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专利号: 2020111799367
申请人: 烟台大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 输送;包装;贮存;搬运薄的或细丝状材料
更新日期:2025-05-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种脆性材料空间转运方法,其特征在于采用脆性材料空间转运装置对脆性材料空间转运,

其中,所述脆性材料空间转运装置,包括底座(10)、立柱(11)、横梁(12)、大臂(13)、小臂(14)、拾取机构(100)、结构光视觉(28),拾取机构(100)包括对称的两个端拾器(15)、防热胶囊(16)、电流变液体(17)、活塞(19)、复位弹簧(20);

底座(10)和立柱(11)直线运动副连接,自由度方向为纵向(22),立柱(11)和横梁(12)采用双正交两个直线运动副连接,自由度方向为高度(24)和横向(23),横梁(12)和大臂(13)为旋转运动副连接,自由度轴线为仰俯(26),大臂(13)和小臂(14)为旋转运动副连接,自由度轴线为侧摆(25),小臂(14)和两个端拾器(15),所组成两个同轴的旋转运动副,连接自由度轴线为侧摆(25),六个自由度能使端拾器(15)相对于砂芯制备压床(1)进行空间位置和姿态变换;

防热胶囊(16)内置有电流变液体(17),复位弹簧(20)的一端连接活塞(19),复位弹簧(20)的另外一端连接端拾器(15),活塞(19)与端拾器(15)圆柱副密封连接,活塞(19)与端拾器(15)在活塞(19)有杆侧形成气压力腔(21),活塞(19)与端拾器(15)在活塞(19)无杆侧形成电流变液体腔(18),活塞(19)无杆侧形成电流变液体腔(18)与多组防热胶囊(16)通过管道连通;结构光视觉(28)对脆性材料砂芯的空间姿态进行在线检测;

步骤如下:

步骤1:砂芯制备压床(1)在受限作业空间(2)内压缩制造出脆性材料砂芯,在受限作业空间(2)的下表面含有顶柱(3)向上顶出脆性材料砂芯;

步骤2:脆性材料空间转运装置将端拾器(15)移动至脆性材料砂芯的空间异形突起(9)附近合适实施的工程位置:

步骤3:对活塞(19)有杆侧形成气压力腔(21)内的压缩空气加压,活塞(19)克服复位弹簧(20)的弹力,活塞(19)与端拾器(15)在活塞(19)无杆侧形成电流变液体腔(18)内的电流变液体(17)被压挤出,让电流变液体(17)充涨防热胶囊(16)使得防热胶囊(16)异形突起,防热胶囊(16)的外表面局部充分包容脆性材料砂芯的空间异形突起(9)局部,空间异形突起(9)的空间异形被防热胶囊(16)的充分包容;

步骤4:对电流变液体(17)接通电流,防热胶囊(16)内的高分子电流变液的电流变液体(17)由液态变为固态,保证脆性材料砂芯与脆性材料空间转运装置的端拾器(15)完成空间位置锁定;

步骤5:用端拾器(15)将脆性材料砂芯向上运动脱离受限作业空间(2)下表面的顶柱(3),由于顶柱(3)对脆性材料砂芯空间约束的消散,导致脆性材料砂芯在空间形成不确定姿态;

步骤6:用端拾器(15)将脆性材料砂芯向进行空间六自由度搬运,且完成拉出、翻转、转向和掉头的工艺动作;

步骤7:结构光视觉(28)对脆性材料砂芯的空间姿态进行在线检测,在控制器的作用下针对脆性材料砂芯在空间的不确定姿态进行六个自由度的调整,使端拾器(15)所拾取的脆性材料砂芯相对于砂芯制备压床(1)进行空间位置和姿态变换直至对脆性材料砂芯与上层脆性材料砂芯姿态同构,防止脆性材料砂芯与上层脆性材料砂芯的点接触损伤,达到了脆性材料砂芯与上层脆性材料砂芯的面接触码放;

步骤8:用端拾器(15)将脆性材料砂芯向进行空间三自由度码垛到上层脆性材料砂芯上,且完成脆性材料砂芯之间的面接触码放工艺动作,将脆性材料砂芯按照面接触从下到上顺序码放完成;

步骤9:对电流变液体(17)切断电流将防热胶囊(16)内的高分子电流变液体(17)由固态变液态,保证脆性材料砂芯与脆性材料空间转运装置的端拾器(15)完成空间位置解除接触锁定;

步骤10:将活塞(19)有杆侧形成气压力腔(21)内的空气减少压力,复位弹簧(20)的弹力复位功能导致活塞(19)复位,活塞(19)与端拾器(15)在活塞(19)无杆侧形成电流变液体腔(18)内的电流变液压力减少,使得电流变液体(17)防热胶囊(16)内的电流变液回流到电流变液体腔(18),致使防热胶囊(16)异形收缩;

步骤11:防热胶囊(16)内电流变液体(17)被回收导致防热胶囊(16)可控收缩的功能,防热胶囊(16)解除并脱离贴合包容脆性材料砂芯的空间异形突起(9);

步骤12:脆性材料空间转运装置的端拾器(15)归零位。