CN103303667A - 一种高速扁瓶理瓶机械手及其理瓶方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速扁瓶理瓶机械手及其理瓶方法，该机械手包括主架体以及用于控制机械手的运动控制机构，该机械手还包括用于检测扁瓶瓶口的朝向检测机构；该主架体上装配有摆臂机构、夹臂机构以及驱动机构，该摆臂机构滑动装配于该主架体；该夹臂机构包括两个夹臂以及用于驱动传动两个该夹臂作松开/夹紧运动的松夹机构，该夹臂机构与该锥齿轮同步转动地装配于该支撑架上。本发明的高速扁瓶理瓶机械手能够快速而准确地抓取扁瓶，且对相同规格的不同扁瓶其抓取的位置基本能够保持一致，能够实现扁瓶瓶口朝上地竖直排放，理瓶效果好；另外，单台的本发明的机械手理瓶的速度至少可达到70个/分钟，理瓶效率高，而人力投入量少，降低了生产成本。

Description

一种高速扁瓶理瓶机械手及其理瓶方法

技术领域

本发明涉及一种理瓶机械手及其理瓶方法，特别是指一种高速扁瓶理瓶机械手及其理瓶方法。

背景技术

理瓶机是用于将杂乱无序的瓶子整理成指定置放状态的装置，理瓶机械手往往是一台理瓶机的完成理瓶动作的核心组成部分。目前市场上存在各种各样的理瓶机，但现有的理瓶机多用于整理瓶身呈圆柱形的瓶子，而对于不规则瓶身（如扁瓶），由于瓶身的不规则以及瓶口的朝向不同等因素，现有的理瓶机械手抓取扁瓶的位置很难保证大致相同，进而导致机械手放下瓶子时会发生一定的落体运动或者撞击运动，难以有序地将扁瓶瓶口朝上地竖直放置，理瓶效果十分的不理想。

发明内容

本发明提供一种高速扁瓶理瓶机械手及其理瓶方法，以克服现有的理瓶机械手和理瓶方法存在的难以有序地将扁瓶瓶口朝上地竖直排放，对扁瓶整理效果不理想的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种高速扁瓶理瓶机械手，包括主架体以及控制机构，该控制机构用于控制机械手的运动，该机械手还包括检测机构，该检测机构用于检测扁瓶瓶口的朝向，该检测机构联接所述控制机构；所述主架体上装配有摆臂机构、夹臂机构以及驱动机构；该摆臂机构底部可滑动地装配于该主架体，该驱动机构用于驱动该摆臂机构作定向滑动，该摆臂机构和该驱动机构分别与所述控制机构联接；该夹臂机构包括松夹机构以及两个夹臂，该松夹机构用于驱动传动两个该夹臂作松开/夹紧运动，该松夹机构联接所述控制机构，该夹臂机构与所述锥齿轮同步转动地装配于所述支撑架上。

更为具体地：

上述摆臂机构包括支撑架以及第一伺服电机、锥齿轮，该第一伺服电机固定装配于该支撑架，该锥齿轮可转动地装配于该支撑架，该第一伺服电机用于驱动该锥齿轮转动，该第一伺服电机联接上述控制机构。

上述松夹机构包括连接座、对夹以及气/油缸，该连接座装配于上述支撑架上，上述夹臂的两端分别为连接端和夹持端，该夹臂的连接端可转动地固定联接于该连接座；该对夹包括均呈L型的左夹杆和右夹杆，该左夹杆和该右夹杆的中部分别枢接于该连接座，该左夹杆和该右夹杆的顶端分别可转动地连接该夹臂，该左夹杆和该右夹杆的底端分别可转动地固定连接于该气/油缸的缸杆顶部；该气/油缸固定装配于该连接座，该气/油缸联接上述控制机构。上述夹臂的夹持端设有可自由转动的橡胶垫件。

上述驱动机构包括第二伺服电机和高速丝杆，该第二伺服电机固定装设于上述主架体上，该第二伺服电机与上述控制机构联接，该第二伺服电机的动力输出轴通过该高速丝杆传动联接上述摆臂机构，该动力输出轴与该高速丝杆的轴线处于同一直线上。

上述主架体上设有滑轨，上述摆臂机构底部装配于该滑轨上。

一种使用上述的一种高速扁瓶理瓶机械手的理瓶方法，该理瓶方法包括下述步骤：

a.上述检测机构检测待整理的扁瓶瓶口的朝向并将检测信号发送至上述控制机构，待整理的该扁瓶横向放置且侧立于输送轨槽中，以扁瓶输送方向为前方；

b.若扁瓶瓶口朝向前方，则在控制机构的控制下：上述驱动机构驱动上述摆臂机构向前移动，使得上述夹臂机构的两个上述夹臂的夹持端分别位于扁瓶的两侧壁上且临近瓶颈处，上述松夹机构驱动两个夹臂向内运动而夹持扁瓶，上述摆臂机构驱动上述夹臂机构向前摆动至指定位置，松夹机构驱动两个夹臂向外运动而松开竖直布置的扁瓶；

c.若扁瓶瓶口朝向后方，则在控制机构的控制下：该驱动机构驱动该摆臂机构向后移动，使得该夹臂机构的两个夹臂的夹持端分别位于扁瓶的两侧壁上且临近瓶颈处，该松夹机构驱动两个夹臂向内运动而夹持扁瓶，该摆臂机构驱动该夹臂机构向前摆动至指定位置，松夹机构驱动两个夹臂向外运动而松开竖直布置的扁瓶；

d.机械手复位，准备进行下一轮的理瓶动作。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明的高速扁瓶理瓶机械手能够快速而准确地抓取扁瓶，且对相同规格的不同扁瓶其抓取的位置基本能够保持一致，能够实现扁瓶瓶口朝上地竖直排放，理瓶效果好；另外，单台的本发明的机械手理瓶的速度至少可达到70个/分钟，理瓶效率高，而人力投入量少，降低了生产成本；此外，该机械手结构简单，使用寿命长，维护和维修简单，使用十分的方便。

附图说明

图1为本发明的机械手的立体结构示意图。

图2为机械手抓取瓶口向后的扁瓶时的右视结构示意图。

图3为机械手放开竖立的扁瓶时的右视结构示意图。

图4为机械手抓取瓶口向前的扁瓶时的右视结构示意图。

图5为机械手抓取瓶口向前的扁瓶时的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1、图2、图3、图4、图5，一种高速扁瓶理瓶机械手，包括主架体1（图中仅示意局部的主架体1）以及控制机构，该控制机构用于控制机械手的运动，继续参照图2、图4，该机械手还包括检测机构11，该检测机构11用于检测扁瓶2瓶口的朝向，检测机构11包括两个检测器，第一检测器111和第二检测器112的检测端均朝向上方，通过检测扁瓶2的端部距离检测器的距离而判断瓶口的朝向；如第一检测器111和第二检测器112检测的距离大致相等，则判断该瓶口朝向后方；若第一检测器111和第二检测器112检测的距离数据相差较大时，则判断该瓶口朝向前方；该检测机构11联接所述控制机构。继续参照图1、图2、图4，所述主架体1上装配有摆臂机构12、夹臂机构13以及驱动机构14；该驱动机构14包括第二伺服电机141和高速丝杆142，该第二伺服电机141固定装设于上述主架体1上，该第二伺服电机141与上述控制机构联接，该第二伺服电机141的动力输出轴通过该高速丝杆142传动联接上述摆臂机构12，该动力输出轴与该高速丝杆142的轴线处于同一直线上。该摆臂机构12包括支撑架121以及第一伺服电机122、锥齿轮123，该第一伺服电机122固定装配于该支撑架121，该锥齿轮123可转动地装配于该支撑架121，该第一伺服电机122用于驱动该锥齿轮123转动，该第一伺服电机122联接上述控制机构；主架体1上设有滑轨124，上述摆臂机构12底部可滑动地装配于该滑轨124上，该驱动机构14用于驱动该摆臂机构12作定向滑动，该摆臂机构12和该驱动机构14分别与所述控制机构联接。继续参照图1、图5，该夹臂机构13包括松夹机构131以及两个夹臂132，该松夹机构131用于驱动传动两个该夹臂132作松开/夹紧运动，该松夹机构131联接所述控制机构，该夹臂机构13与所述锥齿轮123同步转动地装配于所述支撑架121上；继续参照图1，上述松夹机构131包括连接座133、对夹134以及气/油缸135，该连接座133装配于上述支撑架121上，上述夹臂132的两端分别为连接端和夹持端，该夹臂132的连接端可转动地固定联接于该连接座133，该夹臂132的夹持端设有可自由转动的橡胶垫件136；该对夹134包括均呈L型的左夹杆137和右夹杆138，该左夹杆和该右夹杆的中部分别枢接于该连接座133，该左夹杆和该右夹杆的顶端分别可转动地连接该夹臂132，该左夹杆和该右夹杆的底端分别可转动地固定连接于该气/油缸135的缸杆顶部；该气/油缸135固定装配于该连接座133，该气/油缸135联接上述控制机构。

参照图1至图5，一种使用上述的一种高速扁瓶理瓶机械手的理瓶方法，该理瓶方法包括下述步骤：

a.待整理的该扁瓶2横向放置且侧立于输送轨槽中，以扁瓶2输送方向为前方，在输送轨槽的输送下，待整理的扁瓶2逐一地向本发明的机械手方向移动；上述检测机构11检测待整理的扁瓶2瓶口的朝向并将检测信号发送至上述控制机构，控制装置接收信号并进行处理后发出相应的指令，控制相应器件作对应动作；

b.参照图4、图5，若扁瓶2瓶口朝向前方（即瓶口朝向机械手），则在控制机构的控制下：上述驱动机构14的第二伺服电机141驱动高速丝杆142转动，高速丝杆142传动带动上述摆臂机构12向前移动，使得上述夹臂机构13的两个上述夹臂132的夹持端分别位于扁瓶2侧壁中部偏向瓶口处，上述松夹机构131的气/油缸135缸杆向下运动而将左夹杆137和右夹杆138的底端向下拉动，则左夹杆137和右夹杆138的顶端分别向运动而驱使两个夹臂132向内运动，夹臂132的夹持端即紧紧的将扁瓶2夹持住；然后，上述摆臂机构12的第一伺服电机122转动，传动带动锥齿轮123转动，上述夹臂机构13的连接座133与该锥齿轮123则同步地进行转动，从而带动夹臂132向前摆动至指定位置（优选摆动至水平方向），此时，扁瓶2由于自身重力的作用而处于瓶口朝上的竖立状态；气/油缸135缸杆向上运动，两个夹臂132向外运动而松开扁瓶2，将扁瓶2放置在下一工序的输送带上；

c.若扁瓶2瓶口朝向后方（如图1、图2、图3所示），则在控制机构的控制下：上述驱动机构14的第二伺服电机141驱动高速丝杆142转动，高速丝杆142传动带动上述摆臂机构12向后移动，使得上述夹臂机构13的两个上述夹臂132的夹持端分别位于扁瓶2侧壁中部偏向瓶口处，上述松夹机构131的气/油缸135缸杆向下运动而将左夹杆137和右夹杆138的底端向下拉动，则左夹杆137和右夹杆138的顶端分别向运动而驱使两个夹臂132向内运动，夹臂132的夹持端即紧紧的将扁瓶2夹持住；参照图3，然后，上述摆臂机构12的第一伺服电机122转动，传动带动锥齿轮123转动，上述夹臂机构13的连接座133与该锥齿轮123则同步地进行转动，从而带动夹臂132向前摆动至指定位置（优选摆动至水平方向），此时，扁瓶2由于自身重力的作用而处于瓶口朝上的竖立状态；气/油缸135缸杆向上运动，两个夹臂132向外运动而松开扁瓶2，将扁瓶2放置在下一工序的输送带上；

d.机械手复位，准备进行下一轮的理瓶动作。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种高速扁瓶理瓶机械手，包括主架体以及控制机构，该控制机构用于控制机械手的运动，其特征在于：所述机械手还包括检测机构，该检测机构用于检测扁瓶瓶口的朝向，该检测机构联接所述控制机构；所述主架体上装配有摆臂机构、夹臂机构以及驱动机构；

该摆臂机构可滑动地装配于该主架体，该驱动机构用于驱动该摆臂机构作定向滑动，该摆臂机构和该驱动机构分别与所述控制机构联接；

该夹臂机构包括松夹机构以及两个夹臂，该松夹机构用于驱动传动两个该夹臂作松开/夹紧运动，该松夹机构联接所述控制机构，该夹臂机构与所述锥齿轮同步转动地装配于所述支撑架上。

2.如权利要求1所述的一种高速扁瓶理瓶机械手，其特征在于：所述摆臂机构包括支撑架以及第一伺服电机、锥齿轮，该第一伺服电机固定装配于该支撑架，该锥齿轮可转动地装配于该支撑架，该第一伺服电机用于驱动该锥齿轮转动，该第一伺服电机联接所述控制机构。

3.如权利要求1所述的一种高速扁瓶理瓶机械手，其特征在于：所述松夹机构包括连接座、对夹以及气/油缸，该连接座装配于所述支撑架上，所述夹臂的两端分别为连接端和夹持端，该夹臂的连接端可转动地固定联接于该连接座；该对夹包括均呈L型的左夹杆和右夹杆，该左夹杆和该右夹杆的中部分别枢接于该连接座，该左夹杆和该右夹杆的顶端分别可转动地连接该夹臂，该左夹杆和该右夹杆的底端分别可转动地固定连接于该气/油缸的缸杆顶部；该气/油缸固定装配于该连接座，该气/油缸联接所述控制机构。

4.如权利要求3所述的一种高速扁瓶理瓶机械手，其特征在于：所述夹臂的夹持端设有可自由转动的橡胶垫件。

5.如权利要求1所述的一种高速扁瓶理瓶机械手，其特征在于：所述驱动机构包括第二伺服电机和高速丝杆，该第二伺服电机固定装设于所述主架体上，该第二伺服电机与所述控制机构联接，该第二伺服电机的动力输出轴通过该高速丝杆传动联接所述摆臂机构，该动力输出轴与该高速丝杆的轴线处于同一直线上。

6.如权利要求1所述的一种高速扁瓶理瓶机械手，其特征在于：所述主架体上设有滑轨，所述摆臂机构底部装配于该滑轨上。

7.一种使用权利要求1至6所述的一种高速扁瓶理瓶机械手的理瓶方法，其特征在于，该理瓶方法包括下述步骤：

a.所述检测机构检测待整理的扁瓶瓶口的朝向并将检测信号发送至所述控制机构，待整理的该扁瓶横向放置且侧立于输送轨槽中，以扁瓶输送方向为前方；

b.若扁瓶瓶口朝向前方，则在控制机构的控制下：所述驱动机构驱动所述摆臂机构向前移动，使得所述夹臂机构的两个所述夹臂的夹持端分别位于扁瓶的两侧壁上且临近瓶颈处，所述松夹机构驱动两个夹臂向内运动而夹持扁瓶，所述摆臂机构驱动所述夹臂机构向前摆动至指定位置，松夹机构驱动两个夹臂向外运动而松开竖直布置的扁瓶；

c.若扁瓶瓶口朝向后方，则在控制机构的控制下：该驱动机构驱动该摆臂机构向后移动，使得所述夹臂机构的两个夹臂的夹持端分别位于扁瓶的两侧壁上且临近瓶颈处，该松夹机构驱动两个夹臂向内运动而夹持扁瓶，该摆臂机构驱动该夹臂机构向前摆动至指定位置，松夹机构驱动两个夹臂向外运动而松开竖直布置的扁瓶；

d.机械手复位，准备进行下一轮的理瓶动作。

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