CN109823825A - 一种自动上下料机械手及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动上下料机械手，属于先进制造与自动化领域，包括第一物料支撑组件、第一物料搬运机械手组件、第二物料搬运机械手组件和物料；其中，所述第一物料搬运机械手组件和第二物料搬运机械手组件包括基座、支撑台、第一升降驱动组件、第一支撑架、环形滑轨组件、第一支撑板、第一物料转运组件、第一物料转运机器人和一组第一物料搬运机械手，所述环形滑轨组件包括主动链轮、从动链轮、传动链条、传动带和一组机械手连接板。本发明的自动化程度高，工作效率高，应用灵活。本发明所述的自动上下料机械手的工作方法，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

Description

一种自动上下料机械手及其工作方法

技术领域

本发明属于先进制造与自动化领域，特别涉及一种自动上下料机械手。本发明还涉及一种自动上下料机械手的工作方法。

背景技术

科技创新、自主创新已成为国内工业发展的主流，我国工业正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。由于机械手为物料上下线和生产物品组装提供极理想的助力搬运和组装工具，可完成重物抓取、搬运、翻转、对接、微调角度等三维空间移载动作，因而广泛用于工业生产中。机械手可部分替代人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，在作业员的轻松操作下，可完成自动机器人的许多复杂工作，而生产及使用成本却大为降低，同时使用范围也广泛，灵活性和机动性更大。

国内现有技术用于轴承搬运的一般是人工搬运或是横梁式的平面机械手，人工劳动强度大，工作效率底下。而平面机械手在一定程度上又显得不够灵活，作业精确度与作业效率较低。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种自动上下料机械手，其结构简单，设计合理，易于生产，自动化程度高，减少人工劳动量，提高了工作效率，上下料快速并且应用灵活。本发明还提供一种自动上下料机械手的工作方法，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

技术方案：一种自动上下料机械手，包括第一物料支撑组件、第一物料搬运机械手组件、第二物料搬运机械手组件和物料，所述物料设置在第一物料支撑组件上，所述第一物料搬运机械手组件和第二物料搬运机械手组件对称设置在第一物料支撑组件的两侧；其中，所述第一物料搬运机械手组件和第二物料搬运机械手组件包括基座、支撑台、第一升降驱动组件、第一支撑架、环形滑轨组件、第一支撑板、第一物料转运组件、第一物料转运机器人和一组第一物料搬运机械手，所述支撑台设置在基座靠近第一物料支撑组件的一侧，所述第一升降驱动组件设置在支撑台上，所述第一支撑架的下端部固定在第一升降驱动组件的上端面上，所述第一支撑板固定设置在第一支撑架上，所述环形滑轨组件设置在第一支撑板上，所述第一物料搬运机械手设置在环形滑轨组件上，所述第一物料搬运机械手可随环形滑轨组件的传动链移动，并且第一物料搬运机械手通过环形滑轨组件可在第一物料支撑组件和第一物料转运组件之间转运物料，所述第一物料转运组件和第一物料转运机器人均设置在基座上，并且第一物料转运组件位于第一物料转运机器人和支撑台之间，所述第一物料转运机器人可将第一物料转运组件上的物料进行转运，所述环形滑轨组件包括主动链轮、从动链轮、传动链条、传动带和一组机械手连接板，所述主动链轮和从动链轮均设置在第一支撑板上，所述传动链条套设在主动链轮和从动链轮上，所述传动带通过机械手连接板与传动链条连接，所述第一物料搬运机械手设置在机械手连接板上，并且第一物料搬运机械手可随传动链条和传动带沿环形移动。本发明的自动上下料机械手，在可升降的第一物料支撑组件两侧对称设置第一物料搬运机械手组件和第二物料搬运机械手组件，能够将中间位置的第一物料支撑组件上的物料，通过第一物料搬运机械手组件和第二物料搬运机械手组件将物料分拣到两侧货架或者其他设备上，同时设置的第一物料搬运机械手组件和第二物料搬运机械手组件可进行XYZ三个方向的移动，从而不断进行物料转运。

进一步的，上述的自动上下料机械手，所述机械手连接板的截面为“凸”字形，所述机械手连接板的小端部设置在传动链条上，并且机械手连接板的大端部设置在传动带上，所述机械手连接板分别与传动链条和传动带铰接。通过设置的环形滑轨组件和若干第一物料搬运机械手，提高了工作效率。

进一步的，上述的自动上下料机械手，所述第一物料搬运机械手包括转盘、第一CCD相机、第一物料夹持组件和第二升降油缸，所述转盘与机械手连接板连接，所述第一CCD相机设置在机械手连接板上，所述第一物料夹持组件和第二升降油缸设置在转盘上，所述第二升降油缸与第一物料夹持组件连接。通过第一CCD相机进行物料定点，从而确定所需搬运物料的位置，通过第二升降油缸使得第一物料夹持组件能够夹紧或者释放物料。

进一步的，上述的自动上下料机械手，所述第一物料夹持组件包括固定夹持臂和活动夹持臂，所述固定夹持臂的截面为L型，并且固定夹持臂的一端设有延伸部，所述活动夹持臂与延伸部铰接，所述活动夹持臂靠近固定夹持臂的一端设有拉伸杆，所述固定夹持臂远离活动夹持臂的端部设有第一通孔，所述拉伸杆远离活动夹持臂的端部可伸出第一通孔，所述第二升降油缸与拉伸杆伸出第一通孔的端部连接，并且第二升降油缸可拉动拉伸杆上升或者下降，所述固定夹持臂和活动夹持臂的下端部为楔形。第二升降油缸向上拉动拉伸杆，活动夹持臂绕着与固定夹持臂铰接的位置转动，并且活动夹持臂的下端部向固定夹持臂的方向靠近，从而将物料夹紧取料；放料时，第二升降油缸伸出下推拉伸杆，活动夹持臂绕着与固定夹持臂铰接的位置转动，并且活动夹持臂远离固定夹持臂，使得活动夹持臂绕着与固定夹持臂之间距离增加，从而将物料释放。

进一步的，上述的自动上下料机械手，所述第一升降驱动组件包括转接板、升降油缸、一组导向套、一组导向柱和一组第一滑块，所述第一滑块设置在转接板的下端面上，并且第一滑块可在支撑台上滑动，所述导向套固定设置在转接板上端面的四个角部上，所述导向柱的上端部固定设置在第一支撑架下端面的四个角部上，并且导向柱的下端部设置在导向套内，所述升降油缸设置在转接板上端面的中间位置，并且升降油缸的上端部与第一支撑架的下端面连接，所述支撑台上设有两条平行的第一滑槽，所述第一滑块设置在第一滑槽内，并且第一滑块可在第一滑槽内移动，所述第一滑块和第一滑槽的截面均为T型。设置的升降油缸升降过程中，带动第一支撑板进行升降，从而带动第一物料搬运机械手进行升降，同时通过矩形框架设置的导向柱和导向套，保持了升降过程的稳定，在支撑台上设置滑槽，第一升降驱动组件能够沿着第一滑槽移动，从而将第一物料转运组件和第一物料转运机械手之间的物料全部进行转运。

进一步的，上述的自动上下料机械手，所述第一支撑架包括一组第一立柱和底板，所述第一立柱设置为4根，并且第一立柱设置在底板的四个角部上，所述底板设置在导向柱的上端部上，所述第一支撑板设置在第一立柱的上端部上，所述环形滑轨组件沿第一支撑板长度方向位于相邻的导向柱之间，所述环形滑轨组件可驱动第一物料搬运机械手在第一物料支撑组件和第一物料转运组件之间转运物料。设置的支撑架能够稳定支撑第一支撑板、环形滑轨组件和第一物料搬运机械手。

进一步的，上述的自动上下料机械手，所述第一物料支撑组件和第一物料转运组件包括底座、剪叉机构、上托板和托盘，所述剪叉机构的下端部设置在底座上，所述剪叉机构的上端部与上托板连接，所述托盘设置在上托板上，所述物料设置在托盘上，所述第一物料夹持组件可将第一物料支撑组件的托盘上的物料搬运至第一物料转运组件的托盘上。第一物料支撑组件通过剪叉机构的升降便于第一物料搬运机械手进行取料，第一物料支撑组件上的剪叉机构使得上端物料始终靠近第一物料搬运机械手；第一物料转运组件的剪叉机构伸出处于高位时，便于从第一物料搬运机械手上承接物料，然后第一物料转运组件的剪叉机构收缩至最低位置，便于第一物料转运机械手夹取第一物料转运组件上的物料。

进一步的，上述的自动上下料机械手，所述第一物料转运组件的底座下端面上设有第二滑块，所述基座上设有第二滑槽，所述第二滑块设置在第二滑槽内，并且第二滑块可在第二滑槽内移动。设置的第二滑块和第二滑槽保证第一物料转运组件可随第一物料转运机械手同步移动。

进一步的，上述的自动上下料机械手，所述第一物料转运机器人包括第一线性模组、螺杆支撑座、螺杆、第三滑块、固定座、第一转轴、第二转轴、机械手大臂、机械手小臂、第三转轴、第四转轴、第五转轴、连接板、大臂转接块和第一物料夹持组件，所述第一线性模组设置在基座上，所述螺杆支撑座设置在第一线性模组上，所述螺杆架设在螺杆支撑座上，并且螺杆可通过第一驱动电机驱动，所述第三滑块套设在螺杆上，所述固定座设置在第三滑块上，所述大臂转接块通过第一转轴与固定座连接，所述机械手大臂通过第二转轴与大臂转接块连接，所述机械手大臂通过第三转轴与机械手小臂连接，所述机械手小臂通过第四转轴与连接板连接，所述连接板上设有第五转轴，所述第一物料夹持组件通过第五转轴与连接板连接，所述第一物料转运机器人的第一物料夹持组件可夹持第一物料转运组件上的物料。本申请中采用五轴机器人，同时配合第一物料夹持组件，五轴机械手可以在较大范围内移动，通过五轴机械手可将第一物料夹持组件移动至第一物料转运组件方向移动至物料放置方向，同时设置的第一线性模组带动五轴机械手同步随第一物料转运组件移动。

本发明还提供一种自动上下料机械手的工作方法，包括以下步骤：

1）第一物料支撑组件上的剪叉机构处于收缩状态，通过叉车将带有物料的托盘放置到第一物料支撑组件上，然后第一物料支撑组件上的剪叉机构逐渐升高至上端物料处于第一物料搬运机械手下方；

2）第一升降驱动组件上升，环形滑轨组件启动，使环形滑轨组件上的其中一个第一物料搬运机械手处于第一物料支撑组件上物料的正上方；

3）第一物料搬运机械手组件和第二物料搬运机械手组件上上的第一CCD相机分别扫描第一物料支撑组件上物料的边界位置；

4）第一升降驱动组件下降，固定夹持臂和活动夹持臂插入物料之间，第二升降油缸启动收缩，拉动拉伸杆向上抬起，使得活动夹持臂向固定夹持臂的方向旋转，并将物料压紧在固定夹持臂和活动夹持臂之间；

5）第一升降驱动组件上升直至固定夹持臂和活动夹持臂夹持的物料高于第一物料支撑组件上物料的高度；

6）环形滑轨组件启动，使得环形滑轨组件启动上的下一个第一物料搬运机械手处于第一物料支撑组件上物料的正上方，重复步骤3）-5），环形滑轨组件上的第一物料搬运机械手不断夹取物料；

7）当夹持有物料的第一物料搬运机械手移动至第一物料转运组件上方时，此时第一物料转运组件的剪叉机构处于展开状态；

8）第一升降驱动组件下降，直至第一物料夹持组件上的物料接触第一物料转运组件上的托盘，第一物料夹持组件将物料放置到托盘上；

9）第一升降驱动组件上升，环形滑轨组件启动，驱动第一物料搬运机械手移动，将下一个夹持有物料的第一物料搬运机械手移动至第一物料转运组件上方，此时环形滑轨组件另一端的第一物料搬运机械手位于第一物料支撑组件上方，第一升降驱动组件下降，环形滑轨组件两端的第一物料搬运机械手分别夹取和放置物料；

10）第一物料转运组件的剪叉机构在放置物料过程中，定期进行收缩，物料放置完毕，第一物料转运组件的剪叉机构收缩至最低位置，第一物料转运机器人夹持第一物料转运组件上的物料放置指定位置处；

11）第一物料转运组件沿第二滑槽移动，同时第一线性模组与第一物料转运组件同步移动，第一物料转运机器人夹持第一物料转运组件上的物料放置下一个指定位置处。

本发明所述的自动上下料机械手的工作方法，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的自动上下料机械手，其结构简单，设计合理，易于生产。自动上下料机械手的自动化程度高，工作效率高，应用灵活。本发明所述的自动上下料机械手的工作方法，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

附图说明

图1为本发明所述的自动上下料机械手的结构示意图；

图2为本发明所述的自动上下料机械手的俯视图；

图3为本发明所述的环形滑轨组件的结构示意图；

图4为本发明所述的第一物料搬运机械手的结构示意图；

图5为本发明所述的第一物料转运机器人的结构示意图。

图中：第一物料支撑组件1、底座11、剪叉机构12、上托板13、托盘14、第一物料搬运机械手组件2、第二物料搬运机械手组件3、基座31、第二滑槽311、支撑台32、第一滑槽321、第一升降驱动组件33、转接板331、升降油缸332、导向套333、导向柱334、第一滑块335、第一支撑架34、第一立柱341、底板342、环形滑轨组件35、主动链轮351、从动链轮352、传动链条353、传动带354、机械手连接板355、第一支撑板36、第一物料转运组件37、第二滑块371、第一物料转运机器人38、第一线性模组381、螺杆支撑座382、螺杆383、第三滑块384、固定座385、第一转轴386、第二转轴387、机械手大臂388、机械手小臂389、第三转轴3810、第四转轴3811、第五转轴3812、连接板3813、大臂转接块3814、第一物料搬运机械手39、转盘391、第一CCD相机392、第一物料夹持组件393、固定夹持臂3931、活动夹持臂3932、延伸部3933、拉伸杆3934、第一通孔3935、第二升降油缸394、物料4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1、2所示的自动上下料机械手，包括第一物料支撑组件1、第一物料搬运机械手组件2、第二物料搬运机械手组件3和物料4，所述物料4设置在第一物料支撑组件1上，所述第一物料搬运机械手组件2和第二物料搬运机械手组件3对称设置在第一物料支撑组件1的两侧；其中，所述第一物料搬运机械手组件2和第二物料搬运机械手组件3包括基座31、支撑台32、第一升降驱动组件33、第一支撑架34、环形滑轨组件35、第一支撑板36、第一物料转运组件37、第一物料转运机器人38和一组第一物料搬运机械手39，所述支撑台32设置在基座31靠近第一物料支撑组件1的一侧，所述第一升降驱动组件33设置在支撑台32上，所述第一支撑架34的下端部固定在第一升降驱动组件33的上端面上，所述第一支撑板36固定设置在第一支撑架34上，所述环形滑轨组件35设置在第一支撑板36上，所述第一物料搬运机械手39设置在环形滑轨组件35上，所述第一物料搬运机械手39可随环形滑轨组件35的传动链移动，并且第一物料搬运机械手39通过环形滑轨组件35可在第一物料支撑组件1和第一物料转运组件37之间转运物料4，所述第一物料转运组件37和第一物料转运机器人38均设置在基座31上，并且第一物料转运组件37位于第一物料转运机器人38和支撑台32之间，所述第一物料转运机器人38可将第一物料转运组件37上的物料4进行转运，如图3所示的环形滑轨组件35包括主动链轮351、从动链轮352、传动链条353、传动带354和一组机械手连接板355，所述主动链轮351和从动链轮352均设置在第一支撑板36上，所述传动链条353套设在主动链轮351和从动链轮352上，所述传动带354通过机械手连接板355与传动链条353连接，所述第一物料搬运机械手39设置在机械手连接板355上，并且第一物料搬运机械手39可随传动链条353和传动带354沿环形移动。并且，机械手连接板355的截面为“凸”字形，所述机械手连接板355的小端部设置在传动链条353上，并且机械手连接板355的大端部设置在传动带354上，所述机械手连接板355分别与传动链条353和传动带354铰接。通过设置的环形滑轨组件35不断驱动第一物料搬运机械手39在环形轨道上循环移动，能够在第一物料支撑组件1和第一物料转运组件37不断夹取放置物料。

如图4所示的第一物料搬运机械手39包括转盘391、第一CCD相机392、第一物料夹持组件393和第二升降油缸394，所述转盘391与机械手连接板355连接，所述第一CCD相机392设置在机械手连接板355上，所述第一物料夹持组件393和第二升降油缸394设置在转盘391上，所述第二升降油缸394与第一物料夹持组件393连接。并且，第一物料夹持组件393包括固定夹持臂3931和活动夹持臂3932，所述固定夹持臂3931的截面为L型，并且固定夹持臂3931的一端设有延伸部3933，所述活动夹持臂3932与延伸部3933铰接，所述活动夹持臂3932靠近固定夹持臂3931的一端设有拉伸杆3934，所述固定夹持臂3931远离活动夹持臂3932的端部设有第一通孔3935，所述拉伸杆3934远离活动夹持臂3932的端部可伸出第一通孔3935，所述第二升降油缸394与拉伸杆3934伸出第一通孔3935的端部连接，并且第二升降油缸394可拉动拉伸杆3934上升或者下降，所述固定夹持臂3931和活动夹持臂3932的下端部为楔形。

此外，第一升降驱动组件33包括转接板331、升降油缸332、一组导向套333、一组导向柱334和一组第一滑块335，所述第一滑块335设置在转接板331的下端面上，并且第一滑块335可在支撑台32上滑动，所述导向套333固定设置在转接板331上端面的四个角部上，所述导向柱334的上端部固定设置在第一支撑架34下端面的四个角部上，并且导向柱334的下端部设置在导向套333内，所述升降油缸332设置在转接板331上端面的中间位置，并且升降油缸332的上端部与第一支撑架34的下端面连接，所述支撑台32上设有两条平行的第一滑槽321，所述第一滑块335设置在第一滑槽321内，并且第一滑块335可在第一滑槽321内移动，所述第一滑块335和第一滑槽321的截面均为T型。通过第一升降驱动组件33主要用于驱动第一物料搬运机械手39上升或者下降，从而夹取、转运、放置物料4。

再次，环形滑轨组件35和第一支撑板36需要设置稳定的支撑结构，才能保证环形滑轨组件35在第一支撑板36上滑动的稳定性，因此，第一支撑架34包括一组第一立柱341和底板342，所述第一立柱341设置为4根，并且第一立柱341设置在底板342的四个角部上，所述底板342设置在导向柱334的上端部上，所述第一支撑板36设置在第一立柱341的上端部上，所述环形滑轨组件35沿第一支撑板36长度方向位于相邻的导向柱334之间，所述环形滑轨组件35可驱动第一物料搬运机械手39在第一物料支撑组件1和第一物料转运组件37之间转运物料4。

另外，第一物料支撑组件1和第一物料转运组件37包括底座11、剪叉机构12、上托板13和托盘14，所述剪叉机构12的下端部设置在底座11上，所述剪叉机构12的上端部与上托板13连接，所述托盘14设置在上托板13上，所述物料4设置在托盘14上，所述第一物料夹持组件393可将第一物料支撑组件1的托盘14上的物料4搬运至第一物料转运组件37的托盘14上。第一物料转运组件37的底座11下端面上设有第二滑块371，所述基座31上设有第二滑槽311，所述第二滑块371设置在第二滑槽311内，并且第二滑块371可在第二滑槽311内移动。

如图5所示的第一物料转运机器人38为五轴机械手，第一物料转运机器人38包括第一线性模组381、螺杆支撑座382、螺杆383、第三滑块384、固定座385、第一转轴386、第二转轴387、机械手大臂388、机械手小臂389、第三转轴3810、第四转轴3811、第五转轴3812、连接板3813、大臂转接块3814和第一物料夹持组件393，所述第一线性模组381设置在基座31上，所述螺杆支撑座382设置在第一线性模组381上，所述螺杆383架设在螺杆支撑座382上，并且螺杆383可通过第一驱动电机驱动，所述第三滑块384套设在螺杆383上，所述固定座385设置在第三滑块384上，所述大臂转接块3814通过第一转轴386与固定座385连接，所述机械手大臂388通过第二转轴387与大臂转接块3814连接，所述机械手大臂388通过第三转轴3810与机械手小臂389连接，所述机械手小臂389通过第四转轴3811与连接板3813连接，所述连接板3813上设有第五转轴3812，所述第一物料夹持组件393通过第五转轴3812与连接板3813连接，所述第一物料转运机器人38的第一物料夹持组件393可夹持第一物料转运组件37上的物料4。

工作时，基于以上的机构基础，一种自动上下料机械手的工作方法，包括以下步骤：

1）第一物料支撑组件1上的剪叉机构12处于收缩状态，通过叉车将带有物料4的托盘14放置到第一物料支撑组件1上，然后第一物料支撑组件1上的剪叉机构12逐渐升高至上端物料4处于第一物料搬运机械手39下方；

2）第一升降驱动组件33上升，环形滑轨组件35启动，使环形滑轨组件35上的其中一个第一物料搬运机械手39处于第一物料支撑组件1上物料4的正上方；

3）第一物料搬运机械手组件2和第二物料搬运机械手组件3上上的第一CCD相机392分别扫描第一物料支撑组件1上物料4的边界位置；

4）第一升降驱动组件33下降，固定夹持臂3931和活动夹持臂3932插入物料4之间，第二升降油缸394启动收缩，拉动拉伸杆3934向上抬起，使得活动夹持臂3932向固定夹持臂3931的方向旋转，并将物料4压紧在固定夹持臂3931和活动夹持臂3932之间；

5）第一升降驱动组件33上升直至固定夹持臂3931和活动夹持臂3932夹持的物料4高于第一物料支撑组件1上物料4的高度；

6）环形滑轨组件35启动，使得环形滑轨组件35启动上的下一个第一物料搬运机械手39处于第一物料支撑组件1上物料4的正上方，重复步骤3）-5），环形滑轨组件35上的第一物料搬运机械手39不断夹取物料4；

7）当夹持有物料4的第一物料搬运机械手39移动至第一物料转运组件37上方时，此时第一物料转运组件37的剪叉机构12处于展开状态；

8）第一升降驱动组件33下降，直至第一物料夹持组件393上的物料接触第一物料转运组件37上的托盘14，第一物料夹持组件393将物料4放置到托盘14上；

9）第一升降驱动组件33上升，环形滑轨组件35启动，驱动第一物料搬运机械手39移动，将下一个夹持有物料4的第一物料搬运机械手39移动至第一物料转运组件37上方，此时环形滑轨组件35另一端的第一物料搬运机械手39位于第一物料支撑组件1上方，第一升降驱动组件33下降，环形滑轨组件35两端的第一物料搬运机械手39分别夹取和放置物料4；

10）第一物料转运组件37的剪叉机构12在放置物料4过程中，定期进行收缩，物料4放置完毕，第一物料转运组件37的剪叉机构12收缩至最低位置，第一物料转运机器人38夹持第一物料转运组件37上的物料4放置指定位置处；

11）第一物料转运组件37沿第二滑槽311移动，同时第一线性模组381与第一物料转运组件37同步移动，第一物料转运机器人38夹持第一物料转运组件37上的物料4放置下一个指定位置处。

上述工作过程为第一物料搬运机械手组件2和第二物料搬运机械手组件3从第一物料支撑组件1上取料，向两侧放料的过程，相反的，可首先通过第一物料转运机器人38夹取两侧物料，将物料放置到第一物料转运组件37上，第一线性模组381驱动第一物料转运机器人38沿基座移动，同时第一物料转运组件37沿基座移动，可将同一侧的全部物料放置到第一物料转运组件37的托盘14上，第一物料转运组件37上升至上端物料靠近第一物料搬运机械手39，第一物料支撑组件1的剪叉机构12伸出至最大位置，环形滑轨组件35驱动第一物料搬运机械手39移动至第一物料转运组件37的托盘14上方，夹持第一物料转运组件37上的物料，将物料4放置到第一物料支撑组件1的托盘14上，环形滑轨组件35驱动第一物料搬运机械手39不断循环搬运物料，直至物料搬运完毕，此过程中第一物料转运组件37随着物料减少不断上升，第一物料支撑组件1随着物料增多不断下降。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动上下料机械手，其特征在于：包括第一物料支撑组件（1）、第一物料搬运机械手组件（2）、第二物料搬运机械手组件（3）和物料（4），所述物料（4）设置在第一物料支撑组件（1）上，所述第一物料搬运机械手组件（2）和第二物料搬运机械手组件（3）对称设置在第一物料支撑组件（1）的两侧；其中，所述第一物料搬运机械手组件（2）和第二物料搬运机械手组件（3）包括基座（31）、支撑台（32）、第一升降驱动组件（33）、第一支撑架（34）、环形滑轨组件（35）、第一支撑板（36）、第一物料转运组件（37）、第一物料转运机器人（38）和一组第一物料搬运机械手（39），所述支撑台（32）设置在基座（31）靠近第一物料支撑组件（1）的一侧，所述第一升降驱动组件（33）设置在支撑台（32）上，所述第一支撑架（34）的下端部固定在第一升降驱动组件（33）的上端面上，所述第一支撑板（36）固定设置在第一支撑架（34）上，所述环形滑轨组件（35）设置在第一支撑板（36）上，所述第一物料搬运机械手（39）设置在环形滑轨组件（35）上，所述第一物料搬运机械手（39）可随环形滑轨组件（35）的传动链移动，并且第一物料搬运机械手（39）通过环形滑轨组件（35）可在第一物料支撑组件（1）和第一物料转运组件（37）之间转运物料（4），所述第一物料转运组件（37）和第一物料转运机器人（38）均设置在基座（31）上，并且第一物料转运组件（37）位于第一物料转运机器人（38）和支撑台（32）之间，所述第一物料转运机器人（38）可将第一物料转运组件（37）上的物料（4）进行转运，所述环形滑轨组件（35）包括主动链轮（351）、从动链轮（352）、传动链条（353）、传动带（354）和一组机械手连接板（355），所述主动链轮（351）和从动链轮（352）均设置在第一支撑板（36）上，所述传动链条（353）套设在主动链轮（351）和从动链轮（352）上，所述传动带（354）通过机械手连接板（355）与传动链条（353）连接，所述第一物料搬运机械手（39）设置在机械手连接板（355）上，并且第一物料搬运机械手（39）可随传动链条（353）和传动带（354）沿环形移动。

2.根据权利要求2所述的自动上下料机械手，其特征在于：所述机械手连接板（355）的截面为“凸”字形，所述机械手连接板（355）的小端部设置在传动链条（353）上，并且机械手连接板（355）的大端部设置在传动带（354）上，所述机械手连接板（355）分别与传动链条（353）和传动带（354）铰接。

3.根据权利要求3所述的自动上下料机械手，其特征在于：所述第一物料搬运机械手（39）包括转盘（391）、第一CCD相机（392）、第一物料夹持组件（393）和第二升降油缸（394），所述转盘（391）与机械手连接板（355）连接，所述第一CCD相机（392）设置在机械手连接板（355）上，所述第一物料夹持组件（393）和第二升降油缸（394）设置在转盘（391）上，所述第二升降油缸（394）与第一物料夹持组件（393）连接。

4.根据权利要求3所述的自动上下料机械手，其特征在于：所述第一物料夹持组件（393）包括固定夹持臂（3931）和活动夹持臂（3932），所述固定夹持臂（3931）的截面为L型，并且固定夹持臂（3931）的一端设有延伸部（3933），所述活动夹持臂（3932）与延伸部（3933）铰接，所述活动夹持臂（3932）靠近固定夹持臂（3931）的一端设有拉伸杆（3934），所述固定夹持臂（3931）远离活动夹持臂（3932）的端部设有第一通孔（3935），所述拉伸杆（3934）远离活动夹持臂（3932）的端部可伸出第一通孔（3935），所述第二升降油缸（394）与拉伸杆（3934）伸出第一通孔（3935）的端部连接，并且第二升降油缸（394）可拉动拉伸杆（3934）上升或者下降，所述固定夹持臂（3931）和活动夹持臂（3932）的下端部为楔形。

5.根据权利要求4所述的自动上下料机械手，其特征在于：所述第一升降驱动组件（33）包括转接板（331）、升降油缸（332）、一组导向套（333）、一组导向柱（334）和一组第一滑块（335），所述第一滑块（335）设置在转接板（331）的下端面上，并且第一滑块（335）可在支撑台（32）上滑动，所述导向套（333）固定设置在转接板（331）上端面的四个角部上，所述导向柱（334）的上端部固定设置在第一支撑架（34）下端面的四个角部上，并且导向柱（334）的下端部设置在导向套（333）内，所述升降油缸（332）设置在转接板（331）上端面的中间位置，并且升降油缸（332）的上端部与第一支撑架（34）的下端面连接，所述支撑台（32）上设有两条平行的第一滑槽（321），所述第一滑块（335）设置在第一滑槽（321）内，并且第一滑块（335）可在第一滑槽（321）内移动，所述第一滑块（335）和第一滑槽（321）的截面均为T型。

6.根据权利要求5所述的自动上下料机械手，其特征在于：所述第一支撑架（34）包括一组第一立柱（341）和底板（342），所述第一立柱（341）设置为4根，并且第一立柱（341）设置在底板（342）的四个角部上，所述底板（342）设置在导向柱（334）的上端部上，所述第一支撑板（36）设置在第一立柱（341）的上端部上，所述环形滑轨组件（35）沿第一支撑板（36）长度方向位于相邻的导向柱（334）之间，所述环形滑轨组件（35）可驱动第一物料搬运机械手（39）在第一物料支撑组件（1）和第一物料转运组件（37）之间转运物料（4）。

7.根据权利要求6所述的自动上下料机械手，其特征在于：所述第一物料支撑组件（1）和第一物料转运组件（37）包括底座（11）、剪叉机构（12）、上托板（13）和托盘（14），所述剪叉机构（12）的下端部设置在底座（11）上，所述剪叉机构（12）的上端部与上托板（13）连接，所述托盘（14）设置在上托板（13）上，所述物料（4）设置在托盘（14）上，所述第一物料夹持组件（393）可将第一物料支撑组件（1）的托盘（14）上的物料（4）搬运至第一物料转运组件（37）的托盘（14）上。

8.根据权利要求7所述的自动上下料机械手，其特征在于：所述第一物料转运组件（37）的底座（11）下端面上设有第二滑块（371），所述基座（31）上设有第二滑槽（311），所述第二滑块（371）设置在第二滑槽（311）内，并且第二滑块（371）可在第二滑槽（311）内移动。

9.根据权利要求8所述的自动上下料机械手，其特征在于：所述第一物料转运机器人（38）包括第一线性模组（381）、螺杆支撑座（382）、螺杆（383）、第三滑块（384）、固定座（385）、第一转轴（386）、第二转轴（387）、机械手大臂（388）、机械手小臂（389）、第三转轴（3810）、第四转轴（3811）、第五转轴（3812）、连接板（3813）、大臂转接块（3814）和第一物料夹持组件（393），所述第一线性模组（381）设置在基座（31）上，所述螺杆支撑座（382）设置在第一线性模组（381）上，所述螺杆（383）架设在螺杆支撑座（382）上，并且螺杆（383）可通过第一驱动电机驱动，所述第三滑块（384）套设在螺杆（383）上，所述固定座（385）设置在第三滑块（384）上，所述大臂转接块（3814）通过第一转轴（386）与固定座（385）连接，所述机械手大臂（388）通过第二转轴（387）与大臂转接块（3814）连接，所述机械手大臂（388）通过第三转轴（3810）与机械手小臂（389）连接，所述机械手小臂（389）通过第四转轴（3811）与连接板（3813）连接，所述连接板（3813）上设有第五转轴（3812），所述第一物料夹持组件（393）通过第五转轴（3812）与连接板（3813）连接，所述第一物料转运机器人（38）的第一物料夹持组件（393）可夹持第一物料转运组件（37）上的物料（4）。

10.根据权利要求9所述的自动上下料机械手的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）第一物料支撑组件（1）上的剪叉机构（12）处于收缩状态，通过叉车将带有物料（4）的托盘（14）放置到第一物料支撑组件（1）上，然后第一物料支撑组件（1）上的剪叉机构（12）逐渐升高至上端物料（4）处于第一物料搬运机械手（39）下方；

2）第一升降驱动组件（33）上升，环形滑轨组件（35）启动，使环形滑轨组件（35）上的其中一个第一物料搬运机械手（39）处于第一物料支撑组件（1）上物料（4）的正上方；

3）第一物料搬运机械手组件（2）和第二物料搬运机械手组件（3）上上的第一CCD相机（392）分别扫描第一物料支撑组件（1）上物料（4）的边界位置；

4）第一升降驱动组件（33）下降，固定夹持臂（3931）和活动夹持臂（3932）插入物料（4）之间，第二升降油缸（394）启动收缩，拉动拉伸杆（3934）向上抬起，使得活动夹持臂（3932）向固定夹持臂（3931）的方向旋转，并将物料（4）压紧在固定夹持臂（3931）和活动夹持臂（3932）之间；

5）第一升降驱动组件（33）上升直至固定夹持臂（3931）和活动夹持臂（3932）夹持的物料（4）高于第一物料支撑组件（1）上物料（4）的高度；

6）环形滑轨组件（35）启动，使得环形滑轨组件（35）启动上的下一个第一物料搬运机械手（39）处于第一物料支撑组件（1）上物料（4）的正上方，重复步骤3）-5），环形滑轨组件（35）上的第一物料搬运机械手（39）不断夹取物料（4）；

7）当夹持有物料（4）的第一物料搬运机械手（39）移动至第一物料转运组件（37）上方时，此时第一物料转运组件（37）的剪叉机构（12）处于展开状态；

8）第一升降驱动组件（33）下降，直至第一物料夹持组件（393）上的物料接触第一物料转运组件（37）上的托盘（14），第一物料夹持组件（393）将物料（4）放置到托盘（14）上；

9）第一升降驱动组件（33）上升，环形滑轨组件（35）启动，驱动第一物料搬运机械手（39）移动，将下一个夹持有物料（4）的第一物料搬运机械手（39）移动至第一物料转运组件（37）上方，此时环形滑轨组件（35）另一端的第一物料搬运机械手（39）位于第一物料支撑组件（1）上方，第一升降驱动组件（33）下降，环形滑轨组件（35）两端的第一物料搬运机械手（39）分别夹取和放置物料（4）；

10）第一物料转运组件（37）的剪叉机构（12）在放置物料（4）过程中，定期进行收缩，物料（4）放置完毕，第一物料转运组件（37）的剪叉机构（12）收缩至最低位置，第一物料转运机器人（38）夹持第一物料转运组件（37）上的物料（4）放置指定位置处；

11）第一物料转运组件（37）沿第二滑槽（311）移动，同时第一线性模组（381）与第一物料转运组件（37）同步移动，第一物料转运机器人（38）夹持第一物料转运组件（37）上的物料（4）放置下一个指定位置处。