CN109533994A - 一种用于码垛系统的智能机器人抓手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于码垛系统的智能机器人抓手，包括底座、移动机构、支柱、控制器、顶杆、吊装机构和抓取机构，抓取机构包括顶板和四个抓取配件，抓取配件包括伸缩机构、平板、调向机构和抓取组件，抓取组件包括套环、框架、气泵、气缸、支架、两个活动组件和两个抓取单元，抓取单元包括支板、驱动机构、伸缩架、铰接块、铲脚和两个第三连杆，该用于码垛系统的智能机器人抓手通过伸缩机构改变平板的距离，利用驱动机构调节伸缩架的长度，使设备能够抓取不同尺寸的箱体，不仅如此，抓取机构能够对箱体底板八个位置进行夹持作用，并能灵活调节箱体底板每条侧板上两个铲脚的距离，使设备牢固地抓取箱体，防止发生滑落，进而提高了设备的实用性。

Description

一种用于码垛系统的智能机器人抓手

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，特别涉及一种用于码垛系统的智能机器人抓手。

背景技术

随着机器人技术的飞速发展，智能机器人应用与各个领域，在物流码垛作用中，常采用智能机器人抓手抓取箱件自动码垛，能降低劳动强度，提高码垛效率。

但是现有的箱式码垛抓手存在着一些问题：对箱体进行夹持时，由于作用点少，箱体容易倾斜，因此在抓取过程中可能会出现箱体滑落现象，导致抓取失败，不仅如此，在实际应用中，各个种类的箱体尺寸大小均不一致，在需要抓取另外尺寸的箱体时，调节不便，导致现有的智能机器人抓手抓取的工件种类单一，无法适用于其他尺寸的箱体，使设备的实用性大大降低。

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，提供一种用于码垛系统的智能机器人抓手。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于码垛系统的智能机器人抓手，包括底座、移动机构、支柱、控制器、顶杆、吊装机构和抓取机构，所述移动机构设置在底座的下方，所述支柱的底端固定在底座上，所述控制器固定在支柱的一侧，所述控制器上设有显示屏和若干控制按键，所述顶杆的一端固定在支柱的顶端，所述顶杆的另一端通过吊装机构与抓取机构连接；

所述抓取机构包括顶板和四个抓取配件，所述顶板的水平截面的形状为正方形，四个所述抓取配件分别设置在顶板的四条侧板，所述抓取配件包括伸缩机构、平板、调向机构和抓取组件，所述伸缩机构与平板传动连接，所述抓取组件设置在平板的下方，所述调向机构设置在平板的上方且与抓取组件传动连接；

所述抓取组件包括套环、框架、气泵、气缸、支架、两个活动组件和两个抓取单元，所述框架的形状为U形且开口指向气缸，所述套环套设在框架上且与调向机构连接，所述框架的两端固定在气缸上，所述气泵固定在气缸的下方且与气缸连通，所述支架位于气缸的上方，所述支架的形状为U形且开口指向平板，所述支架的两端固定在平板的下方；

两个所述活动组件分别设置在气缸的两侧且与抓取单元一一对应，所述活动组件包括活塞、竖杆和滑环，所述活塞的一端设置在气缸内，所述活塞的另一端与抓取单元连接，所述滑环套设在支架上且通过竖杆与活塞固定连接；

所述抓取单元包括支板、驱动机构、伸缩架、铰接块、铲脚和两个第三连杆，所述支板与活塞固定连接，所述驱动机构设置在支板的下方且与伸缩架的顶端传动连接，所述伸缩架底端的两侧分别通过两个第三连杆与铰接块铰接，所述铲脚的顶端固定在铰接块的下方。

作为优选，为了实现吊装搬运，所述吊装机构包括第三电机、驱动轮、第一吊线和四个第二吊线，所述第三电机固定在顶杆上且与驱动轮传动连接，所述第一吊线的一端设置在驱动轮上，所述第一吊线的另一端与第二吊线连接，四个所述第二吊线分别与顶板的四角处连接。

作为优选，为了带动平板移动，所述伸缩机构包括第四电机、第四驱动轴、套管和固定环，所述第四电机固定在顶板上且与第四驱动轴传动连接，所述第四驱动轴的外周设有第一外螺纹，所述套管套设在第四驱动轴上且与平板固定连接，所述套管内设有第一内螺纹，所述套管内的第一内螺纹与第四驱动轴上的第一外螺纹相匹配，所述固定环固定在顶板上且套设在套管上。

作为优选，为了调节抓取组件的角度，所述调向机构包括第五电机、第一连杆和第二连杆，所述第五电机固定在平板上且与第一连杆传动连接，所述第一连杆与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与套环固定连接。

作为优选，为了驱动伸缩架，所述驱动机构包括第六电机、缓冲块、第六驱动轴和滑块，所述第六电机和缓冲块均固定在支板的下方，所述第六驱动轴设置在第六电机和缓冲块之间，所述第六电机与第六驱动轴传动连接，所述第六驱动轴外周设有第二外螺纹，所述滑块套设在第六驱动轴上，所述滑块内设有第二内螺纹，所述滑块内的第二内螺纹与第六驱动轴上的第二外螺纹相匹配，所述滑块与伸缩架顶端的一侧铰接，所述缓冲块与伸缩架顶端的另一侧铰接。

作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了防止伸缩架受力变形，所述伸缩架的材质为钛合金。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第六电机的驱动力，所述第六电机为直流伺服电机。

作为优选，为了便于遥控操作，所述控制器内设有蓝牙。

作为优选，为了实现设备的移动，所述移动机构包括第一电机、第一驱动轴、第二电机、两个移动组件和两个万向轮，两个所述万向轮分别设置在第一电机的两侧，所述第一电机固定在底座的下方且与第一驱动轴的顶端传动连接，两个所述移动组件分别设置在第二电机的两侧，所述移动组件包括第二驱动轴和滚轮，所述第二电机固定在第一驱动轴的底端且通过第二驱动轴与滚轮传动连接。

作为优选，为了加固顶杆与支柱之间的连接，保证设备结构的稳固，所述顶杆和支柱之间设有三角板，所述三角板的两条直角边中，其中一条直角边固定在支柱上，另一条直角边固定在顶杆的下方。

该智能机器人抓手在对箱体进行抓取时，为了使设备能够抓取不同尺寸的箱体，通过控制器控制抓取机构的运行，在抓取机构中，顶板的四条边上均设有抓取配件，在抓取配件内，由伸缩机构通过控制第四驱动电机带动第四驱动轴转动，使套管沿第四驱动轴的中心轴线方向移动，从而控制平板的移动，在平板下方，由抓取单元对箱体进行抓取，因此，通过改变相对两个平板的距离，能够对不同长度和宽度的箱体进行抓取，而在抓取单元内，可由第六电机带动第六驱动轴转动，使伸缩架的结构发生变化，从而调节了伸缩架的整体长度，使该机械设备能够对不同高度的箱体进行抓取。为了使设备牢固的抓取箱体，防止发生滑落，抓取机构中顶板的每条侧边的平板下方都设有抓取单元，而抓取单元内部有两个铲脚，因此可对箱体的底部八个位置进行抓取，不仅如此，通过气泵改变气缸中的气压，可以使两个活塞相互靠近和远离，进而控制了两个抓取单元之间的距离，因此可根据箱体的尺寸灵活调节侧边两个铲脚的距离，使每个铲脚受力均匀，防止箱体滑落，进而提高了设备的实用性。

本发明的有益效果是，该用于码垛系统的智能机器人抓手通过伸缩机构改变平板的距离，利用驱动机构调节伸缩架的长度，使设备能够抓取不同尺寸的箱体，不仅如此，抓取机构能够对箱体底板八个位置进行夹持作用，并能灵活调节箱体底板每条侧板上两个铲脚的距离，使设备牢固地抓取箱体，防止发生滑落，进而提高了设备的实用性。

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是本发明的用于码垛系统的智能机器人抓手的结构示意图；

图2是本发明的用于码垛系统的智能机器人抓手的抓取机构的俯视图；

图3是本发明的用于码垛系统的智能机器人抓手的抓取组件的结构示意图；

图4是本发明的用于码垛系统的智能机器人抓手的抓取单元的结构示意图；

图中：1.底座，2.万向轮，3.第一电机，4.第一驱动轴，5.第二电机，6.第二驱动轴，7.滚轮，8.支柱，9.控制器，10.显示屏，11.控制按键，12.顶杆，13.三角板，14.第三电机，15.驱动轮，16.第一吊线，17.第二吊线，18.抓取机构，19.顶板，20.第四电机，21.第四驱动轴，22.套管，23.固定环，24.平板，25.第五电机，26.第一连杆，27.第二连杆，28.套环，29.框架，30.气泵，31.气缸，32.活塞，33.竖杆，34.滑环，35.支架，36.抓取单元，37.支板，38.第六电机，39.缓冲块，40.第六驱动轴，41.滑块，42.伸缩架，43.第三连杆，44.铰接块，45.铲脚。

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-图4所示，一种用于码垛系统的智能机器人抓手，包括底座1、移动机构、支柱8、控制器9、顶杆12、吊装机构和抓取机构18，所述移动机构设置在底座1的下方，所述支柱8的底端固定在底座1上，所述控制器9固定在支柱8的一侧，所述控制器9上设有显示屏10和若干控制按键11，所述顶杆12的一端固定在支柱8的顶端，所述顶杆12的另一端通过吊装机构与抓取机构18连接；

所述抓取机构18包括顶板19和四个抓取配件，所述顶板19的水平截面的形状为正方形，四个所述抓取配件分别设置在顶板19的四条侧板，所述抓取配件包括伸缩机构、平板24、调向机构和抓取组件，所述伸缩机构与平板24传动连接，所述抓取组件设置在平板24的下方，所述调向机构设置在平板24的上方且与抓取组件传动连接；

所述抓取组件包括套环28、框架29、气泵30、气缸31、支架35、两个活动组件和两个抓取单元36，所述框架29的形状为U形且开口指向气缸31，所述套环28套设在框架29上且与调向机构连接，所述框架29的两端固定在气缸31上，所述气泵30固定在气缸31的下方且与气缸31连通，所述支架35位于气缸31的上方，所述支架35的形状为U形且开口指向平板24，所述支架35的两端固定在平板24的下方；

两个所述活动组件分别设置在气缸31的两侧且与抓取单元36一一对应，所述活动组件包括活塞32、竖杆33和滑环34，所述活塞32的一端设置在气缸31内，所述活塞32的另一端与抓取单元36连接，所述滑环34套设在支架35上且通过竖杆33与活塞32固定连接；

所述抓取单元36包括支板37、驱动机构、伸缩架43、铰接块44、铲脚45和两个第三连杆43，所述支板37与活塞32固定连接，所述驱动机构设置在支板37的下方且与伸缩架42的顶端传动连接，所述伸缩架42底端的两侧分别通过两个第三连杆43与铰接块44铰接，所述铲脚45的顶端固定在铰接块44的下方。

作为优选，为了实现吊装搬运，所述吊装机构包括第三电机14、驱动轮15、第一吊线16和四个第二吊线17，所述第三电机14固定在顶杆12上且与驱动轮15传动连接，所述第一吊线16的一端设置在驱动轮15上，所述第一吊线16的另一端与第二吊线17连接，四个所述第二吊线17分别与顶板19的四角处连接。

作为优选，为了带动平板24移动，所述伸缩机构包括第四电机20、第四驱动轴21、套管22和固定环23，所述第四电机20固定在顶板19上且与第四驱动轴21传动连接，所述第四驱动轴21的外周设有第一外螺纹，所述套管22套设在第四驱动轴21上且与平板24固定连接，所述套管22内设有第一内螺纹，所述套管22内的第一内螺纹与第四驱动轴21上的第一外螺纹相匹配，所述固定环23固定在顶板19上且套设在套管22上。

作为优选，为了调节抓取组件的角度，所述调向机构包括第五电机25、第一连杆26和第二连杆27，所述第五电机25固定在平板24上且与第一连杆26传动连接，所述第一连杆26与第二连杆27的一端铰接，所述第二连杆27的另一端与套环28固定连接。

作为优选，为了驱动伸缩架42，所述驱动机构包括第六电机38、缓冲块39、第六驱动轴40和滑块41，所述第六电机38和缓冲块39均固定在支板37的下方，所述第六驱动轴40设置在第六电机38和缓冲块39之间，所述第六电机38与第六驱动轴40传动连接，所述第六驱动轴40外周设有第二外螺纹，所述滑块41套设在第六驱动轴40上，所述滑块41内设有第二内螺纹，所述滑块41内的第二内螺纹与第六驱动轴40上的第二外螺纹相匹配，所述滑块41与伸缩架42顶端的一侧铰接，所述缓冲块39与伸缩架42顶端的另一侧铰接。

作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了防止伸缩架42受力变形，所述伸缩架42的材质为钛合金。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第六电机38的驱动力，所述第六电机38为直流伺服电机。

作为优选，为了便于遥控操作，所述控制器9内设有蓝牙。

作为优选，为了实现设备的移动，所述移动机构包括第一电机3、第一驱动轴4、第二电机5、两个移动组件和两个万向轮2，两个所述万向轮2分别设置在第一电机3的两侧，所述第一电机3固定在底座1的下方且与第一驱动轴4的顶端传动连接，两个所述移动组件分别设置在第二电机5的两侧，所述移动组件包括第二驱动轴6和滚轮7，所述第二电机5固定在第一驱动轴4的底端且通过第二驱动轴6与滚轮7传动连接。

作为优选，为了加固顶杆12与支柱8之间的连接，保证设备结构的稳固，所述顶杆12和支柱8之间设有三角板13，所述三角板13的两条直角边中，其中一条直角边固定在支柱8上，另一条直角边固定在顶杆12的下方。

该智能机器人抓手在对箱体进行抓取时，为了使设备能够抓取不同尺寸的箱体，通过控制器9控制抓取机构18的运行，在抓取机构18中，顶板19的四条边上均设有抓取配件，在抓取配件内，由伸缩机构通过控制第四驱动电机20带动第四驱动轴21转动，使套管22沿第四驱动轴21的中心轴线方向移动，从而控制平板24的移动，在平板24下方，由抓取单元36对箱体进行抓取，因此，通过改变相对两个平板24的距离，能够对不同长度和宽度的箱体进行抓取，而在抓取单元36内，可由第六电机38带动第六驱动轴40转动，使伸缩架42的结构发生变化，从而调节了伸缩架42的整体长度，使该机械设备能够对不同高度的箱体进行抓取。为了使设备牢固的抓取箱体，防止发生滑落，抓取机构18中顶板19的每条侧边的平板24下方都设有抓取单元36，而抓取单元36内部有两个铲脚45，因此可对箱体的底部八个位置进行抓取，不仅如此，通过气泵30改变气缸31中的气压，可以使两个活塞32相互靠近和远离，进而控制了两个抓取单元36之间的距离，因此可根据箱体的尺寸灵活调节侧边两个铲脚45的距离，使每个铲脚45受力均匀，防止箱体滑落，进而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于码垛系统的智能机器人抓手通过伸缩机构改变平板24的距离，利用驱动机构调节伸缩架42的长度，使设备能够抓取不同尺寸的箱体，不仅如此，抓取机构18能够对箱体底板八个位置进行夹持作用，并能灵活调节箱体底板每条侧板上两个铲脚45的距离，使设备牢固地抓取箱体，防止发生滑落，进而提高了设备的实用性。

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)

1.一种用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，包括底座（1）、移动机构、支柱（8）、控制器（9）、顶杆（12）、吊装机构和抓取机构（18），所述移动机构设置在底座（1）的下方，所述支柱（8）的底端固定在底座（1）上，所述控制器（9）固定在支柱（8）的一侧，所述控制器（9）上设有显示屏（10）和若干控制按键（11），所述顶杆（12）的一端固定在支柱（8）的顶端，所述顶杆（12）的另一端通过吊装机构与抓取机构（18）连接；

所述抓取机构（18）包括顶板（19）和四个抓取配件，所述顶板（19）的水平截面的形状为正方形，四个所述抓取配件分别设置在顶板（19）的四条侧板，所述抓取配件包括伸缩机构、平板（24）、调向机构和抓取组件，所述伸缩机构与平板（24）传动连接，所述抓取组件设置在平板（24）的下方，所述调向机构设置在平板（24）的上方且与抓取组件传动连接；

所述抓取组件包括套环（28）、框架（29）、气泵（30）、气缸（31）、支架（35）、两个活动组件和两个抓取单元（36），所述框架（29）的形状为U形且开口指向气缸（31），所述套环（28）套设在框架（29）上且与调向机构连接，所述框架（29）的两端固定在气缸（31）上，所述气泵（30）固定在气缸（31）的下方且与气缸（31）连通，所述支架（35）位于气缸（31）的上方，所述支架（35）的形状为U形且开口指向平板（24），所述支架（35）的两端固定在平板（24）的下方；

两个所述活动组件分别设置在气缸（31）的两侧且与抓取单元（36）一一对应，所述活动组件包括活塞（32）、竖杆（33）和滑环（34），所述活塞（32）的一端设置在气缸（31）内，所述活塞（32）的另一端与抓取单元（36）连接，所述滑环（34）套设在支架（35）上且通过竖杆（33）与活塞（32）固定连接；

所述抓取单元（36）包括支板（37）、驱动机构、伸缩架（43）、铰接块（44）、铲脚（45）和两个第三连杆（43），所述支板（37）与活塞（32）固定连接，所述驱动机构设置在支板（37）的下方且与伸缩架（42）的顶端传动连接，所述伸缩架（42）底端的两侧分别通过两个第三连杆（43）与铰接块（44）铰接，所述铲脚（45）的顶端固定在铰接块（44）的下方。

2.如权利要求1所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述吊装机构包括第三电机（14）、驱动轮（15）、第一吊线（16）和四个第二吊线（17），所述第三电机（14）固定在顶杆（12）上且与驱动轮（15）传动连接，所述第一吊线（16）的一端设置在驱动轮（15）上，所述第一吊线（16）的另一端与第二吊线（17）连接，四个所述第二吊线（17）分别与顶板（19）的四角处连接。

3.如权利要求1所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述伸缩机构包括第四电机（20）、第四驱动轴（21）、套管（22）和固定环（23），所述第四电机（20）固定在顶板（19）上且与第四驱动轴（21）传动连接，所述第四驱动轴（21）的外周设有第一外螺纹，所述套管（22）套设在第四驱动轴（21）上且与平板（24）固定连接，所述套管（22）内设有第一内螺纹，所述套管（22）内的第一内螺纹与第四驱动轴（21）上的第一外螺纹相匹配，所述固定环（23）固定在顶板（19）上且套设在套管（22）上。

4.如权利要求1所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述调向机构包括第五电机（25）、第一连杆（26）和第二连杆（27），所述第五电机（25）固定在平板（24）上且与第一连杆（26）传动连接，所述第一连杆（26）与第二连杆（27）的一端铰接，所述第二连杆（27）的另一端与套环（28）固定连接。

5.如权利要求1所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述驱动机构包括第六电机（38）、缓冲块（39）、第六驱动轴（40）和滑块（41），所述第六电机（38）和缓冲块（39）均固定在支板（37）的下方，所述第六驱动轴（40）设置在第六电机（38）和缓冲块（39）之间，所述第六电机（38）与第六驱动轴（40）传动连接，所述第六驱动轴（40）外周设有第二外螺纹，所述滑块（41）套设在第六驱动轴（40）上，所述滑块（41）内设有第二内螺纹，所述滑块（41）内的第二内螺纹与第六驱动轴（40）上的第二外螺纹相匹配，所述滑块（41）与伸缩架（42）顶端的一侧铰接，所述缓冲块（39）与伸缩架（42）顶端的另一侧铰接。

6.如权利要求5所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述伸缩架（42）的材质为钛合金。

7.如权利要求5所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述第六电机（38）为直流伺服电机。

8.如权利要求1所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述控制器（9）内设有蓝牙。

9.如权利要求1所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述移动机构包括第一电机（3）、第一驱动轴（4）、第二电机（5）、两个移动组件和两个万向轮（2），两个所述万向轮（2）分别设置在第一电机（3）的两侧，所述第一电机（3）固定在底座（1）的下方且与第一驱动轴（4）的顶端传动连接，两个所述移动组件分别设置在第二电机（5）的两侧，所述移动组件包括第二驱动轴（6）和滚轮（7），所述第二电机（5）固定在第一驱动轴（4）的底端且通过第二驱动轴（6）与滚轮（7）传动连接。

10.如权利要求1所述的用于码垛系统的智能机器人抓手，其特征在于，所述顶杆（12）和支柱（8）之间设有三角板（13），所述三角板（13）的两条直角边中，其中一条直角边固定在支柱（8）上，另一条直角边固定在顶杆（12）的下方。