[0001] 本发明涉及机械臂技术领域，具体为一种用于调整零件方向的机械臂。

[0002] 用于调整零件方向的机械臂是现代制造业中关键的自动化设备，特别适用于对零件安装有严格方向要求的生产线。该系统通过两台摄影机与一台机械臂的协同工作，实现高效、精准的零件抓取与安装。这种两台摄影机配合一台机械臂的系统设计，不仅提高了零件安装的准确性和速度，还大大减少了人工操作的误差和劳动强度。其广泛应用于电子装配、汽车制造、精密仪器生产等领域，为现代工业自动化提供了高效可靠的解决方案。

[0003] 但是现有的用于调整零件方向的机械臂需要频繁在传送带之间来回移动，以拾取和装配零件。这种重复运动不仅浪费时间，还降低了装配效率。频繁的机械臂运动和调节需要消耗大量的电能，加速机械臂及其组件的磨损，导致能耗较高，缩短其使用寿命，增加了生产成本。并且由于机械臂在传送带之间来回移动的频率较高，每次只能处理一个或少量零件，从而使得装配过程效率较低，生产周期较长，影响产能，而且在装配过程中不能有效处理零件的余温，可能导致零件因高温而变形或性能下降，从而影响装配质量和产品寿命。并且传统机械臂无法在装配前清除零件表面的加工碎屑，这可能导致装配不良或成品瑕疵，而如果在装配线中增加额外的设备和工序来处理零件的降温或除屑功能，会增加生产线的复杂性和成本。同时还会延长装配时间，降低了生产效率。

[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，一种用于调整零件方向的机械臂，包括机械臂主体1、第一传送带2、第二传送带3，机械臂主体1设置在第一传送带2及第二传送带3之间，第一传送带2及第二传送带3顶部均设置有摄像模组6，机械臂主体1基于第一台摄像模组6获取的部件位置进行抓取，再结合第二台摄像模组6的数据调整抓起的部件来安装。机械臂主体1的末端上安装有夹具模组4，夹具模组4包括连接杆41、滑动夹板42、固定夹板43，连接杆41底部两端固定设置固定夹板43，固定夹板43为夹具提供稳定的支撑基础，通过连接杆41连接机械臂，能够保持夹具的稳固性和位置精度。这确保了夹具在抓取和放置工件7时不会出现位置偏移，从而提高了装配精度。固定夹板43两侧分别滑动连接有滑动夹板42，滑动夹板42能够在固定夹板43两侧滑动，使得夹具可以灵活调整抓取范围。这有助于在装配过程中抓取不同尺寸和形状的工件7，增加夹具的适用性和灵活性。滑动夹板42内滑动设置有气囊421，气囊421顶部设置有伸缩气杆424，气囊421外侧设置有吸附工件7的吸盘422，吸盘422上开设有与其内部相通的吸孔，这种设计利用气囊421和伸缩气杆424产生负压来实现吸附工件7。气囊421和伸缩气杆424可以灵活调节，使吸盘422能够在工件7表面形成稳固的吸附力。通过气孔进行吸附和释放操作，可以有效地抓取和放置工件7，同时实现对工件7的降温和清洁功能，提高装配过程的效率和质量。吸盘422吸附工件7时，气囊421内产生负压并使伸缩气杆424向上收缩，如图14所示，固定夹板43内滑动设置有若干个用于装夹工件7的夹具板431，夹具板431可沿垂直于固定夹板43内表面方向滑动，多个夹具板431的设计使得夹具能够同时装夹多个工件7，大幅提高装配效率。夹具板431能够垂直滑动，确保在抓取和放置工件7时能够精确对准和稳定夹紧工件7，避免工件7在运输和装配过程中发生移位或脱落。固定夹板43内还竖直方向滑动设置有螺杆432，螺杆432底部形状为倒锥形，螺杆432的竖直滑动和倒锥形底部设计用于驱动夹具板431的夹紧和释放。倒锥形底部在螺杆432向下移动时能够推开夹具板431，使其夹紧工件7；在螺杆432上移时，夹具板431释放工件7。通过这种方式，可以实现精确的夹紧和释放操作，提高装配过程的精度和可靠性。请参阅图8、图10、图13、图15，螺杆432竖直向下运动时，顶起夹具板431向固定夹板43外侧运动，使夹具板431夹紧工件7。

[0039] 请参阅图6、图7、图8、图11、图12、图13，连接杆41内部装配有活塞5，活塞5的推板端向下运动时推动被夹具板431装夹的工件7向下运动，活塞5能够提供稳定而均匀的下压力，确保工件7能够被准确地装配到位。活塞5的推板端向下运动时，可以将夹具板431夹紧的工件7推向预定位置，提高装配过程的精度和可靠性。且推动过程中，机械臂主体1同步向下运动，使固定夹板43与滑动夹板42发生滑动，直至固定夹板43底边接触第二传送带3。在推动过程中，机械臂主体1同步向下运动能够确保夹具模组4与传送带之间的相对位置精确。固定夹板43与滑动夹板42的相对滑动能够适应工件7的高度和位置变化，确保夹具板431能够准确地夹紧工件7。这种设计可以提高装配过程的灵活性和适应性，确保工件7被稳固地装配到位。气囊421底部设置有磁板423，滑动夹板42底端内部设置有磁块425，磁块425与磁板423磁极不同；磁块425吸附磁板423并使气囊421复位。磁板423和磁块425的设计使得气囊421在吸附和释放工件7后能够自动复位，确保每次操作后气囊421都能回到初始状态，准备下一次操作。这种自动复位功能提高了装配过程的连续性和效率，减少了人为干预的必要性。夹具板431两端与固定夹板43之间设置有复位杆434，复位杆434采用弹性材料制成。复位杆434可以在夹具板431完成夹紧操作后，提供一个向外的恢复力，使夹具板431回到初始位置，准备下一次操作。弹性材料提供了柔和且稳定的复位力，避免夹具板431在复位过程中产生过大的冲击力，延长夹具的使用寿命。弹性材料选用如橡胶或弹簧钢等，具有良好的弹性和耐久性。这些材料在多次循环使用中能够保持稳定的弹性性能，不易疲劳或变形，从而确保复位杆434能够长期稳定地工作，保证装配过程的连续性和可靠性。

[0040] 请参阅图8、图10、图13、图15，夹具板431背面设置有与螺杆432相匹配的半环板435，螺杆432未顶起夹具板431时，半环板435与螺杆432为偏心设置，当螺杆432完全顶起夹具板431时，半环板435与螺杆432为同轴心设置。偏心设置的设计使得在螺杆432未顶起夹具板431时，夹具板431不会被误操作激活。只有当螺杆432完全顶起夹具板431时，半环板
435与螺杆432同轴心设置，这样可以确保夹具板431在准确的位置和时间被激活，以夹紧工件7。这种设计提高了夹具板431操作的可靠性和准确性，避免误操作。请参阅图1、图3、图8，连接杆41与机械臂主体1之间转动连接。转动连接允许连接杆41与机械臂主体1之间有一定的灵活性。这种设计可以使夹具模组4更容易调整角度和位置，从而更准确地对准工件7。这种灵活性有助于应对不同尺寸和形状的工件7，提高装配过程的适应性和灵活性。螺杆432顶部设置有驱动其上下滑动的驱动电机433，驱动电机433与螺杆432之间通过螺纹连接，且驱动电机433固定安装在连接杆41上。驱动电机433通过螺纹连接控制螺杆432的上下滑动，可以提供精确的位移控制。这种设计允许对夹具板431的夹紧和释放动作进行精确控制，确保每次操作的重复性和可靠性。

[0041] 请参阅图7、图12、图14，伸缩气杆424顶部贯穿滑动夹板42，并与滑动夹板42固定连接，伸缩气杆424连接有气泵组件，这种设计确保伸缩气杆424能够准确地控制气囊421的伸缩动作。贯穿滑动夹板42并固定连接可以确保气囊421在吸附和释放工件7时位置准确。连接气泵组件可以提供所需的气压变化，确保吸附和释放动作顺利进行。伸缩气杆424抽气时，吸盘422吸附工件7并使气囊421内形成负压，伸缩气杆424向上收缩；伸缩气杆424充气时，吸盘422与工件7分离，且气囊421内压力增加，伸缩气杆424伸长并使气囊421复位。

[0042] 工作原理:使用该机械臂时，首先通过摄像模组6对第一传送带2及第二传送带3上的工件7进行检测方向，其中第一传送带2上放置的为外盖，而第二传送带3上放置的为内盖，加工过程中外盖需要套装在内盖上。随后机械臂主体1进行运动并使夹具模组4对准外盖，并使滑动夹板42两端位于外盖的两侧；启动气泵组件抽气，使伸缩气杆424及气囊421内产生负压，这会使吸盘422吸附在外盖表面，随后由于吸盘422上的吸孔被外盖所堵住，吸盘422与外盖侧面之间形成一个封闭的空间。由于吸盘422内的气体已经被部分抽出，气囊421及伸缩气杆424内的气体数量减少，导致内部压力降低，由于伸缩气杆424连接着气囊421，当气囊421内压力降低时，伸缩气杆424会向上收缩，如图12中箭头方向所示，收缩后如图14所示，从而减少气囊421内部的容积，使得气囊421内部的气体密度增加，进而使内部压力趋于平衡，从而使气囊421带动外盖沿滑动夹板42上移至夹具板431位置。当外盖运动到夹具板431位置时，驱动电机433驱动螺杆432向下移动，在螺杆432向下移动的过程中，会将夹具板431向内侧挤压，并且两侧固定夹板43内的螺杆432是同步运行的；夹具板431向内侧逐渐挤压会将外盖两端进行夹紧，夹具板431运动方向如图13中箭头方向所示，从而使外盖被固定在固定夹板43上，随后驱动电机433停止，气泵组件向伸缩气杆424内充气，使得伸缩气杆
424及气囊421内压强增大，会使吸盘422离开外盖表面，并且伸缩气杆424会伸长，并带动气囊421下向运动，直至气囊421底部的磁板423与滑动夹板42内的磁块425相互吸附，气囊421完成复位。多次充分上述流程直至固定架板内的若干个夹具板431上都夹紧有外盖，随后机械臂主体1再次转动使夹具模组4位于第二传送带3上方进行外盖与内盖的装配环节。

[0043] 装配外盖与内盖时，首先机机械臂主体1首先运动，使夹具模组4对准第二传送带3上的内盖，使滑动夹板42支撑在第二传送带3表面，随后机械臂主体1控制连接杆41竖直向下压，此时由于连接杆41与固定夹板43之间是固定连接，固定夹板43会与滑动夹板42产生相对滑动，固定夹板43朝向工件7移动，当固定夹板43两端接触到第二传送带3表面时，此时固定夹板43内最下方装夹的外盖与内盖相互接触并装配在一起，随后螺杆432向上移动取消对外盖的装夹，并启动活塞5下压，由于外盖在取消装夹后是叠放在一起的，通过活塞5的下压，最下方的外盖会与内盖完全装配，随后机械臂主体1再控制连接杆41带动固定夹板43上移一个外盖的高度，使最下方的外盖完全脱离固定夹板43，同时螺杆432再次向下移动使若干个外盖被夹具板431重新装夹，然后机械臂主体1控制夹具模组4整体离开第二传送带3表面。重复上述流程装配外盖内盖直至固定夹板43内无外盖。

[0044] 传统机械臂需要频繁在传送带之间来回移动，以拾取和装配零件。这种重复运动不仅浪费时间，还降低了装配效率。频繁的机械臂运动和调节需要消耗大量的电能，加速机械臂及其组件的磨损，导致能耗较高，缩短其使用寿命，增加了生产成本。并且由于机械臂在传送带之间来回移动的频率较高，每次只能处理一个或少量零件，从而使得装配过程效率较低，生产周期较长，影响产能。而使用本发明夹具模组4的机械臂主体1在装配第一传送带2和第二传送带3上的外盖及内盖时，由于固定夹板43内能够装夹多个外盖，因此能够大幅降低机械臂主体1在第一传送带2与第二传送带3之间的转动频率，只需要单次转动即可从第一传送带2上装夹多个外盖至第二传送带3上进行内盖与外盖的装配，降低机械臂主体1的重复转动。减少机械臂的重复运动使得装配过程更加高效。机械臂能够更快地完成一次装配循环，从而提升了生产线的整体效率和产能。快速装配能够缩短生产周期，增加生产线的输出。

[0045] 同时在装配外盖及内盖的过程中，由于从第一传送带2及第二传送带3上待装配的外盖及内盖均残留有塑形时的余温，且其表面还通常附着有碎屑，在夹具模组4对准外盖或内盖后，可以通过机械臂主体1控制夹具模组4的转动，同时启动气泵组件向伸缩气杆424内充气，气体会从吸盘422表面的吸孔喷出，气体会在外盖或内盖周围形成转动的气流，气流会有效降低外盖或内盖表面温度，同时将其表面附着的加工碎屑吹落，并且这种功能是依附于吸盘422结构的附属功能，不需要增加额外的气泵或结构就可以实现该功能，同时这种方法对各种材料和形状的零件都有较好的适用性，不论是塑料、金属还是其他材料，都可以通过气流进行有效的降温和清洁。而传统机械臂在装配过程中不能有效处理零件的余温，可能导致零件因高温而变形或性能下降，从而影响装配质量和产品寿命。并且传统机械臂无法在装配前清除零件表面的加工碎屑，这可能导致装配不良或成品瑕疵，而如果在装配线中增加额外的设备和工序来处理零件的降温或除屑功能，会增加生产线的复杂性和成本。同时还会延长装配时间，降低了生产效率。本发明将气流降温和清洁作为装配结构及装配过程的一部分，不需要额外的设备，简化了生产流程及设备结构，节省了人工清理时间和工序，使生产线能够以更高的效率运行。

[0046] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0047] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。