申请/专利权人：安徽理工大学

申请日：2018-01-08

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108031827B

主分类号：B25J9/00

分类号：B25J9/00;B22D33/06;B22D33/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.06.08#实质审查的生效;2018.05.15#公开

摘要：本发明公开了一种铸造用辅助作业机器人，包括四驱轮式移动平台、回转升降装置、串联式机械手、末端执行器、视觉系统和清理器。固定安装在四驱轮式移动平台前端的回转升降装置具有回转和升降功能，安装在回转升降装置顶部的串联式机械手用于调节末端执行器的位置和作业姿态，安装在串联式机械手末端的末端执行器用于执行取放任务，安装在串联式机械手上的视觉系统和清理器分别用于视觉识别和清理型腔内的砂子。本发明的末端执行器可根据需要进行更换，适应性强。本发明可代替手工操作自动完成浇口杯、压铁、浇口套和浇口杯盖等的取放铸造辅助作业任务，提高了取放作业效率、质量和安全性，降低了操作人员的劳动强度和生产成本。

主权项：1.一种铸造用辅助作业机器人，包括四驱轮式移动平台、回转升降装置、串联式机械手、末端执行器、视觉系统和清理器，其特征在于：所述的四驱轮式移动平台包括平台车架、驱动轮，在所述的平台车架的前后两端均设有磁导航传感器和超声波测距传感器，在所述的平台车架的后端内部设有支撑板和可伸缩支撑气缸，在所述的平台车架的后端顶部还设有压力传感器和限位管，所述的可伸缩支撑气缸的底部固定安装在支撑板上，可伸缩支撑气缸的顶部置于限位管内，且在可伸缩支撑气缸的顶部设有支撑盘，在所述的平台车架前端内部还设有控制器和电源；所述的回转升降装置固定安装在四驱轮式移动平台的前端，所述的串联式机械手的底部固定安装在回转升降装置的顶部，且与回转升降装置的顶部通过螺栓相连接；所述的串联式机械手为4R结构的串联式四自由度机械手，所述的末端执行器固定安装在串联式机械手的末端，所述的视觉系统固定安装在串联式机械手的中部上方，所述的清理器固定安装在串联式机械手的末端下方；所述的回转升降装置包括回转电机、回转支撑座、双联升降气缸和六边形支撑板，所述的回转支撑座的底部固定安装在平台车架的前端顶部，所述的回转电机固定安装在回转支撑座的一侧，且回转电机的输出轴与回转支撑座的动力输入端通过平键相连接；所述的双联升降气缸有三个，且对称布置在回转支撑座与六边形支撑板之间，所述的双联升降气缸的底部、顶部分别与回转支撑座、六边形支撑板通过螺钉相固连；所述的串联式机械手包括腰部支架、大臂电机、大臂、小臂、小臂调节推杆、前臂调节机构和前臂，所述的腰部支架的底部固定安装在回转升降装置的六边形支撑板上；所述的大臂的下端与腰部支架通过铰链相连接，所述的大臂电机固定安装在腰部支架的一侧，且大臂电机的输出端与大臂的下端通过螺钉相固连；所述的小臂的后端与大臂的上端通过铰链相连接，小臂的前端与前臂的后端通过铰链相连接；所述的小臂调节推杆的下端与腰部支架通过铰链相连接，小臂调节推杆的上端与小臂的后端通过铰链相连接；所述前臂调节机构包括前臂调节电机、后摆杆、后连杆、人字形连杆、前连杆和前摆杆，所述的前臂调节电机固定安装在腰部支架的另一侧，所述的后摆杆的内侧端与前臂调节电机的输出端固连，后摆杆的外侧端与后连杆的下端通过铰链相连接；所述的人字形连杆的中部与大臂的上端通过铰链相连接，人字形连杆的后端与后连杆的上端通过铰链相连接，人字形连杆的前端与前连杆的后端通过铰链相连接；所述的前摆杆的一端与前臂的中部固连，前摆杆的另一端与前连杆的前端通过铰链相连接；所述的末端执行器包括腕部马达、夹紧气缸、夹紧支架、锥形夹爪和弹性防脱器，所述的腕部马达的后端固定安装在前臂的前端，腕部马达的输出端与夹紧气缸相固连，所述的夹紧支架的后端固定安装在夹紧气缸的输出端，所述的锥形夹爪固定安装在夹紧支架上，所述的弹性防脱器通过螺钉固定安装在锥形夹爪的外侧下端；所述的弹性防脱器包括两个轴线共面的扭簧和一个U型防脱架，所述的扭簧的上端通过螺钉固定安装在锥形夹爪上，扭簧的下端与U型防脱架固连，在所述的U型防脱架的下端设有托钩，在所述的U型防脱架的中下部还设有弧形连板；所述的视觉系统包括摄像机支架和工业摄像机，所述的摄像机支架固定安装在小臂后端的顶部，所述的工业摄像机固定安装在摄像机支架的顶部；所述的清理器包括清理支架、负压吸管和真空泵，所述的清理支架固定安装在前臂中部的下方，所述的负压吸管固定安装在清理支架上，所述的真空泵固定安装在平台车架内，所述的负压吸管与真空泵之间通过软管相连接。

全文数据：铸造用辅助作业机器人技术领域[0001]本发明涉及铸造设备技术领域，尤其涉及一种铸造用辅助作业机器人，可代替手工操作自动完成取放浇口杯、压铁、浇口套和浇口杯盖等铸造辅助作业任务。背景技术[0002]在精密铸造工艺中，浇口杯主要用于承接并引导液体金属进入型腔的通道，是服务于精密铸造技术的基本部件，具有承接液态金属、防止卷气和提供补缩压力等作用。浇口杯的材料分金属材料和非金属材料两大类。铸钢或铸铁生产中所使用的烧口杯一般多以耐火材料制成，采用机压成型后通过高温烧制而成，具有五个方面的优点：（1高温稳定性好，无剥落；（2抗热震性能好，抵抗温度急变；（3强度高，耐冲刷；⑷抗渣蚀，耐高温腐蚀；（5高温下热塑性好，缓冲热应力，少粘渣。铝合金等有色金属铸造生产时使用的浇口杯以金属材料制成的较多，如常采用合金钢材质、铸造钨钢或陶瓷复合材料制成。有的浇口杯可反复使用，前一批次铸件浇注完成后，需要将砂箱上的浇口杯取下，经刷涂等处理后再次放置到新的砂箱上等待下一次浇注，此类浇口杯可节约成本，制作简单，反复使用率比较高。铸钢生产中可多次使用的浇口杯常采用石英砂、陶土为原料，用水玻璃作粘接剂制成，可自行硬化，不需烘干，可重复使用14次以上，一般可用来浇注10-150公斤的中小型铸件。[0003]此外，有时在浇注前还需要采用环形压铁将浇口杯压在铸型上，以防止浇口杯在浇注时因受液态金属的浮力作用抬起而造成跑火，不利于大批量机械化生产。用于压紧浇口杯的环形压铁也需要取放。[0004]采用砂型铸造工艺进行生产时，在砂铸型组装完成至浇注前的一段时间内，由于砂铸型的型腔内部的防砂、防尘以及防异物进入浇口杯的要求，需要在浇口杯上盖上一防砂用的浇口杯盖，直至浇注前才把其揭去。目前，铸造生产线所用的浇口杯盖大多为铝制防砂盖，由于其质量较轻而强度较好，所以得到了普遍使用。在造型人员完成铸型造型后，将浇口杯盖置在浇口杯上方，然后进行铸型运输、存放、烘烤、造型，直至浇注前，由造型人员将其从浇口杯上方收取存放，以待另一批铸型使用。[0005]压铸模是压力铸造成形工艺中，用以成形铸件所使用的金属模具，压铸模浇口套是其重要配件，呈圆筒状，在进行压住作业时，需要将浇口套从模具中取出，现有的做法是人工用手取出，而浇口套外壁与模具相贴合，其本身存在一定重量，人工只能通过手与浇口套内壁的摩擦力将浇口套从模具中取出，不但费力，也浪费了大量时间，降低工作效率。[0006]现有的浇口杯、压铁、浇口套和浇口杯盖等取放基本都是人工操作为主，存在很多不足：（1砂铸型经过烘烤后，其造型砂箱温度较高，操作人员会长时间处在高温环境工作，工作条件较差；（2由于浇口杯、压铁和饶口套等数量较多，操作人员反复拿取，工作量较大；（3人工频繁取放作业容易划破手部，且手部防护用品损坏较快。[0007]在现有文献中关于浇口杯、压铁、浇口套和浇口杯盖等取放作业辅助装置的记载极少，少数研宄者在此方面进行了探索，提出了一些解决方案，如申请号为201520312934.9中国实用新型专利公开了一种浇口杯盖的自动收取机构，包括横向运动机构、升降机构和电磁头，主要利用电磁头吸取浇口杯盖，该技术方案无法解决非导磁性材料制成的浇口杯、压铁、浇口套等取放作业问题；申请号为201410689752•3的中国专利公开了一种机器人手爪装置，包括机械爪、滑块、提升件、安装板和拉升件，实现了工件的抓取和提升，但是手爪的工作空间受到了很大的限制，而且手爪的灵活性比较低，工作效率低，无法实现浇口杯等物品取放；申请号为201510570943.2的中国专利公开一种多手指纱锭抓取机器人手爪，包括连接板、多手爪和多气缸，实现了形状结构简单工件的抓取，适应性较差，手爪的长度是固定的，稳定性较差，无法满足浇口杯的放置作业要求；申请号为201710029023.9的中国专利公开一种多用型机器人手臂手爪结构，包括基座、爪臂、气缸、翻转托板、联动板和控制器，结构简单，爪臂的长度无法根据铸件的大小实现调节，在铸件抓取时稳定性较差，而且工作空间相对较小，无法满足浇口杯等物品的放置任务；申请号为201520018293.6的中国实用新型专利公开了一种浇口套取用装置，包括传动轴、圆盘体、顶轴、压块和弹性复位装置，将整个装置放入浇口套内，依靠压块渐变的径向尺寸，推动顶轴向四周伸展，顶住浇口套内臂，将浇口套从模具内取出，其缺点是无法实现浇口套的放置，且需要人工辅助，不能实现自动作业。[0008]本发明要解决的是设计一种在铸造生产中能够同时具备抓取和放置浇口杯、压铁、浇口套和浇口杯盖等作业功能的辅助作业机器人，完全替代人工进行作业，提高生产效率，降低劳动强度。发明内容[0009]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种铸造用辅助作业机器人，可代替手工操作自动完成浇口杯、压铁、浇口套和浇口杯盖等的取放铸造辅助作业任务，提高作业效率、质量，降低人工取放作业的劳动强度和生产成本。[0010]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。[0011]—种铸造用辅助作业机器人，包括四驱轮式移动平台、回转升降装置、串联式机械手、末端执行器、视觉系统和清理器。其中，所述的四驱轮式移动平台包括平台车架、驱动轮，在所述的平台车架的前后两端均设有磁导航传感器和超声波测距传感器，在所述的平台车架的后端内部设有支撑板和可伸缩支撑气缸，在所述的平台车架的后端顶部还设有压力传感器和限位管，所述的可伸缩支撑气缸的底部固定安装在支撑板上，可伸缩支撑气缸的顶部置于限位管内，且在可伸缩支撑气缸的顶部设有支撑盘，在所述的平台车架前端内部还设有控制器和电源，在控制器内还设有数据采集卡;所述的回转升降装置固定安装在四驱轮式移动平台的前端，所述的串联式机械手的底部固定安装在回转升降装置的顶部，且与回转升降装置的顶部通过螺栓相连接;所述的串联式机械手为4R结构的串联式四自由度机械手，所述的末端执行器固定安装在串联式机械手的末端，所述的视觉系统固定安装在串联式机械手的中部上方，所述的清理器固定安装在串联式机械手的末端下方。所述的支撑盘的截面为等腰梯形。所述的驱动轮有四个，且均为全向驱动轮。[0012]所述的回转升降装置包括回转电机、回转支撑座、双联升降气缸和六边形支撑板，用于实现串联式机械手的整体升降和绕垂直轴的回转。其中，所述的回转支撑座的底部固定安装在平台车架的前端顶部，用于支撑并实现双联升降气缸、六边形支撑板以及安装在六边形支撑板顶部的串联式机械手绕垂直轴的旋转功能。所述的回转电机固定安装在回转支撑座的一侧，用于为回转支撑座的回转提供动力;且回转电机的输出轴与回转支撑座的动力输入端通过平键相连接。所述的双联升降气缸有三个，且对称布置在回转支撑座与六边形支撑板之间，用于驱动六边形支撑板以及安装在六边形支撑板顶部的串联式机械手进行升降;所述的双联升降气缸的底部、顶部分别与回转支撑座、六边形支撑板通过螺钉相固连。[0013]所述的串联式机械手包括腰部支架、大臂电机、大臂、小臂、小臂调节推杆、前臂调节机构和前臂，用于实现末端执行器、视觉系统和清理器的位置和姿态调节。其中，所述的腰部支架的底部固定安装在回转升降装置的六边形支撑板上，用于固定安装大臂电机和前臂调节机构的下端，同时还用于支撑与连接大臂和小臂调节推杆;所述的大臂主要用于支撑小臂和前臂调节机构，大臂的下端与腰部支架通过铰链相连接;所述的大臂电机固定安装在腰部支架的一侧，且大臂电机的输出端与大臂的下端通过螺钉相固连，用于为大臂的摆动提供动力;所述的小臂主要用于支撑和安装前臂和视觉系统，所述的小臂的后端与大臂的上端通过铰链相连接，小臂的前端与前臂的后端通过铰链相连接;所述的小臂调节推杆的下端与腰部支架通过铰链相连接，小臂调节推杆的上端与小臂的后端通过较链相连接。所述的小臂调节推杆采用电动推杆或伺服气缸。[0014]所述前臂调节机构包括前臂调节电机、后摆杆、后连杆、人字形连杆、前连杆和前摆杆，主要用于调节前臂的角度。所述的前臂调节电机固定安装在腰部支架的另一侧，为前臂的摆动提供动力;所述的后摆杆的内侧端与前臂调节电机的输出端固连，后摆杆的外侧端与后连杆的下端通过较链相连接;所述的人字形连杆的中部与大臂的上端通过较链相连接，人字形连杆的后端与后连杆的上端通过铰链相连接，人字形连杆的前端与前连杆的后端通过铰链相连接;所述的前摆杆的一端与前臂的中部固连，前摆杆的另一端与前连杆的前端通过铰链相连接。[0015]所述的视觉系统包括摄像机支架和工业摄像机，用于采集、分析和处理工业摄像机在工作现场获取的图像信息，识别和判定现场环境和需要取放的浇口杯或压铁、浇口套、浇口杯盖等作业对象的几何形状和姿态。所述的摄像机支架固定安装在小臂后端的顶部，所述的工业摄像机固定安装在摄像机支架的顶部;在所述的工业摄像机上还设有LED照明光源，所述的工业摄像机与控制器内的数据采集卡通过数据线相连接。[0016]所述的清理器包括清理支架、负压吸管和真空泵，用于清理铸型型腔内的砂子等杂质。所述的清理支架固定安装在前臂中部的下方，所述的负压吸管固定安装在清理支架上，所述的真空泵固定安装在平台车架内，所述的负压吸管与真空栗之间通过软管相连接。[0017]所述的末端执行器包括腕部马达、夹紧气缸、夹紧支架、锥形夹爪和弹性防脱器，用于执行取放浇口杯或压铁、浇口套、浇口杯盖等的收取等铸造辅助作业任务。所述的腕部马达的后端固定安装在前臂的前端，用于驱动夹紧气缸、夹紧支架、锥形夹爪和弹性防脱器绕腕部马达的轴线转动，腕部马达的输出端与夹紧气缸相固连;所述的夹紧气缸用于为夹紧支架和锥形夹爪的夹紧动作提供动力，所述的夹紧支架的后端固定安装在夹紧气缸的输出端，所述的锥形夹爪固定安装在夹紧支架上;所述的弹性防脱器通过螺钉固定安装在锥形夹爪的外侧下端，用于防止末端执行器在执行取放浇口杯或压铁、浇口套、浇口杯盖等收取等作业对象时，作业对象从锥形夹爪中滑脱。在所述的锥形夹爪的内表面设有由耐磨橡胶制成的齿形防滑层。[0018]所述的腕部马达采用伺服减速电机或伺服旋转气缸，所述的回转电机、大臂电机和前臂调节电机均采用伺服减速电机。[0019]所述的弹性防脱器包括两个轴线共面的扭簧和一个U型防脱架，所述的扭簧的上端通过螺钉固定安装在锥形夹爪上，扭簧的下端与U型防脱架固连，在所述的U型防脱架的下端设有托钩，在所述的U型防脱架的中下部还设有弧形连板。[0020]使用时，可根据实际抓取对象的形状和尺寸大小选择安装有相应规格锥形夹爪的末端执行器。根据作业要求确定末端执行器的工作空间，通过回转升降装置调节串联式机械手的整体高度和回转角度，然后通过大臂电机、小臂调节推杆和前臂调节机构分别调节大臂、小臂和前臂的姿态，通过腕部马达调节末端执行器的最终抓取姿态，最后使末端执行器中的两个锥形夹爪对准浇口杯或压铁、浇口套、浇口杯盖等作业对象下移，夹紧气缸驱动锥形夹爪夹紧作业对象后上移完成抓取；回转升降装置驱动串联式机械手回转至指定角度后，调节串联式机械手各转动关节的摆角即可将作业对象移动至最终放置位置，松开夹紧气缸，释放作业对象，完成放置任务。在四驱轮式移动平台的平台车架的后端设有浇口杯或压铁、浇口套、浇口杯盖等作业对象的存放区，用于临时存放浇口杯或压铁、浇口套、浇口杯盖等作业对象，为了避免作业对象在四驱轮式移动平台移动过程中滑动，需将浇口杯等作业对象套装在可伸缩支撑气缸和限位管上，位于最下层的浇口杯等作业对象套在限位管上且底部压紧在压力传感器上。根据压力传感器所获取的负载信号确定可伸缩支撑气缸的伸缩高度。在执行作业任务过程中，如视觉系统发现在铸型型腔内存在砂子等杂质时，可通过前臂调节机构调节前臂的角度，并通过清理支架调节负压吸管的角度，使负压吸管对准铸型，启动真空泵执行清理任务。[0021]本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明可代替手工操作自动完成浇口杯、压铁、浇口套和浇口杯盖等的取放铸造辅助作业任务，提高了取放作业效率、质量和安全性，降低了操作人员的劳动强度和生产成本，将劳动者从枯燥反复的劳动中解放出来。此外，本发明的末端执行器可根据需要更换，适应性强，且操作简单，可以扩大本发明的使用范围。附图说明[0022]图1为本发明的总体结构示意图；[0023]图2为本发明的四驱轮式移动平台的结构示意图；[0024]图3为本发明的串联式机械手与末端执行器、视觉系统、清理器之间的装配关系示意图；[0025]图4为本发明的末端执行器的结构示意图。具体实施方式[0026]为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。[0027]如图1、图2、图3和图4所示，一种铸造用辅助作业机器人，包括四驱轮式移动平台1、回转升降装置2、串联式机械手3、末端执行器4、视觉系统5和清理器6。其中，所述的四驱轮式移动平台1包括平台车架11、驱动轮12,在所述的平台车架11的前后两端均设有磁导航传感器13和超声波测距传感器14,在所述的平台车架11的后端内部设有支撑板15和可伸缩支撑气缸16,在所述的平台车架11的后端顶部还设有压力传感器17和限位管18，所述的可伸缩支撑气缸16的底部固定安装在支撑板15上，可伸缩支撑气缸16的顶部置于限位管18内，且在可伸缩支撑气缸16的顶部设有支撑盘161，在所述的平台车架11前端内部还设有控制器和电源，在控制器内还设有数据采集卡;所述的回转升降装置2固定安装在四驱轮式移动平台1的前端，所述的串联式机械手3的底部固定安装在回转升降装置2的顶部，且与回转升降装置2的顶部通过螺栓相连接;所述的串联式机械手3为4R结构的串联式四自由度机械手，所述的末端执行器4固定安装在串联式机械手3的末端，所述的视觉系统5固定安装在串联式机械手3的中部上方，所述的清理器6固定安装在串联式机械手3的末端下方。所述的支撑盘161的截面为等腰梯形。所述的驱动轮12有四个，且均为全向驱动轮。[0028]如图1和图3所示，所述的回转升降装置2包括回转电机21、回转支撑座22、双联升降气缸23和六边形支撑板以，用于实现串联式机械手3的整体升降和绕垂直轴的回转。其中，所述的回转支撑座22的底部固定安装在平台车架11的前端顶部，用于支撑并实现双联升降气缸23、六边形支撑板M以及安装在六边形支撑板24顶部的串联式机械手3绕垂直轴的旋转功能。所述的回转电机21固定安装在回转支撑座22的一侧，用于为回转支撑座22的回转提供动力;且回转电机21的输出轴与回转支撑座22的动力输入端通过平键相连接。所述的双联升降气缸23有三个，且对称布置在回转支撑座22与六边形支撑板24之间，用于驱动六边形支撑板24以及安装在六边形支撑板24顶部的串联式机械手3进行升降；所述的双联升降气缸23的底部、顶部分别与回转支撑座22、六边形支撑板24通过螺钉相固连。[0029]如图1和图3所示，所述的串联式机械手3包括腰部支架31、大臂电机32、大臂33、小臂34、小臂调节推杆35、前臂调节机构36和前臂37,用于实现末端执行器4、视觉系统5和清理器6的位置和姿态调节。其中，所述的腰部支架31的底部固定安装在回转升降装置2的六边形支撑板24上，用于固定安装大臂电机32和前臂调节机构36的下端，同时还用于支撑与连接大臂33和小臂调节推杆35;所述的大臂33主要用于支撑小臂34和前臂调节机构36,大臂33的下端与腰部支架31通过铰链相连接;所述的大臂电机32固定安装在腰部支架31的一侧，且大臂电机32的输出端与大臂33的下端通过螺钉相固连，用于为大臂33的摆动提供动力;所述的小臂34主要用于支撑和安装前臂37和视觉系统5,所述的小臂34的后端与大臂33的上端通过铰链相连接，小臂34的前端与前臂37的后端通过铰链相连接;所述的小臂调节推杆35的下端与腰部支架31通过铰链相连接，小臂调节推杆35的上端与小臂34的后端通过铰链相连接。所述的小臂调节推杆35采用电动推杆或伺服气缸。[0030]如图1和图3所示，所述前臂调节机构36包括前臂调节电机361、后摆杆362、后连杆363、人字形连杆364、前连杆365和前摆杆366,主要用于调节前臂37的角度。所述的前臂调节电机361固定安装在腰部支架31的另一侧，为前臂37的摆动提供动力;所述的后摆杆362的内侧端与前臂调节电机361的输出端固连，后摆杆362的外侧端与后连杆363的下端通过铰链相连接;所述的人字形连杆364的中部与大臂33的上端通过铰链相连接，人字形连杆364的后端与后连杆363的上端通过铰链相连接，人字形连杆364的前端与前连杆365的后端通过铰链相连接;所述的前摆杆366的一端与前臂37的中部固连，前摆杆366的另一端与前连杆365的前端通过铰链相连接。[0031]如图1和图3所示，所述的视觉系统5包括摄像机支架51和工业摄像机52,用于采集、分析和处理工业摄像机52在工作现场获取的图像信息，识别和判定现场环境和需要取放的浇口杯7或压铁、浇口套、浇口杯盖等作业对象的几何形状和姿态。所述的摄像机支架51固定安装在小臂34后端的顶部，所述的工业摄像机52固定安装在摄像机支架51的顶部；在所述的工业摄像机52上还设有LED照明光源，所述的工业摄像机52与控制器内的数据采集卡通过数据线相连接。[0032]如图1和图3所示，所述的清理器6包括清理支架61、负压吸管e2和真空泵，用于清理铸型型腔内的砂子等杂质。所述的清理支架61固定安装在前臂37中部的下方，所述的负压吸管62固定安装在清理支架61上，所述的真空栗固定安装在平台车架11内，所述的负压吸管62与真空泵之间通过软管相连接。[0033]如图1、图3和图4所示，所述的末端执行器4包括腕部马达41、夹紧气缸42、夹紧支架43、锥形夹爪44和弹性防脱器45，用于执行取放浇口杯7或压铁、浇口套、浇口杯盖等的收取等铸造辅助作业任务。所述的腕部马达41的后端固定安装在前臂37的前端，用于驱动夹紧气缸42、夹紧支架43、锥形夹爪44和弹性防脱器45绕腕部马达41的轴线转动，腕部马达41的输出端与夹紧气缸42相固连;所述的夹紧气缸42用于为夹紧支架43和锥形夹爪44的夹紧动作提供动力，所述的夹紧支架43的后端固定安装在夹紧气缸42的输出端，所述的锥形夹爪44固定安装在夹紧支架43上;所述的弹性防脱器45通过螺钉固定安装在锥形夹爪44的外侧下端，用于防止末端执行器4在执行取放浇口杯7时，浇口杯7从锥形夹爪44中滑脱。在所述的锥形夹爪44的内表面设有由耐磨橡胶制成的齿形防滑层441。[0034]如图1、图3和图4所示，所述的回转电机21、腕部马达41、大臂电机32和前臂调节电机361均采用伺服减速电机。[0035]如图1、图3和图4所示，所述的弹性防脱器45包括两个轴线共面的扭簧451和一个U型防脱架452，所述的扭簧451的上端通过螺钉固定安装在锥形夹爪44上，扭簧451的下端与U型防脱架452固连，在所述的U型防脱架452的下端设有托钩453,在所述的U型防脱架452的中下部还设有弧形连板454。[0036]使用时，可根据实际抓取对象的形状和尺寸大小选择安装有相应规格锥形夹爪44的末端执行器4。根据作业要求确定末端执行器4的工作空间，通过回转升降装置2调节串联式机械手3的整体高度和回转角度，然后通过大臂电机32、小臂调节推杆35和前臂调节机构36分别调节大臂33、小臂34和前臂37的姿态，通过腕部马达41调节末端执行器4的最终抓取姿态，最后使末端执行器4中的两个锥形夹爪44对准浇口杯7下移，夹紧气缸42驱动锥形夹爪44夹紧作业对象后上移完成抓取；回转升降装置2驱动串联式机械手3回转至指定角度后，调节串联式机械手3各转动关节的摆角即可将作业对象浇口杯7移动至最终放置位置，松开夹紧气缸42,释放浇口杯7,完成放置任务。在四驱轮式移动平台1的平台车架11的后端设有浇口杯7等作业对象的存放区，用于临时存放浇口杯7等作业对象，为了避免浇口杯7在四驱轮式移动平台1移动过程中滑动，需将浇口杯7套装在可伸缩支撑气缸16和限位管18上，位于最下层的浇口杯7套在限位管18上且底部压紧在压力传感器17上。根据压力传感器17所获取的负载信号确定可伸缩支撑气缸16的伸缩高度。在执行作业任务过程中，如视觉系统5发现在铸型型腔内存在砂子等杂质时，可通过前臂调节机构36调节前臂37的角度，并通过清理支架61调节负压吸管62的角度，使负压吸管62对准铸型，启动真空泵执行清理任务。[0037]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理^不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进^落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定D

权利要求：1.一种铸造用辅助作业机器人，包括四驱轮式移动平台、回转升降装置、串联式机械手、末端执行器、视觉系统和清理器，其特征在于:所述的四驱轮式移动平台包括平台车架、驱动轮，在所述的平台车架的前后两端均设有磁导航传感器和超声波测距传感器，在所述的平台车架的后端内部设有支撑板和可伸缩支撑气缸，在所述的平台车架的后端顶部还设有压力传感器和限位管，所述的可伸缩支撑气缸的底部固定安装在支撑板上，可伸缩支撑气缸的顶部置于限位管内，且在可伸缩支撑气缸的顶部设有支撑盘，在所述的平台车架前端内部还设有控制器和电源;所述的回转升降装置固定安装在四驱轮式移动平台的前端，所述的串联式机械手的底部固定安装在回转升降装置的顶部，且与回转升降装置的顶部通过螺栓相连接;所述的串联式机械手为4R结构的串联式四自由度机械手，所述的末端执行器固定安装在串联式机械手的末端，所述的视觉系统固定安装在串联式机械手的中部上方，所述的清理器固定安装在串联式机械手的末端下方；所述的回转升降装置包括回转电机、回转支撑座、双联升降气缸和六边形支撑板，所述的回转支撑座的底部固定安装在平台车架的前端顶部，所述的回转电机固定安装在回转支撑座的一侧，且回转电机的输出轴与回转支撑座的动力输入端通过平键相连接;所述的双联升降气缸有三个，且对称布置在回转支撑座与六边形支撑板之间，所述的双联升降气缸的底部、顶部分别与回转支撑座、六边形支撑板通过螺钉相固连；所述的串联式机械手包括腰部支架、大臂电机、大臂、小臂、小臂调节推杆、前臂调节机构和前臂，所述的腰部支架的底部固定安装在回转升降装置的六边形支撑板上;所述的大臂的下端与腰部支架通过铰链相连接，所述的大臂电机固定安装在腰部支架的一侧，且大臂电机的输出端与大臂的下端通过螺钉相固连;所述的小臂的后端与大臂的上端通过铰链相连接，小臂的前端与前臂的后端通过铰链相连接;所述的小臂调节推杆的下端与腰部支架通过铰链相连接，小臂调节推杆的上端与小臂的后端通过铰链相连接；所述前臂调节机构包括前臂调节电机、后摆杆、后连杆、人字形连杆、前连杆和前摆杆，所述的前臂调节电机固定安装在腰部支架的另一侧，所述的后摆杆的内侧端与前臂调节电机的输出端固连，后摆杆的外侧端与后连杆的下端通过铰链相连接;所述的人字形连杆的中部与大臂的上端通过铰链相连接，人字形连杆的后端与后连杆的上端通过铰链相连接，人字形连杆的前端与前连杆的后端通过铰链相连接;所述的前摆杆的一端与前臂的中部固连，前摆杆的另一端与前连杆的前端通过铰链相连接；所述的视觉系统包括摄像机支架和工业摄像机，所述的摄像机支架固定安装在小臂后端的顶部，所述的工业摄像机固定安装在摄像机支架的顶部；所述的清理器包括清理支架、负压吸管和真空栗，所述的清理支架固定安装在前臂中部的下方，所述的负压吸管固定安装在清理支架上，所述的真空栗固定安装在平台车架内，所述的负压吸管与真空栗之间通过软管相连接。2.根据权利要求1所述的一种铸造用辅助作业机器人，其特征在于:所述的末端执行器包括腕部马达、夹紧气缸、夹紧支架、锥形夹爪和弹性防脱器，所述的腕部马达的后端固定安装在前臂的前端，腕部马达的输出端与夹紧气缸相固连，所述的夹紧支架的后端固定安装在夹紧气缸的输出端，所述的锥形夹爪固定安装在夹紧支架上，所述的弹性防脱器通过螺钉固定安装在锥形夹爪的外侧下端。3.根据权利要求1所述的一种铸造用辅助作业机器人，其特征在于:所述的驱动轮有四个，且均为全向驱动轮。4.根据权利要求1所述的一种铸造用辅助作业机器人，其特征在于:所述的支撑盘的截面为等腰梯形。5.根据权利要求1所述的一种铸造用辅助作业机器人，其特征在于:所述的小臂调节推杆采用电动推杆或伺服气缸。6.根据权利要求1所述的一种铸造用辅助作业机器人，其特征在于:所述的腕部马达采用伺服减速电机或伺服旋转气缸，所述的回转电机、大臂电机和前臂调节电机均采用伺服减速电机。7.根据权利要求1所述的一种铸造用辅助作业机器人，其特征在于:在所述的锥形夹爪的内表面设有由耐磨橡胶制成的齿形防滑层。

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