CN109927024B - 一种纸盒包装机器人卡耳机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纸盒包装机器人卡耳机械手，包括前手掌模块、后手掌模块、手掌开合模块、手指模块；通过分布在纸盒两侧边的两对吸盘的吸附，对纸盒横截面由矩形到平行四边形的变换，分布在纸盒两端的两对旋转机械手手指将纸盒侧耳旋入一定角度，再将纸盒横截面由平行四边形到矩形的变换，即可将纸盒左右卡耳卡住，同时，通过调整连接板、连接件两端固定孔固定位置，实现机械手对不同三维尺寸的纸盒进行正常的卡耳工作，机械手结构紧凑、精巧灵活，很好的解决了纸盒卡耳自动化包装问题，对于自动化包装领域卡耳难题是一个突破，为整个纸盒自动化保证提供了重要保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于纸盒全自动化包装中的卡耳机械手技术，尤其涉及一种摇盖双保险插入式纸盒包装机器人的卡耳机械手。
背景技术
近年来，中国包装机械产业发展迅速，但技术水平还无法同德、意、日产品竞争。我国包装机械产业还存在着诸如技术落后、产品单一、产业结构不合理等诸多问题，主要表现为：产品品种及成套设备数量少，开发能力不足，创新能力不足。
当今，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光、声、磁为一体的高新机器人包装技术产品不断涌现。生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势，这也是我国包装机械业的发展方向。
现有的自动化包装产品大多是对管式纸盒盒盖的结构如：锁口式、插锁式、粘合封口式、正封口式纸盒进行自动包装，而没有见到有关摇盖双保险插入式纸盒的包装机器人出现，由于很大部分一次性医用口罩、手套、手术衣等医药用品需要摇盖双保险插入式纸盒包装，由于摇盖双保险插入式纸盒由两端的上盖、下盖、上盖边、下盖边、左侧卡耳、右侧卡耳、上下底、两侧边构成方管型结构，能够保证包装后通过适度的挤压而盒体不变形，从而不至于使得盒体内部的医用物品破损或污染。通过卡侧耳方式可以代替粘合封口式纸盒的打胶固紧模式，从而防止一次性医用口罩、手套、手术衣等内部医用物品污染。因而摇盖双保险插入式纸盒得到国内外尤其国外市场的大量包装应用。然而要实现摇盖双保险插入式纸盒的自动化包装，开盒、推料、卡耳、合上盖、合下盖是其中最重要的自动包装环节，尤其卡住纸盒两端的侧耳是十分关键的一环，是决定纸盒全自动化包装成败的关键。
本发明专利设计了一种纸盒包装机器人卡耳机械手，能够通过机械手的多自由度动作实现纸盒两侧的侧耳自动卡住，从而为纸盒自动化包装提供了关键一环的解决方案，这样自动化包装才能够大大提高生产效率，大幅节约劳动力，降低了劳动强度，提高产品包装质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于纸盒包装的卡耳机械手，即通过分布在纸盒两侧边的两对吸盘的吸附，对纸盒横截面由矩形到平行四边形的变换，分布在纸盒两端的两对旋转机械手手指将纸盒侧耳旋入一定角度，再将纸盒横截面由平行四边形到矩形的变换，即可将纸盒左右卡耳卡住。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种纸盒包装机器人卡耳机械手，包括前手掌模块、后手掌模块、手掌开合模块、手指模块。
所述的前手掌模块包括前手掌左吸盘、前手掌右吸盘，两个吸盘通过前手掌连接板相连接，对纸盒左侧边进行吸附，前手掌连接板通过连接板与前手掌开合连接上支架连接。
所述的后手掌模块包括后手掌左吸盘、后手掌右吸盘、后手掌升降气缸，两个吸盘通过后手掌连接板相连接，对纸盒右侧边进行吸附，后手掌连接板通过后手掌升降气缸连接件与后手掌升降气缸连接，后手掌升降气缸通过后手掌开合升降气缸连接支架与前后手掌开合气缸连接，实现后手掌的升降动作、开合动作。
所述的手掌开合模块包括前后手掌开合气缸、前手掌开合连接上支架、后手掌开合升降气缸连接支架，实现前后手掌的开合动作，手掌开合模块固定在手爪升降气缸的端面上，实现整个手爪升降动作，整个机械手固定在手爪固定架上。
所述的手指模块包括前左手指、前右手指、后左手指、后右手指，所述的每个手指都包括手指旋转气缸、手指挡板、手指旋转连接件，手指挡板固定在手指旋转连接件上，实现旋转动作，手指旋转气缸通过手指固定件固定，并通过手指手掌中间连接件与手掌手指连接件连接。
所述的连接板的两端固定孔配合调整，保证机械手对不同三维尺寸的纸盒进行正常的卡耳工作，通过吸盘吸附，对纸盒横截面由矩形到平行四边形的变换，旋转机械手手指将纸盒侧耳旋入一定角度，再将纸盒横截面由平行四边形到矩形的变换，即可将纸盒左右卡耳卡住。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种纸盒包装机器人卡耳机械手，由于包括前手掌模块、后手掌模块、手掌开合模块、手指模块，能够通过对纸盒左右卡耳卡住，为全自动包装纸盒提供必要的卡耳保证，从而提高了纸盒包装效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种纸盒包装机器人卡耳机械手上等轴侧立体结构图。
图2为本发明实施例提供的一种纸盒包装机器人卡耳机械手下等轴侧立体结构图。
图3为本发明实施例提供的一种纸盒包装机器人卡耳机械手俯视图。
图4为本发明实施例提供的一种纸盒包装机器人卡耳机械手纸盒卡耳示意图。
图1、图2、图3中：
1、手爪固定架，2、前后手掌开合气缸，3、前手掌开合连接上支架，4、前手掌连接板，5、纸盒右前卡耳，6、纸盒右后卡耳，7、纸盒，8、后手掌开合升降气缸连接支架，9、后手掌升降气缸，10、手爪升降气缸，11、前左手指旋转气缸，12、前左手指旋转连接件，13、前左手指挡板，14、前手掌左吸盘，15、前手掌右吸盘，16、后左手指旋转气缸，17、后左手指旋转连接件，18、后左手指挡板，19、后手掌左吸盘，20、后手掌升降气缸连接件，21、后手掌吸盘连接板，22、后手掌右吸盘，23、后右手指挡板，24、后右手指旋转连接件，25、后右手指旋转气缸，26、前右手指挡板，27、前右手指旋转连接件，28、前右手指旋转气缸，29、后左手指固定件，30、后左手指手掌中间连接件，31、后手掌左手指连接件，32、前手掌左手指连接件，33、前左手指手掌中间连接件，34、前左手指固定件，35、前右手指固定件，36、前右手指手掌中间连接件，37、前手掌右手指连接件，38、后手掌右手指连接件，39、后右手指手掌中间连接件，40、后右手指固定件。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的一种纸盒包装机器人卡耳机械手，其较佳的具体实施方式如下。
本发明的一种纸盒包装机器人卡耳机械手，包括前手掌模块、后手掌模块、手掌开合模块、手指模块。
前手掌模块包括前手掌左吸盘14、前手掌右吸盘15，两个吸盘通过前手掌连接板4相连接，对纸盒左侧边进行吸附，前手掌连接板4通过连接板与前手掌开合连接上支架3连接。
后手掌模块包括后手掌左吸盘19、后手掌右吸盘22、后手掌升降气缸9，两个吸盘通过后手掌连接板21相连接，对纸盒右侧边进行吸附，后手掌连接板21通过后手掌升降气缸连接件20与后手掌升降气缸9连接，后手掌升降气缸9通过后手掌开合升降气缸连接支架8与前后手掌开合气缸2连接，实现后手掌的升降动作、开合动作。
手掌开合模块包括前后手掌开合气缸2、前手掌开合连接上支架3、后手掌开合升降气缸连接支架8，实现前后手掌的开合动作，手掌开合模块固定在手爪升降气缸10的端面上，实现整个手爪升降动作，整个机械手固定在手爪固定架1上。
手指模块包括前左手指、前右手指、后左手指、后右手指，前左手指包括前左手指旋转气缸11、前左手指挡板13、前左手指旋转连接件12，前左手指挡板13固定在前左手指旋转连接件12上，实现旋转动作，前左手指旋转气缸11通过前左手指固定件34固定，并通过前左手指手掌中间连接件33与前手掌左手指连接件32连接，前右手指包括前右手指旋转气缸28、前右手指挡板26、前右手指旋转连接件27，前右手指挡板26固定在前右手指旋转连接件27上，实现旋转动作，前右手指旋转气缸28通过前右手指固定件35固定，并通过前右手指手掌中间连接件36与前手掌右手指连接件37连接，后左手指包括后左手指旋转气缸16、后左手指挡板18、后左手指旋转连接件17，后左手指挡板18固定在后左手指旋转连接件17上，实现旋转动作，后左手指旋转气缸16通过后左手指固定件29固定，并通过后左手指手掌中间连接件30与后手掌左手指连接件31连接，后右手指包括后右手指旋转气缸25、后右手指挡板23、后右手指旋转连接件24，后右手指挡板23固定在后右手指旋转连接件24上，实现旋转动作，后右手指旋转气缸25通过后右手指固定件40固定，并通过后右手指手掌中间连接件39与后手掌右手指连接件38连接。
连接板和连接件的两端固定孔通过配合调整，实现机械手对不同三维尺寸的纸盒进行正常的卡耳工作，通过吸盘吸附，对纸盒横截面由矩形到平行四边形的变换，旋转机械手手指将纸盒侧耳旋入一定角度，再将纸盒横截面由平行四边形到矩形的变换，即可将纸盒左右卡耳卡住。
本发明有以下优点和创新：将多自由度机械手技术和传统的包装纸盒技术结合起来，通过对称布置的吸盘手掌、手指的不同方向运动，将纸盒截面由矩形到平行四边形再到矩形的变换，结构紧凑、精巧灵活，很好的解决了纸盒卡耳自动化包装问题，对于自动化包装领域卡耳难题是一个突破，为整个纸盒自动化保证提供了重要保障。
具体实施例如下。
如图1、图2、图3、图4所示，一种纸盒包装机器人卡耳机械手，包括前手掌模块、后手掌模块、手掌开合模块、手指模块。整个纸盒卡耳过程按照先后动作顺序包括机械手爪初始化、手爪升降气缸下降、前后手掌吸盘吸住纸盒侧边、手掌开合气缸闭合、后手掌气缸升起、四手指挡板摆入、后手掌气缸下降、手掌开合气缸打开，这一系列动作后纸盒卡耳卡住，完成了机械手卡耳的流程。
在上述过程中每个气缸均有传感器检测到气缸的位置，从而保证控制程序的顺利执行，纸盒截面由矩形到平行四边形再到矩形的变换，通过纸盒自身的形变和纸盒两侧卡耳的形状特征，巧妙的模仿人用双手卡耳的动作过程，完美的实现了原本看似复杂的卡耳难题。
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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种纸盒包装机器人卡耳机械手，其特征在于，包括前手掌模块、后手掌模块、手掌开合模块、手指模块；
所述的前手掌模块包括前手掌左吸盘、前手掌右吸盘，两个吸盘通过前手掌连接板相连接，对纸盒左侧边进行吸附，前手掌连接板通过连接板与前手掌开合连接上支架连接；
所述的后手掌模块包括后手掌左吸盘、后手掌右吸盘、后手掌升降气缸，两个吸盘通过后手掌连接板相连接，对纸盒右侧边进行吸附，后手掌连接板通过后手掌升降气缸连接件与后手掌升降气缸连接，后手掌升降气缸通过后手掌开合升降气缸连接支架与前后手掌开合气缸连接，实现后手掌的升降动作、开合动作；
所述的手掌开合模块包括前后手掌开合气缸、前手掌开合连接上支架、后手掌开合升降气缸连接支架，实现前后手掌的开合动作，手掌开合模块固定在手爪升降气缸的端面上，实现机械手升降动作，整个机械手固定在手爪固定架上；
所述的手指模块包括前左手指、前右手指、后左手指、后右手指，所述的四个手指均包括手指旋转气缸、手指挡板、手指旋转连接件，手指挡板固定在手指旋转连接件上，实现旋转动作，手指旋转气缸通过手指固定件固定，并通过手指手掌中间连接件与手掌手指连接件连接,通过吸盘吸附，对纸盒横截面由矩形到平行四边形的变换，旋转机械手手指将纸盒侧耳旋入一定角度，再将纸盒横截面由平行四边形到矩形的变换，即可将纸盒左右卡耳卡住。
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