CN103213852A - 一种能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,包括机架、机械手运动副和检测控制系统,所述的机架设置机械手,所述的机械手与机械抓取运动副工作配合,且两者分别与控制系统工作配合。本发明采取机械手左右抱持与兜底复合保护结构,使得机械手能够平移、升降、翻转自如,确保箱形物品平移、升降更快、更平稳、定位精度更高;到位、气压自动检测功能保证了抓取的可靠性和位置的精确性。具有断电断气自动抱闸锁死功能,确保货物转运的安全性。本发明结构简单,操作简便,工位到位检测及机械手升降安全限位保护,确保工作稳定可靠,是一种高效且具有广泛适应性的物流转移系统。
Description
技术领域
本发明属于物流设备技术领域,进一步属于箱形物品拆码垛机械设备技术领域,具体涉及一种结构简单,可对箱形物品进行垛层拆分,箱体翻转、搬运,并确保整垛货物转运安全、摆放规整的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置。
背景技术
机械抓取装置,俗称“机械手”是模仿人的手部动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。特别适合于高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中使用,以及笨重、单调、频繁的操作中代替人完成作业,因此得到日益广泛的应用。货物箱体储存叠放码垛后,需要机械手按照货物加工工艺要求将箱体整理成型,然后输送到相应的工位,在这过程中,机械手对箱体进行夹抱、兜底、挡盖、翻转等作业,以来实现货物的堆叠摆放。这些货物可以是有规则形状适宜码垛的货物,即装满货物或没有装货的包装纸箱或塑箱等。现有技术机械手在翻转、夹抱、搬运时,工作周期长,尤其翻转时动作效率不高。因货物翻转达不到要求,需要人工校正,不仅费工费时,劳动强度大,而且货物成型不规整,延长机器人搬运时间。此外,在货物搬运过程中若突然出现断电、断气等情况时,机械手失电即无法保证货物以及设备的安全。为此,研制开发一种结构简单、占地面积小、动作轻便快捷、不仅可以对货物进行拆垛,更具有自动检测与识别,以及抱闸锁死功能,确保货物全时安全,可适用于货物的拆垛、翻转、搬运的装置显得非常重要,是克服现有技术不足的有效方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、占地面积小、动作轻便快捷、安全性好的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置。
本发明的目的是这样实现的,包括机架、机械抓取运动副和检测控制系统,所述的机架设置机械手,所述的机械手与机械抓取运动副工作配合,且两者分别与控制系统工作配合。
本发明采取机械手左右抱持与兜底复合保护结构,使得机械手能够平移、升降、翻转自如,确保箱形物品平移、升降更快、更平稳、定位精度更高;而且抓取装置具有夹持箱形物品到位检测、气动压力检测等功能,保证了抓取的可靠性,设置了运动中自动对正功能,大大提高了系统的可靠性和摆放位置的精确性。如果在运动过程中出现断电、断气等突发的不安全状况,气缸及减速电机具有抱闸锁死功能,保证烟包不会掉落,保证了设备的安全性。本发明结构简单,操作简便,工位到位检测及机械手升降安全限位保护,确保工作稳定可靠,是一种高效且具有广泛适应性的物流转移系统。
附图说明
图1为本发明整体结构工作状态示意图;
图2为图1之A区放大示意图;
图3为图1之B区放大示意图;
图4为图1之俯视示意图;
图5为本发明机械手局部结构之工作状态立体视图;
图6为本发明机械手局部结构之工作状态示意图;
图7为图6之左视示意图;
图8为图6之右视示意图;
图中:1-机架,2-Y向平移轨道, 3- X向平移轨道,4- Z向纵移驱动装置,5- X向平移驱动装置,6- Y向平移驱动装置,7- Z向纵移轨道,8-货物箱体,9-连接板,10-机械手支架,11-左右夹抱动力缸,12-运动板,13-连接杆,14-升降动力缸,15-翻转电机,16-夹臂转向动力缸,17-翻转轴承,18-夹臂,19-夹抱移动轨道,20-夹板,21-升降导轨,22-固定板,23-滑块,24-锁紧控制装置,25-升降固定块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
如图1~图6所示,本发明包括机架1、机械抓取运动副和检测控制系统,所述的机架1设置机械手,所述的机械手与机械抓取运动副工作配合,且两者分别与控制系统工作配合。
所述的机械手包括左右夹抱装置、兜底压紧装置和翻转装置。
所述的左右夹抱装置包括夹板20、连接杆13、运动板12和左右夹抱动力缸11,所述的运动板12通过滑块23设置于夹抱移动轨道19,所述的左右夹抱动力缸11设置于连接板9,所述的左右夹抱动力缸11前端与运动板12连接,所述的连接杆13一端固定于运动板12上,连接杆13另一端设置翻转轴承17,所述的夹板20与翻转轴承17一端紧固连接。
所述的兜底压紧装置包括夹臂18、固定板22、升降动力缸14、升降导轨21和夹臂转向动力缸16,所述的升降导轨21上下Z向平行设置于夹板20侧边,所述的固定板22设置于升降导轨21上,所述的升降动力缸14设置于夹板20上,升降动力缸14前端设置于固定板22上,所述的夹臂18固定于夹臂转向动力缸16上,所述的夹臂转向动力缸16通过升降固定块25设置于固定板22上。
所述的翻转装置包括翻转轴承17和翻转电机15,所述的翻转轴承17垂直设置于连接杆13靠近夹板20一端,翻转轴承17一端与夹板20连接紧固,翻转轴承17另一端与翻转电机15联接。
所述的翻转装置一侧设置翻转电机15,所述的翻转装置另一侧的翻转轴承17上设置锁紧控制装置24。
所述的夹臂18的翻转角度为±360°,所述的升降动力缸14为缓冲式动力缸,所述的翻转电机15为调速电机。
所述的机架1为龙门式结构,其采用膨胀式连接紧固件与地面联接,所述的机架1设置机械手移动轨道和驱动装置。
所述的机架1上设置机械手水平运动的X向平移轨道3、Y向平移轨道2以及升降运动的Z向纵移轨道7。所述的X向平移轨道3和Y向平移轨道2均采用齿轮齿条驱动单元结构。
所述的机械手设置于机械手支架10,所述的机械手支架10通过连接板9连接紧固于机械手上下Z向纵移轨道7,所述的机械手支架10靠近箱体8一侧设置夹抱移动轨道19。
所述的机械手包括两组相同的抓取装置。每一组抓取装置或分别夹抱一个货物,或两组抓取装置同时夹抱货物,也可单独夹抱货物。
每一组抓取装置还分别设有一组夹抱与兜底机构,其结构相同,其位置分别在上盖和底板处,夹臂可翻转±360°。
本发明为用于货物拆垛、翻转、搬运的机器手装置,下面以烟箱转移为例,进一步说明本发明工作原理和工作过程:
本发明采取机械手左右抱持与兜底复合保护结构,使得机械手能够平移、升降、翻转自如,确保烟包平移、升降更快、更平稳、定位精度更高;而且抓取装置具有夹持烟包到位检测、气动压力检测等功能,保证了抓取的可靠性,设置了运动中自动对正功能,大大提高了系统的可靠性和摆放位置的精确性。整垛箱形货物输送到位后,需要用机械手送往下一工位,并用图像识别系统检测所拆货物的捆扎带是否达到合格,如合格,将其抓取至货物正常摆放位置,如不合格,将其抓取至货物打带输送位置,机械手在搬运货物过程中对货物进行检测,检测所拆烟箱摆放是否倒置;如倒置,将其翻转。两组抓取装置通过动力缸翻转,通过动力缸夹紧和挡盖、兜底装置,实现烟箱在输送及翻转过程中,使货物的底部及上盖很好的封闭,使货物不会滑出,保证货物的完整无损。
本发明的工作过程:
拆垛作业:货物拆垛时,升降动力缸14和左右夹抱动力缸11张开,其中控制夹臂18的夹臂转向动力缸16收拢,使夹臂18抬起放入货物垛层中;左右夹抱动力缸11收拢,左右夹抱动力缸11驱动运动板12相向运动,同时带动连接杆13和夹板20一起相向运动,夹板20夹紧货物箱体8;机械手沿水平Y向移动轨道2平移,货物箱体8脱离垛层;控制夹臂18的夹臂转向动力缸16打开,一夹臂18翻转于货物箱体8底部,另一夹臂18翻转于货物箱体8顶部,此时升降动力缸14收拢,两夹臂18夹抱货物箱体8,为货物箱体8翻转做准备。
翻转作业:机械手通过水平运动与升降移动到达图像识别检测系统检测位,经图像识别检测系统的识别判断,识别判断货物箱体8上的捆扎带是否需要打带,且捆扎带是否打带合格,如合格,将其移送货物正常摆放位;如不合格,将其移送至货物打带输送位置;还要检测所拆货物箱体8摆放是否倒置,如倒置,将其翻转。翻转前,夹臂转向动力缸16张开,翻转电机15驱动翻转轴,使夹板20和货物箱体8沿夹臂18方向翻转,翻转完成后,夹臂转向动力缸16收拢,两夹臂18上下对应兜底夹持货物箱体8。
搬运作业:机械手通过手水平X向移动轨道3平移,以及上下Z向移动轨道7升降,夹臂18翻转、左右夹抱动力缸11张开,夹板20松开,将货物箱体8移送到相应工位,完成货物的搬运摆放作业。
Claims (10)
1.一种能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,包括机架(1)、机械抓取运动副和检测控制系统,其特征是:所述的机架(1)设置机械手,所述的机械手与机械抓取运动副工作配合,且两者分别与控制系统工作配合。
2.根据权利要求1所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的机械手包括左右夹抱装置、兜底压紧装置和翻转装置。
3.根据权利要求2所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的左右夹抱装置包括夹板(20)、连接杆(13)、运动板(12)和左右夹抱动力缸(11),所述的运动板(12)通过滑块(23)设置于夹抱移动轨道(19),所述的左右夹抱动力缸(11)设置于连接板(9),所述的左右夹抱动力缸(11)前端与运动板(12)连接,所述的连接杆(13)一端固定于运动板(12)上,连接杆(13)另一端设置翻转轴承(17),所述的夹板(20)与翻转轴承(17)一端紧固连接。
4.根据权利要求2所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的兜底压紧装置包括夹臂(18)、固定板(22)、升降动力缸(14)、升降导轨(21)和夹臂转向动力缸(16),所述的升降导轨(21)上下Z向平行设置于夹板(20)侧边,所述的固定板(22)设置于升降导轨(21)上,所述的升降动力缸(14)设置于夹板(20)上,升降动力缸(14)前端设置于固定板(22)上,所述的夹臂(18)固定于夹臂转向动力缸(16)上,所述的夹臂转向动力缸(16)通过升降固定块(25)设置于固定板(22)上。
5.根据权利要求2所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的翻转装置包括翻转轴承(17)和翻转电机(15),所述的翻转轴承(17)垂直设置于连接杆(13)靠近夹板(20)一端,翻转轴承(17)一端与夹板(20)连接紧固,翻转轴承(17)另一端与翻转电机(15)联接。
6.根据权利要求5所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的翻转装置一侧设置翻转电机(15),所述的翻转装置另一侧的翻转轴承(17)上设置锁紧控制装置(24)。
7.根据权利要求4所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的夹臂(18)的翻转角度为±360°,所述的升降动力缸(14)为缓冲式动力缸,所述的翻转电机(15)为调速电机。
8.根据权利要求1所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的机架(1)为龙门式结构,其采用膨胀式连接紧固件与地面联接,所述的机架(1)设置机械手移动轨道和驱动装置。
9.根据权利要求8所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的机架(1)上设置机械手水平运动的X向平移轨道(3)、Y向平移轨道(2)以及升降运动的Z向纵移轨道(7)。
10.根据权利要求1所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置,其特征是:所述的机械手设置于机械手支架(10),所述的机械手支架(10)通过连接板(9)连接紧固于机械手上下Z向移动轨道(7),所述的机械手支架(10)靠近箱体(8)一侧设置夹抱移动轨道(19)。
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