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多功能机械手
申请号	CN202410273585.8	申请日	2024-03-11	公开(公告)号	CN118024764A	公开(公告)日	2024-05-14
申请人	深圳市海思科自动化技术有限公司;			发明人	丁志敏; 蒋建斌; 邱世日; 肖智龙;
摘要	本申请涉及纸质档案热铆领域，尤其涉及一种多功能机械手，多功能机械手包括打孔组件、插管组件及热铆组件，打孔组件包括打孔电机和打孔钻头，插管组件包括主动气缸、插管气缸及插管夹块，插管气缸用于驱动插管夹块将热铆管夹合固定，主动气缸用于驱动插管夹块将夹合的热铆管插入打孔组件所钻的孔位中，热铆组件包括热铆头，热铆头与主动气缸相连，热铆头用于对热铆管进行加热，使得热铆管的端部变形重塑。在本申请提供的多功能机械手中，通过打孔组件在档案上打孔，通过插管组件在所打的孔位中插入热铆管，通过热铆组件完成最终的热铆，解决了传统的热铆设备集成度较低，需要在多个工位才能完成整个热铆作业，导致工作效率低下的技术问题。
权利要求	1.一种多功能机械手，其特征在于，包括：打孔组件（400），包括打孔电机（410）和打孔钻头（420），所述打孔电机（410）用于驱动打孔钻头（420）旋转钻孔，所述打孔钻头（420）设有排废通道，所述排废通道贯穿所述打孔钻头（420），打孔过程中产生的废料进入所述排废通道，并由所述排废通道排出；插管组件（500），包括主动气缸（510）、插管气缸（550）及插管夹块（560），所述插管气缸（550）用于驱动所述插管夹块（560）将热铆管夹合固定，所述主动气缸（510）用于驱动所述插管夹块（560）将夹合的所述热铆管插入所述打孔组件（400）所钻的孔位中；热铆组件（600），包括热铆头（610），所述热铆头（610）与所述主动气缸（510）相连，所述热铆头（610）用于对热铆管进行加热，使得所述热铆管的端部变形重塑，以将所述热铆管固定于所述打孔组件（400）钻出的孔位中。 2.根据权利要求1所述的多功能机械手，其特征在于，所述打孔钻头（420）包括打孔探针（421）和钻头主体部（422），所述排废通道包括第一排废通道（423）和第二排废通道（424），所述打孔探针（421）上设有所述第一排废通道（423），所述钻头主体部（422）上设有所述第二排废通道（424），所述第一排废通道（423）和所述第二排废通道（424）同心设置。 3.根据权利要求2所述的多功能机械手，其特征在于，所述打孔组件（400）还包括第一除废块（450）和第二除废块（460），所述第一除废块（450）和所述第二除废块（460）围合于所述钻头主体部（422），所述第一除废块（450）设有通气孔（451），所述通气孔（451）与所述排废通道相连通，外部气泵向所述通气孔（451）中吹气，以便于将所述排废通道中的废料吹出。 4.根据权利要求3所述的多功能机械手，其特征在于，所述第二除废块（460）上设有出料通道（461），所述出料通道（461）与所述排废通道相连通，所述排废通道中的废料由所述出料通道（461）排出，所述出料通道（461）远离所述排废通道的一侧向下倾斜。 5.根据权利要求1所述的多功能机械手，其特征在于，所述插管组件（500）还包括复位弹簧（520），所述复位弹簧（520）与所述插管夹块（560）相连接，在所述插管夹块（560）将所述热铆管插入对应孔位的过程中，所述插管组件（500）会相对于所述插管气缸（550）向上运动，以便于将所述热铆管完全插入所述孔位中，所述复位弹簧（520）用于将所述插管夹块（560）复位。 6.根据权利要求5所述的多功能机械手，其特征在于，所述插管组件（500）还包括压力传感器（540），以便于检测所述插管夹块（560）是否将所述热铆管插到位。 7.根据权利要求1所述的多功能机械手，其特征在于，所述多功能机械手还包括基架组件（40）和基板（50），所述打孔组件（400）、所述插管组件（500）及所述热铆组件（600）基于所述基板（50）安装，所述基架组件（40）用于驱动所述基板（50）做三维运动。 8.根据权利要求7所述的多功能机械手，其特征在于，所述基板（50）上还设有运输组件（700），所述运输组件（700）用于将经过热铆作业的档案搬运到指定位置。 9.根据权利要求1所述的多功能机械手，其特征在于，所述打孔组件（400）还包括测距探头（470），所述测距探头（470）用于测量需要进行打孔的档案的厚度，以便于所述插管组件（500）夹取长度相匹配的所述热铆管。
说明书全文	多功能机械手技术领域 [0001] 本申请涉及纸质档案热铆领域，尤其涉及一种多功能机械手。背景技术 [0002] 在政府部门的工作过程中，往往会产生大量的纸质档案，为了对这些纸质档案进行准确的分类，相关工作人员通常会在档案的表面贴上标签后再利用扫描分拣设备进行扫描及分拣，分拣完成后的档案文件需要通过热铆作业将档案装订在一起。 [0003] 热铆作业需要多个步骤，传统的热铆设备集成度较低，需要在多个工位才能完成整个热铆作业，导致工作效率低下。发明内容 [0004] 本申请提供一种多功能机械手，以解决传统的热铆设备集成度较低，需要在多个工位才能完成整个热铆作业，导致工作效率低下的技术问题。 [0005] 为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种多功能机械手，多功能机械手包括：打孔组件，包括打孔电机和打孔钻头，所述打孔电机用于驱动打孔钻头旋转钻孔，所述打孔钻头设有排废通道，所述排废通道贯穿所述打孔钻头，打孔过程中产生的废料进入所述排废通道，并由所述排废通道排出；插管组件，包括主动气缸、插管气缸及插管夹块，所述插管气缸用于驱动所述插管夹块将热铆管夹合固定，所述主动气缸用于驱动所述插管夹块将夹合的所述热铆管插入所述打孔组件所钻的孔位中；热铆组件，包括热铆头，所述热铆头与所述主动气缸相连，所述热铆头用于对热铆管进行加热，使得所述热铆管的端部变形重塑，以将所述热铆管固定于所述打孔组件钻出的孔位中。 [0006] 可选的，所述打孔钻头包括打孔探针和钻头主体部，所述排废通道包括第一排废通道和第二排废通道，所述打孔探针上设有所述第一排废通道，所述钻头主体部上设有所述第二排废通道，所述第一排废通道和所述第二排废通道同心设置。 [0007] 可选的，所述打孔组件还包括第一除废块和第二除废块，所述第一除废块和所述第二除废块围合于所述钻头主体部，所述第一除废块设有通气孔，所述通气孔与所述排废通道相连通，外部气泵向所述通气孔中吹气，以便于将所述排废通道中的废料吹出。 [0008] 可选的，所述第二除废块上设有出料通道，所述出料通道与所述排废通道相连通，所述排废通道中的废料由所述出料通道排出，所述出料通道远离所述排废通道的一侧向下倾斜。 [0009] 可选的，所述插管组件还包括复位弹簧，所述复位弹簧与所述插管夹块相连接，在所述插管夹块将所述热铆管插入对应孔位的过程中，所述插管组件会相对于所述插管气缸向上运动，以便于将所述热铆管完全插入所述孔位中，所述复位弹簧用于将所述插管夹块复位。 [0010] 可选的，所述插管组件还包括压力传感器，以便于检测所述插管夹块是否将所述热铆管插到位。 [0011] 可选的，所述多功能机械手还包括基架组件和基板，所述打孔组件、所述插管组件及所述热铆组件基于所述基板安装，所述基架组件用于驱动所述基板做三维运动。 [0012] 可选的，所述基板上还设有运输组件，所述运输组件用于将经过热铆作业的档案搬运到指定位置。 [0013] 可选的，所述打孔组件还包括测距探头，所述测距探头用于测量需要进行打孔的档案的厚度，以便于所述插管组件夹取长度相匹配的所述热铆管。 [0014] 本申请的有益效果是：在本申请提供的多功能机械手中，通过打孔组件在档案上打孔，通过插管组件在所打的孔位中插入热铆管，通过热铆组件完成最终的热铆，解决了传统的热铆设备集成度较低，需要在多个工位才能完成整个热铆作业，导致工作效率低下的技术问题。附图说明 [0015] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1是本申请实施例提供的多功能机械手的立体结构示意图；图2是多功能机械手中的基架组件部分的结构示意图；图3是多功能机械手中的打孔组件、插管组件、热铆组件及运输组件部分的结构示意图；图4是多功能机械手中的打孔组件的爆炸示意图；图5是多功能机械手中的打孔钻头的截面图；图6是多功能机械手中的打孔组件和热铆组件的结构示意图；图7是多功能机械手中的打孔组件部分的结构示意图；图8是多功能机械手中的运输组件部分的结构示意图。 [0016] 附图标记说明：40、基架组件；41、固定支架；42、丝杆电机；43、支架连接板；44、平移电机；45、平移导杆；46、第一平移导轨；47、第二平移导轨；48、升降电机；50、基板；400、打孔组件；410、打孔电机；420、打孔钻头；421、打孔探针；422、钻头主体部；423、第一排废通道；424、第二排废通道；425、第一进气孔；426、第二出料孔；430、电机固定板；440、钻头固定板；450、第一除废块；451、通气孔；460、第二除废块；461、出料通道；470、测距探头；500、插管组件；510、主动气缸；520、复位弹簧；530、气缸连接块；540、压力传感器；550、插管气缸；551、T型块；552、推柱；560、插管夹块；570、夹块固定板；580、第一凸柱；600、热铆组件；610、热铆头；620、隔热套筒；700、运输组件；710、第一抓手气缸；720、第二抓手气缸；730、搬运爪。具体实施方式 [0017] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。 [0018] 需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、移动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。 [0019] 另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。 [0020] 如图1至图8所示，本申请提供一种多功能机械手，多功能机械手包括打孔组件400、插管组件500、热铆组件600。 [0021] 打孔组件400包括打孔电机410和打孔钻头420，打孔电机410用于驱动打孔钻头420旋转钻孔，打孔钻头420设有排废通道，排废通道贯穿打孔钻头420，打孔过程中产生的废料进入排废通道，并由排废通道排出。 [0022] 插管组件500包括主动气缸510、插管气缸550及插管夹块560，插管气缸550用于驱动插管夹块560将热铆管夹合固定，主动气缸510用于驱动插管夹块560将夹合的热铆管插入打孔组件400所钻的孔位中。 [0023] 热铆组件600包括热铆头610，热铆头610与主动气缸510相连，热铆头610用于对热铆管进行加热，使得热铆管的端部变形重塑，以将热铆管固定于打孔组件400钻出的孔位中。 [0024] 多功能机械手还包括基架组件40和基板50，基架组件40包括固定支架41、丝杆电机42、支架连接板43、平移电机44、平移导杆45、第一平移导轨46、第二平移导轨47、升降电机48。 [0025] 固定支架41呈n型，固定支架41设有两个，两个固定支架41平行间隔设置，在每个固定支架41的上端设有一个丝杆电机42，丝杆电机42水平设置，两个丝杆电机42相互平行，在丝杆电机42上设有电机驱动块，电机驱动块与丝杆电机42滑动装配，丝杆电机42可以驱动电机驱动块沿丝杆做横向平移运动。 [0026] 支架连接板43水平设置，支架连接板43设于两个固定支架41之间且支架连接板43与两个固定支架41相垂直，支架连接板43与两个电机驱动板固定装配，使得丝杆电机42能够驱动支架连接板43沿丝杆做横向平移运动。 [0027] 在支架连接板43上设有平移电机44，平移电机44与支架连接板43固定装配，平移导杆45也与支架连接板43固定装配，平移导杆45水平设置，平移导杆45与支架连接板43同向，在平移导杆45上还设有平移块，平移电机44通过驱动平移导杆45旋转，进而使得平移块沿平移导杆45横向运动。 [0028] 第一平移导轨46和第二平移导轨47均与支架连接板43固定装配，第一平移导轨46与第二平移导轨47均水平设置且第一平移导轨46、第二平移导轨47与平移导杆45同向设置，第一平移导轨46与第二平移导轨47上下间隔设置，第一平移导轨46位于第二平移导轨47的上方。 [0029] 升降电机48竖直设置，升降电机48与平移块、第一平移导轨46及第二平移导轨47相连，平移电机44能够驱动升降电机48沿平移导杆45做横向平移运动，基板50竖向设置，基板50与升降电机48固定装配，升降电机48能够驱动基板50在竖向做升降运动。 [0030] 综上所述，通过丝杆电机42、平移电机44及升降电机48可以驱动基板50做三维运动。 [0031] 打孔组件400基于基板50安装，打孔组件400包括打孔电机410、打孔钻头420、电机固定板430、钻头固定板440、第一除废块450及第二除废块460。 [0032] 电机固定板430呈矩形，电机固定板430与基板50固定装配，电机固定板430与基板50相垂直，打孔电机410固定装配于电机固定板430的上表面，在电机固定板430的中心位置设有电机通孔，打孔电机410的输出端贯穿于电机通孔。 [0033] 打孔钻头420设于电机固定板430的下方，打孔钻头420与打孔电机410的输出端固定装配，打孔电机410用于驱动打孔钻头420旋转，以便于打孔钻头420在档案上钻出孔位。打孔钻头420包括打孔探针421和钻头主体部422，打孔探针421呈空心圆柱状，在打孔探针 421的中心设有竖向贯穿于打孔探针421的第一排废通道423，钻头主体部422设于打孔探针 421的上方，钻头主体部422也呈空心圆柱状，钻头主体部422与打孔探针421同心设置，打孔探针421插入到钻头主体部422的下端且打孔探针421与钻头主体部422固定装配，在钻头主体部422中设有第二排废通道424，第一排废通道423与第二排废通道424相连通，第一排废通道423与第二排废通道424均呈圆柱状，第一排废通道423与第二排废通道424同心设置且第二排废通道424的直径大于第一排废通道423的直径。在打孔钻头420钻孔的过程中会产生废料，废料通过第一排废通道423进入第二排废通道424。 [0034] 钻头固定板440呈矩形，钻头固定板440设于电机固定板430的下方，钻头固定板440与基板50垂直，钻头主体部422贯穿于钻头固定板440的中心位置，钻头固定板440用于维持打孔钻头420的稳定性，在钻头固定板440和电机固定板430之间设有第一除废块450和第二除废块460，第一除废块450、第二除废块460与电机固定板430及钻头固定板440固定装配，第一除废块450和第二除废块460相互拼合形成保护槽，保护槽的形状与钻头主体部422的形状相匹配，钻头主体部422位于保护槽中。 [0035] 在第一除废块450上设有通气孔451，通气孔451与保护槽相连通，外部气泵与通气孔451相连，气泵向通气孔451中吹气，第二除废块460上设有出料通道461，出料通道461贯穿于第二除废块460，出料通道461与保护槽相连通，出料通道461呈倾斜状且出料通道461靠近打孔钻头420的一端的水平高度高于出料通道461远离打孔钻头420的一端的水平高度，以便于废料从出料通道461排出。 [0036] 在钻头主体部422远离打孔探针421的一端设有第一进气孔425和第二出料孔426，第一进气孔425和第二出料孔426设于钻头主体部422的两侧且第一进气孔425和第二出料孔426均与第二排废通道424相连通，第一进气孔425与第二出料孔426具有一定的高度差，第一进气孔425的水平高度低于第二出料孔426的水平高度，第一进气孔425与通气孔451相连通，第二出料孔426与出料通道461相连通。当气泵向通气孔451中吹气时，气体通过第一进气孔425将第二排废通道424中的废料从第二出料孔426吹出，并从出料通道461排出。 [0037] 在钻头固定板440上还设有测距探头470，测距探头470与钻头固定板440的侧边固定装配，测距探头470用于检测需要进行打孔的档案文件的厚度，插管组件500根据测距探头470的数据抓取长度相匹配的热铆管。 [0038] 插管组件500包括主动气缸510、复位弹簧520、T型块551、第一凸柱580、气缸连接块530、夹块固定板570、压力传感器540、插管气缸550及插管夹块560。 [0039] 主动气缸510竖向设置，主动气缸510与基板50固定装配，主动气缸510的输出端竖直向下，在主动气缸510的输出端设有气缸连接块530，气缸连接块530与主动气缸510的输出端固定装配，主动气缸510能够驱动气缸连接块530在竖向做升降运动，气缸连接块530大致呈U型，在气缸连接块530的下端设有压力传感器540，压力传感器540与气缸连接块530固定装配。 [0040] 在压力传感器540的下端设有插管气缸550，插管气缸550竖向设置，插管气缸550与压力传感器540固定装配，插管气缸550的输出端与两个夹块固定板570相连，夹块固定板570大致呈矩形，两个夹块固定板570平行间隔设置，插管气缸550能够驱动两个夹块固定板 570相互远离和相互靠近，在两个夹块固定板570相互靠近的一侧均设有夹块滑槽，夹块滑槽竖向设于夹块固定板570的中部，在夹块滑槽中设有升降滑块，升降滑块竖向设置且升降滑块与夹块滑槽滑动装配，升降滑块能够沿夹块滑槽在竖向做升降运动。 [0041] 在两个升降滑块之间设有两个插管夹块560，两个插管夹块560呈对称状，两个插管夹块560分别与两个升降滑块固定装配，使得插管夹块560能够沿夹块滑槽做升降运动，插管气缸550能够驱动插管夹块560相互靠近和远离，使得插管夹块560能够将热铆管夹合固定。 [0042] 在两个插管夹块560相互远离的两侧设有第一凸柱580，两个第一凸柱580关于插管气缸550对称，在两个夹块固定板570相互远离的两侧设有两个第二凸柱，两个第二凸柱也关于插管气缸550对称，位于插管气缸550同一侧的第一凸柱580和第二凸柱位于同一条竖线上。复位弹簧520竖向设置，复位弹簧520设有两个，两个复位弹簧520分别设于插管气缸550的两侧，复位弹簧520的上端与第一凸柱580相连，复位弹簧520的下端与第二凸柱相连。 [0043] 插管夹块560所夹持的热铆管的长度与需要热铆的孔位的深度相匹配，而由于插管夹块560的夹持使得热铆管的裸露长度小于孔位深度，在主动气缸510驱动夹块固定板570进而带动插管夹块560向下运动使得热铆管不断被送入孔位的过程中，当夹块固定板 570下降到一定程度，插管夹块560会与档案文件相抵触，夹块固定板570继续向下运动，插管夹块560会由于档案文件的抵触而沿夹块滑槽相对于夹块固定板570向上运动，使得被插管夹块560夹持的热铆管不断裸露出来，直至热铆管被完全插入孔位中，此时夹块固定板 570与档案文件相抵，压力传感器540接收到压力数据，使得主动气缸510的输出端向上回缩，当插管夹块560不再与档案文件相抵触时，复位弹簧520将插管夹块560向下拉动，使得插管夹块560回归原位。 [0044] 在插管气缸550上还设有T型块551，T型块551与插管气缸550固定装配，T型块551的下端设有推柱552，推柱552呈圆柱状，推柱552竖直设置，推柱552的上端与T型块551固定装配，插管夹块560能够将推柱552夹合，推柱552用于将插管夹块560所夹持的热铆管顶入对应孔位中。 [0045] 热铆组件600包括热铆头610和隔热套筒620，热铆头610整体呈圆柱状，热铆头610竖向设置，热铆头610与气缸连接块530固定连接，热铆头610能够通过产生高温使得热铆管变形重塑，隔热套筒620设于热铆头610的下端，热铆头610贯穿于隔热套筒620，在实际工作过程中，主动气缸510驱动热铆头610下降，使得热铆头610的下端与插入孔位中的热铆管相接触，热铆头610再通过产生高温使得与之接触的热铆管融化变形，并通过热铆头610对热铆管的压力，使得热铆管的端部形成凸耳，以便于将热铆管固定于相应的孔位中。 [0046] 多功能机械手还包括运输组件700，运输组件700基于基板50安装，运输组件700包括第一抓手气缸710、第二抓手气缸720、搬运爪730，第一抓手气缸710竖向设置，第一抓手气缸710与基板50固定装配，第一抓手气缸710的输出端竖直向下，第二抓手气缸720横向设置，第二抓手气缸720与第一抓手气缸710的输出端固定装配，使得第一抓手气缸710能够带动第二抓手气缸720在竖向做升降运动。 [0047] 在第二抓手气缸720远离第一抓手气缸710的一侧设有搬运爪730，搬运爪730设有对称的两个，两个搬运爪730与第二抓手气缸720滑动装配，使得第二抓手气缸720能够驱动两个搬运爪730相互靠近和相互远离，以便于搬运爪730能够将档案或其他文件抓取固定，在基架组件40和第一抓手气缸710的驱动下，搬运爪730能够通过三维运动在指定位置抓取物体并将抓取的物体运输到指定位置。 [0048] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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