CN101012029A

CN101012029A - 智能化机械手码垛机的手爪机构

Info

Publication number: CN101012029A
Application number: CN 200710020078
Authority: CN
Inventors: 程国清
Original assignee: CHANGSHU SANHE MEASURING EQUIPMENT FACTORY
Current assignee: Changshu Sanhe Precision Machinery & Technology Co ltd
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2027-02-12
Also published as: CN100554106C

Abstract

一种智能化机械手码垛机的手爪机构，适用于食品医药、轻工、烟草、石油化工、物流、仓储等行业，用来码垛带包装的产品。包括：一用于与智能化机械手的手臂联结的抓掌；一对第一、第二驱动装置，彼此呈井字形地固定在抓掌上；用于相互配合地对箱、包进行四方位挟持或松开的一对前后拾取装置和一对左右拾取装置，一对前后拾取装置于第一驱动装置上，而一对左右拾取装置于第二驱动装置上；一对箱包托持装置，配置在前后拾取装置或左右拾取装置两者任择其一上。优点：既可以降低释放箱包的下落高度，又可以保证箱包之间的间隙趋于消除，使堆垛整齐避免坍塌；由于对包装箱、包装袋俱可适用，因此不存在作用对象的挑剔性。

Description

智能化机械手码垛机的手爪机构

技术领域

本发明涉及一种智能化机械手码垛机的手爪机构，适用于食品医药、轻工、烟草、石油化工、物流、仓储等行业，用来码垛带包装的产品。

背景技术

在上述行业，对其产品均要涉及码垛，先前是通过手工将一个个包装袋或包装箱从生产线上或者从某一特定位置取离再进行码垛于一处，不足是投入的人力多，工人的劳动强度大。其后便有了机械式的码垛机，在中国专利文献中已有所见诸，例如CN2552880Y和CN2547698Y分别公开有程控码垛机及码垛机，前者主要用于制作建筑材料特别是制砖行业，对于袋、箱类的包装物并不适用；后者仅适用于如烟草、食品等轻工行业的箱体码垛，而对于袋类包装便无能为力。特别是上述两种结构均不属于与智能化机械手码垛机的手爪相配接的技术范畴，因为它们均需要特定的堆垛架、升降平台、拾取装置等来有机地组合为自成一体的堆垛体系，如果将这样的装置配套在生产线的终端，则会给生产现场的有限空间构成影响。

近几年来，小巧玲珑的智能化机械手码垛机在国外已普遍使用，而且在我国也悄然应用，这种机械手都配置有拾(抓)取手爪，其是由曲柄连杆机构通过气缸动作来体现取包的。由于曲柄连杆机构在转动时需要较大的动作空间，因此在摆放包时，手爪往往停留在码垛位置的上方约20cm～30cm处，然后松开手爪，让所拾取的包自由跌落到指定位置完成码垛，于是便出现以下不足现象：包与包之间的垛隙(垛距)较大，垛形松散而整齐度差，时常出现垛堆坍塌等；由于手爪在码垛位置上方的包距较大(20～30cm左右)，松爪卸包时及易导致散包或损及包内产品，而散包系仓储行业之大忌；目前的手爪尚不能既担当对包的拾取，又担当对箱的拾取，因此往往在两者中任择其一，也就是说对于袋装产品的生产厂商或类似单位，必须选购配有适用于抓取袋或称包的手爪的智能化机械手，而对于箱装产品的生产厂商同样须选购配置有适于抓取箱的手爪的智能化机械手，因此存在使用上的挑剔性。如果为了满足对不同包装物的拾取而去配备两种结构形式的智能化机械手码垛机，那么从经济角度而言是不优选的，而且从维护、保养角度考虑也是不利的。

发明内容

本发明的任务是要提供一种有利于缩小包装物之间的码垛间隙、垛形整齐而可避免垛堆坍塌的、包或箱均可拾取而无拾取对象挑剔性的智能化机械手码垛机的手爪机构。

本发明的任务是这样来完成的，一种智能化机械手码垛机的手爪机构，它包括：一用于与智能化机械手的手臂联结的抓掌；一对第一、第二驱动装置，彼此呈井字形地固定在所述的抓掌上；用于相互配合地对箱、包进行四方位挟持或松开的一对前后拾取装置和一对左右拾取装置，一对前后拾取装置于所述的第一驱动装置上，而一对左右拾取装置于所述的第二驱动装置上；一对箱包托持装置，配置在所述的前后拾取装置或左右拾取装置两者任择其一上。

在本发明的一个实施例中，所述的抓掌的前后两侧彼此对称地构成有一对第一、第二弯折部，抓掌的顶部中央与所述的机械手的手臂固定。

在本发明的另一个实施例中，所述的第一驱动装置包括一对彼此并行地固定于抓掌左右两侧的第一、第二作用缸，所述的第二驱动装置包括一对彼此并行地固定于抓掌前后两侧的第三、第四作用缸，所述的一对前后拾取装置分别与第一、第二作用缸的两端滑配联结，而所述的一对左右拾取装置分别与第三、第四作用缸的两端滑配联结，所述的箱包托持装置配置在左右拾取装置上。

在本发明的还一个实施例中，所述的第一、第二、第三、第四作用缸为气缸。

在本发明的再一个实施例中，所述的气缸为无杆气缸。

在本发明的进而一个实施例中，所述的一对前后拾取装置各包括第一拾取板和延设在第一拾取板上用于与所述的第一、第二作用缸滑配联结的第一配接架，所述的一对左右拾取装置各包括第二拾取板和延设在第二拾取板上的用于与所述的第三、第四作用缸滑配联结的第二配接架，所述的箱包托持装置配置在第二拾取板上。

在本发明的更而一个实施例中，所述一对第二拾取板上分别间布有叉指槽，叉指槽为纵向槽，并且在第二拾取板还分别设有一对调整座，所述的箱包托持装置联结在调整座上。

在本发明的又再一个实施例中，所述的一对箱包托持装置各包括一组叉指、一叉指座和动力缸座以及动力缸，一组叉指间布在叉指座上，叉指座与动力缸的缸柱固联，而动力缸安装在动力缸座上，动力缸座联结在所述的左右拾取装置上。

在本发明的还再一个实施例中，所述的动力缸的数量为1-2个。

在本发明的还进而一个实施例中，所述的动力缸为油缸或气缸中的任意一种。

本发明可通过一对前后拾取装置与一对左右拾取装置的共同配合对箱或包作四方位的挟持，并由箱包托持装置托护，当由机械手的手臂携本发明机构移转至指定位置码垛时，在先予打开箱包托持装置的情况下，仍由左右拾取装置和前后拾取装置将箱或包挟持，因此既可以降低释放箱包的下落高度，又可以保证箱包之间的间隙趋于消除，使堆垛整齐避免坍塌；由于对包装箱、包装袋俱可适用，因此不存在作用对象的挑剔性。

附图说明

附图为本发明的一个优选的实施例结构图。

具体实施方式

申请人对照所给出的附图详细地说明本发明的技术特征和期取达到的技术效果，然而，对所有的实施例的说明并不构成对本发明技术方案的具体限制，也就是说，任何依托申请人所公开的技术内容尤其是所限定的保护范围作等同变化或形式上的修饰均应当视其为被专利涵盖的范畴。

请结合附图，作为智能化机械手的手臂7是通过端部的联接法边71而固定在本发明的抓掌1上的，也就是说申请人所给出的抓掌1的顶面中央是与手臂7固联的。一对第一驱动装置2是由一对彼此平行设置的优选为无杆气缸的第一、第二作用缸21、22所构成的，第一、第二作用缸21、22的中部与抓掌1的左右两侧部位的底部固联(以图中所示的位置状态为例，以下同)；同样，一对第二驱动装置3是由一对彼此平行设置的优选为无杆气缸的第三、第四作用缸21、32所构成的，第三、第四作用缸31、32的中部与抓掌1的前后两侧所构成的第一、第二弯折部11、12的两相对应之内壁固联。图中给出了用于将第一、第二、第三、第四作用缸21、22、31、32与抓掌1固联的上、下托座33、23，上托座33用螺钉331在抓掌1的第一、第二弯折部11、12处固定，用于限定第三、第四作用缸31、32，而下托座23扛着第一、第二作用缸21、22用螺钉231与上托座33固定，藉此而将第一、第二、第三、第四作用缸21、22、31、32在抓掌1上构成一个大体上呈井字形的位置关系。依据常识，无杆气缸通常带有导轨和导块，因此，第一、第二作用缸21、22的第一、第二导轨211、221上分别滑配的第一、第二导块212、222可分别用来曳移与其联结的一对前后拾取装置4，也就是说，一对前后拾取装置4以悬置状态地联结在第一、第二导块212、222上。作为实施例，在一对前后拾取装置4上并否联结有下面将要提及的箱包托持装置6，而是将箱包托持装置6联结在一对左右拾取装置5上；反之，如果将箱包托持装置6配置在前后拾取装置4上，那么左右拾取装置5上便可省去。由图晰示，前后拾取装置4各包括一枚第一拾取板41和延接在第一拾取板41上的第一配接架42，一对第一配接架42用螺钉421分别与相应的滑配于第一、第二导轨211、221上的从动导块213、223固定和与相应的第一、第二导块212、222固定，从而可由一对第一、第二作用缸21、22的工作而带动一对前后拾取装置4的第一拾取板41斥开或合拢。

同样，第三、第四作用缸31、32的第三、第四导轨311、321上分别滑配的第三、第四导块312、322可分别用来曳移与其联结的一对左右拾取装置5，也就是说一对左右拾取装置5以悬置状态地联结在第三、第四导块312、322上。由图晰示，左右拾取装置5各包括一枚第二拾取板51和延设在第二拾取板51上的第二配接架52，一对第二配接架52用螺钉分别与相应的分别滑配于第三、第四导轨311、321上的从动导块313、323固定和与相应的第三、第四导块312、322固定，从而可由一对第三、第四作用缸31、32的工作而带动一对左右拾取装置5的第二拾取板51斥开或合拢。

上面所提到的第一、第二、第三、第四作用缸21、22、31、32优选采用由费斯托(中国)有限公司(地址：中国上海浦东新区金桥出口加工区云桥路1156号)生产销售的DGPL-32-行程-PPV-A-B-KF型无杆气缸，具体规格可根据前后拾取装置4和左右拾取装置5的开合行程选取。

请继续见附图，由于在申请人所选的实施例中是将一对箱包托持装置6择置于一对左右拾取装置5上的，故按此状态详述。为了接应一对箱包托持装置6，因此在一对左右拾取装置5的一对第二拾取板51上各间设有数量尽可能相等并且位置尽可能相对应的叉指槽53，并且在第二拾取板51上还各固设一对调整座54，调整座54上开设有调整槽541。一组具体数量与前述的叉指槽53相等的叉指61可以在叉指槽53上作上下前后运动，该组叉指61(图中示意有5个指)以焊接或铆接或其它类似的固定方式而间布固定在叉指座62上，而叉指座62与动力缸64的缸柱643联结，动力缸64既可以采用油缸，也可以采用气缸，然而优选择用气缸。动力缸64有一对，被固定在动力缸座63上，动力缸座63通过其上预设的螺孔631并且借助于调整螺钉6311穿过调整槽541而联结在前述的调整座54上。由上述描述可知，一对箱包托持装置6的高度是可在纵向设置的叉指槽53的长度范围内作自由调整，当动力缸64的进气口641进气，出气口642出气时，缸柱643向缸内回缩，从而由叉指座62携一组叉指61从叉指槽53中退出，反之亦然。

申请人叙述本发明的使用，前面已经交待本发明是配接在智能化机械手码垛机的手臂7上的，因此当配接有本发明结构的码垛机被置于食品医药或轻工或石油化工或其它凡需对在线产品移位码垛的场合进行工作时，由机械手的手臂7将本发明对准到需要被拾取的或箱或包袋的对应位置，使箱或包袋处于前后拾取装置4的一对第一拾取板41和左右拾取装置5的一对第二拾取板51之间，此时，第一、第二、第三、第四作用缸21、22、31、32同步工作，具体是第一、第二、第三、第四作用缸21、22、31、32的与气源联结的进气口214、224、314、324进气，使第一、第二导块212、222和第三、第四导块312、322分别作面对面的合拢性或称闭合性移动，从而直至使二枚第一拾取板41和二枚第二拾取板51将位于中央的箱或包袋作四方位挟住，同时在动力缸64的工作下，使叉指61向叉指槽53内伸展，对箱或包袋的左右两侧的底部托住，一俟上述动作完毕，第一、第二、第三、第四作用缸21、22、31、32以及动力缸64停止工作，由智能机械手的码垛机的手臂7携挟持有箱或包袋的本发明转移到所需的码位堆垛。当到达所需的码位后，先由动力缸64的工作使叉指61退离箱或包袋的底部，而此时的第一、第二拾取板41、51仍处于对箱或包袋的限位性挟持状态，当距实际堆垛的垛位上方约10-15cm时，第一、第二拾取板41、51在相应的作用缸的作用下才打开，由于箱或包袋下落时被第一、第二拾取板41、51进行了有效的限位，故而能按所需要求正确地将箱或包袋卸置于指定的位置，既不会出现打斜(歪斜)现象，而且能使箱与箱或包袋与包袋之间的隙距趋向聊胜于无，保障码垛齐整而不会坍塌。当完成了卸箱或包袋后再次返回拾取下一个箱或包袋，依此循环动作。

Claims

1、一种智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于它包括：一用于与智能化机械手的手臂(7)联结的抓掌(1)；一对第一、第二驱动装置(2)、(3)，彼此呈井字形地固定在所述的抓掌(1)上；用于相互配合地对箱、包进行四方位挟持或松开的一对前后拾取装置(4)和一对左右拾取装置(5)，一对前后拾取装置(4)于所述的第一驱动装置(2)上，而一对左右拾取装置(5)于所述的第二驱动装置(3)上；一对箱包托持装置(6)，配置在所述的前后拾取装置(4)或左右拾取装置(5)两者任择其一上。

2、根据权利要求1所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述的抓掌(1)的前后两侧彼此对称地构成有一对第一、第二弯折部(11)、(12)，抓掌(1)的顶部中央与所述的机械手的手臂(7)固定。

3、根据权利要求1所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述的第一驱动装置(2)包括一对彼此并行地固定于抓掌(1)左右两侧的第一、第二作用缸(21)、(22)，所述的第二驱动装置(3)包括一对彼此并行地固定于抓掌(1)前后两侧的第三、第四作用缸(31)、(32)，所述的一对前后拾取装置(4)分别与第一、第二作用缸(21)、(22)的两端滑配联结，而所述的一对左右拾取装置(5)分别与第三、第四作用缸(31)、(32)的两端滑配联结，所述的箱包托持装置(6)配置在左右拾取装置(5)上。

4、根据权利要求3所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述的第一、第二、第三、第四作用缸(21)、(22)、(31)、(32)为气缸。

5、根据权利要求4所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述的气缸为无杆气缸。

6、根据权利要求3所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述的一对前后拾取装置(4)各包括第一拾取板(41)和延设在第一拾取板(41)上用于与所述的第一、第二作用缸(21)、(22)滑配联结的第一配接架(42)，所述的一对左右拾取装置(5)各包括第二拾取板(51)和延设在第二拾取板(51)上的用于与所述的第三、第四作用缸(31)、(32)滑配联结的第二配接架(52)，所述的箱包托持装置(6)配置在第二拾取板(51)上。

7、根据权利要求6所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述一对第二拾取板(51)上分别间布有叉指槽(53)，叉指槽(53)为纵向槽，并且在第二拾取板(51)还分别设有一对调整座(54)，所述的箱包托持装置(6)联结在调整座(54)上。

8、根据权利要求1或3或6所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述的一对箱包托持装置(6)各包括一组叉指(61)、一叉指座(62)和动力缸座(63)以及动力缸(64)，一组叉指(61)间布在叉指座(62)上，叉指座(62)与动力缸(64)的缸柱(643)固联，而动力缸(64)安装在动力缸座(63)上，动力缸座(63)联结在所述的左右拾取装置(5)上。

9、根据权利要求8所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述的动力缸(64)的数量为1-2个

10、根据权利要求9所述的智能化机械手码垛机的手爪机构，其特征在于所述的动力缸(64)为油缸或气缸中的任意一种。