CN106241155B - 密集架存储库取盒机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密集架存储库取盒机械手，包括伸缩机构和夹放机构，伸缩机构包括依次上下伸缩叠合在一起的伸缩上货叉、伸缩中叉和伸缩机构底座，伸缩机构底座侧边设伸缩中叉驱动电机，伸缩中叉驱动电机上设中叉驱动齿轮，中叉驱动齿轮与中叉驱动齿条相啮合驱动；夹放机构包括一对彼此相向朝向夹紧或松开的夹放侧体组件，单个夹放侧体组件包括物品夹放侧夹臂和设在伸缩机构底座下方且与物品夹放侧夹臂相连接的直线滑台连接板，两块直线滑台连接板上方设有相嵌合的夹放滑轨机构，在其中一块直线滑台连接板上设有夹放驱动装置和夹放随动装置。自动伸缩夹放存取，无需库管人员进入通道内人工操作，安全可靠，人员成本低，空间利用率高。

Description

密集架存储库取盒机械手

技术领域

本发明涉及一种密集架存储库，尤其是涉及一种使用在密集架存储库上的取盒机械手。

背景技术

传统电动密集架通常是一种在地面放置几组钢轨，由一个或多个固定列架和几组电动移动列架组合为一个组合密集架列，再通过设在架子底部的钢轮在钢轨上滚动，将密集架相邻列之间的通道打开，再由管理人员或使用人员人工进入通道内进行物品存放或查取的一种高密度储存库房。由于传统电动密集架还需要通过人工进入库房内，找到相对应的存放区城，找到密集架相邻列之间需要打开的架体，打开架体后，再人工使用推车，推入打开的通道进行物品存放或查取；而如果是遇到存放层板在比较高的位置，则还需要使用登高梯才能够对高处位置进行操作，导致管理使用上均比较麻烦与繁琐。并且由于人员需要进入库房并进入到打开的通道中，甚至是使用到登高梯进行操作，这也无疑增加了管理使用安全隐患；另外由于传统电动密集架，需要使用人工进行存取，所以整个密集架的架体高度设置通常不会做到太高，而这也导致浪费了库房一部份可利用的高度空间。

发明内容

本发明为解决现有电动密集架存在着管理使用上均比较麻烦与繁琐，管理人工成本高、存在使用安全隐患，空间利用率不够高等现状而提供一种可以使库管人员无需进入密集架存储库区架列之间的通道内，就可以很方便自动进出密集架存储库区架列之间的通道内进行物件的存取，管理使用操作简单，管理人员成本低，使用安全可靠，空间利用率高的密集架存储库取盒机械手。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种密集架存储库取盒机械手，其特征在于：包括机械手连接支架、伸缩机构和夹放机构，伸缩机构包括依次自上而下伸缩叠合设置在一起的伸缩上货叉、伸缩中叉和伸缩机构底座，伸缩机构拉开时，伸缩上货叉与伸缩中叉沿着相同方向在伸缩机构底座上伸展拉长，伸缩机构折叠时，伸缩上货叉与伸缩中叉收缩叠合在伸缩机构底座上；伸缩机构底座侧边设有伸缩中叉驱动电机，伸缩中叉驱动电机上设有中叉驱动齿轮，中叉驱动齿轮与中叉驱动齿条相啮合驱动，驱动带动伸缩中叉的伸开或收缩折叠；夹放机构包括一对彼此相向朝向夹紧或松开的夹放侧体组件，单个夹放侧体组件包括物品夹放侧夹臂和设在伸缩机构底座下方且与物品夹放侧夹臂相连接的直线滑台连接板，直线滑台连接板上方设有夹放滑轨机构，在其中一块直线滑台连接板上设有夹放驱动装置和夹放随动装置，夹放驱动装置包括夹放驱动电机和驱动齿轮，夹放随动装置包括与驱动齿轮相啮合的夹放驱动齿条、以及直线滑台连接板上设有的A夹放滑轨和A夹放滑块，在另一块直线滑台连接板上设有与A夹放滑轨及A夹放滑块相嵌合的B夹放滑块和B夹放滑轨；夹放驱动装置工作驱动夹放随动装置，带动一对相向朝向的夹放侧体组件彼此收紧夹取物品或张开放松物品。既可有效的使得取盒机械手在打开的相邻列密集架通道内根据档案或物品所在位置自由伸缩长度，从而有效实现对不同深度位置的档案或物品进行存取操作，又可有效的使得取盒机械手将伸缩机构所获取到的盒子或物品自动夹紧或放开，从而有效实现对不同尺寸的档案或物品进行夹放存取操作，自动实现对所需存取的物品或档案进行到指定位置，自动有效进行抓取与存储，自动有效进行归类定位；可以使库管人员无需进入密集架存储库区架列之间的通道内，就可以很方便自动进出密集架存储库区架列之间的通道内进行物件的存取，管理使用操作简单，管理人员成本低，使用安全可靠，可以在更高的高度空间上进行自动操作管理，库房高度空间利用率高。并且采用取盒机械手自动进出密集架库房自动存取操作管理，可以无需人工进入密集架存储库内，可以使得密集架架体的高度设计可以在库房高度允许情况下尽可能的做得更高，而这也可有效增加了库房高度上的存储空间利用率，因而高度空间利用率可以比传统电动密集架做的还要高，有效节约了场地空间基建成本，而这在用地越来越紧张土地价格越来越高的现有用地情况下，充分利用库房本身高度空间尤为重要。

作为优选，所述的夹放驱动电机包括夹放驱动伺服电机和夹放伺服电机减速机，夹放伺服电机减速机与驱动齿轮相连接；伸缩中叉驱动电机包括伸缩驱动伺服电机和伸缩驱动伺服减速机。提高对伸缩中叉和夹放机构的驱动控制调节有效性。

作为优选，所述的一直线滑台连接板两端头处均固定连接有A夹放滑轨和A夹放滑块，另一直线滑台连接板两端头处均固定连接有B夹放滑块和B夹放滑轨。提高夹放滑轨机构的工作平衡平稳性，更利于实现机械手的夹放工作稳定可靠性。

作为优选，所述的直线滑台连接板背部设有夹放同步齿轮传动机构，两块直线滑台连接板在两端头背部位置处均设有夹放同步齿条，每个端头处的两根夹放同步齿条之间均同步啮合有夹放同步齿轮惰轮。提高直线滑台连接板带动物品夹放侧夹臂对物品进行夹放操作的有效同步性。

作为优选，所述的夹放同步齿轮惰轮上设有齿条惰轮轴承与齿条惰轮安装轴，齿条惰轮安装轴向上伸出到两块直线滑台连接板上方，夹放同步齿轮惰轮通过齿条惰轮安装轴与伸缩机构底座的背面相固定连接。提高夹放机构的同步可靠稳定性。

作为优选，所述的伸缩中叉上设有上货叉导向轮和中叉导向轮，上货叉导向轮导向伸缩上货叉在伸缩中叉上的伸缩移动，中叉导向轮导向伸缩中叉在中叉活动导向槽内的伸缩移动。提高伸缩上货叉在伸缩中叉上的伸缩移动导向可靠性，提高伸缩中叉在中叉活动导向槽内的移动导向可靠稳定性。

作为优选，所述的中叉活动导向槽包括设在伸缩中叉两侧边的侧导向槽和设在伸缩中叉下方的中导向槽，侧导向槽与中导向槽共同实现对伸缩中叉的伸缩限位导向。提高对伸缩中叉的整体导向平稳性与限位可靠性，提高取盒机械手的存取操作精度性。

作为优选，所述的伸缩上货叉背部设有上叉驱动齿条，伸缩中叉上设有中叉介动齿轮，伸缩机构底座上设有介动齿轮驱动条，中叉介动齿轮同时啮合在上叉驱动齿条与介动齿轮驱动条之间位置处,伸缩中叉在伸展打开时带动中叉介动齿轮在介动齿轮驱动条上的啮合转动，进而使伸缩上货叉跟随上叉驱动齿条向伸开方向啮合传动伸开伸缩上货叉。提高伸缩上货叉的伸缩工作可靠有效性，伸缩结构简单可靠。

作为优选，所述的伸缩中叉采用在横截面上具有两个向上凹槽与一个向下凹槽组合的组合凹槽叉体结构，向下凹槽设在两个向上凹槽之间位置处；两个向上凹槽在外侧壁上分别设有一个垂直于外侧壁且向外的滚轮导向轴和一个垂直于外侧壁且向内的滚轮导向轴，每个滚轮导向轴上均设有滚轮；在其中一个向上凹槽的槽内底部上加设有垂直向上的滚轮导向轴，滚轮导向轴上设有滚轮。提高伸缩中叉的整体导向限位便捷可靠有效性。

作为优选，所述的直线滑台连接板和物品夹放侧夹臂之间连接有多个夹臂连接支架，每个夹臂连接支架上均设有直线运动导向轴，直线运动导向轴上套设有活动复位弹簧，活动限位弹簧套设在直线运动导向轴上，活动限位弹簧一端与夹臂连接支架内侧接触，另一端与物品夹放侧夹臂外侧面接触。提高直线滑台连接板和物品夹放侧夹臂之间的连接空间利用率，也更利用安装维护操作便捷性，同时也降低夹放机构材质成本。

本发明的有益效果是：既可有效的使得取盒机械手在打开的相邻列密集架通道内根据档案或物品所在位置自由伸缩长度，从而有效实现对不同深度位置的档案或物品进行存取操作，又可有效的使得取盒机械手将伸缩机构所获取到的盒子或物品自动夹紧或放开，从而有效实现对不同尺寸的档案或物品进行夹放存取操作，自动实现对所需存取的物品或档案进行到指定位置，自动有效进行抓取与存储，自动有效进行归类定位；可以使库管人员无需进入密集架存储库区架列之间的通道内，就可以很方便自动进出密集架存储库区架列之间的通道内进行物件的存取，管理使用操作简单，管理人员成本低，使用安全可靠，可以在更高的高度空间上进行自动操作管理，库房高度空间利用率高。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1是本发明密集架存储库取盒机械手在处于夹紧状态位置时的结构示意图。

图2是本发明密集架存储库取盒机械手在处于放开状态位置时的结构示意图。

图3是本发明密集架存储库取盒机械手中的伸缩机构结构示意图。

图4是本发明密集架存储库取盒机械手中的伸缩机构横截面结构示意图。

图5是本发明密集架存储库取盒机械手中伸缩机构处于伸开位置状态时的结构示意图。

图6是本发明密集架存储库取盒机械手中伸缩机构处于伸开位置状态时的剖视结构示意图。

图7是本发明密集架存储库取盒机械手中的夹放机构结构示意图。

图8是本发明密集架存储库取盒机械手中夹放机构的底部观察结构示意图。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示的实施例中，一种密集架存储库取盒机械手，包括机械手连接支架1、伸缩机构和夹放机构，伸缩机构包括依次自上而下伸缩叠合设置在一起的伸缩上货叉2、伸缩中叉5和伸缩机构底座4，伸缩机构拉开时，伸缩上货叉2与伸缩中叉5沿着相同方向在伸缩机构底座上伸展拉长，伸缩机构折叠时，伸缩上货叉2与伸缩中叉5收缩叠合在伸缩机构底座4上；伸缩机构底座4侧边安装有伸缩中叉驱动电机，伸缩中叉驱动电机上安装有中叉驱动齿轮14，中叉驱动齿轮14与安装在伸缩中叉5上的中叉驱动齿条53相啮合驱动，驱动带动伸缩中叉5的伸开或收缩折叠；夹放机构包括一对彼此相向朝向夹紧或松开的夹放侧体组件，单个夹放侧体组件包括物品夹放侧夹臂3和安装在伸缩机构底座4下方且与物品夹放侧夹臂3相连接的直线滑台连接板32，直线滑台连接板32两端上方安装有夹放滑轨机构，直线滑台连接板32两端背部安装有夹放同步齿轮传动机构，在其中一块直线滑台连接板32端头处安装有夹放驱动装置和夹放随动装置，夹放驱动装置包括夹放驱动电机和驱动齿轮71，夹放随动装置包括与驱动齿轮71相啮合的夹放驱动齿条72、以及该直线滑台连接板端头处安装有的A夹放滑轨74和A夹放滑块73（见图7），并且A夹放滑轨74、A夹放滑块73和夹放驱动齿条72均固定安装在该直线滑台连接板靠近端头位置处；在另一块直线滑台连接板32两端端头处均安装有与A夹放滑轨74及A夹放滑块73相嵌合的B夹放滑块76和B夹放滑轨75；夹放驱动装置工作驱动夹放随动装置，带动一对相向朝向的夹放侧体组件彼此收拢夹取物品或张开放松物品。夹放驱动电机包括夹放驱动伺服电机70和夹放伺服电机减速机7，夹放伺服电机减速机7与驱动齿轮71相连接；伸缩中叉驱动电机包括伸缩驱动伺服电机12和伸缩驱动伺服减速机11（见图1、图3、图5）。一块直线滑台连接板32端头处均固定连接有A夹放滑轨74和A夹放滑块73，另一块直线滑台连接板32端头处均固定连接有B夹放滑块76和B夹放滑轨75。且A夹放滑轨74及A夹放滑块73分别对应与 B夹放滑块76和B夹放滑轨75相互嵌合滑动安装连接在一起，在夹放驱动伺服电机70和夹放伺服电机减速机7的驱动作用下，带动驱动齿轮71对直线滑台连接板上的夹放驱动齿条72啮合传递动力，从而带动A夹放滑轨74及A夹放滑块73分别对应与 B夹放滑块76和B夹放滑轨75相互合拢或滑开，从而夹放机构的相互夹紧或放开。在两块直线滑台连接板32端头背部位置处均安装固定有夹放同步齿条38（见图8），每个端头处的两根夹放同步齿条38之间同步啮合有夹放同步齿轮惰轮37。两块直线滑台连接板32上安装有夹放运动走线拖链77和拖链固定支架，提高电气走线布线控制安全可靠性及运动灵活性，夹放同步齿轮惰轮37上安装有齿条惰轮轴承391与齿条惰轮安装轴39，齿条惰轮安装轴39向上伸出到两块直线滑台连接板上方，夹放同步齿轮惰轮37通过齿条惰轮安装轴39与伸缩机构底座4的背面相固定连接。伸缩中叉5上安装有导向伸缩上货叉的上货叉导向轮52，以及导向伸缩中叉在中叉活动导向槽内伸缩滑动的中叉导向轮51。伸缩中叉上安装有上货叉导向轮52和中叉导向轮51，上货叉导向轮52导向伸缩上货叉2在伸缩中叉5上的伸缩移动，中叉导向轮51导向伸缩中叉5在中叉活动导向槽内的伸缩移动。中叉活动导向槽包括设在伸缩中叉两侧边的侧导向槽6和安装在伸缩中叉下方的中导向槽61，中导向槽61对伸缩中叉5起到更好的限位导向活动作用，侧导向槽与中导向槽共同实现对伸缩中叉的伸缩限位导向。伸缩中叉驱动电机通过电机支架13与中叉活动导向槽中的侧导向槽外壁安装连接在一起。伸缩上货叉2背部安装有上叉驱动齿条21（见图4），伸缩中叉5上安装有中叉介动齿轮8，伸缩机构底座4上安装有介动齿轮驱动条41，中叉介动齿轮8同时啮合在上叉驱动齿条21与介动齿轮驱动条41之间位置处,伸缩中叉5在伸展打开时带动中叉介动齿轮8在介动齿轮驱动条41上的啮合转动，进而使伸缩上货叉2跟随上叉驱动齿条21向伸开方向啮合传动伸开伸缩上货叉。伸缩中叉5采用在横截面上具有两个向上凹槽与一个向下凹槽组合的组合凹槽叉体结构，其中向下凹槽连接在两个向上凹槽之间位置处，形成类似平放状态下弓字形结构的组合凹槽叉体结构；两个向上凹槽在外侧壁上分别连接有一个垂直于外侧壁且向外的滚轮导向轴和一个垂直于外侧壁且向内的滚轮导向轴，每个滚轮导向轴上均设有滚轮，其中与外侧壁相连接的滚轮为中叉导向轮51，与内侧壁相连接的滚轮为上货叉导向轮52；在其中一个向上凹槽的槽宽尺寸加大形成加宽型向上凹槽55且同时在加宽的凹槽内底部上加装有垂直向上的滚轮导向轴，滚轮导向轴上安装有滚轮，这个滚轮安装在伸缩上货叉背部的上货叉下凹限位槽22内形成导向限位伸缩上货叉2移动的上货叉限位导向轮54（见图4、图5），更加程度上的提高对伸缩上货叉2的限位导向效果，更好防止上货叉出现运行偏移或歪斜现象。直线滑台连接板32和物品夹放侧夹臂3之间固定连接有多个夹臂连接支架31，每个夹臂连接支架31上均安装有直线运动导向轴35，直线运动导向轴上套安装有活动复位弹簧351，活动限位弹簧351套装在直线运动导向轴35上，活动限位弹簧351一端与夹臂连接支架34内侧接触，另一端与物品夹放侧夹臂3外侧面接触。提高物品夹放侧夹臂3在夹放物品工作过程中的活动极限保护效果，避免造成超越极限的损伤故障现象发生，更好避免对物品夹放侧臂造成损害，提高整个夹放机构的工作可靠有效性及其使用寿命。夹臂连接支架34采用多个独立的L字型连接弯臂构成，L字型连接弯臂的一端与直线滑台连接板32相固定连接，另一端与物品夹放侧夹臂3相固定连接，多个L字型连接弯臂间隔连接在直线滑台连接板和物品夹放侧夹臂之间位置处。物品夹放侧夹臂3外侧面上安装有夹臂夹放活动极限感应片33，在夹臂连接支架上安装有感应物品夹放侧夹臂外侧面上感应片的感应传感器34，提高夹放机构的夹放极限安全可靠性，避免构件损坏现象发生。夹臂连接支架34上端内侧面处安装有直线运动轴承，每根活动限位弹簧351两侧安装有活动限位杆36，两根活动限位杆36的内端固定在物品夹放侧夹臂3外侧面处，两根活动限位杆36的外端悬空设置在物品夹放侧夹臂3外侧与直线运动轴承的内侧面之间位置处，提高夹放操作的复位控制有效性。机械手伸缩机构底座两端头处安装有货叉伸缩限位传感器42。提高取盒机械手在伸缩工作过程中的限位安全可靠性。机械手伸缩机构底座两端头处安装有极限限位螺丝43，提高取盒机械手在伸缩工作过程中的限位安全可靠性。侧导向槽6外侧面安装有机械手拖链活动端支架15，机械手拖链活动端抱箍16与机械手拖链活动端支架15配合安装。

以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本实发明精神和范围的前提下，本发明 还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明 范围之内。

Claims (10)

1.一种密集架存储库取盒机械手，其特征在于：包括机械手连接支架、伸缩机构和夹放机构，伸缩机构包括依次自上而下伸缩叠合设置在一起的伸缩上货叉、伸缩中叉和伸缩机构底座，伸缩机构拉开时，伸缩上货叉与伸缩中叉沿着相同方向在伸缩机构底座上伸展拉长，伸缩机构折叠时，伸缩上货叉与伸缩中叉收缩叠合在伸缩机构底座上；伸缩机构 底座侧边设有伸缩中叉驱动电机，伸缩中叉驱动电机上设有中叉驱动齿轮，中叉驱动齿轮与中叉驱动齿条相啮合驱动，驱动带动伸缩中叉的伸开或收缩折叠；夹放机构包括一对彼此相向朝向夹紧或松开的夹放侧体组件，单个夹放侧体组件包括物品夹放侧夹臂和设在伸缩机构底座下方且与物品夹放侧夹臂相连接的直线滑台连接板，直线滑台连接板上方设有夹放滑轨机构，在其中一块直线滑台连接板上设有夹放驱动装置和夹放随动装置，夹放驱动装置包括夹放驱动电机和驱动齿轮；夹放随动装置包括与驱动齿轮相啮合的夹放驱动齿条、以及该直线滑台连接板上设有的A夹放滑轨和A夹放滑块，在另一块直线滑台连接板上设有与A夹放滑轨及A夹放滑块相嵌合的B夹放滑块和B夹放滑轨；夹放驱动装置工作驱动夹放随动装置，带动一对相向朝向的夹放侧体组件彼此收紧夹取物品或张开放松物品。

2.按照权利要求1所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的夹放驱动电机包括夹放驱动伺服电机和夹放伺服电机减速机，夹放伺服电机减速机与驱动齿轮相连接；伸缩中叉驱动电机包括伸缩驱动伺服电机和伸缩驱动伺服减速机。

3.按照权利要求1所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的一直线滑台连接板两端头处均固定连接有A夹放滑轨和A夹放滑块，另一直线滑台连接板两端头处均固定连接有B夹放滑块和B夹放滑轨。

4.按照权利要求1或3所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的直线滑台连接板背部设有夹放同步齿轮传动机构，两块直线滑台连接板在两端头背部位置处均设有夹放同步齿条，每个端头处的两根夹放同步齿条之间均同步啮合有夹放同步齿轮惰轮。

5.按照权利要求4所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的夹放同步齿轮惰轮上设有齿条惰轮轴承与齿条惰轮安装轴，齿条惰轮安装轴向上伸出到两块直线滑台连接板上方，夹放同步齿轮惰轮通过齿条惰轮安装轴与伸缩机构底座的背面相固定连接。

6.按照权利要求1所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的伸缩中叉上设有上货叉导向轮和中叉导向轮，上货叉导向轮导向伸缩上货叉在伸缩中叉上的伸缩移动，中叉导向轮导向伸缩中叉在中叉活动导向槽内的伸缩移动。

7.按照权利要求6所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的中叉活动导向槽包括设在伸缩中叉两侧边的侧导向槽和设在伸缩中叉下方的中导向槽，侧导向槽与中导向槽共同实现对伸缩中叉的伸缩限位导向。

8.按照权利要求1所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的伸缩上货叉背部设有上叉驱动齿条，伸缩中叉上设有中叉介动齿轮，伸缩机构底座上设有介动齿轮驱动条，中叉介动齿轮同时啮合在上叉驱动齿条与介动齿轮驱动条之间位置处,伸缩中叉在伸展打开时带动中叉介动齿轮在介动齿轮驱动条上的啮合转动，进而使伸缩上货叉跟随上叉驱动齿条向伸开方向啮合传动伸开伸缩上货叉。

9.按照权利要求1所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的伸缩中叉采用在横截面上具有两个向上凹槽与一个向下凹槽组合的组合凹槽叉体结构，向下凹槽设在两个向上凹槽之间位置处；两个向上凹槽在外侧壁上分别设有一个垂直于外侧壁且向外的滚轮导向轴和一个垂直于外侧壁且向内的滚轮导向轴，每个滚轮导向轴上均设有滚轮；在其中一个向上凹槽的槽内底部上加设有垂直向上的滚轮导向轴，滚轮导向轴上设有滚轮。

10.按照权利要求1所述的密集架存储库取盒机械手，其特征在于：所述的直线滑台连接板和物品夹放侧夹臂之间连接有多个夹臂连接支架，每个夹臂连接支架上均设有直线运动导向轴，直线运动导向轴上套设有活动复位弹簧，活动限位弹簧套设在直线运动导向轴上，活动限位弹簧一端与夹臂连接支架内侧接触，另一端与物品夹放侧夹臂外侧面接触。