CN104310071A - 一种码箱抓手机构及抓取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种码箱抓手机构，包括：夹箱组件，其包括两块具有相向或背向行程的对向夹板，所述对向夹板之间形成夹箱空间；位于夹箱空间上方的压箱组件，所述压箱组件包括压箱管，所述压箱管具有垂直于对向夹板运动方向的升降行程；以及抓钩组件，所述抓钩组件包括工作时位于夹箱空间内的抓钩，所述抓钩用于钩抓箱体。本发明将传统技术中的四面夹箱改变成利用对向夹板进行两面夹箱，夹箱动作由旋转式设计为直线移动式，极大的简化了抓手机构的结构并减轻了整体的重量，同时设置了压箱组件，在夹箱前采用压箱管的升降先行压箱，保证箱子抓取的稳固和安全性。本发明还涉及上述抓手机构的抓取方法。本发明适用于码垛时对箱子的抓取。

Description

一种码箱抓手机构及抓取方法
技术领域
本发明涉及码垛领域，特别是一种码箱抓手机构及抓取方法。
背景技术
自20世纪70年代末，日本将机器人技术用于码垛工艺以来，码垛机器人的研究获得了迅速的发展，随着码垛机器人处理速度以及抓取重量不断提高，同时其占地面积小，能够同时处理多种物料和码垛多个料跺，越来越搜狐到广大用户的青睐并迅速占领市场。而抓手机构是码垛机器人的一个核心机构，直接关系着码垛的效率。
目前，对于塑料箱子的码垛、卸垛，其抓手机构是由四面夹箱组件和抓钩组件构成的。该装置的构成需要用到多根碳钢轴和多个带座外球面球轴承，导致装置结构繁琐、质量重、噪音大、需要定期润滑，严重制约了码、卸垛机器的抓取效率。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构简单的码箱抓手机构。
本发明所采用的技术方案是：
一种码箱抓手机构，包括：
夹箱组件，其包括两块具有相向或背向行程的对向夹板，所述对向夹板之间形成夹箱空间；
位于夹箱空间上方的压箱组件，所述压箱组件包括压箱管，所述压箱管具有垂直于对向夹板运动方向的升降行程；
以及抓钩组件，所述抓钩组件包括工作时位于夹箱空间内的抓钩，所述抓钩用于钩抓箱体。
作为上述技术方案的进一步改进，所述夹箱组件包括横向滑轴，与对向夹板相对固定的夹箱直线轴承滑动安装在横向滑轴上。 
作为上述技术方案的进一步改进，所述夹箱直线轴承为自润滑直线轴承。
作为上述技术方案的进一步改进，所述对向夹板的相对面上设置有托举块。
作为上述技术方案的进一步改进，所述压箱组件包括安装板、升降器和导向装置，所述安装板与对向夹板之间的高度恒定，所述升降器固定于安装板下方并连接压箱管，所述导向装置设置在安装板上并连接压箱管。
作为上述技术方案的进一步改进，所述导向装置包括两根位于升降器两侧的导轴，所述导轴上滑动连接有压箱直线轴承，所述压箱直线轴承固接在安装板底部，所述导轴的底端连接压箱管，顶端穿出安装板并接有限位器。
作为上述技术方案的进一步改进，所述压箱直线轴承为自润滑直线轴承。
作为上述技术方案的进一步改进，所述抓钩组件包括与对向夹板之间高度恒定的摆动气缸，所述摆动气缸的输出轴铰接有摆臂，所述摆臂的另一端固定连接有转轴，所述抓钩的顶端连接转轴。
本发明还提供上述抓取机构的抓取方法，有效的提高生产效率，其采用的技术方案是：
压箱管下降压实箱子上表面后，两对向夹板从侧面将箱子夹紧，抓钩钩住箱子上端的缺口后实现箱子的整体抓取。
本发明的有益效果是：本发明将传统技术中的四面夹箱改变成利用对向夹板进行两面夹箱，夹箱动作由旋转式设计为直线移动式，极大的简化了抓手机构的结构并减轻了整体的重量，同时设置了压箱组件，在夹箱前采用压箱管的升降先行压箱，保证箱子抓取的稳固和安全性。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是夹箱组件的结构示意图；
图4是压箱组件的结构示意图；
图5是抓钩组件的结构示意图；
图6是箱子的结构简图；
图7是本发明抓取状态示意图。
具体实施方式
如图1所示的码箱抓手机构，包括夹箱组件、压箱组件和抓钩组件。
抓手机构的顶部为一顶板14，用于连接码垛机器人，顶板14的底端连接有两道横梁15，两道横梁15直接或间接的作为夹箱组件、压箱组件和抓钩组件的安装基体。
如图1和图3所示，其中，横梁15两端的底部分别接有一安装板7，每块安装板7底部的前、后侧均装有固定块16，固定块16上开有通孔，两安装板7同一侧固定块16的通孔大小相同并在同一轴线上。在相对的通孔内安装有由硬质阳极氧化铝材料制成的横向滑轴4，横向滑轴4的两端穿出固定块16并留有滑动空间。滑动空间上滑动设有夹箱直线轴承5，该夹箱直线轴承5为具有自润滑性能的直线轴承，例如塑料直线轴承或者铝塑直线轴承，能避免使用者频繁润滑从而减轻劳动强度，也延长机构的维护周期。夹箱直线轴承5上固定连接有竖直方向的夹臂17，夹臂17底通过螺栓接有对向夹板1。每块安装板7的底部还安装有夹箱气缸18，夹箱气缸18的输出轴朝向相应端的夹臂17并与夹臂17固定连接。通过夹箱气缸18输出轴的伸缩可以带动两对向夹板1相向或背向做横向运动，从而夹紧箱子或松开箱子。因此，两对向夹板1之间形成夹箱空间。
优选的，对向夹板1的相对面上设置有托举块6，该托举块6为一方形管，用于在夹箱时嵌入到箱子的缺口中，起到了夹持后的托举作用。
横向滑轴4、夹箱直线轴承5、夹臂17、对向夹板1、托举块6、固定块16构成了本实施例中的夹箱组件。
如图1、2和4所示，每块安装板7的下方设置有压箱管2，压箱管2位于横向滑轴4的下方且同时在夹箱空间的上方。压箱管2在竖直方向上具有上下升降的行程，从而下降压实箱子的上表面或上升脱离箱子上表面。
压箱管2是通过升降器和导向装置实现其升降的。在本实施例中，每块安装板7前、后两端安装有压箱直线轴承9，其中压箱直线轴承9为自润滑直线轴承，例如塑料直线轴承或者铝塑直线轴承，能避免使用者频繁润滑从而减轻劳动强度，也延长机构的维护周期。压箱直线轴承9内滑动设有竖向的导轴8，导轴8由硬质阳极氧化铝材料制成。两导轴8的底端连接压箱管2，顶端从安装板7上方穿出并接有限位器10。限位器10的作用是防止导轴8向下运动时从安装板7上脱出。压箱直线轴承9、导轴8和限位器10构成了导向装置。
升降器包括了升降气缸19，该升降气缸19固定于安装板7下方，其输出轴固接压箱管2中部的上表面，升降气缸19输出轴的伸出使压箱管2下降，相反的，其收缩使压箱管2上升。
本实施例中，升降器、导向装置和压箱管2构成了压箱组件。
如图1、图2和图5所示，两横梁15的底端均装有转动轴承20，转动轴承20上接有转轴13，转轴13中部接有抓钩3，该抓钩3位于夹箱空间的中部，钩头朝向其中一块对向夹板1，能随着转轴13的转轴13进行钩抓的动作。转轴13的转动通过如下方式实现：转轴13上还接有一摆臂12，右侧的安装板7上安装有摆动气缸11，摆动气缸11的输出轴铰接摆臂12的上端，摆动气缸11输出轴的伸出和缩入带动摆臂12摆动从而使转轴13旋转。
在本实施例中，转轴13、抓钩3、摆臂12、转动轴承20和摆动气缸11构成了抓钩组件。
本实施例中所有的轴件均采用硬质阳极氧化铝轴，从结构和材料的选用上，达至结构简单、质量轻目的，从而提高了码、卸垛机器的生产效率和寿命。
本实施例中的码箱抓手机构的箱子抓取方法如下。
如图6所示，箱子的上端为中空的护栏结构，因此存在缺口21。
如图7所示，两个箱子从输送线进到抓取的固定位置，抓手机构移动至箱子的正上方并逐渐垂直往下接近箱子时，升降气缸19动作，压箱管2往下稍压紧箱子，便于后续的夹箱和钩抓。
压箱组件压紧箱子后，夹箱组件和抓钩组件继续下降，夹箱气缸18动作，对向夹板1做相对直线移动从箱子两侧把箱子夹紧，同时对向夹板1的托举块6进入箱子的缺口21位，对箱子具有托举作用。
夹箱动作完成后，紧接着摆动气缸11动作，抓钩3旋转摆动后钩住两相邻箱子的缺口21。
至此，抓手机构完成整个抓取动作。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种码箱抓手机构，其特征在于，包括：
夹箱组件，其包括两块具有相向或背向行程的对向夹板(1)，所述对向夹板(1)之间形成夹箱空间；
位于夹箱空间上方的压箱组件，所述压箱组件包括压箱管(2)，所述压箱管(2)具有垂直于对向夹板(1)运动方向的升降行程；
以及抓钩组件，所述抓钩组件包括工作时位于夹箱空间内的抓钩(3)，所述抓钩(3)用于钩抓箱体。
2.根据权利要求1所述的码箱抓手机构，其特征在于：所述夹箱组件包括横向滑轴(4)，与对向夹板(1)相对固定的夹箱直线轴承(5)滑动安装在横向滑轴(4)上。
3.根据权利要求2所述的码箱抓手机构，其特征在于：所述夹箱直线轴承(5)为自润滑直线轴承。
4.根据权利要求1或2或3所述的码箱抓手机构，其特征在于：所述对向夹板(1)的相对面上设置有托举块(6)。
5.根据权利要求1所述的码箱抓手机构，其特征在于：所述压箱组件包括安装板(7)、升降器和导向装置，所述安装板(7)与对向夹板(1)之间的高度恒定，所述升降器固定于安装板(7)下方并连接压箱管(2)，所述导向装置设置在安装板(7)上并连接压箱管(2)。
6.根据权利要求5所述的码箱抓手机构，其特征在于：所述导向装置包括两根位于升降器两侧的导轴(8)，所述导轴(8)上滑动连接有压箱直线轴承(9)，所述压箱直线轴承(9)固接在安装板(7)底部，所述导轴(8)的底端连接压箱管(2)，顶端穿出安装板(7)并接有限位器(10)。
7.根据权利要求6所述的码箱抓手机构，其特征在于：所述压箱直线轴承(9)为自润滑直线轴承。
8.根据权利要求1所述的码箱抓手机构，其特征在于：所述抓钩组件包括与对向夹板(1)之间高度恒定的摆动气缸(11)，所述摆动气缸(11)的输出轴铰接有摆臂(12)，所述摆臂(12)的另一端固定连接有转轴(13)，所述抓钩(3)的顶端连接转轴(13)。
9.一种权利要求1至8中任一项所述的抓手机构的抓取方法，其特征在于：压箱管(2)下降压实箱子上表面后，两对向夹板(1)从侧面将箱子夹紧，抓钩(3)钩住箱子上端的缺口后实现箱子的整体抓取。
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