CN109292469A - 一种用于货物码垛的机械手结构 - Google Patents

Abstract

一种用于货物码垛的机械手结构，安装在工业机器人末端的装置，由传动机构，手爪机构，手指结构，压料装置组成，安装板（6）和型材件（8，1）通过螺栓完成固接；传动轴（5）上端穿过所述安装板（6）中心所开的圆孔，末端与圆柱滚子轴承（21）配合，据末端三分之一处和传动齿轮（4）固接，传动齿轮（4）分别和传动齿轮（3‑a），传动齿轮（3‑b）相啮合；连接销（24‑a）、连接销（24‑b）的一端和所述传动齿轮（3‑a），传动齿轮（3‑b）固接，另一端和连接杆件（7‑a，7‑b）铰接，连接杆件（7‑a，7‑b）的一端和手爪机构（25‑a）的活塞杆（16‑a）、手爪机构（25‑b）的活塞杆（16‑b）铰接。

Description

一种用于货物码垛的机械手结构

技术领域

本发明涉及码垛机械技术，具体是用于货物码垛的机械手技术。

背景技术

在自动化流水线上，码垛机器人能代替人工完成对货物的搬运以及摆放，目前用于流水线的码垛机械手分为液压驱动和气压驱动。液压驱动的机械手可以实现对质量较重的货物进行搬运，但是在这个过程中由于液压驱动中流体流动的阻力和泄露较大，造成效率较低，工作性能易受温度变化影响，液压原件的制造精度要求较高，所造成机械手制造成本较高等问题，气压驱动的机械手可以实现对一般质量不是较重的货物进行搬运，但在这个过程中空气可压缩性大，载荷变化时，传递运动不够平稳、均匀，伴随着较大的排气噪音，在搬运质量较轻货物前提下，针对以上问题，本发明提出一种电机作为主要驱动源，气压辅助驱动的码垛机械手。

专利号为CN201610361734.1的专利公开了一种安装在机器人末端的装置，一种箱体码垛机械手，包括支撑机构、夹取机构、选择机构和托举机构，利用气压作为驱动源对货物进行抓取和码垛。专利号为CN200810136972.8的托叉平移式码垛机械手，利用气压完成对包装柔软货物的码垛。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于货物码垛的机械手结构。

本发明是一种用于货物码垛的机械手结构，包括传动机构，手爪机构，手指结构，压料装置，所述传动装置包括传动轴5，型材件一8，型材件二1，安装板6，第一传动齿轮4，第二传动齿轮3-a，第三传动齿轮3-b，圆柱滚子轴承21，第一连接销24-a，第二连接销24-b，第一连接杆件7-a，第二连接杆件7-b，所述安装板6和型材件一8，型材件二1通过螺栓完成固接；传动轴5上端穿过所述安装板6中心所开的圆孔，末端与圆柱滚子轴承21配合，距末端三分之一处和第一传动齿轮4固接，第一传动齿轮4分别和第二传动齿轮3-a，第三传动齿轮3-b相啮合；第一连接销24-a、第二连接销24-b的一端和所述第二传动齿轮3-a，第三传动齿轮3-b固接，另一端和第一连接杆件7-a，第二连接杆件7-b铰接，第一连接杆件7-a，第二连接杆件7-b的一端和第一手爪机构30-a的第一运动活塞杆16-a、第二手爪机构30-b的第二运动活塞杆16-b铰接；传动机构将动力传递给手爪机构,通过杆件间的运动从而完成手指结构之间的张开与合拢，在手指结构之间合拢阶段中压料装置需对货物施加预设的正压力，从而保证在工作过程中货物的固定状态。

本发明的有益效果：所述一种用于货物码垛的机械手结构，结构简单，设计成本低，利用电机驱动实现对货物的抓取和松开，提高了码垛机械手传动比的准确度以及驱动方式的利用率，实现节能减排的目的，同是结合了新的驱动结构，利用轮系结构带动相关杆件的运动，将电机的旋转运动转变为活塞杆在气缸中的往返运动，实现手指结构之间的开闭。本发明适用箱体包装较为坚硬以及码垛的垛形易于控制的货物的抓取及码垛作业。

附图说明

图1是机械手结构示意图，图2是机械手结构俯视图，图3是图2中B-B线的剖视图，图4是图2中A-A线的剖视图，图5是机械手结构中手爪机构和手指结构示意图，图6是机械手结构中压料装置示意图，附图标记及对应名称为：传动轴5，型材件一8，型材件二1，防尘套2，安装板6，第一传动齿轮4，第二传动齿轮3-a，第三传动齿轮3-b，圆柱滚子轴承21，第一连接销24-a，第二连接销24-b，第一连接杆件7-a，第二连接杆件7-b，第一运动活塞杆16-a，缸体28，第一缸体安装件27-a，第二缸体安装件27-b，第一手爪底板15-a，第二手爪底板15-b，连接件23，连杆9，传动杆件10，第一支撑座26-a，第二支撑座26-b，第一膨胀套22-a，第二膨胀套22-b，第一圆柱滚子轴承29-a，第二圆柱滚子轴承29-b，第一手指连接件11-a，第二手指连接件11-b，第一手指结构25-a，第二手指结构25-b，手指固定架12， L型手指13，第一手指挡板14-a，第二手指挡板14-b，第一压料装置连接件20-a，第二压料装置连接件20-b，压料气缸19，压料活塞18，压料板17，第一手爪机构30-a，第二手爪机构30-b。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：

如图1~图6所示，本实施例的一种用于货物码垛的机械手结构，包括传动机构，手爪机构，手指结构，压料装置，所述传动装置包括传动轴5，型材件一8，型材件二1，安装板6，第一传动齿轮4，第二传动齿轮3-a，第三传动齿轮3-b，圆柱滚子轴承21，第一连接销24-a，第二连接销24-b，第一连接杆件7-a，第二连接杆件7-b，所述安装板6和型材件一8，型材件二1通过螺栓完成固接；传动轴5上端穿过所述安装板6中心所开的圆孔，末端与圆柱滚子轴承21配合，距末端三分之一处和第一传动齿轮4固接，第一传动齿轮4分别和第二传动齿轮3-a，第三传动齿轮3-b相啮合；第一连接销24-a、第二连接销24-b的一端和所述第二传动齿轮3-a，第三传动齿轮3-b固接，另一端和第一连接杆件7-a，第二连接杆件7-b铰接，第一连接杆件7-a，第二连接杆件7-b的一端和第一手爪机构30-a的第一运动活塞杆16-a、第二手爪机构30-b的第二运动活塞杆16-b铰接；传动机构将动力传递给手爪机构,通过杆件间的运动从而完成手指结构之间的张开与合拢，在手指结构之间合拢阶段中压料装置需对货物施加预设的正压力，从而保证在工作过程中货物的固定状态。

本实施例中，传动轴5由电机通过联轴器所带动，驱动由齿轮组成的定轴轮系，实现第一手爪机构30-a和第二手爪机构30-b的之间的相对运动。

如图1、图5所示，本实施例的一种用于货物码垛的机械手结构，所述手爪机构，包括第一手爪机构30-a和第二手爪机构30-b，所述第一手爪机构30-a包括第一运动活塞杆16-a，缸体28，第一缸体安装件27-a，第二缸体安装件27-b，第一手爪底板15-a，连接件23，连杆9，传动杆件10，第一支撑座26-a，第二支撑座26-b，第一膨胀套22-a，第二膨胀套22-b，第一圆柱滚子轴承29-a，第二圆柱滚子轴承29-b，第一手指连接件11-a，第二手指连接件11-b，第一手指结构25-a，所述缸体28两侧带有螺纹的伸出端和第一缸体安装件27-a，第二缸体安装件27-b通过螺母进行固接，第一手爪底板15-a和第一缸体安装件27-a，第二缸体安装件27-b的底部固接，缸体28内部和第一运动活塞杆16-a中半径最大的一端滑动连接；连接件23一端和所述第一运动活塞杆16-a固接，另一端和连杆9铰接；传动杆件10中间处和所述连杆9铰接，两端分别通过第一膨胀套22-a，第二膨胀套22-b将第一手指连接件11-a，第二手指连接件11-b固接，两端八分之一处依次和第一圆柱滚子轴承29-a，第二圆柱滚子轴承29-b配合；第一支撑座26-a以及第二支撑座26-b的内部和所述第一圆柱滚子轴承29-a固定，底部和第一手爪底板15-a固接，将传动杆件10，第一圆柱滚子轴承29-a，第一手指连接件11-a和第二手指连接件11-b轴向定位；所述第一手指连接件11-a，第二手指连接件11-b与第一手指结构25-a中的手指固定架12通过螺栓进行固接；所述第二手爪机构30-b与第一手爪机构30-a结构相同。

本实施例中，第一运动活塞杆16-a在缸体28内往复直线运动带动所述连杆9，从而转化为传动杆件10绕第一支撑座26-a以及第二支撑座26-b中心O的旋转运动。

如图1、图5、图6所示，本实施例的一种用于货物码垛的机械手结构，所述手指结构，包括第一手指结构25-a，第二手指结构25-b，所述第一手指结构25-a，包括手指固定架12，6个L型手指13，第一手指挡板14-a，所述L型手指13顶端具有三角内螺纹，顶端通过手指固定架12的螺纹孔配合螺母固接；第一手指挡板14-a通过2个所述L型手指13的内螺纹进行固接，将手指固定架12固定。

如图1、图2所示，本实施例的一种用于货物码垛的机械手结构所述压料装置，包括第一压料装置连接件20-a，第二压料装置连接件20-b，压料气缸19，压料活塞18，压料板17，所述第一压料装置连接件20-a和第二压料装置连接件20-b一端分别与型材件一8，型材件二1通过螺栓固接；压料气缸19的顶端和所述第一压料装置连接件20-a，第二压料装置连接件20-b固接，内部和压料活塞18构成滑动连接；压料板17通过螺钉和压料活塞18固接。

本实施例中，所述压料装置由气压驱动完成压料工作；所述第二手爪机构30-b，防尘套2一端与安装板6连接，另一端与第二手爪底板15-b连接，作为手爪机构防尘装置；手指结构中的第一手指结构25-a，第二手指结构25-b结构相同；以第一手指挡板14-a所在平面，第二手指挡板14-b所在平面做延长平面相交形成的夹角为开闭角，所形成的开闭角的取值范围为120度到0度，当所述第一手指挡板14-a，第二手指挡板14-b所在平面平行时，所形成的开闭角为0度，当所述第一运动活塞杆16-a，第二运动活塞杆16-b达到最大行程距离时，所形成的开闭角为120度。

实施例二：

在实施例一的基础上，本实施例对本发明实施例的所述的机械结构的工作原理进行详细的说明。

本发明实施例提供了一种用于货物码垛的机械手结构，电动机通过联轴器将传动轴5连接，将电机输出轴的回转运动通过传动轴5转换为由第一传动齿轮4，第二传动齿轮3-a，第三传动齿轮3-b组成的定轴轮系的转动，第一连接销24-a和第二连接销24-b通过第一连接杆件7-a，第二连接杆件7-b带动第一运动活塞杆16-a，第二运动活塞杆16-b，从而实现第一运动活塞杆16-a相对于缸体28的往返的直线运动，第一运动活塞16-a通过连接件23，连杆9，传动杆件10，从而将第一运动活塞杆16-a相对于缸体28的往返转动运动转换为传动杆件10相对于支撑座26-a，26-b的中心O的旋转运动，传动杆件10的旋转运动带动手指结构的合拢和分离，所述手爪机构，手指结构的机械结构均为对称结构，即叙述一侧的运动原理就能概括所述整个机械结构的原理；在手指结构之间相对合拢将货物抓住时，压料装置中压料活塞18通过压料板17对货物施加一定预设的正压力，保证在工作过程中货物的固定状态，从而完成货物搬运工作。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于货物码垛的机械手结构，包括传动机构，手爪机构，手指结构，压料装置，所述传动装置包括传动轴（5），型材件一（8），型材件二（1），安装板（6），第一传动齿轮（4），第二传动齿轮（3-a），第三传动齿轮（3-b），圆柱滚子轴承（21），第一连接销（24-a），第二连接销（24-b），第一连接杆件（7-a），第二连接杆件（7-b），其特征在于，所述安装板（6）和型材件一（8），型材件二（1）通过螺栓完成固接；传动轴（5）上端穿过所述安装板（6）中心所开的圆孔，末端与圆柱滚子轴承（21）配合，距末端三分之一处和第一传动齿轮（4）固接，第一传动齿轮（4）分别和第二传动齿轮（3-a），第三传动齿轮（3-b）相啮合；第一连接销（24-a）、第二连接销（24-b）的一端和所述第二传动齿轮（3-a），第三传动齿轮（3-b）固接，另一端和第一连接杆件（7-a），第二连接杆件（7-b）铰接，第一连接杆件（7-a），第二连接杆件（7-b）的一端和第一手爪机构（30-a）的第一运动活塞杆（16-a）、第二手爪机构（30-b）的第二运动活塞杆（16-b）铰接；传动机构将动力传递给手爪机构，通过杆件间的运动从而完成手指结构之间的张开与合拢，在手指结构之间合拢阶段中压料装置需对货物施加预设的正压力，从而保证在工作过程中货物的固定状态。

2.根据权利要求1所述的用于货物码垛的机械手结构，其特征在于所述手爪机构，包括第一手爪机构（30-a）和第二手爪机构（30-b），所述第一手爪机构（30-a）包括第一运动活塞杆（16-a），缸体（28），第一缸体安装件（27-a），第二缸体安装件（27-b），第一手爪底板（15-a），连接件（23），连杆（9），传动杆件（10），第一支撑座（26-a），第二支撑座（26-b），第一膨胀套（22-a），第二膨胀套（22-b），第一圆柱滚子轴承（29-a），第二圆柱滚子轴承（29-b），第一手指连接件（11-a），第二手指连接件（11-b），第一手指结构（25-a），其特征在于，所述缸体（28）两侧带有螺纹的伸出端和第一缸体安装件（27-a），第二缸体安装件（27-b）通过螺母进行固接，第一手爪底板（15-a）和第一缸体安装件（27-a），第二缸体安装件（27-b）的底部固接，缸体（28）内部和第一运动活塞杆（16-a）中半径最大的一端构成滑动连接；连接件（23）一端和所述第一运动活塞杆（16-a）固接，另一端和连杆（9）铰接；传动杆件（10）中间处和所述连杆（9）铰接，两端分别通过第一膨胀套（22-a），第二膨胀套（22-b）将第一手指连接件（11-a），第二手指连接件（11-b）固接，在两端八分之一处依次和第一圆柱滚子轴承（29-a），第二圆柱滚子轴承（29-b）配合；第一支撑座（26-a）以及第二支撑座（26-b）的内部和所述第一圆柱滚子轴承（29-a）固定，底部和第一手爪底板（15-a）固接，将传动杆件（10），第一圆柱滚子轴承（29-a）和第一手指连接件（11-a），第二手指连接件（11-b）轴向定位；所述第一手指连接件（11-a），第二手指连接件（11-b）与第一手指结构（25-a）中的手指固定架（12）固接；所述第一手爪机构（30-a）与第二手爪机构（30-b）结构相同。

3.根据权利要求1所述的用于货物码垛的机械手结构，其特征在于手指结构，包括第一手指结构（25-a），第二手指结构（25-b），所述第一手指结构（25-a），包括手指固定架（12），6个L型手指（13），第一手指挡板（14-a），所述L型手指（13）顶端具有三角内螺纹,顶端通过手指固定架（12）的螺纹孔配合螺母固接；第一手指挡板（14-a）通过2个所述L型手指（13）的内螺纹进行固接，将手指固定架（12）固定。

4.根据权利要求1所述的用于货物码垛的机械手结构，所述第二手爪机构（30-b），其特征在于防尘套（2）一端与安装板（6）连接，另一端与第二手爪底板（15-b）连接，作为手爪机构防尘装置；手指结构中的第一手指结构（25-a），第二手指结构（25-b）结构相同；以第一手指挡板（14-a）所在平面，第二手指挡板（14-b）所在平面做延长平面相交形成的夹角为开闭角，所形成的开闭角的取值范围为120度到0度，当所述第一手指挡板（14-a），第二手指挡板（14-b）所在平面平行时，所形成的开闭角为0度，当所述第一运动活塞杆（16-a），第二运动活塞（16-b）达到最大行程距离时，所形成的开闭角为120度。

5.根据权利要求1所述的用于货物码垛的机械手结构，其特征在于压料装置，包括第一压料装置连接件（20-a），第二压料装置连接件（20-b），压料气缸（19），压料活塞（18），压料板（17），所述第一压料装置连接件（20-a）和第二压料装置连接件（20-b）一端分别与型材件一（8），型材件二（1）利用螺栓连接进行固接；压料气缸（19）的顶端和所述第一压料装置连接件（20-a）和第二压料装置连接件（20-b）固接，内部和压料活塞（18）构成滑动连接；压料板（17）通过螺钉和压料活塞（18）固接。