CN102729242A - 码垛机器人抓手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包装搬运码垛用机器人领域内一种码垛机器人抓手，包括主要由前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和顶板组成的主架机构；固定于顶板上的连接板；转动支撑于主架机构前侧板和后侧板的两组相互对称的抓齿机构；还包括对称斜置于主架机构左右两侧并用于驱动抓齿机构转动的轻型气缸，所述每组抓齿机构包括由若干连接杆固定连接的均匀布置并指向同侧的若干L型抓齿，抓齿通过连接杆与两排平行的旋转臂固定连接，两旋转臂端部连接有旋转轴，前侧板和后侧板上对应设有用于支撑安装旋转轴的带座轴承；两组抓齿机构相对应的内侧还设有用于夹紧被抓物两侧的间距可调的压板。本发明的抓手结构简单紧凑，操作灵活，抓取速度快，抓持稳定，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及袋类或箱类包装搬运码垛用机器，特别涉及一种码垛机器人抓手，属于机器人领域。
背景技术
目前我国码垛作业采用的搬运码垛方式有：一是人工搬运；二是机械式码垛机；三是码垛机械人。人工搬运存在劳动强度大、效率低和安全性差的问题；而机械式码垛机受结构等因素的限制，存在着占地面积大、操作程序更改麻烦（有的甚至无法更改）、耗电量大等缺点。码垛机器人对纸箱、袋装等各种形状包装的货物都适用，且性能可靠、维修保养简单。为了提高生产效率、节约成本、创造效益，企业对码垛机器人的应用也越来越广泛，而抓手的品质直接影响到码垛机器人的工作质量。
中国专利号为20082015440.0的实用新型专利公开了一种包装搬运码垛机器人抓手，请参见图1，该码垛机器人抓手包括顶板100、平行导轨200、左支板300L、右支板300R、手指机构及压板机构。所述顶板100用以连接抓手与码垛机器人本体，下方设置平行导轨200。所述左支板300L及右支板300R设置在所述平行导轨200下表面两端，通过双向螺纹杆802连接，所述双向螺纹杆802穿过设置在左右支板上的带螺纹滑块。由于双向螺纹杆802分布有反向螺纹，转动双螺纹杆802使得两带螺纹滑块同步反向运动，实现左右支板同
步反向运动。可以根据袋类包装大小来调节手指机构的距离。所述码垛机器人的抓手由左右对称机构组成，其中一侧包括若干L形手指、若干连接杆、若干轴承架、旋转轴及气缸连接件。两气缸501分别对称固定在所述左支板300L及所述右支板300R上，当气缸501做活塞运动时，即可带动手指机构绕所述旋转轴运动，实现手指机构的张合抓取动作。压板机构由垂直固定在所述左、右支板上的气缸及一对压板组成，对包装袋进行整形。
但是上述码垛机器人抓手的运动机构复杂、占用空间大、整体笨重、操作不灵活、维修不方便，抓取速度慢、生产效率低，并且抓取体积偏大或偏小的箱袋类货物时，对货物的夹持不稳定，码垛过程中存在安全隐患。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑，操作灵活，抓取速度快，并且能稳定抓取和码垛箱袋类包装货物的码垛机器人抓手。
本发明的目的是这样实现的，一种码垛机器人抓手，包括主要由前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和顶板组成的主架机构；固定于顶板上的连接板；转动支撑于主架机构前侧板和后侧板的两组相互对称的抓齿机构；还包括对称斜置于主架机构左右两侧并用于驱动抓齿机构转动的轻型气缸，所述轻型气缸分别固定在左侧板和右侧板外侧，轻型气缸的活塞端分别铰接在抓齿机构上；所述每组抓齿机构包括由若干连接杆固定连接的均匀布置并指向同侧的若干L型抓齿，所述抓齿通过连接杆与两排平行的旋转臂固定连接，所述两旋转臂端部连接有旋转轴，所述前侧板和后侧板上对应设有用于支撑安装旋转轴的带座轴承；所述两组抓齿机构相对应的内侧还设有用于夹紧被抓物两侧的间距可调的压板。
本发明的码垛机器人抓手，通过主架机构两侧斜置的轻型气缸的伸缩运动带动两侧抓齿机构绕各自的旋转轴转动实现抓齿的张合运动以完成抓取货物的动作。当所抓取的货物的外包装宽度小于两侧抓齿水平方向的长度时，可以向内侧调节两压板的距离，使压板紧贴包装物的外侧，当所抓取的货物的外包装宽度偏大，抓齿机构夹紧货物时，张开角度偏大，使抓齿的两侧边无法与货物包装外侧边贴紧而造成抓取不稳定时，可适当调节压板的角度，以保证压板处于竖直，抓取货物时压板仍然可以贴紧货物外包装的两侧边，达到稳定夹持和抓取货物的目的；因些，本发明的压板位置和角度可以根据货物外包装大小的不同灵活调节，以适应不同外包装尺寸货物的搬运码垛，明显增加的垛码机器人的使用范围。另外，采用本发明的抓手结构，抓取货物时，只需控制两侧气缸的伸缩运动就可实现，省略了滑块、导轨等部件，使抓手结构简单、紧凑、轻便，操作灵活，抓取速度快，效率高。
为便于压板的调节和固定，所述压板设置于抓齿内侧，所述压板背面垂直设有调节杆，所述调节杆上均匀排布有若干连接孔，所述旋转臂上对应设有用于固定调节杆的连接孔。
为适应不同形状外包装的货物搬运码垛，根据码垛货物外包装形状不同，所述压板的形状可以为平板、弧形板或折弯板。
为进一步保证抓取的可靠性和搬运的安全性，所述每组抓齿机构中间上方的主架机构上设有压袋机构，所述压袋机构包括压板、导杆气缸和气缸连接板，所述压板与抓齿的水平边平行设置，所述导杆气缸垂直设置并且一端连接压板，另一端通过气缸连接板与主架机构固定连接。
为保证抓齿和轻型气缸动作平稳，靠近旋转轴的旋转臂上侧的前侧板或后侧板上设有液压缓冲器，可以缓冲旋转臂张开动作时抓齿机构的震动。
为便于轻型气缸的固定，所述两旋转臂之间固定设有一横梁，所述横梁上固定设有用于铰接气缸活塞端的铰接座，所述轻型气缸的另一端通过固定在左侧板和右侧板上气缸座铰接在主架机构上。
为减轻抓齿的重量，所述L型抓齿采用铝合金材料制成。
作为本发明的一种实施方式，所述压板由若干钢管拼焊而成的细长框架。
附图说明
图1为现有技术中的码垛机器人抓手的立体图。
图2为本发明的码垛机器人抓手的立体图。
图3为码垛机器人抓手的主视图
图4为图3左视图。
图5为抓齿机构的立体图。
在图2—图5中，100连接板；200抓齿机构；201抓齿；202旋转臂；203调节杆；204压板；205铰接座；206旋转轴；207连接杆；208横梁；300压袋机构；301导杆气泵；302压袋板；303气泵连接板；400主架机构；401左侧板；402右侧板；403前侧板；404后侧板；405顶板；406带座轴承；407气泵座；408液压缓冲器；500轻型气缸。
具体实施方式
如图2—图5所示为本发明的码垛机器人抓手，包括主要由前侧板403、后侧板404、左侧板401、右侧板402和顶板405组成的主架机构400；固定于顶板405上的连接板100，连接板100用于将抓手与码垛机器人的主体连接；前侧板403和后侧板404的左右两侧支撑设有可转动的抓齿机构200；还包括对称斜置于主架机构400左右两侧并用于驱动抓齿机构200转动的轻型气缸500，轻型气缸500分别固定在左侧板401和右侧板402外侧，轻型气缸500的活塞端分别铰接在抓齿机构200上，主架机构400上设置用于控制轻型气缸动作的电磁阀和减压阀。如图3所示，每组抓齿机构200包括由若干连接杆207固定连接的均匀布置并指向同侧的若干L型抓齿201，为减轻整体抓手的重量，抓齿201采用铝合金或其它轻型金属材料制成，抓齿201通过连接杆207与两排平行的旋转臂202固定连接，两旋转臂202端部连接有旋转轴206，前侧板403和后侧板404上对应设有用于支撑安装旋转轴206的带座轴承406；两组抓齿机构200相对应的内侧还设有用于夹紧被抓物两侧的间距可调的压板204。
实施例中，为便于压板204的调节和固定，压板204设置于抓齿201内侧，压板204背面重直设有调节杆203，调节杆203上均匀排布有若干连接孔，旋转臂202上对应设有用于固定调节杆203的连接孔。当需要调整两压板 204距离时，只需调整调节杆203与旋转臂202的连接孔位即可。
为适应不同外包装货物的搬运码垛，根据码垛货物外包装形状不同，所述压板204的形状可以为平板、弧形板或折弯板。
为进一步保证码垛机器人抓取货物的可靠性和搬运的安全性，每组抓齿机构200中间上方的主架机构400上设有压袋机构300，压袋机构300包括压板302、导杆气缸301和气缸连接板303，并且压板302与抓齿201的水平边平行设置，导杆气缸301垂直设置一端连接压袋板302，另一端通过气缸连接板303与主架机构100固定连接。实施例中，压袋板302由若干钢管拼装焊接而成的细长框架。当然，压板302也可以是其它能够从上方压紧货物的板装结构。
为保证抓齿机构200和轻型气缸500动作平稳，靠近旋转轴206的旋转臂202上侧的前侧板403或后侧板404上设有用于限制旋转臂202张开角度的液压缓冲器408。
为便于轻型气缸500的固定，两旋转臂202之间固定连接有横梁202，横梁202上固定设有用于铰接气缸活塞端的铰接座205，轻型气缸500的另一端通过固定在左侧板401和右侧板402上的气缸座407铰接在主架机构400上。
本发明的码垛机器人抓手，通过主架机构400两侧斜置的轻型气缸500的伸缩运动带动两侧抓齿机构200绕各自的旋转轴206转动实现抓齿机构200的张合运动以完成抓取货物的动作。同时压袋机构300从货物的上方向下压紧固定货物，防止货物在搬运和码垛中掉落。当所抓取的货物的外包装宽度小于两侧抓齿201水平方向的宽度时，可以向内侧调节两压板204的距离，使压板204紧贴包装物的外侧，当所抓取的货物的外包装宽度偏大，抓齿机构200夹紧货物时，张开角度偏大，使抓齿的两侧边不能达到竖直状态，可适当调节压板204的角度，以保证压板204处于竖直，夹紧货物时压板204仍然可以贴紧货物外包装的两侧边，达到稳定夹持和抓取货物的目的。因些，本发明的压板204位置和角度可以根据货物外包装大小的不同灵活调节，以适应不同外包装尺寸货物的搬运码垛，明显增加的垛码机器人的使用范围。另外，采用本发明的抓手结构，抓取货物时，只需控制两侧轻型气缸的伸缩运动就可实现，省略了滑块、导轨等部件，使抓手结构简单、紧凑、轻便，操作灵活，抓取速度快，效率高。
本发明并不局限于上述实施例，凡是在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护的范围内。
Claims (8)
1.一种码垛机器人抓手，包括主要由前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和顶板组成的主架机构；固定于顶板上的连接板；转动支撑于主架机构前侧板和后侧板的两组相互对称的抓齿机构；其特征在于，还包括对称斜置于主架机构左右两侧并用于驱动抓齿机构转动的轻型气缸，所述轻型气缸分别固定在左侧板和右侧板外侧，轻型气缸的活塞端分别铰接在抓齿机构上；所述每组抓齿机构包括由若干连接杆固定连接的均匀布置并指向同侧的若干L型抓齿，所述抓齿通过连接杆与两排平行的旋转臂固定连接，所述两旋转臂端部连接有旋转轴，所述前侧板和后侧板上对应设有用于支撑安装旋转轴的带座轴承；所述两组抓齿机构相对应的内侧还设有用于夹紧被抓物两侧的间距可调的压板。
2.根据权利要求1所述的码垛机器人抓手，其特征在于，所述压板设置于抓齿内侧，所述压板背面垂直设有调节杆，所述调节杆上均匀排布有若干连接孔，所述旋转臂上对应设有用于固定调节杆的连接孔。
3.根据权利要求1所述的码垛机器人抓手，其特征在于，根据码垛货物外包装形状不同，所述压板的形状可以为平板、弧形板或折弯板。
4.根据权利要求1或2或3所述的码垛机器人抓手，其特征在于，所述每组抓齿机构中间上方的主架机构上设有压袋机构，所述压袋机构包括压袋板、导杆气缸和气缸连接板，所述压袋板与抓齿的水平边平行设置，所述导杆气缸垂直设置并且一端连接压袋板，另一端通过气缸连接板与主架机构固定连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的码垛机器人抓手，其特征在于，靠近旋转轴的旋转臂上侧的前侧板或后侧板上设有液压缓冲器。
6.根据权利要求1或2或3所述的码垛机器人抓手，其特征在于，所述两旋转臂之间固定设有一横梁，所述横梁上固定设有用于铰接轻型气缸活塞端的铰接座，所述轻型气缸的另一端通过固定在左侧板和右侧板上的气缸座铰接在主架机构上。
7.根据权利要求1或2或3所述的码垛机器人抓手，其特征在于，所述L型抓齿采用铝合金材料制成。
8.根据权利要求1或2或3所述的码垛机器人抓手，其特征在于，所述压板由若干钢管拼焊而成的细长框架。
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