[发明专利]集束电缆网制造多功能智能机器手及其自动布线系统

说明书

本发明公开了一种集束电缆网制造多功能智能机器手及其自动布线系统，机器手包括手腕系统、多功能手指系统和运动基座，手腕系统包括手腕升降机构、手腕旋转机构、主轴和手指安装盘，主轴的下端依次穿过手腕升降机构、手腕旋转机构与手指安装盘连接，主轴上部与手腕升降机构连接，主轴下部与手腕旋转机构连接，手腕升降机构与手腕旋转机构固定连接，手腕旋转机构与运动基座固定连接；多功能手指系统包括牵线布线手指总成、插拔‑剪线手指总成和定位柱安插手指总成，各手指总成分别安装在手腕系统的手指安装盘上。自动布线系统包括如上所述的机器手，本发明可实现任意需要长度、宽度的集束电缆网自动布线，自动化程度高、操作简单。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种集束电缆网制造多功能智能机器手及其自动布线系统。

背景技术

空间集束电缆网布线是航天、飞机、导弹、汽车、高铁、舰船、潜艇、通信等装备制造领域最关键的部分之一，随着以上领域装备、设备功能的不断完善，其电气系统日趋复杂，导线数量急剧增加、电缆网日趋集束化，布线工作日趋复杂和困难。

目前集束电缆网布线主要由人工实施，对操作人员技术能力要求高，操作效率低、且极易出错、质量不稳，迫切需要用先进专业制造技术与方式取代人工操作。

用机器人实施集束线缆全自动布线，首先，需根据拟制造的集束线缆形态、尺寸由机械手在布线平台上安插若干个定位柱和压线器等辅助工装元件，然后由机械手自动抓取线头、按规划轨迹牵线布线，布完的每一条导线由压线器立即自动压紧、由机器手立即剪断，依次循环第二条、第三条，直到完成所有导线布线，然后捆扎下线。一个型号的集束电缆网所有导线布线全部完成后，还需机器手将各个定位柱、压线器依次自动拔出，分别送归安放在指定位置的元器件库存放。

授权公告号为CN206619854U，公开了一种自动布线机布线机器人，采用固定安装的“六自由度机械臂”加装一个设有“气动夹取爪(即抓线头)”和“中空布线头”的机械手进行布线作业，1)工作幅度非常有限，无法适合任意长度、任意宽度线缆布线；2)轨迹规划困难，对用户技术、知识能力要求高；3)机器手功能过少、不能实现自动布线作业中必需的定位柱和压线器的全自动寻址插拔和归库，布线作业自动化程度低，仍需要大量人工辅助作业。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术及功能的不足，提供一种集束电缆网制造多功能智能机器手，集导线自动抓取、自动牵线布线、定位柱和压线器自动选择、自动抓取、自动安插、自动拔除、自动送还入库及布完导线自动剪断于一体。

为实现上述技术目的，本发明将采用以下的技术方案：一种集束电缆网制造多功能智能机器手，包括手腕系统、多功能手指系统和运动机构，所述的手腕系统包括手腕升降机构、手腕旋转机构、主轴和手指安装盘，主轴的下端依次穿过手腕升降机构、手腕旋转机构，与手指安装盘连接，主轴上部与手腕升降机构连接，手腕升降机构驱动主轴升降实现手指安装盘升降，主轴下部与手腕旋转机构连接，手腕旋转机构驱动主轴旋转实现手指安装盘旋转，手腕升降机构与手腕旋转机构固定连接，手腕旋转机构与运动机构固定连接；所述的多功能手指系统包括牵线布线手指总成、插拔-剪线手指总成和定位柱安插手指总成，各手指总成分别安装在手腕系统的手指安装盘上，牵线布线手指总成用来实现线缆的牵线布线，插拔-剪线手指总成用来实现定位柱和压线器的寻址、抓取、拔除和入库归位，定位柱安插手指总成用来实现定位柱梭盒的自动装卡、寻址和自动安插。

进一步地，所述的牵线布线手指总成包括牵线布线手指动力单元、手指转动-升降单元、导线抓取-夹持头动作机构，牵线布线动力单元固定安装在手指转动-升降单元上端，导线抓取-夹持头动作机构固定安装在手指转动-升降单元下端，手指转动-升降单元固定安装在手指安装盘上。工作时，手指转动-升降单元动作，以调节导线抓取-夹持头动作机构的姿态、位置和方向，使其对准线缆头，进而，牵线布线动力单元启动，驱动导线抓取-夹持头动作，实现对导线抓取和夹持。然后，运动机构启动，驱动机器手按集束电缆网形态尺寸和布线要求实现布线。