申请/专利权人：苏州新优化投资咨询有限公司

申请日：2017-12-11

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN107825450B

主分类号：B25J15/00

分类号：B25J15/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2022.03.04#专利申请权的转移;2018.05.04#著录事项变更;2018.04.17#实质审查的生效;2018.03.23#公开

摘要：本发明公开了一种开关门机械手，其特征在于：包括门锁转舌夹持机构和门锁按键触碰机构，所述门锁转舌夹持机构和门锁按键触碰机构均安装在连接座上，所述连接座通过刚性弹簧连接在固定座上。本发明的开关门机械手形成开关门机器人的动作执行部件，用于取代人工实现安装有转舌门锁合页柜门的自动开关柜门，结构设计巧妙，性能稳定，实用性强，有效解决实现数据中心机房自动化巡检所面临的的如何通过机械的方式去开关柜门的技术难题。

主权项：1.一种开关门机器人，其特征在于：包括多自由度机械臂和开关门机械手，所述开关门机械手通过其固定座安装在多自由度机械臂的末关节的法兰盘上；所述开关门机械手包括门锁转舌夹持机构和门锁按键触碰机构，所述门锁转舌夹持机构和门锁按键触碰机构均安装在连接座上，所述连接座通过刚性弹簧连接在固定座上；所述门锁按键触碰机构包括触指、滑动杆和触指固定块，所述触指固定块安装在连接座上，所述触指固定块内设有轴孔，所述滑动杆穿设在轴孔内，所述触指连接在滑动杆伸出轴孔向外延伸的端部上；所述门锁转舌夹持机构包括一对能够开合的夹爪，所述夹爪的夹持端设有“V”字形凸台；所述门锁转舌夹持机构还包括夹爪驱动器，所述夹爪驱动器安装在连接座上，所述夹爪驱动器上设有一对滑块，一对所述夹爪通过夹爪连接件分别固定在一对滑块上；其中，使用该开关门机器人进行转舌门锁合页门的开关门方法包括以下步骤：开门步骤为：（K1）、多自由度机械臂驱动开关门机械手水平接近门锁，固定在滑动杆末端的触指触碰并按压所述门锁上的按键；（K2）、按压所述按键后门锁转舌自动弹出，夹爪驱动器驱动一对夹爪夹持所述门锁转舌；（K3）、多自由度机械臂的末关节法兰盘执行转动，带动开关门机械手和被夹紧的门锁转舌同步旋转90°，打开门锁；（K4）、多自由度机械臂拉动门把手，打开合页门，夹爪驱动器驱动一对夹爪释放所述门锁转舌；关门步骤为：（G1）、多自由度机械臂驱动开关门机械手移动到门锁转舌的位置，且门锁转舌位于一对夹爪的中间；（G2）、夹爪驱动器驱动一对夹爪夹持门锁转舌；（G3）、多自由度机械臂驱动开关门机械手和被夹紧的门锁转舌反方向旋转90°；（G4）、夹爪驱动器驱动一对夹爪释放门锁转舌，多自由度机械臂驱动开关门机械手脱离门锁转舌；（G5）、多自由度机械臂驱动开关门机械手的触指水平按压门锁转舌的上表面直至门锁转舌复位，关闭合页门。

全文数据：开关门机械手、开关门机器人和开关门方法技术领域[0001]本发明涉及一种开关门机械手、使用该机械手的开关门机器人和开关门方法。背景技术[0002]科学技术的不断进步以及信息通信技术的发展，机房运行可靠性以及重要性随之增加，机房巡检工作受到了更多的重视。数据中心机房巡检是数据中心日常运维工作之一，通过对各类生产设备状态的巡查和监视，能够第一时间发现故障或故障隐患，并及时加以维修和防范，确保生产的安全和稳定。在实际操作过程中，机房巡检往往通过人工巡检的方式进行，巡检周期通常为1-3次天。[0003]然而，人工巡检却存在着巡检周期长、存在长时间的间断期、存在漏看、错看的可能以及增加巡检频次会带来更高的人力成本等弊端。另一方面，随着互联网时代的到来，数据的爆炸性增长导致数据中心机房的设备数量急剧上升，机房巡检的工作量大大增加，且机房存在各种不利的工作因素，例如存在大量的电磁波，从而对人员身体造成伤害。因此，机房巡检迫切需要一种自动化方案去解放工作人员。[0004]对于机房的自动化巡检，首要解决的是如何通过机械手段去完成和人力同样的操作。然而相比人手，机械手的灵巧性往往偏低，通过机械方式去替代人工，多数情况下都是一大难点。正如在机房巡检中，对于设备状态的巡查和监视，必须要解决的是如何打开机柜门，来对里面的电气设备进行有针对性地监察。人手在开关机柜门这方面的操作，无疑是游刃有余，但是如果通过机械手的方式去实现，这其中的难度系数将大大增加。[0005]实现数据中心机房的自动化巡检，迫切需要解决如何通过机械的方式去开关机柜门这一大难题，经充分调研，尚未有相关专利及文献，提及该问题的具体解决措施。发明内容[0006]本发明提供一种开关门机械手，取代人工来开关机柜的柜门，结构设计巧妙，性能稳定，实用性强，机械手本身具备柔性，能够对机械手转动轴心与门锁旋转轴心之间的位置偏差进行补偿，很好地保证机械手工作时的可靠性，有效避免对门锁把手的损伤。[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种开关门机械手，包括门锁转舌夹持机构和门锁按键触碰机构，所述门锁转舌夹持机构和门锁按键触碰机构均安装在连接座上，所述连接座通过刚性弹簧连接在固定座上。[0008]本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述门锁转舌夹持机构包括一对能够开合的夹爪，所述夹爪的夹持端设有“V”字形凸台。[0009]本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述门锁转舌夹持机构还包括夹爪驱动器，所述夹爪驱动器安装在连接座上，所述夹爪驱动器上设有一对滑块，一对所述夹爪通过夹爪连接件分别固定在一对滑块上。[0010]本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述夹爪连接件上设有加强筋。[0011]本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述夹爪驱动器上设有直线滑轨，一对滑块均设置在所述直线滑轨上。[0012]本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述夹爪驱动器能够自锁。[0013]本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述门锁按键触碰机构包括触指、滑动杆和触指固定块，所述触指固定块安装在连接座上，所述触指固定块内设有轴孔，所述滑动杆穿设在轴孔内，所述触指连接在滑动杆伸出轴孔向外延伸的端部上。[0014]本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述滑动杆能够在轴孔内沿轴向往复移动，所述轴孔内还设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端抵接在触指固定块上，其另一端抵接滑动杆。[0015]为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种开关门机器人，包括多自由度机械臂和以上结构的开关门机械手，所述开关门机械手通过其固定座安装在多自由度机械臂的末关节的法兰盘上。[0016]为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种转舌门锁合页门的开关门方法，[0017]开门步骤为：[G018]K1、多自由度机械臂驱动开关门机械手水平接近门锁，固定在滑动杆末端的触指触碰并按压所述门锁上的按键；[0019]K2、按压所述按键后门锁转舌自动弹出，夹爪驱动器驱动一对夹爪夹持所述门锁转舌；[°020]K3、多自由度机械臂的末关节法兰盘执行转动，带动开关门机械手和被夹紧的门锁转舌同步旋转90°，打开门锁；[0021]K4、多自由度机械臂拉动门把手，打开合页门，夹爪驱动器驱动一对夹爪释放所述门锁转舌；[0022]关门步骤为：[°023]G1、多自由度机械臂驱动开关门机械手移动到门锁转舌的位置，且门锁转舌位于一对夹爪的中间；[0024]G2、夹爪驱动器驱动一对夹爪夹持门锁转舌；[0025]G3、多自由度机械臂驱动开关门机械手和被夹紧的门锁转舌反方向旋转90°;[0026]G4、夹爪驱动器驱动一对夹爪释放门锁转舌，多自由度机械臂驱动开关门机械手脱离门锁转舌；[0027]G5、多自由度机械臂驱动开关门机械手的触指水平按压门锁转舌的上表面直至门锁转舌复位，关闭合页门。[0028]其一、本发明的开关门机械手，用于取代人工实现安装有转舌门锁合页柜门的自动开关柜门，结构设计巧妙，性能稳定，实用性强，有效解决实现数据中心机房自动化巡检所面临的的如何通过机械的方式去开关柜门的技术难题。[0029]其二、机械手本身具备柔性，能够对机械手转动轴心与门锁旋转轴心之间的位置偏差进行补偿，很好地保证机械手工作时的可靠性，有效避免对门锁把手的损伤。附图说明[0030]图1是本发明优选实施例中机械手的立体结构示意图；[0031]图2是本发明优选实施例中机械手的爆炸结构示意图；[0032]图3是本发明优选实施例中门锁按键触碰机构的结构示意图；[0033]图4是图1中夹爪连接件的结构示意图；’[0034]图5是图1中夹爪的结构示意图；[0035]图6是图1中连接座的结构示意图；[0036]图7是本发明第二实施例中机器人的结构示意图；[0037]图8是开关门机器人打开门锁的过程示意图。’[0038]其中：100-门锁转舌，101-按键；[0039]2_门锁转舌夹持机构，2卜夹爪，22—凸台，23—夹爪驱动器，24—滑块，25_加强筋，26-直线滑轨，27-夹爪连接件；[0040]4-门锁按键触碰机构，41-触指，42-滑动杆，43-触指固定块，44-缓冲弹簧；_1]6-连接座，7-固定座，8-刚性弹簧，9-多自由度机械臂，10-法兰盘;20-开关门机械手。具体实施方式[0042]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。[0043]实施例一[0044]如图1-6所示，本实施例公开了一种开关门机械手，包括门锁转舌夹持机构2和门锁按键触碰机构4,门锁转舌夹持机构2用于夹持门锁转舌，门锁按键触碰机构4用于接触并按压门锁按键。现有的转舌门锁在门锁按键被按压后门锁转舌自动弹出，门锁转舌弹出后由门锁转舌夹持机构2夹持门锁转舌，门锁转舌被夹持后旋转即可打开门锁。本实施例技术方案中上述门锁转舌夹持机构2和门锁按键触碰机构4均安装在连接座6上，上述连接座6通过刚性弹簧8连接在固定座7上，开关门机械手安装使用时，开关门机械手整体通过固定座7安装至机械手臂上。刚性弹簧8—方面具有足够的刚度，能够保证开关门机械手在未执行动作时处于水平状态，避免出现机器人相对于机械臂呈下垂状态，进而造成机械手动作精度的大大降低；另一方面，刚性弹簧8并非绝对刚性部件，可以使固定在刚性弹簧一端的用于开关门的执行部件在外力作用下能够产生一定的摆幅，因而使得机械手本身具备适当的柔性，在执行开关门动作时，机械手所具备的的柔性能使其表现出显著的优势:在配合机械臂转动门锁转舌以打开合页门时，机械手的转动轴心与转舌门锁的旋转轴心难免会存在一定的位置偏差，进而使门锁转舌收到由机械手所施加的额外的附加力。由于机械手具有柔性，将使其执行部件产生小幅度的摆动，补偿了机械手的转动轴心与转舌门锁的旋转轴心的位置偏差，大大减小了附加力对门锁转舌的作用，保护门锁免受损坏。[0045]如图6所示，本实施例技术方案中连接座6优选使用连接法兰，门锁转舌夹持机构2和门锁按键触碰机构分别固定在连接法兰的上下两端。而固定座7优选使用与机械臂关节法兰盘配合的固定法兰。[0046]如图1-2、4-5所示，上述门锁转舌夹持机，2包括一对能够开合的夹爪21，一对夹爪21在夹爪驱动器23的驱动下夹持或者释放门锁转舌。具体的，上述夹爪驱动器23安装在连接座6上，上述夹爪驱动器23上设有一对滑块24,一对上述夹爪21通过夹爪连接件2?分别固定在一对滑块24上。上述夹爪驱动器23能够自锁，能够保证机械手在工作时能够可靠地夹紧门锁转舌。本实施例技术方案中，上述夹爪驱动器优选采用电动执行器，电动执行器由电机驱动，当给电动执行器通电并给予适当的控制时间时，两个滑块24产生相对运动，实现夹爪21的开合动作，进而夹持或者释放门锁转舌。为了保证门锁转舌能够可靠的被夹持，避免松脱情况的发生，上述夹爪21的夹持端设有“V”字形凸台;此外，当夹爪21夹持门锁转舌时，夹爪21与转舌直接接触，为了防止磨损门锁转舌，夹爪21优选采用高强度工程塑料制成。[0047]如图4所述，上述夹爪连接件27外形为“L”字形，其上设有加强筋25以提高其连接刚度。[0048]上述夹爪驱动器23上设有直线滑轨26,一对滑块24均设置在上述直线滑轨26上。直线滑轨26约束滑块24直线滑动，以此来提高夹爪21的夹持稳定性和夹持精度。[0049]如图1-3所示，上述门锁按键触碰机构4包括触指41、滑动杆42、触指固定块43和缓冲弹簧44，上述触指固定块43安装在连接座6上，上述触指固定块43内设有轴孔，上述滑动杆42穿设在轴孔内、且能够在轴孔内沿轴向往复移动，上述触指41连接在滑动杆42伸出轴孔向外延伸的端部上，上述缓冲弹簧44的一端抵接在触指固定块43上，其另一端抵接滑动杆42。上述触指41呈锥状外形，与滑动杆伸出的一端固定连接，为了避免触指在机械手执行开关门动作时，与门锁上的按键及转舌直接接触可能会造成的磨损，触指41的材质优选使用具有高耐磨性和高强度的工程塑料。上述触指41、滑动杆42、触指固定座43和缓冲弹簧44共同组成了一个具有柔性的触头机构，机械手执行开关门动作过程中，当触指与门锁上的按键和转舌瞬间接触时，将会产生较大的接触冲击力，由于触头机构的柔性，接触冲击力将使得上述滑动杆42回缩，进而压缩缓冲弹簧，最终接触冲击能量将被缓冲弹簧44吸收，从而避免了触指与门锁的直接刚性接触可能造成门锁的损坏。[0050]实施例二[0051]如图7所示，本实施例公开了一种开关门机器人，包括多自由度机械臂9和以上结构的开关门机械手，上述开关门机械手通过其固定座7安装在多自由度机械臂9的末关节的法兰盘10上。以上结构的机械手形成多自由度机械臂9的动作执行部件，在多自由度机械臂9的驱动下完成合页门的自动开关门。[0052]其完成合页门开关的步骤如下：[0053]一）、如图8所示，开门步骤为：[0054]K1、多自由度机械臂9驱动开关门机械手水平接近门锁，固定在滑动杆42末端的触指41触碰并按压上述门锁上的按键101;[0055]K2、按压上述按键101后门锁转舌100自动弹出，夹爪驱动器驱动一对夹爪21夹持上述门锁转舌100;[0056]K3、多自由度机械臂9的末关节法兰盘10执行转动，带动开关门机械手和被夹紧的门锁转舌100同步旋转90°，打开门锁；[0057]K4、多自由度机械臂9拉动门把手，打开合页门，夹爪驱动器驱动一对夹爪释放上述门锁转舌100;[0058]二、关门步骤为：[0059]G1、多自由度机械臂9驱动开关门机械手移动到门锁转舌100的位置，且门锁转舌100位于一对夹爪21的中间；[0060]G2、夹爪驱动器驱动一对夹爪21夹持门锁转舌100;[0061]G3、多自由度机械臂9驱动开关门机械手和被夹紧的门锁转舌100反方向旋转90。；[0062]G4、夹爪驱动器驱动一对夹爪释放门锁转舌，多自由度机械臂9驱动开关门机械手脱离门锁转舌100;[0063]G5、多自由度机械臂9驱动开关门机械手的触指21水平按压门锁转舌的上表面直至门锁转舌复位，关闭合页门。[0064]以上，开关门机械手形成开关门机器人的动作执行部件，用于取代人工实现安装有转舌门锁合页柜门的自动开关柜门，结构设计巧妙，性能稳定，实用性强，有效解决实现数据中心机房自动化巡检所面临的的如何通过机械的方式去开关柜门的技术难题。[0065]以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

权利要求：1.一种开关门机械手，其特征在于:包括门锁转舌夹持机构和门锁按键触碰机构，所述门锁转舌夹持机构和门锁按键触碰机构均安装在连接座上，所述连接座通过刚性弹簧连接在固定座上。2.如权利要求1所述的开关门机械手，其特征在于:所述门锁转舌夹持机构包括一对能够开合的夹爪，所述夹爪的夹持端设有“V”字形凸台。3.如权利要求2所述的开关门机械手，其特征在于:所述门锁转舌夹持机构还包括夹爪驱动器，所述夹爪驱动器安装在连接座上，所述夹爪驱动器上设有一对滑块，一对所述夹爪通过夹爪连接件分别固定在一对滑块上。4.如权利要求3所述的开关门机械手，其特征在于:所述夹爪连接件上设有加强筋。5.如权利要求3所述的开关门机械手，其特征在于:所述夹爪驱动器上设有直线滑轨，一对滑块均设置在所述直线滑轨上。6.如权利要求3所述的开关门机械手，其特征在于:所述夹爪驱动器能够自锁。7.如权利要求1所述的开关门机械手，其特征在于:所述门锁按键触碰机构包括触指、滑动杆和触指固定块，所述触指固定块安装在连接座上，所述触指固定块内设有轴孔，所述滑动杆穿设在轴孔内，所述触指连接在滑动杆伸出轴孔向外延伸的端部上。8.如权利要求6所述的开关门机械手，其特征在于:所述滑动杆能够在轴孔内沿轴向往复移动，所述轴孔内还设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端抵接在触指固定块上，其另一端抵接滑动杆。9.一种开关门机器人，其特征在于:包括多自由度机械臂和如权利要求1-8任一项所述的开关门机械手，所述开关门机械手通过其固定座安装在多自由度机械臂的末关节的法兰盘上。10.—种转舌门锁合页门的开关门方法，其特征在于：开门步骤为：K1、多自由度机械臂驱动开关门机械手水平接近门锁，固定在滑动杆末端的触指触碰并按压所述门锁上的按键；K2、按压所述按键后门锁转舌自动弹出，夹爪驱动器驱动一对夹爪夹持所述门锁转舌；K3、多自由度机械臂的末关节法兰盘执行转动，带动开关门机械手和被夹紧的门锁转舌同步旋转90°，打开门锁；K4、多自由度机械臂拉动门把手，打开合页门，夹爪驱动器驱动一对夹爪释放所述门锁转舌；关门步骤为：G1、多自由度机械臂驱动开关门机械手移动到门锁转舌的位置，且门锁转舌位于一对夹爪的中间；G2、夹爪驱动器驱动一对夹爪夹持门锁转舌；G3、多自由度机械臂驱动开关门机械手和被夹紧的门锁转舌反方向旋转90°;G4、夹爪驱动器驱动一对夹爪释放门锁转舌，多自由度机械臂驱动开关门机械手脱离门锁转舌；G5、多自由度机械臂驱动开关门机械手的触指水平按压门锁转舌的上表面直至门锁转舌复位，关闭合页门。

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