本實用新型涉及自動化領(lǐng)域，具體說是一種氣動多爪卡盤裝置。

背景技術(shù)：

生產(chǎn)制造、醫(yī)療衛(wèi)生、核試驗與核電、冶金化工等行業(yè)諸多場所會產(chǎn)生大量組分復(fù)雜、濃度不均、腐蝕性大、放射性高的?；芤?，對人、動物以及環(huán)境極易造成嚴(yán)重傷害。此類?；芤阂话悴捎酶綦x的辦法存儲在封閉空間中，經(jīng)過收集存儲、取樣檢測、凈化處理以及排放等步驟，用稀釋或固化等方法處理后，轉(zhuǎn)換成小體積的濃縮物并加以貯藏，待腐蝕性和放射性小于最大允許排放指標(biāo)后，將其排于環(huán)境中進(jìn)行掩埋或擴散。?；芤旱娜訖z測是處理過程中非常重要的環(huán)節(jié)，此階段將對?；芤旱某煞旨昂窟M(jìn)行檢測，只有充分檢測后才能找到有效的?；芤禾幚矸椒ǎ挥薪?jīng)過嚴(yán)格處理后才能將其危害降低到最低。

危化溶液取樣檢測時需采用先進(jìn)的方法和手段少量提取溶液，進(jìn)行成分和含量分析。從已公開的記錄和資料來看，大部分?；芤禾崛〔捎玫氖腔谡婵瘴〉姆绞綐?gòu)建的固定危化溶液提取裝置，該裝置主要由真空泵、吸取管、控制開關(guān)以及攝像頭等組成，與危化溶液處理設(shè)備一起固定在某個地方，在人工的參與下完成?；芤旱奶崛。擃愌b置出于穩(wěn)定性考慮幾乎沒有采用精確提取控制的措施，所以難以實現(xiàn)危化溶液的定量和隨機抽檢。固定式自動夾取裝置需要與其他?；芤簷z測設(shè)備配合使用，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，而且不能與諸如機器人等自動化設(shè)備有效集成，柔性很差，尤其在裝置發(fā)生故障或?；芤航M分變化的情況下，?；芤簥A取裝置就無法使用，缺少靈活多變的?；芤簥A取工具。同時，當(dāng)前的危化溶液夾取裝置一般對外部環(huán)境有一定要求，適用于一般的工業(yè)環(huán)境，不能應(yīng)用于較惡劣的高危環(huán)境。那么需要一種能適應(yīng)不同環(huán)境的危化溶液夾取裝置來協(xié)助進(jìn)行?；芤禾崛　Ｈ鄙凫`活的提取手段的問題成為制約?；芤禾幚硇侍嵘钠款i。

另外，許多場合沒有固定式危化溶液提取設(shè)備，當(dāng)提取的危化溶液種類比較多、距離比較遠(yuǎn)、工作環(huán)境比較惡劣時，需要人進(jìn)入不同的環(huán)境甚至是高危環(huán)境中手工操作，出現(xiàn)（1）人較長時間處在惡劣環(huán)境中作業(yè)，易受到傷害；（2）危化溶液取量不準(zhǔn)，作業(yè)效率較低；（3）多余?；芤翰灰滋幚淼葐栴}。這些問題已嚴(yán)重影響?；芤簷z測環(huán)節(jié)的處理效率和人的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，本實用新型提供了一種氣動多爪卡盤裝置，成為移動機器人的有效組成部分，提高高危環(huán)境下?；芤禾崛〉募啥?、柔性以及高工作效率。

本實用新型由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種氣動多爪卡盤裝置，包括本體、卡爪以及壓力傳感器；所述本體內(nèi)部有氣路，本體外部設(shè)置有氣動連接口以及卡爪導(dǎo)向槽，所述壓力傳感器安裝于卡爪內(nèi)側(cè)。

進(jìn)一步的，還包括氣動裝置，所述本體通過氣動連接口與氣動裝置連接。

進(jìn)一步的，所述卡爪采用耐腐蝕不銹鋼材料，其內(nèi)側(cè)鋪設(shè)防輻射的多離子織物柔性材料保護壓力傳感器。

進(jìn)一步的，還包括夾具本體，所述本體的端部設(shè)置有連接法蘭，用于連接夾具本體。

進(jìn)一步的，還包括多關(guān)節(jié)機械臂PLC控制器，所述多關(guān)節(jié)機械臂PLC控制器與氣動裝置連接。

進(jìn)一步的，還包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，所述壓力傳感器通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與多關(guān)節(jié)機械臂PLC控制器連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果如下：

以速度控制閥和壓力控制閥為核心設(shè)計氣動裝置，為?；芤簥A取操作提供動力，通過卡爪內(nèi)側(cè)的力傳感器的力反饋，協(xié)調(diào)氣動裝置進(jìn)行氣體流量和速度的控制，從而使氣動裝置整體結(jié)構(gòu)經(jīng)濟簡單、快速方便地為后面結(jié)構(gòu)提供動力。

采用三爪結(jié)構(gòu)設(shè)計夾取機構(gòu)，在氣動裝置的協(xié)調(diào)控制下完成自定心，從而牢固穩(wěn)定地進(jìn)行夾取，也使夾具本體結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸較小、質(zhì)量較輕，便于與機器人等自動化設(shè)備集成。

通過將壓力傳感器安裝在卡爪內(nèi)側(cè)，由柔性材料保護，便于取液量杯的柔性夾取操作，再與外面的PLC控制器集成，可實時監(jiān)測抓取盛放?；芤旱娜∫毫勘瓡r的抓取力，保證抓取過程的可控。

卡爪等重要部件采用耐腐蝕不銹鋼材料，外面鋪設(shè)防腐蝕的鉛皮材料，同時采用多離子織物柔性材料保護壓力傳感器，使氣動夾取裝置與外部輻射環(huán)境隔離，保證其在較為惡劣的高危環(huán)境下常時間穩(wěn)定工作。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統(tǒng)工作原理圖。

圖2為本實用新型的系統(tǒng)組成框圖。

圖3為本實用新型的移動機器人結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本實用新型的移動機器人系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本實用新型的控制指令及傳遞過程網(wǎng)狀圖。

圖6為本實用新型的無線通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

圖7為本實用新型的總控制臺系統(tǒng)軟硬件框架圖。

圖8為本實用新型的總控制臺軟硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

圖9為本實用新型的本實用新型的總控制臺外形結(jié)構(gòu)圖。

圖10為本實用新型的移動小車系統(tǒng)模塊框圖。

圖11為本實用新型的移動小車本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖12為本實用新型的多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)模塊框圖。

圖13為本實用新型的夾具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖14為本實用新型的夾具系統(tǒng)模塊框圖。

圖15為本實用新型的氣動三爪卡盤結(jié)構(gòu)圖。

圖16為本實用新型的取液容器本體結(jié)構(gòu)圖。

圖17為本實用新型定量取液氣動裝置圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式進(jìn)一步說明本實用新型。

根據(jù)?；芤旱奶攸c和自動定量提取的流程，考慮操作安全性以及功能的可靠實現(xiàn)，設(shè)計一種基于移動機器人的高危環(huán)境下?；芤鹤詣佣刻崛∠到y(tǒng)，工作原理如圖1所示。整體采用控制機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)分離的思想，移動機器人系統(tǒng)作為執(zhí)行機構(gòu)放置在高危環(huán)境內(nèi)部，總控制臺作為控制機構(gòu)放在高危環(huán)境外部，不但適合一般溶液隨機定量提取要求，還適于放射性高、化學(xué)成分不確定、品種類型多、安全要求高的危化溶液隨機定量提取要求的場景，具有良好的靈活性。

如圖2所示：該系統(tǒng)包括總控制臺系統(tǒng)、無線通訊數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、移動小車系統(tǒng)、多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)、多功能夾具系統(tǒng)、視覺超聲波檢測系統(tǒng)、危化溶液存儲系統(tǒng)及電源系統(tǒng)等。其中，移動小車系統(tǒng)、多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)、多功能夾具系統(tǒng)、?；芤捍鎯ο到y(tǒng)以及視覺超聲波檢測系統(tǒng)構(gòu)成移動機器人系統(tǒng)。

如圖3所示：所述移動機器人包括移動小車系統(tǒng)、多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)、視覺超聲波檢測系統(tǒng)及?；芤捍鎯ο到y(tǒng)，且多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)、視覺超聲波檢測系統(tǒng)、?；芤捍鎯ο到y(tǒng)均布置于移動小車系統(tǒng)上；所述總控制臺系統(tǒng)基于通訊網(wǎng)絡(luò)與移動小車系統(tǒng)通信連接，并通過移動小車系統(tǒng)獲取移動機器人上各系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)，同時發(fā)送取液信息和運動指令給移動小車系統(tǒng)；所述移動小車系統(tǒng)接收并轉(zhuǎn)發(fā)總控制臺系統(tǒng)發(fā)出的取液信息和運動指令，實現(xiàn)移動機器人在?；芤翰杉头胖镁€路上的移動；所述移動小車系統(tǒng)分別與多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)和?；芤捍鎯ο到y(tǒng)相連，所述多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)與夾具系統(tǒng)相連，所述視頻超聲波檢測系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與總控制臺系統(tǒng)通信連接。

圖4為移動機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制圖，總控制臺系統(tǒng)作為指令發(fā)送和實時數(shù)據(jù)處理中心，通過通訊模塊實時與移動小車系統(tǒng)、多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)等主系統(tǒng)，視覺超聲波檢測系統(tǒng)、多功能夾具系統(tǒng)以及危化溶液存儲系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)聯(lián)系起來，構(gòu)成高危環(huán)境下移動機器人控制系統(tǒng)。

具體的，總控制臺系統(tǒng)通過有線與無線的混合局域網(wǎng)與無線通訊模塊連接，無線通訊模塊通過以太網(wǎng)接口與移動小車系統(tǒng)的PLC控制器相連。移動小車系統(tǒng)與多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)采用主從控制模式，即移動小車系統(tǒng)的PLC控制器作為主站，多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)的PLC控制器作為從站，兩者通過Prifibus DP模塊接口連接，用于執(zhí)行移動和操作行為，且多關(guān)節(jié)機械臂基座安裝在移動小車頂部前端。?；芤捍鎯ο到y(tǒng)安裝在移動小車頂部后端，其量杯重量傳感器和氣動密封蓋電磁閥通過O/I模塊與移動小車PLC控制器集成在一起，用于?；芤喊踩鎯桶徇\。多功能夾具系統(tǒng)安裝在機械臂末端，其檢測傳感器、氣動系統(tǒng)電磁閥等通過O/I模塊與機械臂控制器集成在一起，用于?；芤憾刻崛『蛫A取。安裝在移動小車內(nèi)部的電源系統(tǒng)為主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)提供移動、操作、檢測所需的能量，由無線充電裝置、鋰離子電池組以及電源管理模塊等三部分組成，其中電源管理模塊為由MCU微控單元、PMIC電源管理集成電路以及各種傳感器組成的電源控制裝置。

圖5為本實用新型的控制指令及傳遞過程網(wǎng)狀圖，系統(tǒng)控制指令及傳遞過程描述為，工作時總控制臺通過指令輸入與發(fā)送模塊經(jīng)無線傳輸裝置發(fā)送危化溶液提取參數(shù)信號、動作指令信號給移動小車系統(tǒng)、視覺超聲波檢測系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)，三大系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)自檢無誤后開始工作。移動小車按照指令移動，完成規(guī)定任務(wù)后發(fā)送動作指令給多關(guān)節(jié)機械臂，使機械臂進(jìn)行相應(yīng)的危化溶液提取與抓取操作，機械臂動作的同時?；芤捍鎯ο到y(tǒng)按照移動小車的控制指令配合機械臂工作。另外，視覺超聲波檢測系統(tǒng)將現(xiàn)場采集到的視頻信息和超聲波數(shù)據(jù)采集信息返回給主控臺。電源系統(tǒng)給各個子系統(tǒng)供電，并把電池狀態(tài)反饋給總控臺。

圖6為無線通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，在高危環(huán)境內(nèi)外，構(gòu)建基于IEEE 802.11b/g/a/h通訊協(xié)議的WIFI無線網(wǎng)絡(luò)，通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)載體，連接總控制臺、移動小車系統(tǒng)、多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)、視覺超聲波檢測系統(tǒng)等，構(gòu)成高危環(huán)境下的控制數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等傳輸?shù)挠行ǖ馈?/p>

通訊系統(tǒng)主要由無線AP、無線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置、局域網(wǎng)等組成，其中局域網(wǎng)是基于IEEE802.3通訊協(xié)議構(gòu)建的以太網(wǎng)，總控制臺通過有線的方式直接連接局域網(wǎng)；無線AP和無線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置為可尋址的裝置，無線AP通過有線方式直接連接局域網(wǎng)，無線通訊裝置一端與移動小車系統(tǒng)、視覺超聲波檢測系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等通過以太網(wǎng)接口連接，另一端通過WIFI網(wǎng)絡(luò)與AP無線連接，從而實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)的高速傳輸。

圖7為本實用新型的總控制臺系統(tǒng)軟硬件框架圖，總控制臺由顯示器、主控計算機、實時通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊等硬件和監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)、后臺數(shù)據(jù)庫、服務(wù)軟件等軟件構(gòu)成。通過有線與無線混合局域網(wǎng)的方式與移動小車系統(tǒng)、多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)、?；芤捍鎯ο到y(tǒng)、視覺超聲波檢測系統(tǒng)等實時通訊，獲取其狀態(tài)參數(shù)，同時發(fā)送取液信息和運動指令給各個模塊，實現(xiàn)移動機器人的遠(yuǎn)程遙控。

監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)基于Windows平臺開發(fā)，安裝在主控計算機上，具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護模塊、取液信息輸入和指令發(fā)送模塊、移動機器人工作狀態(tài)監(jiān)控模塊、視覺超聲波監(jiān)控模塊、安全防護報警模塊以及實時數(shù)據(jù)通訊模塊等六大模塊。

圖8為總控制臺系統(tǒng)的軟硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主控計算機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器等以總線的形式連接在以太網(wǎng)上，通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，主控計算機與各個服務(wù)器實時通訊，便于監(jiān)控軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和處理。實時通訊服務(wù)器上面安裝有通訊服務(wù)軟件，及時抓取主控計算機下達(dá)的指令給各個子系統(tǒng)，同時抓取各個子系統(tǒng)反饋的狀態(tài)數(shù)據(jù)和傳感數(shù)據(jù)，并存儲在數(shù)據(jù)服務(wù)器和視頻服務(wù)器上。數(shù)據(jù)服務(wù)器上安裝關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，為監(jiān)控軟件提供數(shù)據(jù)存儲支撐，實時存儲各項操作數(shù)據(jù)、反饋數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)維護數(shù)據(jù)、安全運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、發(fā)送指令歷史數(shù)據(jù)等。視頻服務(wù)器實時存儲視覺超聲波系統(tǒng)采集到的視頻信息和超聲波高度檢測信息。

圖9為本實用新型的總控制臺的一種外形結(jié)構(gòu)圖，采用人機工程學(xué)思想設(shè)計外觀，由兩個顯示器、一個操作臺以及總控臺殼體組成，其中兩個顯示器一個用于可視化監(jiān)控，一個用于控制指令發(fā)送和接收；總控臺殼體由不銹鋼材料制成，表面敷設(shè)1毫米厚鉛皮，起防輻射、耐腐蝕作用。

圖10為本實用新型的移動小車系統(tǒng)模塊框圖，移動小車系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的移動裝置，包括機械本體、控制模塊、驅(qū)動模塊、導(dǎo)航模塊、通訊模塊等五個主要部分。所述移動小車系統(tǒng)包括機械本體、控制模塊、驅(qū)動模塊、導(dǎo)航模塊及通訊模塊；所述機械本體用于提供移動機器人運動的物理結(jié)構(gòu)；所述控制模塊通過通訊模塊和總控制臺系統(tǒng)相連，所述控制模塊通過驅(qū)動模塊與機械本體相連；所述導(dǎo)航模塊與控制模塊相連。

圖11為本實用新型的移動小車系統(tǒng)本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，移動小車機械本體，由小車本體、轉(zhuǎn)向機構(gòu)以及傳感部件組成，其中小車本體呈長方體形狀，車體框架采用鋁合金型材，進(jìn)行全封閉放輻射處理，車體外部敷設(shè)1~2mm厚的鉛皮作為屏蔽材料；小車頂部為主要承載部分，靠前位置有沿圓周均布四個螺紋孔的多關(guān)節(jié)機械臂安裝孔，通過螺栓連接使移動小車與多關(guān)節(jié)機械臂的基座固定板連在一起；車體頂部靠后位置有?；芤捍鎯ρb置安裝座，通過螺栓與?；芤捍鎯ρb置上的安裝座剛性連接；車體左右兩邊底部分布有兩對對稱的四個麥克拉姆輪，構(gòu)成小車的移動部分；車體正右側(cè)布置有信號收發(fā)天線，信號收發(fā)天線與小車內(nèi)部的無線通訊裝置連接，構(gòu)成小車的無線通訊模塊。

小車內(nèi)部根據(jù)合理利用空間的原則，為三層安裝結(jié)構(gòu)，邏輯連接關(guān)系參見“移動機器人系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖”，第一層為上層，主要為多關(guān)節(jié)機械臂的控制部件、無線通訊裝置和視覺超聲波處理裝置，具體多關(guān)節(jié)機械臂的控制部件包括1個多關(guān)節(jié)機械臂控制器、1個運動控制模塊、4個機械臂關(guān)節(jié)的伺服驅(qū)動器，無線通訊裝置為1套基于無線WIFI的無線通訊裝置，視覺超聲波處理裝置為1套基于CCD相機和超聲波的位置檢測裝置；第二層為中間層，主要為移動小車的控制部件、氣動系統(tǒng)，具體移動小車的控制部件包括1個移動小車控制器、1個運動控制模塊、4個移動小車輪子的伺服驅(qū)動器，氣動系統(tǒng)包括1套危化溶液存儲裝置氣動裝置，1套多功能夾具裝置三爪氣動夾具氣動裝置， 1套多功能夾具裝置定量取液裝置的氣動裝置；第三層為底層，為各個裝置提供動力的電源裝置，具體的有一組鋰電池串和1個電源管理裝置。小車底部四角方向布置有4個麥克拉姆輪伺服電機和電機減速器、中間位置布置有一套磁感應(yīng)導(dǎo)航用的導(dǎo)航傳感器和地標(biāo)傳感器、一個無線充電接收器。

移動小車轉(zhuǎn)向機構(gòu)采用基于麥克拉姆輪的四輪獨立驅(qū)動的方式進(jìn)行小車運動控制。麥克拉姆輪由兩個輪轂和一定數(shù)量的小輥子組成，采用兩端支撐結(jié)構(gòu)，小輥子軸線與輪轂軸線夾角為±45°，兩者材料均采用耐腐蝕防輻射材料。四個麥克拉姆輪中兩個左旋結(jié)構(gòu)和兩個右旋結(jié)構(gòu)，以兩左兩右四輪對稱布置的方式安裝在移動小車車體左右兩邊；每個麥克拉姆輪與一個直流伺服電機和電機減速器直連，通過對四個輪子不同的速度控制，實現(xiàn)小車不同方向的運動。

控制模塊：包括PLC控制器和運動控制模塊，移動小車采用PLC控制器加運動控制模塊等方式進(jìn)行運動控制，其中PLC主要負(fù)責(zé)與總控制臺通訊，通過WIFI通訊方式及時接收總控制臺發(fā)出的控制指令和反饋小車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；運動控制模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行PLC接收的信號指令，對移動小車反饋的導(dǎo)航信號、位置信號進(jìn)行實時處理和計算，輸出控制信號給直流伺服驅(qū)動器。另外，移動小車整體采用上位機與下位機結(jié)合的開放式控制模式，其中上位機為總控制臺系統(tǒng)，下位機為移動小車系統(tǒng)的PLC控制器。

驅(qū)動模塊：移動小車驅(qū)動采用直流伺服電機驅(qū)動器和直流伺服電機，直流伺服電機驅(qū)動器一端與移動小車PLC控制器中的運動控制模塊相連，一端與直流伺服電機相連。PLC控制器的運動控制模塊發(fā)送數(shù)字量高速脈沖信號給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器采用位置控制模式根據(jù)控制信號和伺服電機反饋的信號產(chǎn)生脈沖形式的PWM信號，經(jīng)功率放大后驅(qū)動伺服電機，伺服電機根據(jù)伺服驅(qū)動器發(fā)出的脈沖和方向信號進(jìn)行啟動、停止、反轉(zhuǎn)以及變速等動作。

導(dǎo)航模塊：該模塊由磁傳感器和鋪設(shè)在地面的磁條組成，其中磁傳感器分為磁導(dǎo)傳感器和磁地標(biāo)傳感器，磁條分為導(dǎo)引磁條和地標(biāo)磁條。磁感應(yīng)對高危環(huán)境的敏感度不高，故采用磁條導(dǎo)航的方式設(shè)計移動小車的導(dǎo)航模塊，小車底部靠前位置安裝有磁導(dǎo)航傳感器和地標(biāo)傳感器，用于檢測在地面預(yù)定鋪設(shè)的導(dǎo)引磁條和地標(biāo)磁條。移動小車運行時，磁導(dǎo)航傳感器垂直于磁條上方一定距離，采集磁條的磁場強度，判斷磁條相對于磁導(dǎo)航傳感器偏離位置，據(jù)此移動小車自動調(diào)整，確保沿磁條前行。地標(biāo)傳感器不斷讀取地標(biāo)磁條，并據(jù)此判斷運行位置和改變運行狀態(tài)。地標(biāo)磁條垂直于導(dǎo)航磁條方向，貼在導(dǎo)航磁條旁邊的地面上。

通訊模塊：由無線通訊裝置和信號收發(fā)天線組成，其中無線通訊裝置為無線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，安裝在移動小車內(nèi)部第一層，信號收發(fā)天線安裝在移動小車外部右側(cè)。無線通訊模塊一端采用無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE 802.11b/g/a/h，與總控制臺實時無線連接，及時獲取總控臺發(fā)出的取液指令和運動指令，同時將移動小車以及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的狀態(tài)及時報告給總控臺。無線通訊模塊另一端與移動小車PLC控制器通過以太網(wǎng)口相連，及時將總控臺發(fā)出的取液指令和運動指令傳遞給移動小車PLC，同時將移動小車PLC收到的反饋信號傳遞給總控制臺。

圖12為本實用新型的多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)模塊框圖，所述多關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)是根據(jù)高危環(huán)境?；芤憾刻崛√攸c設(shè)計的一個集機械、控制、電氣于一體的開鏈連桿式和直角坐標(biāo)式混合型關(guān)節(jié)機器人，工作范圍最遠(yuǎn)達(dá)到2米，通過螺栓安裝在移動小車頂部，與移動小車協(xié)作完成?；芤禾崞稹⑽；芤恨D(zhuǎn)運、?；芤悍胖玫裙ぷ鳌Ｖ饕C械本體、伺服驅(qū)動以及運動控制部分。

機械本體由執(zhí)行單元、機械臂本體、傳感部件組成。執(zhí)行單元由伺服電機、減速器、軸承及軸承座等部件組成。傳感部件為檢測各個軸伺服電機的角度、轉(zhuǎn)速、電流、電壓等參數(shù)的傳感器。機械臂本體由基座、底座、大臂、小臂以及末端伸縮軸構(gòu)成，共有四個自由度，其中基座與底座、底座與大臂、大臂與小臂之間為轉(zhuǎn)動副，小臂與末端伸縮軸之間為移動副，且小臂與末端伸縮軸之間夾角保持為90°。

機械臂基座采用矩形截面的中空鋁制鑄件，內(nèi)部安裝底座的直流伺服驅(qū)動電機、減速器、軸承以及軸承座等零部件，基座底部為一帶有沿圓周均布四個螺紋孔的固定板，此固定板與移動小車上的多關(guān)節(jié)臂安裝孔通過螺栓剛性連接在一起。底座采用圓形截面的中空鋁制鑄件，內(nèi)部安裝有大臂的直流伺服驅(qū)動電機、減速器、軸承以及軸承座等零部件。大臂采用圓形截面的中空薄壁鋁制鑄件，內(nèi)部安裝有小臂的直流伺服驅(qū)動電機、減速器、軸承以及軸承座等零部件。小臂采用圓形截面的實心鋁制鑄件，末尾安裝有末端伸縮軸的執(zhí)行部件，即伺服電機、同步帶、螺母滾珠絲杠等零部件。末端伸縮軸由伺服電機、同步帶、螺母滾珠絲杠和末端執(zhí)行器組成，在滾珠絲杠運動副里面采用螺母驅(qū)動的方式，使絲杠螺母在直流伺服電機經(jīng)同步帶驅(qū)動下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動絲杠進(jìn)行垂直方向的直線運動。

機械本體各個軸及伺服電機表面均敷設(shè)鉛皮，放置在移動小車外部；控制部分和伺服驅(qū)動部分放置在移動小車內(nèi)部，減輕輻射的影響。

如圖13-圖16所示，所述多功能夾具裝置，是一個集定量取液和夾取搬運功能于一體的電、氣控制裝置，通過螺栓剛性安裝在多關(guān)節(jié)機械臂末端，外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13所示。所述夾具本體正面呈正八邊形，分為對稱兩半，對稱面與水平面成45°夾角。夾具本體上部通過法蘭連接在多關(guān)節(jié)機械臂第四軸末端，下部在水平方向上安裝一個自定心三爪卡盤裝置，在垂直方向上安裝一個定量取液裝置。所述轉(zhuǎn)動裝置由旋轉(zhuǎn)氣缸、氣缸活塞、氣缸固定件、消聲器、位置傳感器等組成，旋轉(zhuǎn)氣缸通過氣缸固定件安裝在夾具本體上半部內(nèi)，氣缸活塞與夾具本體下半部固定相連，工作時由旋轉(zhuǎn)氣缸提供動力，通過氣缸180°轉(zhuǎn)動實現(xiàn)夾具本體兩半之間相對轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)三爪卡盤裝置與定量取液裝置的工具轉(zhuǎn)換。位置傳感器用來檢測氣缸活塞是否轉(zhuǎn)動了180°位置，并將到位信息傳遞給多關(guān)節(jié)機械臂PLC控制器。所述氣動三爪卡盤裝置，為圓柱形氣動自定心三爪裝置，由本體、3個卡爪、3個壓力傳感器、一套氣動裝置組成。三爪卡盤通過工字形法蘭螺紋連接在八邊形夾具本體一邊上，非工作狀態(tài)時三爪卡盤軸線與地面平行，工作狀態(tài)時三爪卡盤軸線與地面垂直。所述定量取液裝置，包括一個取液容器本體、一套檢測傳感裝置、一套氣動裝置。

取液容器本體是一個圓柱狀耐腐蝕玻璃鋼容器，本體左側(cè)上部有一個氣動系統(tǒng)連接口，本體右側(cè)為液面位置檢測傳感裝置，本體內(nèi)部被移動活塞分為上、下容器室。上容器室為氣體室，里面安裝兩個彈簧固定端子和一個壓縮彈簧，可保證氣體室穩(wěn)定有效工作。下容器室為液體室，用于盛放提取的?；芤骸１倔w中間為移動活塞，活塞兩頭放置密封圈，密封圈可有效保證氣體室與液體室的隔斷。

多功能夾具裝置包括一個夾具本體、一個轉(zhuǎn)動裝置、一個氣動三爪卡盤裝置以及一個定量取液裝置。

多功能夾具裝置由機械臂PLC控制器控制，動作過程描述為多關(guān)節(jié)機械臂PLC控制器接收到移動小車PLC控制器發(fā)送的取液指令或抓取指令，若為取液指令，則多關(guān)節(jié)機械臂控制器控制轉(zhuǎn)動裝置將定量取液裝置轉(zhuǎn)到豎直向下的位置，再控制定量取液裝置的氣動電磁閥打開，則?；芤褐饾u進(jìn)入定量取液裝置。與此同時，定量取液裝置中的氣體流量信息、壓力信息、?；芤焊叨刃畔⑼ㄟ^相應(yīng)傳感器快速反饋到多關(guān)節(jié)機械臂控制器，達(dá)到設(shè)定量后停止動作。若為抓取指令，則多關(guān)節(jié)機械臂控制器控制轉(zhuǎn)動裝置將三爪卡盤裝置轉(zhuǎn)到豎直向下的位置，再控制三爪卡盤氣動電磁閥打開，實現(xiàn)三爪卡盤的張開和收緊，達(dá)到抓取的目的，與此同時，三爪卡盤裝置中的卡夾取壓力信息通過相應(yīng)傳感器快速反饋到多關(guān)節(jié)機械臂控制器，與氣動電磁閥配合，實現(xiàn)抓取力的精確控制。

三爪卡盤氣動裝置包括一個3位5通數(shù)字式電磁閥、兩個雙向速度控制閥、一個壓力控制閥以及管線。氣路連接關(guān)系為，首先一條氣路通過管線與壓力控制閥相連，再與電磁閥相連，分成兩條氣路，接著兩條氣路管線與兩個雙向速度控制閥相連，最后兩條管線與本體上的氣動連接口相連。其中數(shù)字式電磁閥與多關(guān)節(jié)機械臂的PLC控制器相連，通過多關(guān)節(jié)機械臂的PLC控制器控制數(shù)字式電磁閥，進(jìn)而控制整條氣路的通斷，實現(xiàn)卡爪同時收緊和張開的功能。氣動裝置安裝在移動小車內(nèi)部第二層。

如圖17所示，檢測傳感裝置是一套液面位置檢測傳感器，呈長條狀，粘貼在取液容器本體右側(cè)，用來檢測液體抽取過程中液面的高度信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換后傳遞給多關(guān)節(jié)機械臂的PLC控制器。液面位置檢測傳感器是由粘接劑、固態(tài)電容組件、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路等組成的液面檢測裝置，固態(tài)電容組件由N組固態(tài)鋁電解電容經(jīng)一定組合而成，可根據(jù)液位的高度變化發(fā)生電容大小變化，再經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路將電容大小變化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，從而實現(xiàn)液位的實時監(jiān)測。固態(tài)電容組件通過粘接劑粘貼在取液容器本體右側(cè)，外面敷設(shè)一層耐腐蝕防輻射的鉛皮材料。

定量取液氣動裝置包括一個3位3通數(shù)字式電磁閥、一個真空發(fā)生器組件、一個雙向速度控制閥、一個流量傳感器、一個氣壓傳感器以及管線，其中3位3通數(shù)字式電磁閥有兩個出氣口，真空發(fā)生器組件有一個進(jìn)氣口，一個出氣口。氣動裝置的連接方式為電磁閥其中一個出氣口與真空發(fā)生器組件的進(jìn)氣口相連，另一個出氣口與真空發(fā)生器組件的出氣口相連，同時真空發(fā)生器組件的出氣口與速度控制閥相連，中間連接一個監(jiān)控氣路中氣體流速的流量傳感器，速度控制閥取液容器本體相連，中間連接一個監(jiān)控氣路壓力的氣壓傳感器。氣動裝置有一個氣源進(jìn)氣口和一個出氣口，氣源進(jìn)氣口連接外部氣源，出氣口與定量取液裝置中的取液容器本體相連，氣動裝置中的數(shù)字式電磁閥的控制端與多關(guān)節(jié)機械臂的PLC控制器相連，實現(xiàn)多關(guān)節(jié)機械臂的PLC控制氣動裝置氣路的通斷。氣動裝置的工作方式為氣源經(jīng)電磁閥流過真空發(fā)生器組件時產(chǎn)生正壓或負(fù)壓，使取液容器本體氣體室內(nèi)的壓力大于或小于液體室內(nèi)的壓力，活塞在壓力差作用下向下或向上移動，實現(xiàn)液體的精確提取和排出。氣動裝置安裝在移動小車內(nèi)部第二層。

對于具體實施方式的理解的描述僅僅是為幫助理解本實用新型，而不是用來限制本實用新型的。本領(lǐng)域技術(shù)人員均可以利用本實用新型的思想進(jìn)行一些改動和變化，只要其技術(shù)手段沒有脫離本實用新型的思想和要點，仍然在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。