CN107031906A - 一种装箱机机械爪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装箱机机械爪，包括固定机构、X轴移动机构、Y轴移动机构和抓取机构，固定机构包括连接板、旋转电机和第一支板，X轴移动机构包括第一移动组件和第一气缸，Y轴移动机构包括滑杆、第二滑块、第二气缸和连接件，抓取机构包括第二支板、侧板、丝杆、驱动电机和抓取组件，抓取组件包括移动块、连杆和抓取单元，抓取单元包括第一限位环、第二限位环、空气压缩机和真空机，该装箱机机械爪，其特有的抓取单元可以实现三种方式的抓取，包括传统的机械爪开合式抓取、用于抓取易碎产品的气囊挤压式抓取和用于对一些特有形状产品的真空吸附式抓取，该三种抓取方式可以相互之间配合使用，使装箱机可以实现对不同产品的装箱。
Description
技术领域
本发明涉及装箱机领域，特别涉及一种装箱机机械爪。
背景技术
装箱机是一种将无包装的产品或者小包装的产品半自动或者自动装入运输包装的一种设备，其工作原理是将产品按一定排列方式和定量装入箱中(瓦楞纸箱、塑料箱、托盘)，并把箱的开口部分闭合或封牢。
在装箱机中，最关键的环节在于将分散的产品抓取并放入箱子中，现有的装箱机由于其机械爪大多形状和尺寸固定，因此只能对单一的产品进行装箱作业。而且现有的装箱机机械手功能单一，大多只能简单的实现抓取功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种装箱机机械爪。
本发明解决问题所采用的技术方案是：一种装箱机机械爪，包括固定机构、X轴移动机构、Y轴移动机构和抓取机构；
所述X轴移动机构设置在固定机构上，所述Y轴移动机构设置X轴移动机构上，所述抓取机构设置在Y轴移动机构上；
所述固定机构包括连接板、旋转电机和第一支板，所述旋转电机设置在连接板的下端面，所述旋转电机的输出轴竖直向下设置，所述第一支板水平设置，所述旋转电机的输出轴与第一支板的上端面垂直连接，所述第一支板的下端面设有第一滑槽；
所述X轴移动机构包括第一移动组件和第一气缸，所述第一移动组件包括固定块和第一滑块，所述第一滑块设置在固定块的顶部，所述第一滑块位于第一滑槽内，所述第一滑块与第一滑槽滑动连接，所述第一移动组件有若干个，各第一移动组件沿第一滑槽的槽长方向均匀分布，其中一个所述第一移动组件与第一滑槽固定连接且相邻两个所述第一移动组件之间通过第一气缸连接，所述第一气缸的输出轴水平设置；
所述Y轴移动机构包括滑杆、第二滑块、第二气缸和连接件，所述固定块的下端面设有凹槽，所述滑杆水平设置在凹槽内，所述滑杆的轴向与凹槽的槽长方向平行，所述凹槽的槽长方向与第一滑槽的槽长方向垂直，所述第二滑块套设在滑杆上，所述第二滑块有若干个，各第二滑块之间通过第二气缸连接，所述第二气缸的输出轴水平设置，其中一个所述第二滑块与滑杆固定连接，其余所述第二滑块与滑杆滑动连接，所述连接件有若干个，所述连接件设置在第二滑块的下端面，所述第二滑块通过连接件与抓取机构连接；
所述抓取机构包括第二支板、侧板、丝杆、驱动电机和抓取组件，所述第二支板水平设置，所述第二支板的上端面通过连接件与第二滑块的下端面连接，所述侧板竖向设置在第二支板的下端面，所述侧板有两个，两个第二侧板相对设置，所述丝杆水平设置在两个侧板之间，所述丝杆的两端分别通过轴承与两个侧板连接，所述驱动电机设置在其中一个侧板上，所述驱动电机的输出轴与丝杆同轴设置且传动连接，所述丝杆的两端设有纹路相反的螺纹；
所述抓取组件包括移动块、连杆和抓取单元，所述移动块套设在丝杆上，所述移动块设有内螺纹，所述移动块与丝杆匹配，所述第二支板的下端面设有第二滑槽，所述第二滑槽位于两个侧板之间，所述移动块的顶部位于第二滑槽内，所述移动块与第二滑槽滑动连接，所述移动块的底部通过连杆与抓取单元连接，所述抓取组件有两个，两个抓取组件关于丝杆的中心对称设置；
所述抓取单元包括第一限位环、第二限位环、空气压缩机和真空机，所述第一限位环和第二限位环均为半圆环形腔体，所述第一限位环的内壁上设有开口，所述开口内设有气囊，所述第一限位环的外壁上设有第一风口，所述第一风口与空气压缩机连通，所述第二限位环的内壁上均匀设有若干吸风口，所述第二限位环的外壁上设有第二风口，所述第二风口与真空机连通。
作为优选，为了使抓取机构具有称重功能，所述连接件包括第一力传感器和第三气缸，所述第三气缸的输出轴竖直向下设置，所述第三气缸的的顶部通过第一力传感器与第二滑块的下端面连接，所述第三气缸的输出轴与第二支板连接。
作为优选，为了当抓取机构抓取到不合格产品使能发出报警，所述固定块的一侧设有报警灯，所述报警灯与第一力传感器电连接。
为了提高抓取牢固度，所述第二限位环有两个，两个第二限位环分别位于第一限位环的上下两侧。
作为优选，为了提高真空抓取时的稳定性，所述第二限位环的内壁设有若干吸盘，所述吸盘与吸风口连通。
作为优选，为了保护产品，所述第一限位环和第二限位环的内壁上均设有保护胶。
作为优选，为了能够更高控制抓取机构的抓取力度，所述第一限位环和第二限位环的内壁上均设有第二力传感器，所述第二力传感器与驱动电机、空气压缩机和真空机均电连接。
作为优选，为了提高坚固度，所述连杆的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了精确控制电机，所述旋转电机为步进电机。
作为优选，为了使电机便于控制，所述驱动电机为伺服电机。
本发明的有益效果是，该装箱机机械爪设计巧妙，可行性高，可以轻松调节各抓取单元之间的横向和纵向距离，其特有的抓取单元可以实现三种方式的抓取，包括传统的机械爪开合式抓取、用于抓取易碎产品的气囊挤压式抓取和用于对一些特有形状产品的真空吸附式抓取，该三种抓取方式可以相互之间配合使用，使装箱机可以实现对不同产品的装箱。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种装箱机机械爪的X轴移动机构和固定机构的连接示意图。
图2是本发明的一种装箱机机械爪的结构示意图。
图3是本发明的一种装箱机机械爪的抓取机构与第二滑块的连接示意图。
图4是本发明的一种装箱机机械爪的抓取单元的正视图。
图5是本发明的一种装箱机机械爪的抓取单元的结构示意图。
图6是本发明的一种装箱机机械爪的抓取单元的俯视图。
图中：1.连接板，2.旋转电机，3.第一支板，4.第一滑槽，5.第一气缸，6.固定块，7.第一滑块，8.滑杆，9.第二滑块，10.第二气缸，11.第二支板，12.侧板，13.丝杆，14.驱动电机，15.移动块，16.连杆，17.第二滑槽，18.第一限位环，19.第二限位环，20.空气压缩机，21.真空机，22.气囊，23.第一风口，24.吸风口，25.第二风口，26.第一力传感器，27.第三气缸，28.报警灯，29.吸盘。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-6所示，一种装箱机机械爪，包括固定机构、X轴移动机构、Y轴移动机构和抓取机构；
所述X轴移动机构设置在固定机构上，所述Y轴移动机构设置X轴移动机构上，所述抓取机构设置在Y轴移动机构上；
所述固定机构包括连接板1、旋转电机2和第一支板3，所述旋转电机2设置在连接板1的下端面，所述旋转电机2的输出轴竖直向下设置，所述第一支板3水平设置，所述旋转电机2的输出轴与第一支板3的上端面垂直连接，所述第一支板3的下端面设有第一滑槽4；
所述X轴移动机构包括第一移动组件和第一气缸5，所述第一移动组件包括固定块6和第一滑块7，所述第一滑块7设置在固定块6的顶部，所述第一滑块7位于第一滑槽4内，所述第一滑块7与第一滑槽4滑动连接，所述第一移动组件有若干个，各第一移动组件沿第一滑槽4的槽长方向均匀分布，其中一个所述第一移动组件与第一滑槽4固定连接且相邻两个所述第一移动组件之间通过第一气缸5连接，所述第一气缸5的输出轴水平设置；
所述Y轴移动机构包括滑杆8、第二滑块9、第二气缸10和连接件，所述固定块6的下端面设有凹槽，所述滑杆8水平设置在凹槽内，所述滑杆8的轴向与凹槽的槽长方向平行，所述凹槽的槽长方向与第一滑槽4的槽长方向垂直，所述第二滑块9套设在滑杆8上，所述第二滑块9有若干个，各第二滑块9之间通过第二气缸10连接，所述第二气缸10的输出轴水平设置，其中一个所述第二滑块9与滑杆8固定连接，其余所述第二滑块9与滑杆8滑动连接，所述连接件有若干个，所述连接件设置在第二滑块9的下端面，所述第二滑块9通过连接件与抓取机构连接；
所述抓取机构包括第二支板11、侧板12、丝杆13、驱动电机14和抓取组件，所述第二支板11水平设置，所述第二支板11的上端面通过连接件与第二滑块9的下端面连接，所述侧板12竖向设置在第二支板11的下端面，所述侧板12有两个，两个第二侧板12相对设置，所述丝杆13水平设置在两个侧板12之间，所述丝杆13的两端分别通过轴承与两个侧板12连接，所述驱动电机14设置在其中一个侧板12上，所述驱动电机14的输出轴与丝杆13同轴设置且传动连接，所述丝杆13的两端设有纹路相反的螺纹；
所述抓取组件包括移动块15、连杆16和抓取单元，所述移动块15套设在丝杆13上，所述移动块15设有内螺纹，所述移动块15与丝杆13匹配，所述第二支板11的下端面设有第二滑槽17，所述第二滑槽17位于两个侧板12之间，所述移动块15的顶部位于第二滑槽17内，所述移动块15与第二滑槽17滑动连接，所述移动块15的底部通过连杆16与抓取单元连接，所述抓取组件有两个，两个抓取组件关于丝杆13的中心对称设置；
所述抓取单元包括第一限位环18、第二限位环19、空气压缩机20和真空机21，所述第一限位环18和第二限位环19均为半圆环形腔体，所述第一限位环18的内壁上设有开口，所述开口内设有气囊22，所述第一限位环18的外壁上设有第一风口23，所述第一风口23与空气压缩机20连通，所述第二限位环19的内壁上均匀设有若干吸风口24，所述第二限位环19的外壁上设有第二风口25，所述第二风口25与真空机21连通。
作为优选，为了使抓取机构具有称重功能，所述连接件包括第一力传感器26和第三气缸27，所述第三气缸27的输出轴竖直向下设置，所述第三气缸27的的顶部通过第一力传感器26与第二滑块9的下端面连接，所述第三气缸27的输出轴与第二支板11连接。
作为优选，为了当抓取机构抓取到不合格产品使能发出报警，所述固定块6的一侧设有报警灯28，所述报警灯28与第一力传感器26电连接。
为了提高抓取牢固度，所述第二限位环19有两个，两个第二限位环19分别位于第一限位环18的上下两侧。
作为优选，为了提高真空抓取时的稳定性，所述第二限位环19的内壁设有若干吸盘29，所述吸盘29与吸风口24连通。
作为优选，为了保护产品，所述第一限位环18和第二限位环19的内壁上均设有保护胶。
作为优选，为了能够更高控制抓取机构的抓取力度，所述第一限位环18和第二限位环19的内壁上均设有第二力传感器，所述第二力传感器与驱动电机14、空气压缩机20和真空机21均电连接。
作为优选，为了提高坚固度，所述连杆16的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了精确控制电机，所述旋转电机2为步进电机。
作为优选，为了使电机便于控制，所述驱动电机14为伺服电机。
该装箱机机械爪中，X轴移动机构的工作原理为：其中一个第一移动组件固定设置，其余的第一移动组件通过第一气缸5调节互相之间的距离，其调节原理为：在第一气缸5的推动下，固定块8沿着第一滑槽4移动。Y轴移动机构的工作原理为：其中一个第二滑块9固定设置在滑杆8上，其余第二滑块9通过第二气缸10调节相互之间的距离，又因为抓取机构设置在第二滑块9上，因此抓取机构可以实现横向和纵向的移动。抓取机构的工作原理为：两个抓取组件中的移动块15套设在同一个丝杠13上，丝杆13以中心为分界，两端的螺纹纹路相反，在丝杠13转动时，两个抓取组件的运动方向相反，以此实现抓取单元的开合。抓取单元的工作原理为：两个半圆环形的抓取单元正对设置，当靠紧时可以构成一个圆柱，其能实现稳定地抓取，在第一限位环18上设有气囊22，当抓取易碎物品时可由空气压缩机20给气囊22充气，依靠两个气囊22实现挤压抓取。第二限位环19上的吸风口24连接真空机，当抓取一些特有形状的物品时还可利用真空吸附抓取。
与现有技术相比，该装箱机机械爪设计巧妙，可行性高，可以轻松调节各抓取单元之间的横向和纵向距离，其特有的抓取单元可以实现三种方式的抓取，包括传统的机械爪开合式抓取、用于抓取易碎产品的气囊挤压式抓取和用于对一些特有形状产品的真空吸附式抓取，该三种抓取方式可以相互之间配合使用，使装箱机可以实现对不同产品的装箱。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种装箱机机械爪，其特征在于，包括固定机构、X轴移动机构、Y轴移动机构和抓取机构；
所述X轴移动机构设置在固定机构上，所述Y轴移动机构设置X轴移动机构上，所述抓取机构设置在Y轴移动机构上；
所述固定机构包括连接板(1)、旋转电机(2)和第一支板(3)，所述旋转电机(2)设置在连接板(1)的下端面，所述旋转电机(2)的输出轴竖直向下设置，所述第一支板(3)水平设置，所述旋转电机(2)的输出轴与第一支板(3)的上端面垂直连接，所述第一支板(3)的下端面设有第一滑槽(4)；
所述X轴移动机构包括第一移动组件和第一气缸(5)，所述第一移动组件包括固定块(6)和第一滑块(7)，所述第一滑块(7)设置在固定块(6)的顶部，所述第一滑块(7)位于第一滑槽(4)内，所述第一滑块(7)与第一滑槽(4)滑动连接，所述第一移动组件有若干个，各第一移动组件沿第一滑槽(4)的槽长方向均匀分布，其中一个所述第一移动组件与第一滑槽(4)固定连接且相邻两个所述第一移动组件之间通过第一气缸(5)连接，所述第一气缸(5)的输出轴水平设置；
所述Y轴移动机构包括滑杆(8)、第二滑块(9)、第二气缸(10)和连接件，所述固定块(6)的下端面设有凹槽，所述滑杆(8)水平设置在凹槽内，所述滑杆(8)的轴向与凹槽的槽长方向平行，所述凹槽的槽长方向与第一滑槽(4)的槽长方向垂直，所述第二滑块(9)套设在滑杆(8)上，所述第二滑块(9)有若干个，各第二滑块(9)之间通过第二气缸(10)连接，所述第二气缸(10)的输出轴水平设置，其中一个所述第二滑块(9)与滑杆(8)固定连接，其余所述第二滑块(9)与滑杆(8)滑动连接，所述连接件有若干个，所述连接件设置在第二滑块(9)的下端面，所述第二滑块(9)通过连接件与抓取机构连接；
所述抓取机构包括第二支板(11)、侧板(12)、丝杆(13)、驱动电机(14)和抓取组件，所述第二支板(11)水平设置，所述第二支板(11)的上端面通过连接件与第二滑块(9)的下端面连接，所述侧板(12)竖向设置在第二支板(11)的下端面，所述侧板(12)有两个，两个第二侧板(12)相对设置，所述丝杆(13)水平设置在两个侧板(12)之间，所述丝杆(13)的两端分别通过轴承与两个侧板(12)连接，所述驱动电机(14)设置在其中一个侧板(12)上，所述驱动电机(14)的输出轴与丝杆(13)同轴设置且传动连接，所述丝杆(13)的两端设有纹路相反的螺纹；
所述抓取组件包括移动块(15)、连杆(16)和抓取单元，所述移动块(15)套设在丝杆(13)上，所述移动块(15)设有内螺纹，所述移动块(15)与丝杆(13)匹配，所述第二支板(11)的下端面设有第二滑槽(17)，所述第二滑槽(17)位于两个侧板(12)之间，所述移动块(15)的顶部位于第二滑槽(17)内，所述移动块(15)与第二滑槽(17)滑动连接，所述移动块(15)的底部通过连杆(16)与抓取单元连接，所述抓取组件有两个，两个抓取组件关于丝杆(13)的中心对称设置；
所述抓取单元包括第一限位环(18)、第二限位环(19)、空气压缩机(20)和真空机(21)，所述第一限位环(18)和第二限位环(19)均为半圆环形腔体，所述第一限位环(18)的内壁上设有开口，所述开口内设有气囊(22)，所述第一限位环(18)的外壁上设有第一风口(23)，所述第一风口(23)与空气压缩机(20)连通，所述第二限位环(19)的内壁上均匀设有若干吸风口(24)，所述第二限位环(19)的外壁上设有第二风口(25)，所述第二风口(25)与真空机(21)连通。
2.如权利要求1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述连接件包括第一力传感器(26)和第三气缸(27)，所述第三气缸(27)的输出轴竖直向下设置，所述第三气缸(27)的的顶部通过第一力传感器(26)与第二滑块(9)的下端面连接，所述第三气缸(27)的输出轴与第二支板(11)连接。
3.如权利要求1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述固定块(6)的一侧设有报警灯(28)，所述报警灯(28)与第一力传感器(26)电连接。
4.如权利要1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述第二限位环(19)有两个，两个第二限位环(19)分别位于第一限位环(18)的上下两侧。
5.如权利要求1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述第二限位环(19)的内壁设有若干吸盘(29)，所述吸盘(29)与吸风口(24)连通。
6.如权利要求1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述第一限位环(18)和第二限位环(19)的内壁上均设有保护胶。
7.如权利要求1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述第一限位环(18)和第二限位环(19)的内壁上均设有第二力传感器，所述第二力传感器与驱动电机(14)、空气压缩机(20)和真空机(21)均电连接。
8.如权利要求1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述连杆(16)的制作材料为不锈钢。
9.如权利要求1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述旋转电机(2)为步进电机。
10.如权利要求1所述的装箱机机械爪，其特征在于，所述驱动电机(14)为伺服电机。
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