本實(shí)用新型涉及一種翻轉(zhuǎn)電磁鐵電磁力控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

翻轉(zhuǎn)電磁鐵可以通過(guò)電磁力來(lái)吸住鋼鐵等材質(zhì)的物品，以此實(shí)現(xiàn)物品的抓取和翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。翻轉(zhuǎn)電磁鐵的磁場(chǎng)范圍通常集中在抓取平面，為保持物體的平衡，需要電磁鐵的磁力能保證抓取面在任意的都能夠保持被抓物體的穩(wěn)定。在不同的翻轉(zhuǎn)角度，翻轉(zhuǎn)電磁鐵上的物體所受的磁力、摩擦力和重力角度不同，所以需要的電磁力也不相同。在磁力和重力間的夾角為銳角時(shí)，所需的電磁力較小，隨著二者夾角的增大，所需電磁力的大小呈上升趨勢(shì)。

傳統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)電磁鐵設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)將正常工作狀態(tài)按照所需最大磁力的狀態(tài)考慮，而電磁鐵工作時(shí)磁力恒定，并不進(jìn)行磁力調(diào)節(jié)，這就導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)電磁鐵工作的時(shí)候，電磁鐵一直保持在高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。由于電磁鐵是通過(guò)對(duì)線圈勵(lì)磁產(chǎn)生磁力，所以高負(fù)荷的持續(xù)工作會(huì)產(chǎn)生大量熱量，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備壽命帶來(lái)不利的影響。

常用的電磁鐵磁力控制方法是通過(guò)位置檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷翻轉(zhuǎn)電磁鐵的工作狀態(tài)，從而根據(jù)一定的策略對(duì)電磁鐵磁力進(jìn)行控制。這種控制方法需要控制裝置對(duì)不同的位置檢測(cè)信號(hào)制定對(duì)應(yīng)的磁力調(diào)節(jié)策略，這就需要控制裝置具有一定的運(yùn)算功能，同時(shí)也需要接受位置信號(hào)的信號(hào)輸入模塊和面向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸出模塊進(jìn)行配合。這種控制系統(tǒng)的控制方法復(fù)雜，硬件成本高，而且對(duì)工作環(huán)境的較嚴(yán)格。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種翻轉(zhuǎn)電磁鐵電磁力控制系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型一種翻轉(zhuǎn)電磁鐵電磁力控制系統(tǒng)，包括腕部、與所述腕部通過(guò)方式旋轉(zhuǎn)連接的翻轉(zhuǎn)電磁鐵、設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵旋轉(zhuǎn)軸上磁力控制系統(tǒng)；所述腕部上設(shè)置驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)電磁鐵翻轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置；所述磁力控制系統(tǒng)包括用于檢測(cè)電磁鐵位置的傳感器和控制電磁鐵磁力大小的控制裝置；其中，所述控制裝置根據(jù)接收到的傳感器檢測(cè)到的電磁鐵的位置信息輸出控制信息以調(diào)整電磁鐵的磁力大小。

較佳的，所述控制裝置根據(jù)接收到的傳感器檢測(cè)到的電磁鐵的位置信息輸出控制信息以調(diào)整電磁鐵的磁力大小的方法為：當(dāng)檢測(cè)到所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵翻轉(zhuǎn)到第一相位時(shí)，控制裝置控制電磁鐵磁力位于第一區(qū)間；當(dāng)檢測(cè)到所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵翻轉(zhuǎn)到其他相位時(shí)，控制裝置控制電磁鐵磁力位于第二區(qū)間。

較佳的，所述腕部包括連接板，和連接在連接板上相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)側(cè)板；所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵設(shè)置在兩個(gè)側(cè)板之間。

較佳的，所述傳感器為角度傳感器、霍爾傳感器、位置傳感器。

較佳的，所述傳感器為角度傳感器；所述角度傳感器設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸端，所述控制裝置設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵的勵(lì)磁裝置上，所述角度傳感器和控制裝置通訊連接。

較佳的，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括增速翻轉(zhuǎn)裝置，所述增速翻轉(zhuǎn)裝置包括增速機(jī)和液壓缸；所述增速機(jī)采用齒輪傳動(dòng)的軸裝式結(jié)構(gòu)，所述增速機(jī)的輸入軸上固接有擺桿，所述增速機(jī)的輸出軸與所述旋轉(zhuǎn)軸連接，所述擺桿與所述液壓缸的推桿連接；所述液壓缸鉸接在腕部上；所述增速機(jī)的增速比和液壓缸推動(dòng)推桿角度相匹配；當(dāng)所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵工作時(shí)翻轉(zhuǎn)角度為m度，液壓缸推動(dòng)推桿角度為n度，則增速機(jī)增速比為m/n；或者，

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)箱，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)箱內(nèi)設(shè)有兩個(gè)大小不同相互嚙合的齒輪和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與小的所述齒輪采用軸連接，所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸與大的所述齒輪采用軸連接；或者，

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括回轉(zhuǎn)流體壓力缸，所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸與回轉(zhuǎn)流體壓力缸軸連接。

較佳的，所述旋轉(zhuǎn)軸為中心設(shè)有通孔的空心旋轉(zhuǎn)軸，所述空心旋轉(zhuǎn)軸一端與所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵側(cè)壁固接，另一端與所述腕部旋轉(zhuǎn)連接，所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵的電源線和信號(hào)線組成的線束穿過(guò)通孔引出到電源箱。

較佳的，所述翻轉(zhuǎn)磁鐵上設(shè)置有型材卡固機(jī)構(gòu)，所述型材卡固機(jī)構(gòu)為滑動(dòng)卡固機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)卡固機(jī)構(gòu)或升降卡固機(jī)構(gòu)；

所述滑動(dòng)卡固機(jī)構(gòu)包括與所述翻轉(zhuǎn)磁鐵滑動(dòng)連接的齒板以及用于驅(qū)動(dòng)所述齒板滑動(dòng)的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有型材相適配的卡固缺口；

所述翻轉(zhuǎn)卡固機(jī)構(gòu)包括與所述翻轉(zhuǎn)磁鐵鉸接的齒板以及用于驅(qū)動(dòng)所述齒板翻轉(zhuǎn)的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材相適配的卡固缺口；

所述升降卡固機(jī)構(gòu)包括與所述翻轉(zhuǎn)磁鐵的側(cè)面滑動(dòng)連接的齒板以及驅(qū)動(dòng)所述電磁鐵升降的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材向適配的卡固缺口。

本實(shí)用新型降低了電磁鐵的發(fā)熱，減少了控制系統(tǒng)的硬件成本，同時(shí)提升了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下工作的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型翻轉(zhuǎn)電磁鐵磁力控制連接示意圖；

圖2是本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)的補(bǔ)償裝置與驅(qū)動(dòng)裝置的一種優(yōu)選組合方式；

圖3為本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)的腕部水平保持機(jī)構(gòu)的示意圖；

圖4是本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)補(bǔ)償裝置與驅(qū)動(dòng)裝置的一種優(yōu)選組合方式；

圖5是本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)預(yù)緊裝置的一種優(yōu)選方式；

圖6是驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)磁鐵裝置的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)；

圖7是本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)移動(dòng)測(cè)距定位機(jī)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)定位裝置的系統(tǒng)框圖；

圖9是本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)定位裝置的工作流程圖；

圖10是翻轉(zhuǎn)電磁鐵平移卡固機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)固定測(cè)距定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本實(shí)用新型高速碼垛系統(tǒng)角度傳感器定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。

所述腕部為用于連接吊臂和翻轉(zhuǎn)磁鐵；或者連接橫梁和翻轉(zhuǎn)磁鐵的連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)為設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)磁鐵兩側(cè)的兩塊連接板、設(shè)置在翻轉(zhuǎn)磁鐵一側(cè)的一塊連接板或其他連接結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例1

本實(shí)施例一種翻轉(zhuǎn)電磁鐵電磁力控制系統(tǒng)包括腕部7、與所述腕部7旋轉(zhuǎn)連接的翻轉(zhuǎn)電磁鐵6、設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6旋轉(zhuǎn)軸上磁力控制系統(tǒng)；所述腕部7上設(shè)有驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)電磁鐵翻轉(zhuǎn)6的驅(qū)動(dòng)裝置；所述磁力控制系統(tǒng)包括用于檢測(cè)電磁鐵位置的傳感器和控制翻轉(zhuǎn)電磁鐵6磁力大小的控制裝置；其中，所述控制裝置根據(jù)接收到的傳感器檢測(cè)到的翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的位置信息輸出控制信息以調(diào)整翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的磁力大小；

所述控制裝置根據(jù)接收到的傳感器檢測(cè)到的翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的位置信息輸出控制信息以調(diào)整電磁鐵的磁力大小的方法為：當(dāng)檢測(cè)到所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6翻轉(zhuǎn)到第一相位時(shí)，控制裝置控制電磁鐵磁力位于第一區(qū)間；當(dāng)檢測(cè)到所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6翻轉(zhuǎn)到其他相位時(shí)，控制裝置控制電磁鐵磁力位于第二區(qū)間；

所述腕部包括連接板，和連接在連接板上相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)側(cè)板；所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵設(shè)置在兩個(gè)側(cè)板之間；

所述傳感器為角度傳感器、霍爾傳感器、位置傳感器。

本實(shí)用新型降低了電磁鐵的發(fā)熱，解決了所述角度傳感器和所述控制裝置信號(hào)類型不一致的問(wèn)題，減少了控制系統(tǒng)的硬件成本，同時(shí)提升了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下工作的穩(wěn)定性。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述傳感器為角度傳感器；所述角度傳感器設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的旋轉(zhuǎn)軸端，所述控制裝置設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的勵(lì)磁裝置上，所述角度傳感器和控制裝置通訊連接。

當(dāng)所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述角度旋轉(zhuǎn)器接收到信號(hào)，所述角度傳感器將所接收到的信號(hào)傳給所述控制裝置，所述控制裝置接收到信號(hào)后判斷翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的工作狀態(tài)，從而控制電磁鐵的通電電壓，來(lái)控制翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的磁力；

當(dāng)翻轉(zhuǎn)電磁鐵6向下翻轉(zhuǎn)時(shí)，為維持搬運(yùn)物品的平衡所需的力也越大，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)提高電磁鐵線圈電壓，從而加大電磁力，保持物品穩(wěn)定；

當(dāng)重力可以提供摩擦力時(shí)，為保持搬運(yùn)物品的平衡所需的力小，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)降低電磁鐵線圈電壓，減少磁鐵發(fā)熱。

本實(shí)施例的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，有效地減少了翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的高負(fù)荷工作，提高了翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的使用壽命。

實(shí)施例2

所述傳感器信號(hào)通過(guò)映射關(guān)系直接對(duì)翻轉(zhuǎn)電磁鐵6線圈電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)；信號(hào)與電壓調(diào)節(jié)信號(hào)的直接映射關(guān)系見下式：

其中：U_adj為電壓調(diào)節(jié)信號(hào)，U_low為工作電壓下限，U_upp為電壓調(diào)節(jié)上限，A_pl為翻轉(zhuǎn)抓取裝置運(yùn)動(dòng)部件的角度，A_lb為角度檢測(cè)誤差限值，A_ub為最大旋轉(zhuǎn)角度。

通過(guò)所述傳感器的輸出信號(hào)直接調(diào)整翻轉(zhuǎn)電磁6鐵線圈的電壓，控制翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的磁力大小；

當(dāng)所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6向下翻轉(zhuǎn)時(shí)，所需要的磁力較大，所述傳感器控制電磁鐵線圈的電壓升高，翻轉(zhuǎn)電磁鐵6的磁力加大；

當(dāng)所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵向上翻轉(zhuǎn)時(shí)，型鋼的重力提供一定摩擦力，所需要的磁力較小，所述傳感器控制翻轉(zhuǎn)電磁鐵6線圈的電壓降低，翻轉(zhuǎn)電磁鐵的磁力減小。

本實(shí)用新型控制方法降低了電磁鐵的發(fā)熱，減少了控制系統(tǒng)的硬件成本，同時(shí)提升了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下工作的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)翻轉(zhuǎn)電磁鐵的使用壽命。

實(shí)施例3

如圖6所示，本實(shí)施例所述驅(qū)動(dòng)裝置包括增速翻轉(zhuǎn)裝置，所述增速翻轉(zhuǎn)裝置包括增速機(jī)和液壓缸702；所述增速機(jī)采用齒輪傳動(dòng)的軸裝式結(jié)構(gòu)，所述增速機(jī)的輸入軸701上固接有擺桿，所述增速機(jī)的輸出軸與所述旋轉(zhuǎn)軸連接，所述擺桿與所述液壓缸702的推桿連接；所述液壓缸702鉸接在腕部上；所述增速機(jī)的增速比和液壓缸推動(dòng)推桿角度相匹配；當(dāng)所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6工作時(shí)翻轉(zhuǎn)角度為m度，液壓缸702推動(dòng)推桿角度為n度，則增速機(jī)增速比為m/n；或者，

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)箱，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)箱內(nèi)設(shè)有兩個(gè)大小不同相互嚙合的齒輪和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與小的所述齒輪采用軸連接，所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸與大的所述齒輪采用軸連接；或者，

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括回轉(zhuǎn)流體壓力缸，所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸與回轉(zhuǎn)流體壓力缸軸連接。

本實(shí)施例采用多種形式驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)電磁鐵翻轉(zhuǎn)，提高了翻轉(zhuǎn)電磁鐵的旋轉(zhuǎn)速度，保持翻轉(zhuǎn)電磁鐵的翻轉(zhuǎn)精度。

實(shí)施例4

所述旋轉(zhuǎn)軸為中心設(shè)有通孔的空心旋轉(zhuǎn)軸，所述空心旋轉(zhuǎn)軸一端與所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵側(cè)壁固接，另一端與所述腕部旋轉(zhuǎn)連接，所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵的電源線和信號(hào)線組成的線束穿過(guò)通孔引出到電源箱。

本實(shí)施例將翻轉(zhuǎn)電磁鐵的電源線更好的引出，不妨礙翻轉(zhuǎn)電磁鐵的翻轉(zhuǎn)，提高了翻轉(zhuǎn)電磁鐵的工作效率。

實(shí)施例5

所述翻轉(zhuǎn)磁鐵上設(shè)置有型材卡固機(jī)構(gòu)，所述型材卡固機(jī)構(gòu)為滑動(dòng)卡固機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)卡固機(jī)構(gòu)或升降卡固機(jī)構(gòu)；

如圖2所示，所述滑動(dòng)卡固機(jī)構(gòu)包括與所述翻轉(zhuǎn)磁鐵滑動(dòng)連接的齒板608以及用于驅(qū)動(dòng)所述齒板滑動(dòng)的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)607，所述齒板608上沿型材排列方向設(shè)置有型材相適配的卡固缺口；

所述翻轉(zhuǎn)卡固機(jī)構(gòu)包括與所述翻轉(zhuǎn)磁鐵鉸接的齒板以及用于驅(qū)動(dòng)所述齒板翻轉(zhuǎn)的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材相適配的卡固缺口；

所述升降卡固機(jī)構(gòu)包括與所述翻轉(zhuǎn)磁鐵的側(cè)面滑動(dòng)連接的齒板以及驅(qū)動(dòng)所述電磁鐵升降的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材向適配的卡固缺口。

實(shí)施例6

本實(shí)施例一種高速碼垛系統(tǒng)，包括碼垛設(shè)備，所述碼垛設(shè)備包括支架1、吊臂2、驅(qū)動(dòng)裝置、腕部7和翻轉(zhuǎn)磁鐵6；所述支架1為倒L型支架，所述支架1包括水平段101和豎直段102，所述水平段101一端與所述豎直段102頂端連接，所述吊臂2與所述水平段101另一端通過(guò)第一鉸接軸201鉸接，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在所述支架1和吊臂2之間與吊臂2鉸接，所述吊臂2與所述腕部7鉸接，所述腕部7前端旋轉(zhuǎn)連接有翻轉(zhuǎn)磁鐵6；

所述碼垛設(shè)備還包括用于補(bǔ)償所述吊臂2的驅(qū)動(dòng)裝置3的運(yùn)動(dòng)精度的補(bǔ)償裝置、用于平衡吊臂2部分或全部的自重和載荷的預(yù)緊裝置、用于精確定位所述吊臂2位置的定位裝置。

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)連桿301、搖桿303、與機(jī)架旋轉(zhuǎn)連接的旋轉(zhuǎn)軸以及驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)302，所述搖桿303與所述旋轉(zhuǎn)軸防轉(zhuǎn)連接，所述連桿301的一端與所述搖桿303鉸接，所述連桿301的另一端與所述吊臂鉸接；其中一個(gè)搖桿303為拐臂的一條臂，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)302為電缸、液壓缸或氣缸，所述電缸、液壓缸或氣缸的伸縮桿與所述拐臂的另一條臂鉸接，所述電缸、液壓缸或氣缸的缸體通過(guò)補(bǔ)償裝置與所述機(jī)架鉸接。

所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)所述補(bǔ)償裝置與所述機(jī)架鉸接；

如圖4所示，所述補(bǔ)償裝置包括與所述機(jī)架鉸接的補(bǔ)償?shù)鬃?01以及與所述補(bǔ)償?shù)鬃?01遠(yuǎn)離所述機(jī)架一側(cè)鉸接的補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)402；所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述補(bǔ)償?shù)鬃?01中部鉸接；所述補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)精度高于所述驅(qū)動(dòng)裝置；

如圖5所示，所述預(yù)緊裝置包括兩端分別與所述機(jī)架和所述吊臂鉸接的平衡機(jī)構(gòu)以及用于調(diào)節(jié)所述平衡機(jī)構(gòu)的平衡力的平衡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

所述平衡機(jī)構(gòu)包括氣缸501和與所述氣缸連通的氣包510，所述平衡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括氣源516、用于連通氣源516和氣包510的氣源處理元件512以及設(shè)置在所述氣包510上的氣壓表511；

所述平衡氣缸501安裝在擺臂2與架體1之間，在擺臂2動(dòng)作過(guò)程中支撐擺臂自重。

所述供氣系統(tǒng)包括氣源516、氣包510、氣壓表511、氣源處理三元件512、焊接鋼管503及球閥513，所述氣源516通過(guò)異徑接頭515、焊接鋼管514、球閥513及氣源處理三元件512將壓縮空氣儲(chǔ)存至氣包510，可手動(dòng)調(diào)節(jié)球閥513對(duì)氣包510進(jìn)行充氣，也可調(diào)節(jié)氣包510上的泄壓閥進(jìn)行放氣。

所述氣包510上設(shè)有氣壓表511，可實(shí)時(shí)讀取氣包510氣壓值；

所述氣缸進(jìn)氣單元502通過(guò)焊接鋼管503、異徑管接頭504、焊接鋼管505、球閥506、活接頭507焊接鋼管508以及異徑管接頭509與氣包510連接，可手動(dòng)關(guān)閉或打開球閥506以便控制氣包510與平衡氣缸501之間的輸氣通道。

所述氣包510放置在碼垛機(jī)械手架體1側(cè)邊或較近處，氣包510與氣缸之間的球閥506安裝在架體1上便于操作的位置。

所述腕部7包括設(shè)置在吊臂2底部的連接板，所述腕部包括連接板，和連接在連接板上相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)側(cè)板；所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵設(shè)置在兩個(gè)側(cè)板之間；所述腕部上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)磁鐵翻轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述連接板與所述吊臂2固接；或者，所述連接板上設(shè)有與所述吊臂2鉸接的姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)或水平保持機(jī)構(gòu)；

所述姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括一根與所述吊臂平行設(shè)置的平移連桿、與所述第一鉸接軸201旋轉(zhuǎn)連接的搖桿以及驅(qū)動(dòng)所述平移連桿或所述搖桿的姿態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述平移連桿的上端與所述搖桿通過(guò)第二鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端與所述腕部通過(guò)第三鉸接軸鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線第二鉸接軸的軸線共面；

所述水平保持機(jī)構(gòu)包括一根與所述吊臂平行設(shè)置的平移連桿，所述平移連桿的上端與所述機(jī)架通過(guò)第二鉸接軸鉸接，所述平移連桿的下端通過(guò)第三鉸接軸與所述腕部鉸接，所述第一、三鉸接軸的軸線與所述第二鉸接軸軸線共面；

如圖6所示，驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)磁鐵6翻轉(zhuǎn)的所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)液壓缸或減速電機(jī)，所述回轉(zhuǎn)液壓缸或減速電機(jī)的輸出軸與所述電磁鐵連接；

或者，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括腕式增速機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述腕式增速機(jī)包括設(shè)置在腕部上的主動(dòng)齒輪、設(shè)置在電磁鐵上的從動(dòng)齒輪以及用于將主動(dòng)齒輪的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)到從動(dòng)齒輪的至少一個(gè)傳動(dòng)齒輪和伸縮機(jī)構(gòu)702；所述伸縮機(jī)構(gòu)一端與腕部鉸接，一端與擺桿鉸接，所述擺桿與所述主動(dòng)齒輪同軸連接；所述從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比為m/n，其中，m為電磁鐵的旋轉(zhuǎn)角度，n為電磁鐵伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)702驅(qū)動(dòng)擺桿旋轉(zhuǎn)的角度，所述伸縮結(jié)構(gòu)702可以為液壓缸。

如圖7-9所示，所述定位裝置為移動(dòng)測(cè)距定位機(jī)構(gòu)；所述移動(dòng)測(cè)距定位機(jī)構(gòu)包括與吊臂或橫梁底部鉸接距離測(cè)量機(jī)構(gòu)、用于保持所述測(cè)量機(jī)構(gòu)水平的水平保持機(jī)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)所述距離測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)范圍設(shè)置的定位板；所述定位板215的高度不小于所述吊臂底端運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度之差；當(dāng)所述吊臂底端運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，所述距離測(cè)量機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)所述定位板215的上部，當(dāng)所述吊臂底端運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，所述距離測(cè)量機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)所述定位板215的下部；定位裝置還包括運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，所述運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述吊臂向上運(yùn)動(dòng)的后1/2的范圍內(nèi)的上觸發(fā)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在所述吊臂向下運(yùn)動(dòng)的后1/2的范圍內(nèi)的下觸發(fā)機(jī)構(gòu)以及與所述上觸發(fā)機(jī)構(gòu)和所述下觸發(fā)機(jī)構(gòu)通訊的控制器；所述控制器與所述移動(dòng)測(cè)距定位機(jī)構(gòu)通訊，所述控制器控制所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述補(bǔ)償裝置；所述上觸發(fā)機(jī)構(gòu)和所述下觸發(fā)機(jī)構(gòu)為接近開關(guān)。所述距離測(cè)量機(jī)構(gòu)包括遮光保護(hù)盒213和設(shè)置在所述遮光保護(hù)盒213中的激光測(cè)距機(jī)構(gòu)214；

如圖10所示，所述電磁鐵上設(shè)置有型材卡固機(jī)構(gòu)，所述型材卡固機(jī)構(gòu)為滑動(dòng)卡固機(jī)構(gòu)；所述滑動(dòng)卡固機(jī)構(gòu)包括與所述電磁鐵滑動(dòng)連接的齒板608以及用于驅(qū)動(dòng)所述齒板608滑動(dòng)的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)607，所述齒板608上沿型材排列方向設(shè)置有型材相適配的卡固缺口。

實(shí)施例7

下面以小規(guī)格角鋼的碼垛過(guò)程為例對(duì)本實(shí)施例的并聯(lián)高速碼垛機(jī)械手的工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明：

本實(shí)施例的一種初始狀態(tài)如圖所示，此狀態(tài)下，所述吊臂驅(qū)動(dòng)裝置3使吊臂2處于垂直狀態(tài)，所述翻轉(zhuǎn)電磁鐵6磁極向下。

正向碼鋼時(shí)，所述吊臂驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)拐臂303旋轉(zhuǎn)，其他搖桿303通過(guò)軸305連接旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)連桿301推動(dòng)吊臂2向前擺動(dòng)，直至翻轉(zhuǎn)電磁鐵6位于型鋼接鋼位置上方，然后分組驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)分組升降平臺(tái)主體向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)分組升降平臺(tái)主體向上運(yùn)動(dòng)到適于電磁鐵6吸取角鋼的位置，然后電磁鐵吸6取角鋼，當(dāng)電磁鐵的吸取角鋼時(shí)，角鋼的拐角卡固在齒板608的卡固缺口內(nèi)，使角鋼保持姿態(tài)不發(fā)生變化，然后驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)吊臂2向輥道升降平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，直至翻轉(zhuǎn)電磁鐵6位于輥道上方時(shí)，輥道升降平臺(tái)上升至便于電磁鐵6放下角鋼的位置，此時(shí)，電磁鐵6放下角鋼。在吊臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于腕部多連桿水平保持裝置形成了兩個(gè)平行四連桿機(jī)構(gòu)，并且腕部7的初始狀態(tài)為水平狀態(tài)，因此，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，腕部7始終保持水平。

隨后進(jìn)行反向碼鋼，首先需碼垛型材由分組升降臺(tái)提升至較高的接鋼位，然后驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)302動(dòng)作，通過(guò)拐臂303、軸305、搖桿303以及連桿301驅(qū)動(dòng)吊臂前擺至接鋼位，隨后電磁鐵伸縮驅(qū)動(dòng)裝置702伸出，驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)軸701旋轉(zhuǎn)，通過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)電磁鐵6旋轉(zhuǎn)，使磁極水平向上吸取角鋼。由于角鋼在正碼時(shí)，呈狀，角鋼反碼時(shí)，疊加在先前正碼好的角鋼上，呈狀，正碼即角鋼的開口朝下，反碼即角鋼的開口朝上。當(dāng)角鋼正碼時(shí)，由于是角鋼的尖角端朝上，和電磁鐵6是單線接觸，接觸面積很小，很容易在電磁鐵6上產(chǎn)生側(cè)翻，所以必須在電磁鐵上設(shè)置導(dǎo)向齒板608，對(duì)正碼的角鋼進(jìn)行導(dǎo)向。但是在隨后的反碼過(guò)程中，導(dǎo)向齒板608會(huì)和正碼的角鋼干涉，因此需要使角鋼的邊緣與水平面接觸，因此在吸取角鋼前需要通過(guò)齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)607驅(qū)動(dòng)齒板608運(yùn)動(dòng)，使角鋼的邊緣與齒板608的平直部分對(duì)齊。然后分組升降臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)，角鋼吸取在電磁鐵6上，待分組升降臺(tái)離開翻轉(zhuǎn)區(qū)域后，電磁鐵伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)702縮回，翻轉(zhuǎn)電磁鐵6反向旋轉(zhuǎn)180°；然后驅(qū)動(dòng)裝置302驅(qū)動(dòng)拐臂303運(yùn)動(dòng)，通過(guò)軸305、搖桿303以及連桿301驅(qū)動(dòng)吊臂2擺動(dòng)至反向碼鋼位，待吊臂到位后，翻轉(zhuǎn)電磁鐵6失電，鋼材下落在碼垛升降臺(tái)上。

在吊臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，本實(shí)施例的氣包510中的壓力應(yīng)滿足：一、平衡氣缸501的推力產(chǎn)生的平衡力矩略大于擺臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中自重產(chǎn)生的最大負(fù)載阻力矩，二、氣包510在整個(gè)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中壓力基本不變。在上述兩個(gè)條件下，無(wú)驅(qū)動(dòng)連桿的作用，擺臂將在平衡氣缸501的推力下擺動(dòng)到最前端位置，因此驅(qū)動(dòng)連桿的受力由原先的受壓變?yōu)槭芾?，避免出現(xiàn)壓桿失穩(wěn)現(xiàn)象；擺臂2前擺接鋼后，增加了鋼材的重量，負(fù)載力矩的變大有利于擺臂回?cái)[，驅(qū)動(dòng)連桿的拉力也隨之減小；在擺臂2動(dòng)作過(guò)程中，平衡氣缸501一直處于推力狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)拉桿一直處于受拉狀態(tài)，連接部件受力沒有換向，從而消除了鉸接處的間隙影響。有利于吊臂在擺動(dòng)過(guò)程中的精度提高。

在吊臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)定位裝置對(duì)吊臂的運(yùn)動(dòng)末段進(jìn)行定位，其過(guò)程如下：在前擺過(guò)程中，吊臂2在運(yùn)動(dòng)開始時(shí)段通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置302全速運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)吊臂2快速運(yùn)動(dòng)，吊臂2經(jīng)過(guò)上觸發(fā)機(jī)構(gòu)時(shí)，進(jìn)入運(yùn)動(dòng)末段，控制器通過(guò)定位裝置獲取吊臂2當(dāng)前位置，并控制驅(qū)動(dòng)裝置302驅(qū)動(dòng)吊臂運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)醣鄣奈恢媒咏A(yù)定位置時(shí)，控制器控制補(bǔ)償裝置驅(qū)動(dòng)吊臂2運(yùn)動(dòng)，補(bǔ)償裝置的運(yùn)動(dòng)精度高，這樣能夠使吊臂準(zhǔn)確的停止在預(yù)定位置，吊臂2后擺的過(guò)程與前擺的過(guò)程相似。這樣，運(yùn)動(dòng)的起始段不需要計(jì)算，能夠大大減少控制器的運(yùn)算量。而在末段，距離測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量吊臂的位置，誤差非常小，再通過(guò)高精度的補(bǔ)償裝置驅(qū)動(dòng)吊臂運(yùn)動(dòng)，能夠使吊臂準(zhǔn)確的停止在預(yù)定位置。

實(shí)施例8

本實(shí)施例將驅(qū)動(dòng)裝置更換為伸縮機(jī)構(gòu)，所述吊臂與所述第一鉸接軸201防轉(zhuǎn)連接，所述伸縮機(jī)構(gòu)的兩端分別與所述吊臂和機(jī)架鉸接。

本實(shí)施例中，將吊臂與所述第一鉸接軸201防轉(zhuǎn)連接，然后通過(guò)伸縮機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)吊臂2進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，此時(shí)由于吊臂2與所述第一鉸接軸201防轉(zhuǎn)連接，因此，吊臂2也能夠運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例將采用伸縮機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)吊臂2運(yùn)動(dòng)，不進(jìn)行傳動(dòng)，能夠減少傳動(dòng)過(guò)程中的能量消耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還可以將所述移動(dòng)測(cè)距定位機(jī)構(gòu)更換成固定測(cè)距定位機(jī)構(gòu)，如圖11所示，所述固定測(cè)距定位機(jī)構(gòu)包括與吊臂或橫梁底部鉸接的定位板215、用于保持所述定位板215豎直的豎直保持機(jī)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)所述定位板215設(shè)置的距離測(cè)量機(jī)構(gòu)；所述距離測(cè)量機(jī)構(gòu)包括遮光保護(hù)盒213和設(shè)置在遮光保護(hù)盒213內(nèi)的激光測(cè)距機(jī)構(gòu)214，所述定位板215的高度不小于所述吊臂底端運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)高度之差；當(dāng)所述吊臂底端運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，所述距離測(cè)量機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)所述定位板215的下部，當(dāng)所述吊臂底端運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，所述距離測(cè)量機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)所述定位板215的上部。上述結(jié)構(gòu)也能夠通過(guò)測(cè)量吊臂下端與某一固定點(diǎn)的距離來(lái)精確定位吊臂的位置。

當(dāng)然，也可以通過(guò)測(cè)量吊臂的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)定位吊臂的位置，此時(shí)就需要采用角度傳感器定位機(jī)構(gòu)，如圖12所示，所述角度傳感器定位機(jī)構(gòu)包括通過(guò)增速機(jī)210與第一鉸接軸連接的角度傳感器212，所述角度傳感器212的殼體安裝在旋轉(zhuǎn)底座211上，所述旋轉(zhuǎn)底座211與外殼或第一鉸接軸旋轉(zhuǎn)連接，所述旋轉(zhuǎn)底座211上設(shè)置有將旋轉(zhuǎn)底座211鎖緊在外殼或第一鉸接軸上的鎖緊裝置，所述第一鉸接軸與所述增速機(jī)210的低速端連接，所述角度傳感器212與所述增速機(jī)210的高速端連接，所述吊臂與所述第一鉸接軸防轉(zhuǎn)連接，所述吊臂運(yùn)動(dòng)的角度范圍與增速機(jī)210的增速比的乘積不大于所述角度傳感器212的量程。上述結(jié)構(gòu)將第一鉸接軸通過(guò)增速裝置與角度傳感器212連接，當(dāng)?shù)谝汇q接軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度時(shí)，增速裝置通過(guò)增速將角度傳感器212的測(cè)量段的范圍擴(kuò)大，以此間接增強(qiáng)角度傳感器212的分辨率。當(dāng)機(jī)械手進(jìn)行擺動(dòng)時(shí)，其機(jī)械運(yùn)動(dòng)圍繞手臂末端的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)就帶動(dòng)連接到軸上的增速機(jī)210運(yùn)行。設(shè)擺臂運(yùn)行區(qū)間為[0,A]，被增速機(jī)210速比k放大后，增速機(jī)210高速端運(yùn)行區(qū)間實(shí)際是[0,kA]。設(shè)傳感器分辨率為B，由于傳感器連接到增速機(jī)210高速端，所以增速機(jī)210高速端的測(cè)量分辨率為B，而增速機(jī)210低速端的測(cè)量分辨率為B/k，也就是說(shuō)，本發(fā)明提出的測(cè)量裝置，針對(duì)擺臂進(jìn)行測(cè)量的分辨率為B/k，精度提高了k倍。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，電磁鐵的卡固機(jī)構(gòu)還有兩種可行的結(jié)構(gòu)：翻轉(zhuǎn)卡固機(jī)構(gòu)或升降卡固結(jié)構(gòu)。

所述翻轉(zhuǎn)卡固機(jī)構(gòu)包括與所述電磁鐵鉸接的齒板以及用于驅(qū)動(dòng)所述齒板翻轉(zhuǎn)的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材相適配的卡固缺口；當(dāng)需要齒板進(jìn)行卡固時(shí)，齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述齒板向下翻轉(zhuǎn)，使齒板的卡固缺口設(shè)置在電磁鐵的下側(cè)，這時(shí)，能夠?qū)π筒倪M(jìn)行卡固，當(dāng)不需要卡固型材時(shí)，齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒板向上翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到電磁鐵下邊緣的上方，這樣，不影響電磁鐵對(duì)型鋼的吸取。

所述升降卡固機(jī)構(gòu)包括與所述電磁鐵的側(cè)面滑動(dòng)連接的齒板以及驅(qū)動(dòng)所述電磁鐵升降的齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述齒板上沿型材排列方向設(shè)置有與型材向適配的卡固缺口。當(dāng)需要齒板卡固型材時(shí)，齒板驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述齒板向下降，使齒板的卡固缺口漏出電磁鐵的下邊緣，當(dāng)不需要齒板卡固型材時(shí)，齒板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述齒板向上升，使齒板的卡固缺口升到電磁鐵下邊緣的上方，這樣就不影響電磁鐵對(duì)型材的吸取。

以上，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，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)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。