CN109051844B - 一种码垛用桁架机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码垛用桁架机器人，包括：桁架、第一动力机构、第二动力机构、第三动力机构、第四动力机构、以及抓取装置，其中：桁架包括第一立架、位于第一立架一侧并与第一立架间距布置的第二立架、安装在第一立架和第二立架上的横梁和安装在横梁上的滑座，第一动力机构与横梁连接以用于驱动横梁沿X轴方向来回移动；第二动力机构与滑座连接以用于驱动滑座沿Y轴方向来回移动；滑座上设有摆臂，第三动力机构、第四动力机构分别与摆臂连接，且第三动力机构用于驱动摆动沿Z轴方向来回移动，第四动力机构用于驱动摆臂摆动；抓取装置与摆臂连接并随着摆臂的摆动而摆动。本发明可以使得抓取装置的抓取角度和投料角度可调。

Description

一种码垛用桁架机器人

技术领域

本发明涉及自动化运输技术领域，尤其涉及一种码垛用桁架机器人。

背景技术

随着经济的发展，生产水平不断提高，在生产水泥、面粉等袋装的成品物料完成后，需要对物料进行码垛。然而现有的码垛装置受其结构限制，无法对物料的抓取角度和投料角度进行调整，从而容易造成堆垛的物料稳定性并不是很高。

发明内容

基于上述背景技术存在的技术问题，本发明提出一种码垛用桁架机器人。

需要说明是的：本发明中所述的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向为相互正交的三个方向。

本发明提出了一种码垛用桁架机器人，包括：桁架、第一动力机构、第二动力机构、第三动力机构、第四动力机构、以及用于抓取物料的抓取装置，其中：

桁架包括第一立架、第二立架、横梁和滑座，第一立架位于第二立架的一侧并与第二立架间距布置；横梁安装在第一立架和第二立架上，第一动力机构与横梁连接以用于驱动横梁沿X轴方向来回移动；滑座安装在横梁上，第二动力机构与滑座连接以用于驱动滑座沿Y轴方向来回移动；滑座上设有摆臂，第三动力机构、第四动力机构分别与摆臂连接，且第三动力机构用于驱动摆臂沿Z轴方向来回移动，第四动力机构用于驱动摆臂以Z轴方向为中心线方向摆动；

抓取装置与摆臂连接并随着摆臂的摆动而摆动。

优选地，抓取装置包括支撑架、转移箱和驱动机构，其中：支撑架与摆臂固定连接；转移箱包括箱体和托板，箱体固定安装在支撑架上，且箱体的一侧开设有进料口，箱体的底部开放以形成卸料口；托板位于箱体的下方，托板可移动的安装在支撑架上，驱动机构用于驱动托板移动并通过移动托板制卸料口开/合动作。

优选地，托板包括相对布置的左侧托板和右侧托板，托板具有第一状态和第二状态，当托板处于第一状态时，托板中的左侧托板和右侧托板位于同一水平面内并相互抵靠，且左侧托板和右侧托板所在平面平行于卸料口所在平面，当托板处于第二状态时，托板中的左侧托板、右侧托板分别位于卸料口的两侧；驱动机构包括第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元，且第一驱动单元用于驱动托板进行上下移动，第二驱动单元用于驱动托板进行水平移动，第三驱动单元用于托板在第一状态与第二状态之间自动切换。

优选地，支撑架包括第一侧架、第二侧架、顶架、第一活动架、第二活动架、第一导向杆和第二导向杆，所述第一侧架与第二侧架相对布置，所述顶架位于第一侧架与第二侧架的上方并分别与第一侧架和第二侧架固定，所述第一活动架位于第一侧架的一侧并可上下滑动的安装在第一侧架上，所述第二活动架位于第二侧架的一侧并可上下滑动的安装在第二侧架上，所述第一导向杆、第二导向杆相对布置，第一导向杆和第二导向杆的两端分别与第一活动架和第二活动架连接；所述箱体位于第一侧架与第二侧架之间并分别与第一侧架和第二侧架固定连接，且箱体的底部位于第一导向杆和第二导向杆的上方；左侧托板的一侧与第一导向杆连接并随着第一导向杆的转动而转动，右侧托板的一侧与第二导向杆连接并随着第二导向杆的转动而转动；所述第一驱动单元分别与第一活动架和第二活动架连接以用于驱动第一活动架和第二活动架上下移动；所述第三驱动单元分别与第一导向杆和第二导向杆连接以用于驱动第一导向杆和第二导向杆转动，并使第一导向杆与第二导向杆的转动方向相反；所述第二驱动单元分别与左侧托板和右侧托板连接以用于驱动左侧托板、右侧托板分别在第一导向杆、第二导向杆来回移动。

优选地，第一导向杆上设有与其轴向滑动径向固定配合的第一导向套，第二导向杆上设有与其轴向滑动径向固定配合的第二导向套；所述左侧托板远离右侧托板的一侧与第一导向套固定连接，所述右侧托板远离左侧托板的一侧与第二导向套固定连接；所述第二驱动单元分别与第一导向套和第二导向套连接以用于驱动第一导向套、第二导向套分别沿第一导向杆、第二导向杆的轴向来回移动。

优选地，第一导向杆的横截面形状为矩形，第一导向套的内部具有与第一导向杆横截面形状匹配的矩形导向孔。

优选地，第二导向杆的横截面形状为矩形，第二导向套的内部具有与第二导向杆横截面形状匹配的矩形导向孔。

优选地，摆臂包括固定臂和活动臂，固定臂的一端与滑座滑动连接，固定臂的另一端通过与活动臂活动连接；第三动力机构与固定臂连接以用于驱动固定臂沿Z轴方向来回移动，第四动力机构与活动臂连接以用于驱动活动臂自由摆动。

优选地，第一立架和第二立架上均设有沿X轴方向布置的第一滑轨；横梁分别与第一立架和第二立架上的第一滑轨滑动装配，横梁上设有沿Y轴方向布置的第二滑轨；滑座与第二滑轨滑动装配，滑座上设有沿Z轴方向布置的第三滑轨；摆臂的一端与第三滑轨滑动配合装配。

本发明中，通过第一动力机构、第二动力机构、第三动力机构以及第四驱动单元与横梁、滑座、以及摆臂配合使得抓取装置不仅可以沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动，同时还可以以Z轴方向为中心线方向摆动，以使得抓取装置的抓取角度和投料角度可调。

附图说明

图1为本发明提出的一种码垛用桁架机器人的结构示意图；

图2为本发明提出的一种码垛用桁架机器人中所述抓取装置的结构示意图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1-2所示，图1为本发明提出的一种码垛用桁架机器人的结构示意图；图2为本发明提出的一种码垛用桁架机器人中所述抓取装置的结构示意图。

参照图1-2，本发明实施例提出的一种码垛用桁架机器人，包括：桁架、第一动力机构、第二动力机构、第三动力机构、第四动力机构、以及用于抓取物料的抓取装置5，其中：

桁架包括第一立架1、第二立架2、横梁3和滑座4，第一立架1位于第二立架2的一侧并与第二立架2间距布置；横梁3安装在第一立架1和第二立架2上，第一动力机构与横梁3连接以用于驱动横梁3沿X轴方向来回移动；滑座4安装在横梁3上，第二动力机构与滑座4连接以用于驱动滑座4沿Y轴方向来回移动；滑座4上设有摆臂6，第三动力机构、第四动力机构分别与摆臂6连接，且第三动力机构用于驱动摆臂6沿Z轴方向来回移动，第四动力机构用于驱动摆臂6以Z轴方向为中心线方向摆动。抓取装置5与摆臂6连接并随着摆臂6的摆动而摆动。

本发明通过第一动力机构、第二动力机构、第三动力机构以及第四驱动单元与横梁3、滑座4、以及摆臂6配合使得抓取装置5不仅可以沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动，同时还可以以Z轴方向为中心线方向摆动，以使得抓取装置5的抓取角度和投料角度可调。

此外，本实施例中，抓取装置5包括支撑架、转移箱和驱动机构，其中：支撑架与摆臂6固定连接；转移箱包括箱体7和托板8，箱体7固定安装在支撑架上，且箱体7的一侧开设有进料口，箱体7的底部开放以形成卸料口；托板8位于箱体7的下方，托板8可移动的安装在支撑架上，驱动机构用于驱动托板8移动并通过移动托板8制卸料口开/合动作。该结构的设置使得物料在转移过程中不会意外脱落，确保物料转移的稳定性。

本实施例中，托板8包括相对布置的左侧托板801和右侧托板802，托板8具有第一状态和第二状态，当托板8处于第一状态时，托板8中的左侧托板801和右侧托板802位于同一水平面内并相互抵靠，且左侧托板801和右侧托板802所在平面平行于卸料口所在平面，当托板8处于第二状态时，托板8中的左侧托板801、右侧托板802分别位于卸料口的两侧；驱动机构包括第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元，第一驱动单元用于驱动托板8进行上下移动，第二驱动单元用于驱动托板8进行水平移动，第三驱动单元用于托板8在第一状态与第二状态之间自动切换。工作时，预先利用第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元相互配合使托板8进入所述卸料口的下方并对卸料口进行封堵，然后利用第一动力机构、第二动力机构和第三动力机构配合将该抓取装置移动至物料传送带的传出端，并使该抓取装置中转移箱的进料口与传送带对接，以使物料直接通过进料口进入箱体7内并落在托板8上，然后再利用第一动力机构、第二动力机构、第三动力机构进行配合将转移箱移动至指定位置。当转移箱移动至指定位置后，可以通过第三驱动单元带动托板8动作，使托板8进入第二状态，进而使得物料直接从卸料口排出，也可以通过第一驱动单元与第二驱动单元相互配合，将托板8向卸料口的两侧移动，以对落料位置进行微调，然后再通过第三驱动单元带动托板8动作，使托板8进入第二状态，以将物料排出。该结构的设置可以在排料过程中根据实际情况对落料点的位置进行微调，以确保码垛的稳定性。

本实施例中，支撑架包括第一侧架9、第二侧架10、顶架11、第一活动架12、第二活动架13、第一导向杆14和第二导向杆15，所述第一侧架9与第二侧架10相对布置，所述顶架11位于第一侧架9与第二侧架10的上方并分别与第一侧架9和第二侧架10固定，所述第一活动架12位于第一侧架9的一侧并可上下滑动的安装在第一侧架9上，所述第二活动架13位于第二侧架10的一侧并可上下滑动的安装在第二侧架10上，所述第一导向杆14、第二导向杆15相对布置，第一导向杆14和第二导向杆15的两端分别与第一活动架12和第二活动架13连接；所述箱体7位于第一侧架9与第二侧架10之间并分别与第一侧架9和第二侧架10固定连接，且箱体7的底部位于第一导向杆14和第二导向杆15的上方；左侧托板801的一侧与第一导向杆14连接并随着第一导向杆14的转动而转动，右侧托板802的一侧与第二导向杆15连接并随着第二导向杆15的转动而转动；所述第一驱动单元分别与第一活动架12和第二活动架13连接以用于驱动第一活动架12和第二活动架13上下移动，从而带动托板8上下移动。所述第二动力机构分别与第一导向杆14和第二导向杆15连接以用于驱动第一导向杆14和第二导向杆15转动，并使第一导向杆14与第二导向杆15的转动方向相反，以通过第一导向杆14与第二导向杆15的转动带动左侧托板801和右侧托板802转动，进而实现托板8在第一状态和第二状态间的切换。所述第三驱动单元分别与左侧托板801和右侧托板802连接以用于驱动左侧托板801、右侧托板802分别在第一导向杆14、第二导向杆15来回移动，以使托板8可以向卸料口两侧方向移动。该结构布局合理，结构简单、制作成本低，且强度大。

本实施例中，第一导向杆14上设有与其轴向滑动径向固定配合的第一导向套16，以使第一导向套16可以随着第一导向杆14的转动而转动。第二导向杆15上设有与其轴向滑动径向固定配合的第二导向套17，以使第二导向套17可以随着第二导向杆15的转动而转动。所述左侧托板801远离右侧托板802的一侧与第一导向套16固定连接，所述右侧托板802远离左侧托板801的一侧与第二导向套17固定连接。所述第三驱动单元分别与第一导向套16和第二导向套17连接以用于驱动第一导向套16、第二导向套17分别沿第一导向杆14、第二导向杆15的轴向来回移动。第一导向套16与第二导向套17的设置使得左侧托板801与右侧托板802的移动和转动更为平稳。

本实施例中，第一导向杆14的横截面形状为矩形，第一导向套16的内部具有与第一导向杆14横截面形状匹配的矩形导向孔，以使得第一导向套16与第一导向杆14装配后，只能在第一导向杆14上轴向移动，无法转动。第二导向杆15的横截面形状为矩形，第二导向套17的内部具有与第二导向杆15横截面形状匹配的矩形导向孔，以使得第二导向套17与第二导向杆15装配后，只能在第二导向杆15上轴向移动，无法转动。该结构简单，制作成本体，承重能力强，且便于对矩形截面的设置便于对转动角度的控制。

本实施例中，摆臂6包括固定臂和活动臂，固定臂的一端与滑座4滑动连接，固定臂的另一端通过与活动臂活动连接；第三动力机构与固定臂连接以用于驱动固定臂沿Z轴方向来回移动，第四动力机构与活动臂连接以用于驱动活动臂自由摆动。

本实施例中，第一立架1和第二立架2上均设有沿X轴方向布置的第一滑轨；横梁3分别与第一立架1和第二立架2上的第一滑轨滑动装配，横梁3上设有沿Y轴方向布置的第二滑轨；滑座4与第二滑轨滑动装配，滑座4上设有沿Z轴方向布置的第三滑轨；摆臂6的一端与第三滑轨滑动配合装配。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种码垛用桁架机器人，其特征在于，包括：桁架、第一动力机构、第二动力机构、第三动力机构、第四动力机构、以及用于抓取物料的抓取装置(5)，其中：

桁架包括第一立架(1)、第二立架(2)、横梁(3)和滑座(4)，第一立架(1)位于第二立架(2)的一侧并与第二立架(2)间距布置；横梁(3)安装在第一立架(1)和第二立架(2)上，第一动力机构与横梁(3)连接以用于驱动横梁(3)沿X轴方向来回移动；滑座(4)安装在横梁(3)上，第二动力机构与滑座(4)连接以用于驱动滑座(4)沿Y轴方向来回移动；滑座(4)上设有摆臂(6)，第三动力机构、第四动力机构分别与摆臂(6)连接，且第三动力机构用于驱动摆臂(6)沿Z轴方向来回移动，第四动力机构用于驱动摆臂(6)以Z轴方向为中心线方向摆动；

抓取装置(5)与摆臂(6)连接并随着摆臂(6)的摆动而摆动；

抓取装置(5)包括支撑架、转移箱和驱动机构，其中：支撑架与摆臂(6)固定连接；转移箱包括箱体(7)和托板(8)，箱体(7)固定安装在支撑架上，且箱体(7)的一侧开设有进料口，箱体(7)的底部开放以形成卸料口；托板(8)位于箱体(7)的下方，托板(8)可移动的安装在支撑架上，驱动机构用于驱动托板(8)移动并通过驱动托板(8)转动完成卸料口开/合动作；

托板(8)包括相对布置的左侧托板(801)和右侧托板(802)，托板(8)具有第一状态和第二状态，当托板(8)处于第一状态时，托板(8)中的左侧托板(801)和右侧托板(802)位于同一水平面内并相互抵靠，且左侧托板(801)和右侧托板(802)所在平面平行于卸料口所在平面，当托板(8)处于第二状态时，托板(8)中的左侧托板(801)、右侧托板(802)分别位于卸料口的两侧；驱动机构包括第一驱动单元、第二驱动单元和第三驱动单元，且第一驱动单元用于驱动托板(8)进行上下移动，第二驱动单元用于驱动托板(8)进行水平移动，第三驱动单元用于驱动托板(8)在第一状态与第二状态之间自动切换；

支撑架包括第一侧架(9)、第二侧架(10)、顶架(11)、第一活动架(12)、第二活动架(13)、第一导向杆(14)和第二导向杆(15)，所述第一侧架(9)与第二侧架(10)相对布置，所述顶架(11)位于第一侧架(9)与第二侧架(10)的上方并分别与第一侧架(9)和第二侧架(10)固定，所述第一活动架(12)位于第一侧架(9)的一侧并可上下滑动的安装在第一侧架(9)上，所述第二活动架(13)位于第二侧架(10)的一侧并可上下滑动的安装在第二侧架(10)上，所述第一导向杆(14)、第二导向杆(15)相对布置，第一导向杆(14)和第二导向杆(15)的两端分别与第一活动架(12)和第二活动架(13)连接；所述箱体(7)位于第一侧架(9)与第二侧架(10)之间并分别与第一侧架(9)和第二侧架(10)固定连接，且箱体(7)的底部位于第一导向杆(14)和第二导向杆(15)的上方；左侧托板(801)的一侧与第一导向杆(14)连接并随着第一导向杆(14)的转动而转动，右侧托板(802)的一侧与第二导向杆(15)连接并随着第二导向杆(15)的转动而转动；所述第一驱动单元分别与第一活动架(12)和第二活动架(13)连接以用于驱动第一活动架(12)和第二活动架(13)上下移动；所述第三驱动单元分别与第一导向杆(14)和第二导向杆(15)连接以用于驱动第一导向杆(14)和第二导向杆(15)转动，并使第一导向杆(14)与第二导向杆(15)的转动方向相反；所述第二驱动单元分别与左侧托板(801)和右侧托板(802)连接以用于驱动左侧托板(801)、右侧托板(802)分别在第一导向杆(14)、第二导向杆(15)来回移动。

2.根据权利要求1所述的码垛用桁架机器人，其特征在于，第一导向杆(14)上设有与其轴向滑动径向固定配合的第一导向套(16)，第二导向杆(15)上设有与其轴向滑动径向固定配合的第二导向套(17)；所述左侧托板(801)远离右侧托板(802)的一侧与第一导向套(16)固定连接，所述右侧托板(802)远离左侧托板(801)的一侧与第二导向套(17)固定连接；所述第二驱动单元分别与第一导向套(16)和第二导向套(17)连接以用于驱动第一导向套(16)、第二导向套(17)分别沿第一导向杆(14)、第二导向杆(15)的轴向来回移动。

3.根据权利要求2所述的码垛用桁架机器人，其特征在于，第一导向杆(14)的横截面形状为矩形，第一导向套(16)的内部具有与第一导向杆(14)横截面形状匹配的矩形导向孔。

4.根据权利要求3所述的码垛用桁架机器人，其特征在于，第二导向杆(15)的横截面形状为矩形，第二导向套(17)的内部具有与第二导向杆(15)横截面形状匹配的矩形导向孔。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的码垛用桁架机器人，其特征在于，摆臂(6)包括固定臂和活动臂，固定臂的一端与滑座(4)滑动连接，固定臂的另一端通过与活动臂活动连接；第三动力机构与固定臂连接以用于驱动固定臂沿Z轴方向来回移动，第四动力机构与活动臂连接以用于驱动活动臂自由摆动。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的码垛用桁架机器人，其特征在于，第一立架(1)和第二立架(2)上均设有沿X轴方向布置的第一滑轨；横梁(3)分别与第一立架(1)和第二立架(2)上的第一滑轨滑动装配，横梁(3)上设有沿Y轴方向布置的第二滑轨；滑座(4)与第二滑轨滑动装配，滑座(4)上设有沿Z轴方向布置的第三滑轨；摆臂(6)的一端与第三滑轨滑动配合装配。

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