一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置的製作方法

2023-05-31 18:42:56 1

本發明涉及一種鍵盤自動拆卸裝置，屬於小型機電產品回收處理設備技術領域。

背景技術：

隨著計算機技術和機電產業的飛速發展，如何實現大量機電產品廢棄物綠色分類回收，亟待解決。計算機鍵盤作為一種普遍的小型機電產品，每年鍵盤的報廢量十分巨大，目前我國關於報廢鍵盤的回收處理方式主要是與其他機電產品混合一同處理，完全破壞鍵盤分離回收各種材料，無專門的鍵盤自動拆卸裝置，導致在回收鍵盤時產生一定的汙染物，違背綠色回收理念，且處理成本較高，不能實現鍵盤各種部件的有效回收再利用。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明的主要目的在於提供一種能精確定位和控制，零汙染，實現鍵盤各零部件整體拆卸回收的基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置。

為此本發明所採用的技術方案是：一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，所述裝置包括機架、鍵盤夾具、鍵盤傳送機構、鍵盤數據線剪切機構、鍵盤殼體螺釘拆卸機構和鍵盤殼體輸出機構；

鍵盤夾具與鍵盤傳送機構連接；

鍵盤傳送機構固定於機架支撐杆上；

鍵盤數據線剪切機構固定於機架連接杆上；

鍵盤殼體螺釘拆卸機構固定設於機架底板上；

鍵盤殼體輸出機構架設於機架上。

一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，所述鍵盤夾具用於夾取和定位鍵盤，包括夾具支架、兩側夾板、夾緊伸縮杆和雙向氣缸；

兩側夾板分別與兩個夾緊伸縮杆連接；

夾緊伸縮杆與雙向氣缸連接；

雙向氣缸固定於夾具支架上；

夾具支架呈「［」形，與鍵盤傳送機構相連，雙向氣缸同時驅動兩個夾緊伸縮杆使兩側夾板夾取和卸載鍵盤。

一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，所述鍵盤傳送機構用於傳送和定位鍵盤夾具，包括雙側導軌、四個帶輪、一個傳送氣缸、一個傳送伸縮杆、一根傳送帶、四個檢測器和兩個限位擋塊；

雙側導軌分別架設於機架上方兩側的連接杆上；

四個檢測器固定於一側的導軌上，分別用於鍵盤夾具在夾取鍵盤、剪切鍵盤數據線、拆卸鍵盤殼體螺釘和卸載鍵盤時位置的定位檢測；

兩個定位擋塊分別設置於傳送機構一側導軌的兩端；

四個帶輪中第一、第二帶輪分別固定於機架兩側，第三、第四帶輪固定於傳送伸縮杆上；

傳送伸縮杆與傳送氣缸連接；

傳送氣缸固定於機架第二支撐杆上；

傳送帶為開環，傳送帶的一端固定於機架第一支撐杆上，依次繞過第三、第一、第二、第四帶輪將傳送帶另一端固定於機架第二支撐杆上，實現傳送行程增大兩倍；通過傳送氣缸、傳送伸縮杆和傳送帶傳送鍵盤夾具。

一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，所述鍵盤數據線剪切機構用於剪切和收集鍵盤數據線，包括刀架、刀架氣缸、剪切伸縮杆、兩組刀具、兩側連杆和數據線收集盒；

刀架固定於機架上方的連接杆的下方；

兩組刀具架設於刀架兩側；

氣缸固定於刀架中間；

剪切伸縮杆與兩側連杆相連；

兩側連杆分別與兩組刀具的可移動刀片連接；

刀架下方設置有數據線收集盒並固定於機架上；

氣缸通過驅動剪切伸縮杆帶動兩側連接杆和兩個可移動刀片運動，剪切鍵盤數據線。

一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，所述鍵盤殼體螺釘拆卸機構用於拆卸鍵盤殼體螺釘，包括x、y、z三軸直線模組、工業相機視覺定位機構、角度傾斜機構、壓力傳感器、彈性機構、電批和螺釘收集器；

x、y、z三軸直線模組固定於機架底板上；

工業相機視覺定位機構和角度傾斜機構架設於z軸直線模組上；

壓力傳感器和螺釘收集器固定於角度傾斜機構；

彈性機構固定於壓力傳感器上；

電批固定於彈性機構上；

工業相機移動至鍵盤正下方對鍵盤進行拍照，通過工況機對照片進行處理和分析，得到鍵盤殼體螺釘中心位置坐標和螺釘軸線的傾斜方向和角度，通過三軸直線模組和角度傾斜機構使電批正對螺釘中心，通過壓力傳感控制方式驅動電批螺絲刀旋轉，利用彈性機構抵消螺釘軸向位移，拆卸螺釘；

其中：x、y、z三軸直線模組由工況機分別控制和驅動三個步進電機帶動滾珠絲槓轉動，實現電批的運動；

工業相機視覺定位機構固定於z軸直線模組上，包括工業相機和支撐架，對鍵盤殼體螺釘進行拍照；

角度傾斜機構架設於z軸直線模組的運動件上，包括兩個步進電機、轉筒、連接件盒兩個齒輪組；其中一個步進電機固定在z軸直線模組的運動件上，通過直齒輪組驅動轉筒繞自身旋轉；一個步進電機固定於轉筒內部，通過錐齒輪組驅動連接件傾斜任意角度；

彈性機構由內、外兩層圓柱薄壁嵌套，中心嵌入彈簧，其中內層圓柱薄壁外表面均勻設置有四個凸起的半圓柱和四個圓柱杆，外層圓柱薄壁內表面設置有與內層圓柱薄壁外表面相對應的半圓柱凹槽和圓柱孔；彈性機構在電批轉動拆卸螺釘過程中可將螺絲刀壓入螺絲凹槽內，同時在螺釘旋出時可抵消螺釘軸向位移，避免z軸直線模組必須配合螺釘旋出的速度同步後退；

螺釘收集器呈漏鬥形；螺釘收集裝置固定於角度傾斜機構的連接件上；螺釘收集器下方設置有螺釘存儲盒，螺釘存儲盒可從螺釘收集器上取下。

一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，所述鍵盤殼體輸出機構用以收集拆卸完畢的鍵盤主體。

一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，所述機架的上方與外接傳送帶連接，外接傳送帶末端位置的機架上設置有彈性擋板，彈性擋板通過彈簧與機架連接，彈性擋板對外接傳送帶上的鍵盤進行定位。

在本發明的一個具體實施例子中，所述的鍵盤夾具與鍵盤傳送機構的連接方式為：鍵盤夾具支架固定於傳送帶上，同時鍵盤夾具支架通過滑塊與兩側導軌連接，傳送氣缸通過驅動傳送伸縮杆使傳送帶攜帶鍵盤夾具沿雙側導軌運動。

在本發明的一個具體實施例子中，所述電批旋轉的控制方式採用壓力傳感控制方式，電批的螺絲刀在慢慢頂壓螺釘中心位置的過程中，彈性機構中的彈簧被壓縮，達到壓力傳感器設定壓力下限值時，工況機控制電批轉動，拆卸螺釘；當壓力傳感器測得的壓力值趨於平穩時，工況機控制電批停止轉動，螺釘拆卸完成。

在本發明的一個具體實施例子中，所述鍵盤自動拆卸裝置的控制電路連接方式為：

本發明所述第一檢測塊4071、第二檢測塊4072、第三檢測塊4073和第四檢測塊4074分別與工況機電連接；

本發明所述剪切氣缸202的驅動器、雙向氣缸303的驅動器和傳送氣缸401的驅動器分別與工況機電連接；

本發明所述x軸步進電機的驅動器與工況機電連接；

本發明所述y軸步進電機的驅動器與工況機電連接；

本發明所述z軸步進電機的驅動器與工況機電連接；

本發明所述角度傾斜機構的兩個步進電機的驅動器分別與工況機電連接；

本發明所述壓力傳感器與工況機電連接；

本發明所述工業相機視覺定位機構與工況機電連接;

本發明所述電批的電開關與工況機電連接。

本發明的優點在於：本發明提供了一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，通過傳送帶末端的彈性擋板對傳送帶上的報廢鍵盤進行定位，通過鍵盤夾具夾取和卸載鍵盤，通過鍵盤傳送機構帶動鍵盤夾具運動並在各拆卸位置進行檢測和定位，通過鍵盤數據線剪切機構裁剪並收集數據線，通過鍵盤殼體螺釘拆卸機構視覺識別螺釘位置，並通過壓力傳感控制電批拆卸鍵盤殼體螺釘，通過鍵盤殼體輸出機構收集拆卸完畢的報廢鍵盤。採用所述鍵盤自動拆卸裝置可實現鍵盤各主要零部件的整體分離回收，鍵盤殼體螺釘拆卸機構能夠拆卸各種傾斜角度的螺釘，自動化水平高，綠色拆卸，操作簡便，鍵盤拆卸後的整體零部件可用於二次製造使用，可應用於各種鍵盤的自動化拆卸。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為圖1中的鍵盤數據線剪切機構示意圖。

圖3為圖1中的鍵盤夾具機構示意圖。

圖4為圖1中鍵盤傳送機構示意圖。

圖5為圖1中鍵盤外殼螺釘拆卸機構示意圖。

圖6為圖5中角度傾斜機構的內部機構示意圖。

圖7為圖5中彈性機構示意圖。

附圖標記說明：機架10、外接傳送帶101、彈性擋板102、y軸直線模組支撐杆103、底板104、第一支撐杆105、第二支撐杆106、鍵盤數據線剪切機構20、刀架201、刀架氣缸202、剪切刀具203、剪切伸縮杆204、連杆205、剪切導杆206、數據線收集盒207、鍵盤夾具30、鍵盤支架301、鍵盤夾板302、雙向氣缸303、夾緊伸縮杆304、夾板導槽305、夾板滑塊306、鍵盤傳送機構40、傳送氣缸401、傳送伸縮杆402、第一帶輪4031、第二帶輪4032、第三帶輪4033、第四帶輪4034、傳送帶404、導軌405、滑塊406、第一檢測塊4071、第二檢測塊4072、第三檢測塊4073、第四檢測塊4074、第一限位擋塊4081、第二限位擋塊4082、鍵盤殼體螺釘拆卸機構50、x軸直線模組5011、x軸步進電機5012，x軸驅動器5013、x軸聯軸器5014、x軸直線模組運動件50111、y軸直線模組5021、y軸步進電機5022，y軸驅動器5023、y軸聯軸器5024、y軸直線模組運動件50211、y軸支撐滑塊5025、z軸直線模組5031、z軸步進電機5032，z軸驅動器5033、z軸聯軸器5034、z軸直線模組運動件50311、角度傾斜機構51、外殼511、轉筒512、軸承513、連接件514、步進電機515、直齒輪組516、步進電機517、錐齒輪組518、彈性機構52、內層圓柱薄壁521、半圓柱凸起523、圓柱導杆524、外層圓柱薄壁525、半圓柱凹槽526、彈簧527、壓力傳感器53、電批54、鍵盤殼體螺釘收集器55、螺釘存儲盒551、工業相機視覺定位機構56、工業相機561、支撐架562、鍵盤殼體輸出機構60。

具體實施方式

如圖1所示，本發明公開了一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，其特徵在於，包括機架10、鍵盤數據線剪切機構20、鍵盤夾具30、鍵盤傳送機構40、鍵盤殼體螺釘拆卸機構50和鍵盤殼體輸出機構60，其中鍵盤數據線剪切機構、鍵盤夾具和鍵盤傳送機構分別由氣缸驅動，鍵盤殼體螺釘拆卸機構由五個步進電機驅動。

本發明所述第一檢測塊4071、第二檢測塊4072、第三檢測塊4073和第四檢測塊4074分別與工況機電連接；

本發明所述剪切氣缸202的驅動器、雙向氣缸303的驅動器和傳送氣缸401的驅動器分別與工況機電連接；

本發明所述x軸步進電機5012的驅動器與工況機電連接；

本發明所述y軸步進電機5022的驅動器與工況機電連接；

本發明所述z軸步進電機5032的驅動器與工況機電連接；

本發明所述角度傾斜機構的兩個步進電機515和517的驅動器分別與工況機電連接；

本發明所述壓力傳感器53與工況機電連接；

本發明所述工業相機視覺定位機構56與工況機電連接;

本發明所述電批54的電開關與工況機電連接。

本發明所述x、y、z軸直線模組分別由工況機控制三個步進電機驅動，z軸直線模組5031固定於y軸直線模組運動件50211上，y軸直線模組5021固定於x軸直線模組運動件50111上並且y軸支撐滑塊5025與y軸直線模組支撐杆104相連,x軸直線模組5011固定於機架底板105上。

本發明所述度傾斜機構51的轉筒512通過軸承513與z軸直線模組運動件50311連接，連接件514與壓力傳感器53連接，壓力傳感器53與彈性機構連接52，彈性機構52與電批54連接。

本發明所述工業相機視覺定位機構56包括工業相機561和支撐架562，支撐架562固定於z軸直線模組5031上，工業相機561固定於支撐架562上。

本發明所述螺釘收集器55固定於連接件514上，螺釘收集器55下方連接抽拉式螺釘存儲盒551。

本發明所述彈性機構52在電批53轉動拆卸螺釘過程中可將螺絲刀壓入螺絲凹槽內，同時在螺釘旋出時可抵消螺釘軸向位移，避免z軸直線模組必須配合螺釘旋出的速度同步後退。

本發明所述的鍵盤夾具30與鍵盤傳送機構40的連接方式為：鍵盤夾具支架固定於傳送帶上，同時鍵盤夾具支架通過滑塊與兩側導軌連接，傳送氣缸通過驅動傳送伸縮杆使傳送帶攜帶鍵盤夾具沿雙側導軌運動。

一種基於圖像識別和壓力傳感控制的鍵盤自動拆卸裝置，鍵盤自動拆卸包括以下步驟：

（1）機架10上的彈性擋板102對外接傳送帶101上的鍵盤進行定位；

（2）工況機控制鍵盤傳送機構40，由傳送帶404傳送鍵盤夾具30至定位鍵盤的位置，下壓彈性擋板102，並使用第四檢測塊4074和第二限位擋塊4082對鍵盤夾具30進行定位；

（3）工況機控制鍵盤夾具30通過雙向氣缸303驅動夾緊伸縮杆304和鍵盤夾板302夾取鍵盤；

（4）工況機控制鍵盤傳送機構40，由傳送帶404傳送鍵盤夾具30至第三檢測塊4073位置進行定位；

（5）工況機控制鍵盤數據線剪切機構20通過刀架氣缸202驅動剪切伸縮杆204，使兩側的連杆205帶動剪切刀具203剪切鍵盤數據線，並通過鍵盤數據線剪切機構20下方的數據線收集盒207收集鍵盤數據線；

（6）工況機控制鍵盤傳送機構40，由傳送帶404傳送鍵盤夾具30至第一檢測塊4071位置進行定位；

（7）工況機控制三軸步進電機驅動x、y、z軸直線模組運動，將工業相機視覺定位機構56攜帶至鍵盤正下方並使用工業相機561進行拍照；

（8）工況機對照片進行處理，輸出鍵盤殼體螺釘的二維坐標以及螺釘傾斜角度；

（9）若工況機輸出螺釘存在傾斜角度則控制角度傾斜機構51旋轉相應的角度，並且同步控制三軸步進電機驅動x、y、z軸直線模運動，使電批54的螺絲刀逐漸頂壓螺釘中心位置；

（10）在頂壓過程中，彈性機構52中的彈簧527被壓縮，達到壓力傳感器53設定壓力下限值時，工況機控制電開關使電批54轉動，拆卸螺釘；

（11）當壓力傳感器53測得壓力值趨於平穩時，則此螺釘拆卸完成，工況機控制三軸步進電機驅動x、y、z軸直線模組退出，拆卸下來的螺釘受重力作用掉入鍵盤殼體螺釘收集器55的中並沿著管道進入螺釘存儲盒551內，之後繼續拆卸其它螺釘；

（12）若所有螺釘拆卸完畢，工況機控制鍵盤殼體螺釘拆卸機構50復位；

（13）工況機控制鍵盤傳送機構40，由傳送帶404傳送鍵盤夾具30至第二檢測塊4073位置進行定位；

（14）工況機控制鍵盤夾具30通過雙向氣缸303驅動夾緊伸縮杆304和鍵盤夾板302卸載鍵盤，拆卸完畢的鍵盤沿鍵盤殼體輸出60滑出；

（15）結束。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是,對於本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬於本發明的保護範圍。因此,本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。