際的旋轉(zhuǎn)位置可以通過旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器(未示出)來感測。

如圖6所示，當(dāng)確定誤差值超過正常范圍時(shí)，控制器120可以確定碰撞狀態(tài)，然后從而停止鉸接臂220和傳送夾持器110的操作。

圖7示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于行李箱蓋鉸鏈的智能裝載機(jī)裝置的控制方法的流程圖。因?yàn)閳D示了流程圖以能夠容易理解本公開內(nèi)容，各個(gè)步驟可以互相交換，或者去除，并且其內(nèi)容選擇性地包括上述內(nèi)容或者可包括不同的內(nèi)容。

參考圖7，控制開始于步驟S700，并且在步驟S710，車身115可以進(jìn)入預(yù)定位置。在步驟S715可以感測關(guān)于車身115的信息。

當(dāng)確定在步驟S720完成準(zhǔn)備時(shí)，工人可以在步驟S725根據(jù)關(guān)于車身115的信息將行李箱蓋鉸鏈102插入并放置在鉸鏈對準(zhǔn)夾具100中。

當(dāng)確定在步驟S730完成鉸鏈102的插入和對準(zhǔn)時(shí)，可以執(zhí)行步驟S735。在步驟S735，傳送夾持器110可以通過鉸接臂220移動(dòng)使得布置在鉸鏈對準(zhǔn)夾具100處的鉸鏈102中的一個(gè)可以傳送至車身115的預(yù)定位置。同時(shí)執(zhí)行整個(gè)控制，如果通過近程傳感器109感測到外部物體，可以停止鉸接臂220和傳送夾持器110的操作。

當(dāng)在步驟S740傳送鉸鏈102的同時(shí)確定感測到碰撞出現(xiàn)時(shí)，可以停止鉸接臂220的操作使得鉸鏈102的傳送停止。

當(dāng)沒有出現(xiàn)或者感測到碰撞時(shí)，或者當(dāng)碰撞之后操作重新啟動(dòng)按鈕(未示出)時(shí)，可以執(zhí)行步驟S750，使得鉸鏈102可以傳送至預(yù)定位置然后待用準(zhǔn)備鉸接臂220和傳送夾持器110的操作。

在步驟S755可以通過FT傳感器107感測施加至傳送夾持器110或者鉸鏈102的力的方向，并且傳送夾持器110可以在FT傳感器107感測的力的方向上精密地傳送，使得在步驟S760精確地校正固定至傳送夾持器110的鉸鏈102的位置。

在步驟S765，工人可以暫時(shí)使鉸鏈102緊固至車身，并且傳送夾持器110可以與鉸鏈102分離然后在步驟S770可以返回至初始位置。

在步驟S770，工人可以完全使鉸鏈102緊固至車身115，并且在步驟S775，可以確定鉸鏈102是否完全緊固在車身115上。在該情況下，可以通過緊固完成按鈕的操作來確定鉸鏈102是否完全固定在車身115上。

最后，在步驟S780可以顯示鉸鏈102完全緊固的狀態(tài)，并且在步驟S785可以完成一個(gè)控制周期，然后可以再次執(zhí)行步驟S700。

圖8示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的鉸鏈對準(zhǔn)夾具的立體圖。

參考圖8，鉸鏈對準(zhǔn)夾具100可包括固定框架825、線性導(dǎo)向件820、第三對準(zhǔn)缸體830、移動(dòng)框架815、第一對準(zhǔn)缸體810、第二對準(zhǔn)缸體812、第一對準(zhǔn)夾持器800、第二對準(zhǔn)夾持器805和鉸鏈102。

移動(dòng)框架815可以沿著線性導(dǎo)向件820可移動(dòng)地設(shè)置在固定框架825上，第一對準(zhǔn)夾持器800和第二對準(zhǔn)夾持器805可以設(shè)置在移動(dòng)框架815上，第一對準(zhǔn)夾持器800可以設(shè)置為夾持鉸鏈102的中央部分，并且第二對準(zhǔn)夾持器805可以設(shè)置為夾持鉸鏈102的一端部分。

第一對準(zhǔn)缸體810可以設(shè)置為操作第一對準(zhǔn)夾持器800，第二對準(zhǔn)缸體812可以設(shè)置為操作第二對準(zhǔn)夾持器805，并且第三對準(zhǔn)缸體830可以設(shè)置為使移動(dòng)框架815沿著線性導(dǎo)向件820移動(dòng)。

雖然已結(jié)合目前被視為實(shí)用的示例性實(shí)施方式描述了本公開內(nèi)容，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開內(nèi)容不限于所公開的實(shí)施方式。相反地，本公開內(nèi)容旨在涵蓋被包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。