CN106103318A - 用于重定位物体的夹头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于重定位物体，特别是成组的饮料容器、板条箱、盒子和类似物的夹头(1)，所述夹头包括：基座支架(2)，其可连接到驱动单元、尤其是机器人单元；和两个抓取装置(4)，两个抓取装置可以调整彼此之间的距离并且布置在基座支架上，两个抓取装置的每个具有一个夹钳(5)，使两个抓取装置与物体可操作的连接。为了提供用于重定位物体、特别是移动成组物体的夹头，夹头具有当运动区域内存在障碍物的情况下防止损坏的装置，抓取装置包括连接到每个夹钳的夹钳支架(6)，夹钳支架被安装在连接到基座支架的保持体上，并且可以从正常位置沿基座支架的方向移动。

Description

用于重定位物体的夹头

技术领域

本发明涉及一种夹头，用于重定位诸如饮料容器(罐、瓶等)的液体包装、板条箱、盒子等的物体，所述夹头具有可连接到驱动单元、特别是机器人单元的基座支架，以及被布置在基座支架上的至少两个抓取装置，且所述至少两个抓取装置能够调整相对于两个抓取装置距彼此的距离，使两个抓取装置的每一个具有与物体可操作的连接的夹钳。

背景技术

上面提到的类型的夹头在现有技术许多不同的设计中是已知的。在饮料行业的搬运系统中，例如夹头被用来在接收位置拾取成组诸如瓶、罐或类似的包装的物体，并将物体转移到传送位置或传送站，并在必要时，也将它们存放在等待纸箱、板条箱或类似物中。夹头的定位通常通过驱动单元、特别是机器人单元来实现，驱动单元可连接到夹头，可以实现夹头的全自动的运动控制。

为了夹取物体，夹头包括至少两个抓取装置，所述至少两个抓取装置距彼此的距离可以使用可连接到夹头的驱动单元或由单独的致动驱动器来调整，使得夹钳可以接触要搬运的物体且然后夹取并抓在夹头中。

然而，这种类型的夹头具有这样的缺点，为了避免损坏夹头或待搬运或移动的物体，所述夹头必须通过例如传感器或照相机系统来监控，因为例如在要重定位的物体的位置不正确或者如果物体从布置在传送位置中的成组物体中翻出时的情况下，如果不监控的话存在随着夹头下降其碰撞物体的角或碰撞倾倒的物体的风险，从而有可能在夹头中造成故障并损坏夹头，造成经济上不利的停工的结果。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于重定位物体、特别是成组的液体包装的夹头，夹头提供保护避免由于在夹头的调动范围内存在的障碍物造成损坏。

本发明通过具有权利要求1的特征的夹头实现该目的。有利的实施例在从属权利要求中描述。

本发明的夹头的区别特征在于抓取装置的用于拾取物体的每一个夹钳布置在夹钳支架上，夹钳支架被设置成夹钳支架可以在保持体上沿基座支架的方向并且从正常位置开始位移。

夹钳支架可以朝基座支架位移的事实使得夹钳支架能回避夹头的回转或升降运动，通常回避由驱动单元、特别是机器人单元来启动的朝向要拾取的物体的运动，使得当障碍物存在于夹头的运动区域内时，防止夹头损坏。补偿运动的实现是沿基座支架的方向并且相反于夹头的为了拾取物体而实现的向下运动。在无故障运行中，具有夹钳的夹钳支架保持在正常位置，正常位置对应于夹钳的在夹头的无故障控制运行中所占据的位置。

夹钳支架相对于基座支架的位移基本上能够以任何期望的方式进行构造。除了位移的方向以外，位移的可用范围也可以通过合适的结构构造被自由选择。

根据本发明的特别有利的实施例，夹钳支架设置成能从正常位置位移到中间位置和/或最终位置。最终位置确定夹钳支架相对于基座支架的最大位移范围。最终位置可以例如通过在基座支架上的可调挡块设定，夹钳支架在最终位置中抵靠可调挡块。此外，夹钳支架和保持体的连接能够以这样的方式构造，夹钳支架仅可位移到不同于最终位置的中间位置中，或先位移到中间位置中然后到最终位置中。中间位置的设定使得能够例如构造多级位移，使得如果抓取装置遇见障碍物时，不同负载的情况可以通过分级改变运动特性来抵消。

以这样的方式构造夹钳支架相对于基座支架的位移基本上是可能的，当抓取装置与要拾取的物体碰撞时，总有足够的可用上升行程，使抓取装置被保护免于损坏。这可以在与障碍物相撞后，通过设置夹钳支架的可用上升行程大于夹头的最大预期向下运动来实现。

理想地，无需提供夹钳或夹钳支架相对于基座支架的垂直的机械或电机驱动器。

然而，根据本发明的一个特别有利的实施例，提出在中间位置和/或最终位置，夹钳支架进入与控制单元的可操作地连接，控制单元停用驱动单元。根据该实施例，在预先设定的中间位置和/或最终位置，夹钳支架停用相对于障碍物调整夹头的驱动单元。为此目的，夹钳支架被构造使得在中间位置和/或最终位置时，进入与控制单元的可操作地连接，控制单元在激活时造成驱动装置的停用，使得导致对夹头或对要拾起物体的损坏的夹头的任何进一步运动的禁用。对夹头或对阻碍运动的物体的损坏可通过本发明的这个实施例以特殊的方式来避免。中间位置和/或最终位置的设定可根据设计需要自由选择。

控制单元可以以任何期望的方式被构造以在中间和/或最终位置中获取夹钳支架的位置。然而，根据本发明的一个特别有利的实施例，提出控制单元包括光学和/或机械作用装置以获取夹钳支架的中间和/或最终位置。对于光学作用装置，控制单元可以包括例如遮光件，当到达中间位置或最终位置时遮光件被阻断使得控制单元停用驱动单元。例如简单的开关可以用作机械作用装置。这些装置的致动可以直接通过夹钳支架的构件来实现。然而，附加致动装置也可以布置在夹钳支架上，使得更多的空间可用于设置控制单元。

相对于正常位置的中间和/或最终位置的单个设定已经可以通过夹头的结构实施例来确定。然而，根据本发明的一个有利的实施例，提出中间位置和/或最终位置的定位可以相对于正常位置调整。中间和/或最终位置的可调性使夹头方便地适应不同的使用条件。这些使用条件可能例如源自使用夹头拾取不同的物体，这些使用条件必然要求夹钳支架相对于基座支架具有更大的或更小的可调性，以便防止对抓取装置和/或物体的损坏。

根据本发明的一个特别有利的实施例，提出启动控制单元的光学或机械作用传感器的控制元件布置在夹钳支架上，控制元件在控制元件相对于夹钳支架的位置上可调和/或与传感器可操作的连接的且纵向延伸部可变的控制元件例如包括凸轮开关、狭槽或类似物。在本发明的一个特别简单的构造中，根据本实施例，提出诸如致动杆的控制元件被布置在夹钳支架上并且控制元件的位置相对于夹钳支架可调，以便因此通过控制元件简单确定夹钳支架的调整行程的量，之后控制单元的光学或机械作用传感器被致动。如果使用光学作用传感器，控制元件可以阻断遮光件。如果使用机械作用传感器，控制元件可致动相应的开关元件。

根据本发明的另一构造，控制元件还可以被构造使得它包括凹口、狭槽或类似物，控制元件的纵向延伸部与传感器接合，并且当控制元件到达狭槽的末端位置时，激活控制单元的传感器。狭槽纵向延伸部的可调性可用于确定为激活控制单元夹钳支架必须相对于基座支架位移的量，例如通过狭槽末端遮挡通过狭槽闪光的遮光件。

在本发明的另一实施例中，提出抓取装置包括补偿单元，补偿单元沿正常位置的方向上相对于保持体预载夹钳支架。因为补偿单元的预载特性，补偿单元首先保证在抓取装置的控制操作期间，夹钳支架可靠地布置在正常位置中，夹钳支架通过预载相对于保持体被支撑。其次，如果障碍物存在于抓取装置的行进范围内，补偿单元保证通过夹钳支架相对于基座支架的与预载相悖的回避运动，使得仍然能避免对抓取装置和物体的损坏。预载还保证在补偿运动后，夹钳支架在抓取装置的随后受控操作中被自动地返回到正常位置。在夹钳在抓取装置的向上或向下的运动期间已经与物体发生碰撞的情况下，补偿运动还减少夹钳上的磨损。

当通过夹钳支架到达中间位置时执行的功能基本上是使用者可定义的。根据本发明的上述实施例提供的控制单元的激活以停用驱动单元代表一种可能的功能。根据本发明的另一个实施例，离开中间位置后补偿单元从夹钳支架脱离。

根据本发明的这个实施例中，夹钳支架设置成可从正常位置开始位移并相对于保持体超过中间位置。当到达中间位置时，补偿单元从夹钳支架脱开，以便夹钳支架可位移超过中间位置，并一直到达最终位置而不受从补偿单元的预载施加的任何载荷影响。如果由补偿单元提供的补偿运动是不足的话，那么本发明的这个实施例还允许补偿单元用于在存在障碍物的情况下防止抓取装置的损坏。因此在控制操作期间，补偿单元的优点都可被利用；除了在正常位置上的夹钳支架的可靠布置，所述优点还包括降低对夹钳的磨损，磨损由在抓取装置的调整运动期间当物体已经与夹钳接触时物体相对于夹钳的摩擦运动导致。本实施例还可以防止对补偿单元的损坏。

补偿单元的实施例基本上是使用者可定义的。因此，为了产生预载例如弹性作用阻尼元件可被使用，弹性作用阻尼元件以合适的方式布置在夹钳支架和保持体之间的行程范围内。本发明的一个特别有利的实施例设置成补偿单元的预载是可调的。这种可调性涉及补偿单元可用范围内的预载力和调整值。可调性便于抓取装置的简单的适应以改变使用条件。

根据本发明的一个特别有利的实施例，补偿单元包括导向元件和保持体部件，导向元件和保持体部件由销连接以便相对于彼此可位移。螺旋压缩弹簧相对销同轴延伸，所述螺旋压缩弹簧的端部抵靠导向元件和保持体部件的相对面。根据本发明的这个实施例，补偿单元包括可连接到夹钳支架的导向元件和可连接到保持体的保持体部件。因此夹钳支架相对于保持体的运动造成导向元件相对于保持体部件的相应调整。为相对于保持体部件对齐导向元件，导向元件和保持体部件通过销互连，销确定了导向元件和保持体部件相对于彼此位移的方向。

当补偿单元处于其安装位置时，销在夹钳支架相对于保持体的运动方向上延伸。螺旋压缩弹簧相对销同轴地设置，所述螺旋压缩弹簧的相反的端部靠在导向元件和保持体部件的相对面，所述销的纵轴线确定导向元件相对于保持体部件运动的方向。因此当补偿单元处于其安装位置时，螺旋压缩弹簧张紧夹钳支架沿正常位置的方向，螺旋压缩弹簧的结构能够确定补偿单元的预载力和调整值。

此处特别有利的是，规定导向元件和保持体部件的相对面之间的距离是可调的，为此目的提供了至少一个螺母，螺母可被拧到销上并且通过螺母拧上的长度可确定导向元件和保持体部件之间的距离。

附图说明

本发明的一个实施例下面参照附图说明。在附图中：

图1示出了具有布置在最终位置的夹钳支架和布置在正常位置的夹钳支架的夹头的第一透视图；

图2示出了在图1所示的位置的图1的夹头的第二透视图，和

图3示出了图1的夹头的补偿单元的透视图。

具体实施方式

图1和图2示出了夹头1，其用于抓取没有在这里示出的物体(液体包装)。

为了连接夹头1到用于移动夹头1的诸如机器人单元的驱动单元(这里未示出)，夹头包括基座支架2。除了用于将夹头1连接到机器人单元或驱动单元的合适的连接装置以外，彼此间隔开的两个导轨3也布置在基座支架2上。导轨3用于接收抓取装置4，抓取装置可以相对于彼此进行调整并且由致动驱动器17来回移动，致动驱动器17也被附接至基座支架2。

为了拾取物体，夹头1由驱动单元驱动移动到预定传送位置。在传送位置中，抓取装置4由致动驱动器17驱动朝向彼此移动，使得要拾取的物体被夹起保持在抓取装置4的夹钳5之间。当物体已被拾取，夹头1可以移动到卸货站或卸货位置，在那里通过打开夹头1，包装可以被置于纸箱，板条箱或类似物中，或只是移动并在期望的队列中放下以形成多层。

可沿导轨3调整的抓取装置4的夹钳5被布置在夹钳支架6上。夹钳支架被安装在保持体6的导轨9上，使得夹钳支架可以朝基座支架2垂直位移，而保持体6转而被安装在基座支架2的导轨3上，使得保持体可以位移。为了使夹钳支架6被可位移地安装在保持体7的垂直导轨9上，夹钳支架6包括两个导轨安装座16，所述导轨安装座彼此间隔开并且设置在保持体7上的导轨9安装在所述导轨安装座内。夹钳支架6从图1和2所示的一个抓取装置4的下端正常位置到图1和2同样所示的另一个抓取装置4的上端位置或回避位置的移动通过导轨安装座16和导轨9是可能的。作为结果，如果障碍物例如错误放置的包装组或单个包装存在于夹头1的运行范围内，那么该位移允许夹钳5和夹钳支架6的回避运动。

在正常位置和中间位置(这里未示出)之间的区域中，夹钳支架6与布置在保持体7上的补偿单元10可操作地连接。

在图3的放大图中所示的补偿单元10包括保持体部件12和导向元件11。在正常位置中，导向元件11与夹钳支架6可操作地连接，使得夹钳支架6的朝向基座支架2的调整也造成导向元件11朝向连接到保持体7的保持体部件12的位移。该运动沿着连接保持体部件12和导向元件11的销13发生。

在此这种情况下，夹钳支架6和导向元件11之间的可操作的连接被构造为位于安装座18内的弹簧加载的锁定球，所述弹簧加载的锁定球接合于导向元件11中的相应凹槽或凹陷中(未示出)。

导向元件11的调整运动通过抵抗由弹簧元件或压力元件设置的预载发生，在这种情况下，所述弹簧元件或压力元件为位于导向元件11和保持体部件12的相对面之间的螺旋压缩弹簧14。通过螺旋压缩弹簧14设置的预载的强度可以通过两个螺母15调整，螺母可以拧到销13上并且螺母确定所述导向元件11和保持体部件12之间的距离。

夹钳支架6和导向元件11之间的可操作的连接以这样的方式构造，当达到自下端正常位置升高的中间位置(此处未示出)后，锁定球从补偿凹槽或凹陷被弹出释放，使得夹钳支架6现在可以不受补偿单元10的影响引导进入如图1和图2所示的抓取装置4的最终位置，而导向元件11由螺旋压缩弹簧14驱动返回到下端初始位置。

附图标记：

1夹头

2基座支架

3导轨

4抓取装置

5夹钳

6夹钳支架

7保持体

8传感器

9导轨

10补偿单元

11导向元件

12保持体部件

13销

14螺旋压缩弹簧

15螺母

16导轨安装座

17致动驱动器

18安装座

Claims (9)

1.一种用于重定位物体、特别是成组的饮料容器、包装单元、板条箱或纸盒的夹头，包括

基座支架(2)，所述基座支架能连接到驱动单元、特别是机器人单元，和

两个抓取装置(4)，所述两个抓取装置被布置在所述基座支架(2)上，并且所述两个抓取装置相对于彼此的距离能调整，所述两个抓取装置中的每一个都具有夹钳(5)，所述夹钳能与所述物体可操作的连接，所述抓取装置(4)的每一个包括连接到所述夹钳(5)的夹钳支架(6)，

并且所述夹钳支架安装在连接到所述基座支架(2)的保持体(7)上，以便可以从正常位置沿所述基座支架(2)的方向位移，其中

所述抓取装置(4)包括补偿单元(10)，所述补偿单元沿正常位置的方向相对于所述保持体(7)预载所述夹钳支架(6)，并且其中

所述补偿单元(10)当位于中间位置时从所述夹钳支架(6)脱离。

2.如权利要求1所述的夹头，其中，所述夹钳支架(6)能从所述正常位置位移到中间位置和/或最终位置。

3.如权利要求1或2所述的夹头，其中，当位于所述中间位置和/或所述最终位置时，所述夹钳支架(6)与停用所述驱动单元的控制单元可操作的连接。

4.如前述权利要求之一所述的夹头，其中，所述控制单元包括光学和/或机械作用装置，用于获取所述夹钳支架(6)的所述中间位置和/或最终位置。

5.如前述权利要求之一所述的夹头，其中，所述中间位置和/或所述最终位置的定位相对于所述正常位置能够调整。

6.如前述权利要求之一所述的夹头，其中，启动所述控制单元的光学或机械作用传感器(8)的控制元件布置在所述夹钳支架(6)上，并且所述控制元件相对于所述夹钳支架(6)的位置能够调整和/或所述控制元件包括狭槽，所述狭槽与所述传感器(8)可操作的连接，并且所述狭槽的纵向延伸部是可变的。

7.如前述权利要求之一所述的夹头，其中，所述补偿单元(10)的预载是能够调整的。

8.如前述权利要求之一所述的夹头，其中，所述补偿单元(10)包括导向元件(11)和保持体部件(12)，所述导向元件和保持体部件通过销(13)连接以便相对彼此能够位移，螺旋压缩弹簧(14)相对销(13)被同轴地布置并且在所述导向元件(11)和所述保持体部件(12)的相对面之间延伸。

9.如前述权利要求之一所述的夹头，其中，在所述导向元件(11)和所述保持体部件(12)的相对面之间的并且确定由所述螺旋压缩弹簧(14)施加的预载的距离是能够调整的。