CN106098849A - 花篮夹持机构、花篮搬运机器人及其搬运方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种花篮夹持机构，包括支架组件、下托板、用于驱动下托板上下翻转的翻转组件、一对上托板以及一对用于驱动上托板直线运动的夹臂组件，所述翻转组件与所述支架组件下端连接，所述下托板与所述翻转组件连接，一对夹臂组件分设于支架组件上端两侧，一对上托板与一对夹臂组件一一对应连接；一种花篮搬运机器人，包括机器人本体，还包括上述花篮夹持机构，机器人本体与花篮夹持机构的支架组件连接；花篮搬运机器人的搬运方法，包括S1：花篮搬运机器人就位；S2：花篮夹持：S3：花篮固定：S4：搬运：机器人本体将花篮搬运至目标位置。

Description

花篮夹持机构、花篮搬运机器人及其搬运方法

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池生产设备，尤其涉及一种花篮夹持机构、花篮搬运机器人及其搬运方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池是将太阳能转变为电能的原件，它是以硅片为衬底材料，经过一系列加工工序后得到的产品。其工艺流程包括硅片清洗——表面制绒——扩散掺杂——刻蚀——表面钝化——电极印刷——烧结——测试分选，整个过程在洁净的厂房内进行，从第一道工序到最后一道工序形成一条完整的生产线。

工序与工序之间硅片的流转是通过以花篮作为载具来进行的。目前，晶体硅太阳能电池片生产线工序间的花篮传送大部分采用人工搬运的形式，单个花篮加上花篮内的硅片的总重量在7kg左右，非常重，人工搬运非常耗时费力，劳动强度大，严重制约着生产效率的提高，且搬运过程中容易造成硅片破碎和污染，大大降低了电池片的质量，带来较大的经济损失。还有一部分晶体硅太阳能电池片生产线自动化程度稍高，采用传送带传输的方式，通过电机带动皮带向前运动，达到将花篮传送到下道工序的目的，减少了人工干预，在一定程度上提高了生产效率，但是当工序将设备发生调整或某台设备发生故障时，皮带传送便无法适用，灵活性差，且不利于硅片缓存。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种自动化程度高、生产效率高、夹持可靠的花篮夹持机构。本发明进一步提供一种自动化程度高、生产效率高、使用灵活、便于硅片缓存的花篮搬运机器人及其搬运方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种花篮夹持机构，包括支架组件、下托板、用于驱动下托板上下翻转的翻转组件、一对上托板以及一对用于驱动上托板直线运动的夹臂组件，所述翻转组件与所述支架组件下端连接，所述下托板与所述翻转组件连接，一对所述夹臂组件分设于所述支架组件上端两侧，一对所述上托板与一对所述夹臂组件一一对应连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述夹臂组件包括夹臂、夹臂安装座、夹臂驱动缸以及夹臂驱动缸安装座，所述夹臂安装座和夹臂驱动缸安装座固设于所述支架组件上，夹臂驱动缸的缸体与所述夹臂驱动缸安装座铰接，夹臂驱动缸的输出轴与所述夹臂的后端铰接，所述夹臂安装座与所述夹臂的中部铰接，所述上托板与所述夹臂的前端固定连接。

所述夹臂组件还包括固设于所述支架组件上的限位块，所述限位块位于所述夹臂安装座前侧。

所述上托板与所述夹臂之间还设有上托板调整垫块，所述上托板、夹臂以及上托板调整垫块通过紧固件固定连接。

所述翻转组件包括下部连接块、转动块、翻转驱动缸和翻转驱动缸安装座，所述下部连接块上端与所述支架组件下端固定连接，下部连接块下端与所述转动块上端前侧铰接，所述翻转驱动缸安装座固设于所述下部连接块上端，所述翻转驱动缸的缸体与所述翻转驱动缸安装座铰接，翻转驱动缸的输出轴与所述转动块上端后侧铰接，所述转动块下端与所述下托板之间设有下托板调整垫块，所述下托板、下托板调整垫块以及转动块通过紧固件固定连接。

所述支架组件包括竖向连接板、横向连接板、L形连接块、压条、支撑块以及连接法兰，所述横向连接板和L形连接块位于所述竖向连接板上端前侧，所述压条位于竖向连接板后侧并沿竖向连接板长度方向布置，压条设有两根，两根压条分设于竖向连接板左右两边，压条下端与所述竖向连接板通过紧固件固定连接，压条上端、竖向连接板以及所述L形连接块的一边通过紧固件固定连接，所述L形连接块的另一边通过紧固件与所述横向连接板固定连接，所述支撑块抵设于两根压条之间并与所述竖向连接板通过紧固件固定连接，所述连接法兰位于所述两根压条之间并与所述竖向连接板通过紧固件固定连接，所述下部连接块上端与所述竖向连接板下端固定连接，一对所述夹臂组件分设于所述横向连接板左右两侧，所述上托板的高度比所述横向连接板低。

花篮夹持机构还包括花篮检测组件，所述花篮检测组件包括安装块、微动开关以及调整垫片，所述安装块位于所述横向连接板前侧，所述微动开关调整垫片设于所述安装块与所述横向连接板之间，所述横向连接板、调整垫片和安装块通过紧固件固定连接，所述微动开关装设于所述安装块前侧。

花篮夹持机构还包括一对定位销，一对所述定位销装设于所述横向连接板上。

一种花篮搬运机器人，包括机器人本体，还包括上述花篮夹持机构，所述机器人本体与花篮夹持机构的支架组件连接。

一种上述花篮搬运机器人的搬运方法，包括以下步骤：

S1：花篮搬运机器人就位：花篮夹持机构随机器人本体移动至花篮位置；

S2：花篮夹持：一对所述夹臂组件驱动一对上托板相互靠近将花篮夹紧，所述机器人本体将花篮抬高使花篮底部与设备分离；

S3：花篮固定：翻转组件带动下托板转动使下托板承托住花篮底部；

S4：搬运：机器人本体将花篮搬运至目标位置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的花篮夹持机构，使用时，先利用夹臂组件驱动一对上托板相互靠近将花篮夹紧，然后可在机器人本体8的配合下将花篮向上抬高，使花篮底部与设备分离，然后翻转组件驱动下托板转动托住花篮底部，从而可靠地将花篮夹持、固定住，自动化程度高、生产效率高，可配合机器人本体实现花篮在工序之间、工序与缓存区之间灵活搬运。

本发明公开的花篮搬运机器人，包括上述花篮夹持机构及机器人本体，自动化程度高、效率高，大大减少了人工的参与，解决了人工搬运花篮存在的硅片破碎率高，容易污染等一系列问题；当工序间设备位置发生微调时，可随时调整机器人本体的运动轨迹完成花篮搬运，当工序间设备位置发生大的变化时，可在机器人本体底部加装导轨来完成花篮搬运；搬运机器人可将上道工序的花篮搬运至缓存区，再从缓存区将花篮搬运至下道工序，缓存区存放花篮数量可根据需要设定，使用非常灵活，很好地避免了因某台设备故障而影响整条生产线的产能。本发明公开的花篮搬运机器人的搬运方法同样具有上述优点。

附图说明

图1是本发明花篮夹持机构的立体结构示意图。

图2是本发明花篮夹持机构另一视角的立体结构示意图。

图3是本发明花篮搬运机器人的主视结构示意图。

图4是本发明花篮搬运机器人使用状态时的结构示意图。

图5是本发明花篮搬运机器人的搬运方法的流程图。

图中各标号表示：1、支架组件；11、竖向连接板；12、横向连接板；13、L形连接块；14、压条；15、支撑块；16、连接法兰；2、下托板；3、翻转组件；31、下部连接块；32、转动块；33、翻转驱动缸；34、翻转驱动缸安装座；35、下托板调整垫块；4、上托板；5、夹臂组件；51、夹臂；52、夹臂安装座；53、夹臂驱动缸；54、夹臂驱动缸安装座；55、限位块；56、上托板调整垫块；6、花篮检测组件；61、安装块；62、微动开关；63、微动开关调整垫片；7、定位销；8、机器人本体；100、花篮；200、插销；300、卡箍。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实施例的花篮夹持机构，包括支架组件1、下托板2、用于驱动下托板2上下翻转的翻转组件3、一对上托板4以及一对用于驱动上托板4直线运动的夹臂组件5，翻转组件3与支架组件1下端连接，下托板2与翻转组件3连接，一对夹臂组件5分设于支架组件1上端两侧，一对上托板4与一对夹臂组件5一一对应连接，该花篮夹持机构使用时，先利用夹臂组件5驱动上托板4相互靠近将花篮100夹紧，然后可在机器人本体8的配合下将花篮100向上抬高，使花篮100底部与设备分离，然后翻转组件3驱动下托板2转动托住花篮100底部，从而可靠地将花篮100夹持、固定住，自动化程度高、生产效率高，可配合机器人本体8实现花篮100在工序之间、工序与缓存区之间灵活搬运。其中，支架组件1包括竖向连接板11、横向连接板12、L形连接块13、压条14、支撑块15以及连接法兰16，横向连接板12和L形连接块13位于竖向连接板11上端前侧，压条14位于竖向连接板11后侧并沿竖向连接板11长度方向布置，压条14设有两根，两根压条14分设于竖向连接板11左右两边，压条14下端与竖向连接板11通过紧固件固定连接，压条14上端、竖向连接板11以及L形连接块13的一边通过紧固件固定连接，L形连接块13的另一边通过紧固件与横向连接板12固定连接，支撑块15抵设于两根压条14之间并与竖向连接板11通过紧固件固定连接，连接法兰16位于两根压条14之间并与竖向连接板11通过紧固件固定连接，连接法兰16用来与机器人本体8连接，一对夹臂组件5分设于横向连接板12左右两侧，上托板4的高度比横向连接板12低，也即上托板4位于横向连接板12侧下方，该支架组件1结构简单紧凑、强度高，可靠性好。

夹臂组件5包括夹臂51、夹臂安装座52、夹臂驱动缸53以及夹臂驱动缸安装座54，夹臂安装座52和夹臂驱动缸安装座54固设于支架组件1上，夹臂驱动缸53的缸体与夹臂驱动缸安装座54铰接，夹臂驱动缸53的输出轴与夹臂51的后端铰接，夹臂安装座52与夹臂51的中部铰接，上托板4与夹臂51的前端固定连接。本实施例中，夹臂驱动缸53为气缸，在其他实施例中也可采用液压缸；夹臂组件5中部件与部件之间的铰接通过插销200实现，插销200端部设置卡箍300防止插销200脱落；夹臂驱动缸53的输出轴倾斜向下布置，上托板4位于夹臂51前端下侧。

本实施例中，夹臂组件5还包括固设于支架组件1（具体为横向连接板12）上的限位块55，限位块55位于夹臂安装座52前侧，用于限制夹臂51的极限位置，避免夹臂51夹紧程度过大，破坏花篮100。

本实施例中，上托板4与夹臂51之间还设有上托板调整垫块56，上托板4、夹臂51以及上托板调整垫块56通过紧固件固定连接，可通过增减上托板调整垫块56的数量调整上托板4的高度，使上托板4能够准确地托住花篮100的边缘。

翻转组件3包括下部连接块31、转动块32、翻转驱动缸33和翻转驱动缸安装座34，下部连接块31上端与支架组件1下端固定连接（具体为竖向连接板11下端），下部连接块31下端与转动块32上端前侧铰接，翻转驱动缸安装座34固设于下部连接块31上端，翻转驱动缸33的缸体与翻转驱动缸安装座34铰接，翻转驱动缸33的输出轴与转动块32上端后侧铰接，转动块32下端与下托板2之间设有下托板调整垫块35，用于调节下托板2的高度，下托板2、下托板调整垫块35以及转动块32通过紧固件固定连接。本实施例中，翻转驱动缸33为气缸，在其他实施例中也可采用液压缸，翻转组件3中部件与部件之间的铰接通过插销200实现。

本实施例中，花篮夹持机构还包括花篮检测组件6，花篮检测组件6包括安装块61、微动开关62以及调整垫片63，安装块61位于横向连接板12前侧，调整垫片63设于安装块61与横向连接板12之间，横向连接板12、微动开关调整垫片63和安装块61通过紧固件固定连接，微动开关62装设于安装块61前侧，利用微动开关62检测下方是否具有花篮100，调整垫片63用于调整微动开关62的高度。

本实施例中，花篮夹持机构还包括一对定位销7，一对定位销7装设于横向连接板12上，一对定位销7用于与花篮100上的定位孔相配合，保证夹持过程中花篮100位置准确。

本发明的花篮夹持机构的工作原理如下：微动开关62检测到下方具有花篮100之后，夹臂驱动缸53驱动夹臂51摆动，上托板4靠近花篮100并夹紧，可在机器人本体8的配合下将花篮100抬高，使花篮100底部与设备分离，然后翻转驱动缸33的输出轴伸出，带动转动块32连同下托板2一起转动，下托板2进入花篮100底部并托住花篮100，从而可靠地将花篮100夹持、固定住，夹持过程中，定位销7置于花篮100上的定位孔中，保持花篮100位置准确。

如图3和图4所示，本实施例的花篮搬运机器人，包括机器人本体8，还包括上述的花篮夹持机构，机器人本体8与花篮夹持机构的支架组件1连接（具体为支架组件1中的连接法兰16），该花篮搬运机器人自动化程度高、效率高，大大减少了人工的参与，解决了人工搬运花篮100存在的硅片破碎率高，容易污染等一系列问题；当工序间设备位置发生微调时，可随时调整机器人本体8的运动轨迹完成花篮100搬运，当工序间设备位置发生大的变化时，可在机器人本体8底部加装导轨来完成花篮100搬运；搬运机器人可将上道工序的花篮100搬运至缓存区，再从缓存区将花篮100搬运至下道工序，缓存区存放花篮100数量可根据需要设定，使用非常灵活，很好地避免了因某台设备故障而影响整条生产线的产能。

如图5所示，上述花篮搬运机器人的搬运方法，包括以下步骤：

S1：花篮搬运机器人就位：花篮夹持机构随机器人本体8移动至花篮100位置；

S2：花篮100夹持：一对夹臂组件5驱动一对上托板4相互靠近将花篮100夹紧，机器人本体8将花篮100抬高，使花篮100底部与设备分离；

S3：花篮100固定：翻转组件3带动下托板2转动使下托板2承托住花篮100底部；

S4：搬运：机器人本体8将花篮100搬运至目标位置。

其中S2、S3的详细过程如见“花篮夹持机构的工作原理”部分。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种花篮夹持机构，其特征在于：包括支架组件（1）、下托板（2）、用于驱动下托板（2）上下翻转的翻转组件（3）、一对上托板（4）以及一对用于驱动上托板（4）直线运动的夹臂组件（5），所述翻转组件（3）与所述支架组件（1）下端连接，所述下托板（2）与所述翻转组件（3）连接，一对所述夹臂组件（5）分设于所述支架组件（1）上端两侧，一对所述上托板（4）与一对所述夹臂组件（5）一一对应连接。

2.根据权利要求1所述的花篮夹持机构，其特征在于：所述夹臂组件（5）包括夹臂（51）、夹臂安装座（52）、夹臂驱动缸（53）以及夹臂驱动缸安装座（54），所述夹臂安装座（52）和夹臂驱动缸安装座（54）固设于所述支架组件（1）上，夹臂驱动缸（53）的缸体与所述夹臂驱动缸安装座（54）铰接，夹臂驱动缸（53）的输出轴与所述夹臂（51）的后端铰接，所述夹臂安装座（52）与所述夹臂（51）的中部铰接，所述上托板（4）与所述夹臂（51）的前端固定连接。

3.根据权利要求2所述的花篮夹持机构，其特征在于：所述夹臂组件（5）还包括固设于所述支架组件（1）上的限位块（55），所述限位块（55）位于所述夹臂安装座（52）前侧。

4.根据权利要求2所述的花篮夹持机构，其特征在于：所述上托板（4）与所述夹臂（51）之间还设有上托板调整垫块（56），所述上托板（4）、夹臂（51）以及上托板调整垫块（56）通过紧固件固定连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的花篮夹持机构，其特征在于：所述翻转组件（3）包括下部连接块（31）、转动块（32）、翻转驱动缸（33）和翻转驱动缸安装座（34），所述下部连接块（31）上端与所述支架组件（1）下端固定连接，下部连接块（31）下端与所述转动块（32）上端前侧铰接，所述翻转驱动缸安装座（34）固设于所述下部连接块（31）上端，所述翻转驱动缸（33）的缸体与所述翻转驱动缸安装座（34）铰接，翻转驱动缸（33）的输出轴与所述转动块（32）上端后侧铰接，所述转动块（32）下端与所述下托板（2）之间设有下托板调整垫块（35），所述下托板（2）、下托板调整垫块（35）以及转动块（32）通过紧固件固定连接。

6.根据权利要求5所述的花篮夹持机构，其特征在于：所述支架组件（1）包括竖向连接板（11）、横向连接板（12）、L形连接块（13）、压条（14）、支撑块（15）以及连接法兰（16），所述横向连接板（12）和L形连接块（13）位于所述竖向连接板（11）上端前侧，所述压条（14）位于竖向连接板（11）后侧并沿竖向连接板（11）长度方向布置，压条（14）设有两根，两根压条（14）分设于竖向连接板（11）左右两边，压条（14）下端与所述竖向连接板（11）通过紧固件固定连接，压条（14）上端、竖向连接板（11）以及所述L形连接块（13）的一边通过紧固件固定连接，所述L形连接块（13）的另一边通过紧固件与所述横向连接板（12）固定连接，所述支撑块（15）抵设于两根压条（14）之间并与所述竖向连接板（11）通过紧固件固定连接，所述连接法兰（16）位于所述两根压条（14）之间并与所述竖向连接板（11）通过紧固件固定连接，所述下部连接块（31）上端与所述竖向连接板（11）下端固定连接，一对所述夹臂组件（5）分设于所述横向连接板（12）左右两侧，所述上托板（4）的高度比所述横向连接板（12）低。

7.根据权利要求6所述的花篮夹持机构，其特征在于：还包括花篮检测组件（6），所述花篮检测组件（6）包括安装块（61）、微动开关（62）以及微动开关调整垫片（63），所述安装块（61）位于所述横向连接板（12）前侧，所述调整垫片（63）设于所述安装块（61）与所述横向连接板（12）之间，所述横向连接板（12）、调整垫片（63）和安装块（61）通过紧固件固定连接，所述微动开关（62）装设于所述安装块（61）前侧。

8.根据权利要求6所述的花篮夹持机构，其特征在于：还包括一对定位销（7），一对所述定位销（7）装设于所述横向连接板（12）上。

9.一种花篮搬运机器人，包括机器人本体（8），其特征在于，还包括权利要求1至8中任一项所述的花篮夹持机构，所述机器人本体（8）与花篮夹持机构的支架组件（1）连接。

10.一种权利要求9所述的花篮搬运机器人的搬运方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：花篮搬运机器人就位：花篮夹持机构随机器人本体（8）移动至花篮（100）位置；

S2：花篮（100）夹持：一对所述夹臂组件（5）驱动一对上托板（4）相互靠近将花篮（100）夹紧，所述机器人本体（8）将花篮（100）抬高使花篮（100）底部与设备分离；

S3：花篮（100）固定：翻转组件（3）带动下托板（2）转动使下托板（2）承托住花篮（100）底部；

S4：搬运：机器人本体（8）将花篮（100）搬运至目标位置。