CN110480667A - 一种端拾器及机器人搬运系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种端拾器及机器人搬运系统，属于物流技术领域。所述端拾器包括上连接板、下连接板、导柱，所述上连接板与下连接板通过导柱连接，所述下连接板左右对称地转动连接有摆臂，所述上连接板左右对称地转动连接有拉杆，各摆臂的中部分别与同侧的拉杆转动连接，所述上连接板、下连接板、导柱、拉杆、摆臂构成左右对称的联动机构，所述上、下连接板可沿导柱的轴线方向做相对运动，以带动各摆臂同步地上下转动；各摆臂远离转动中心的一端分别连接有吸盘。吸取物料时，物料的两端随摆臂上翘，使空气进入从而避免带起底下的物料。所述机器人搬运系统采用同步联动结构的端拾器，设计合理，能够单片取放堆叠的柔性物料。
Description
技术领域
本发明涉及物流技术领域，更具体地说，涉及一种端拾器及机器人搬运系统。
背景技术
现有的机器人端拾器如申请号为2018206194004公开的“一种机器人激光切割上下料端拾器”，该上下料端拾器包括：机器人手臂、上料端拾器、废料料片端拾器、成品料及大废料端拾器以及端拾器盛放架；上料端拾器、废料料片端拾器、成品料及大废料端拾器均设置有连接框架，连接框架由若干杆件构成，呈纵横布置的杆式框架布置，并且在每一连接框架的中间均设置有换手盘副盘，换手盘副盘均能与机器人轴上的换手盘主盘相对接并连接固定，同时，在每一连接框架的底部且位于每一杆件上均分布有若干吸盘，通过吸盘实现物料的上料或下料。该上下料端拾器能轻松地取放硬质板。
对于软质薄片状且堆叠存放的物料(比如纸、发泡膜等)采用上述的端拾器进行取放，在吸取物料时，由于物料堆叠在一起，物料之间没有空气，经常会同时带起底下的好几片物料，无法实现单片取放的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中对于堆叠存放的柔性物料，无法实现单片取放的问题。
本发明提供了一种端拾器，包括上连接板、下连接板、导柱，所述上连接板与下连接板通过导柱连接，所述下连接板左右对称地转动连接有摆臂，所述上连接板左右对称地转动连接有拉杆，各摆臂的中部分别与同侧的拉杆转动连接，所述上连接板、下连接板、导柱、拉杆、摆臂构成左右对称的联动机构，所述上、下连接板可沿导柱的轴线方向做相对运动，所述上连接板通过各拉杆带动各摆臂同步地上下转动；各摆臂远离转动中心的一端分别连接有吸盘。当吸盘吸住柔性物料时提起端拾器，此时下连接板压住物料的中部，上连接板沿导柱轴线方向远离下连接板而向上运动，并通过各拉杆带动各摆臂向上转动，物料的两端被吸盘吸住随摆臂上翘，空气从物料两端进入两片物料之间，从而在提起物料时不会带起底下的物料，实现了单片取放柔性物料的目的。
其中，所述下连接板的前后两端各转动连接有两个摆臂，所述上连接板的前后两端各转动连接有两个拉杆，四个摆臂、四个拉杆分别呈前后、左右对称设置；两对同侧的摆臂远离转动中心的一端分别通过吸盘连接梁连接，所述吸盘设置在所述各吸盘连接梁上。所述下连接板的前后两端各安装有一个第一轴承座，每个第一轴承座上安装有两个第一轴承，所述第一轴承上的第一转轴与摆臂连接；各摆臂的中部分别安装有第二轴承，所述第二轴承上安装有第二转轴，所述上连接板的前后两端各安装有两个第三轴承，所述第三轴承上安装有第三转轴，拉杆的两端分别与第二转轴和第三转轴连接。前后、左右分别对称的四个摆臂和四个拉杆，左右对称的吸盘连接梁以及吸盘，能够均匀受力地吸取柔性物料，能够对称地使单片柔性物料的两端上翘，以让空气进入两片柔性物料之间。
其中，所述下连接板的下表面安装有缓冲贴，所述缓冲贴的截面为半圆。吸取柔性物料时，缓冲贴最先与柔性物料接触，可以起到缓冲作用，半圆形的截面可以在柔性物料的两端上翘时引导并贴合柔性物料。
其中，所述导柱包括导柱固定柱、导柱活动柱，所述导柱固定柱内部设有导柱导向孔，所述导柱导向孔内设置有导柱弹簧，所述导柱活动柱插置在导柱导向孔中，所述导柱弹簧的两端分别抵靠导柱活动柱以及导柱导向孔；所述导柱导向孔的内壁设有限位台阶，所述导柱活动柱的顶端具有与限位台阶适配的突出部，所述限位台阶位于突出部的下方。所述上连接板设有导柱孔，所述导柱固定柱插置在导柱孔中，所述导柱固定柱的外壁具有螺纹，所述导柱固定柱通过螺母对锁在上连接板上，所述导柱活动柱的下端与下连接板连接。吸取柔性物料时，上、下连接板沿导柱轴线方向靠近，导柱弹簧可以起缓冲作用；提起柔性物料时，上、下连接板沿导柱轴线方向远离，导柱导向孔的限位台阶与导柱活动柱的顶端相配合，限制上、下连接板之间的最远距离。
其中，所述吸盘连接梁上设置有缓冲器；所述缓冲器包括缓冲器固定柱、缓冲器活动柱、缓冲器弹簧，所述缓冲器固定柱的外壁设有螺纹，内部设有缓冲器导向孔，所述缓冲器活动柱插置在缓冲器导向孔中，所述缓冲器弹簧的两端分别与缓冲器导向孔以及缓冲器活动柱相抵；所述缓冲器导向孔的内壁设有限位台阶，所述缓冲器活动柱的顶端具有与限位台阶适配的突出部，所述限位台阶位于突出部的下方；所述吸盘安装在所述缓冲器活动柱的下端。所述吸盘连接梁上设有腰形孔，所述缓冲器固定柱插置在腰形孔中，通过腰形孔上下两端的螺母固定。所述吸盘连接梁上设有腰形孔，可以根据需要调节吸盘的安装位置；所述吸盘通过所述缓冲器安装在吸盘连接梁上的腰形孔中，当吸盘接触柔性物料时可以起缓冲作用，并能够使吸盘与柔性物料紧密贴合，从而保证柔性物料能够被吸盘紧紧地吸附住。
本发明还提供了一种机器人搬运系统，包括机器人手臂和上述的端拾器，所述上连接板的上方通过安装柱安装有机器人连接板，所述端拾器通过机器人连接板与机器人手臂连接。
与现有技术相比，本发明提供的机器人搬运系统采用同步联动结构的端拾器，设计合理，能够单片取放堆叠的柔性物料。通过导柱连接上、下连接板，在下连接板可转动的设有摆臂，摆臂中部还与上连接板连接，上、下连接板在相对运动时，可带动摆臂转动，在吸住物料提起端拾器时，下连接板下面的缓冲贴压住物料中部，物料的两端被吸盘吸住，随摆臂翘起，空气从两端进入两片物料之间，从而在提起最顶层的物料时不会带起底下的物料。实现了单片取放柔性物料的目的。
附图说明
图1为端拾器提起物料时的主视图；
图2为端拾器吸取物料时的主视图；
图3为端拾器提起物料时的立体结构示意图；
图4为端拾器吸取物料时的立体结构示意图；
图5为上、下连接板及导柱的剖视图；
图6为摆臂、拉杆连接结构的爆炸图；
图7为吸盘连接梁、吸盘及缓冲器的剖视图；
图8为端拾器取放物料的示意图。
示意图中的标号说明：1.上连接板、2.下连接板、3.导柱、3.1.导柱固定柱、3.2.导柱活动柱、3.3.导柱弹簧、4.安装柱、5.机器人连接板、6.摆臂、7.拉杆、8.第一轴承座、9.第一轴承、10.第一转轴、11.第二轴承、12.第二转轴、13.第三轴承、14.第三转轴、15.吸盘连接梁、16.吸盘、17.缓冲器、17.1.缓冲器固定柱、17.2.缓冲器活动柱、17.3.缓冲器弹簧、18.缓冲贴、19.工作台、20.限位柱、21.柔性物料。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
如图1-4所示，本发明提供的端拾器，包括上连接板1和下连接板2，上连接板1的上方通过安装柱4安装有机器人连接板5，下连接板2通过导柱3与上连接板1连接。如图5所示，具体的在上连接板1设有导柱孔，导柱3包括导柱固定柱3.1、导柱活动柱3.2、导柱弹簧3.3。其中导柱固定柱3.1的外壁设有螺纹，内部设有导柱导向孔，导柱固定柱3.1插置在导柱孔中，并通过导柱孔上下两端的螺母固定。导柱活动柱3.2的上端插置在导柱导向孔中，下端与下连接板2连接。导柱导向孔中还安装有导柱弹簧3.3，导柱弹簧3.3的上端与导柱导向孔相抵，下端与导柱活动柱3.2相抵。导柱导向孔的内壁设有限位台阶，导柱活动柱3.2的顶端为T形头，该T形头与限位台阶相匹配，以限制导柱固定柱3.1与导柱活动柱3.2相对运动的范围，即限制上、下连接板沿导柱3轴线方向相对运动的范围。当上连接板1带动导柱固定柱3.1向上运动时，T形头与限位台阶接触后限制了导柱固定柱3.1相对于导柱活动柱3.2的向上相对移动，使得导柱固定柱3.1通过导柱活动柱3.2带动下连接板2向上移动。下连接板2的下表面安装有缓冲贴18，该缓冲贴18的截面为半圆，材质为硅胶、海绵等。吸取柔性物料时，缓冲贴18最先与柔性物料接触，硅胶材质可以起到缓冲作用，半圆形的截面可以在柔性物料的两端上翘时引导并贴合柔性物料。
如图6所示，下连接板2前、后两端的左、右两侧都可转动的安装有摆臂6，四个摆臂6呈前后、左右对称设置。摆臂6的中部通过拉杆7与上连接板1连接。下连接板2前、后两个端面各安装有一个第一轴承座8，每个第一轴承座8上安装有两个第一轴承9，四个第一轴承9呈前后、左右对称设置，摆臂6的近端与第一轴承9上的第一转轴10连接，套在第一转轴10上。每个摆臂6的中部安装有第二轴承11，上连接板1前、后两端的下方各安装有两个第三轴承13，四个第三轴承13呈前后、左右对称设置。第二轴承11上安装有第二转轴12，第三轴承13上安装有第三转轴14，拉杆7的两端分别与第二转轴12和第三转轴14连接，即分别套在第二转轴12和第三转轴14上。当端拾器通过机器人连接板5与机器人手臂(图中未示出)连接后，上连接板1可沿导柱3轴线方向运动，从而带动摆臂6、拉杆7一起上下转动。
如图1-4所示，前、后两对同侧摆臂6的远端(远离转动中心的一端)分别与一吸盘连接梁15连接，每个吸盘连接梁15上安装有至少2个吸盘16。如图4所示，下连接板2的前后两端对称的摆臂6分别与吸盘连接梁15的两端连接，对吸盘连接梁起到支撑作用、带动吸盘连接梁移动。四个摆臂6形成两组，各支撑一个吸盘连接梁。吸盘连接梁15成倒U形结构，摆臂6的远端与U形侧边连接。吸盘连接梁15上设有腰形孔，可以调节吸盘16的安装位置，吸盘16通过缓冲器17安装在腰形孔中。如图7所示，缓冲器17包括缓冲器固定柱17.1、缓冲器活动柱17.2、缓冲器弹簧17.3。缓冲器固定柱17.1外壁设有螺纹，缓冲器固定柱17.1内设有缓冲器导向孔，缓冲器固定柱17.1插置在腰形孔中，并通过腰形孔上下两端的螺母固定，缓冲器活动柱17.2插置在缓冲器导向孔中，缓冲器导向孔中还安装有缓冲器弹簧17.3，缓冲器弹簧17.3的顶端与缓冲器导向孔的顶端相抵，缓冲器弹簧17.3的下端与缓冲器活动柱17.2相抵；缓冲器导向孔的内壁设有限位台阶，缓冲器活动柱17.2的顶端为T形头，该T形头与限位台阶相匹配，以限制缓冲器活动柱17.2向下运动范围，缓冲器活动柱17.2的下端与吸盘16连接。
缓冲器固定柱17.1的顶部可设置气管接头(图中未示出)，气管接头通过缓冲器导向孔与吸盘16相通，气管接头通过气管与真空泵(图中未示出)连接，使吸盘16随摆臂6一起上下转动时能够吸取物料，气管上还安装有通气断气的开关。
端拾器在机器人搬运系统搬运物料时可以分为三个状态。如图8所示，初始状态：导柱3中的导柱活动柱3.2在导柱弹簧3.3的作用下，导柱活动柱3.2的T形头与限位台阶相匹配，上、下连接板相距最远。此时，摆臂6与水平面呈一夹角，左右两个吸盘连接梁15处于上翘状态。
吸取物料：工作台19上设有限位柱20，限位柱20围成的空间里层叠地放置有柔性物料21；机器人手臂(图中未示出)将端拾器移至物料21上方后下移，下连接板2下表面的缓冲贴18首先接触物料；端拾器继续下压，下连接板2受到物料的阻力，导柱固定柱3.1克服导柱弹簧3.3向下运动，即上连接板1向下运动；由于连接在下连接板2上摆臂6通过拉杆7与上连接板1连接，上连接板1向下运动，从而带动摆臂6、吸盘连接梁15和吸盘16一起向下转动，直至吸盘16与柔性物料紧密贴合，吸盘16与真空泵(图中未示出)接通并吸住物料。
提起物料：机器人手臂(图中未示出)提起端拾器，上连接板1向上运动，此时缓冲贴18仍然压住柔性物料的中部，上连接板1带动摆臂6和吸盘16向上转动，空气进入两片柔性物料之间，从而不会造成物料粘连，带起底下物料的情况；直至上连接板1向上运动至极限位置后，即当导柱活动柱3.2的T形头与导柱导向孔中的限位台阶相匹配时，上、下连接板一起向上运动，端拾器吸取着柔性物料由机器人手臂(图中未示出)搬至需放置的地方。
Claims (9)
1.一种端拾器，其特征在于：包括上连接板、下连接板、导柱，所述上连接板与下连接板通过导柱连接，所述下连接板左右对称地转动连接有摆臂，所述上连接板左右对称地转动连接有拉杆，各摆臂的中部分别与同侧的拉杆转动连接，所述上连接板、下连接板、导柱、拉杆、摆臂构成左右对称的联动机构，所述上、下连接板可沿导柱的轴线方向做相对运动，所述上连接板通过各拉杆带动各摆臂同步地上下转动；各摆臂远离转动中心的一端分别连接有吸盘。
2.根据权利要求1所述的端拾器，其特征在于：所述下连接板的前后两端各转动连接有两个摆臂，所述上连接板的前后两端各转动连接有两个拉杆，四个摆臂、四个拉杆分别呈前后、左右对称设置；两对同侧的摆臂远离转动中心的一端分别通过吸盘连接梁连接，所述吸盘设置在所述吸盘连接梁上。
3.根据权利要求2所述的端拾器，其特征在于：所述下连接板的前后两端各安装有一个第一轴承座，每个第一轴承座上安装有两个第一轴承，所述第一轴承上的第一转轴与摆臂连接；各摆臂的中部分别安装有第二轴承，所述第二轴承上安装有第二转轴，所述上连接板的前后两端各安装有两个第三轴承，所述第三轴承上安装有第三转轴，拉杆的两端分别与第二转轴和第三转轴连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的端拾器，其特征在于：所述下连接板的下表面安装有缓冲贴，所述缓冲贴的截面为半圆。
5.根据权利要求1、2或3所述的端拾器，其特征在于：所述导柱包括导柱固定柱、导柱活动柱，所述导柱固定柱内部设有导柱导向孔，所述导柱导向孔内设置有导柱弹簧，所述导柱活动柱插置在导柱导向孔中，所述导柱弹簧的两端分别抵靠导柱活动柱以及导柱导向孔；所述导柱导向孔的内壁设有限位台阶，所述导柱活动柱的顶端具有与限位台阶适配的突出部，所述限位台阶位于突出部的下方。
6.根据权利要求5所述的端拾器，其特征在于：所述上连接板设有导柱孔，所述导柱固定柱插置在导柱孔中，所述导柱固定柱的外壁具有螺纹，所述导柱固定柱通过螺母对锁在上连接板上，所述导柱活动柱的下端与下连接板连接。
7.根据权利要求2或3所述的端拾器，其特征在于：所述吸盘连接梁上设置有缓冲器；所述缓冲器包括缓冲器固定柱、缓冲器活动柱、缓冲器弹簧，所述缓冲器固定柱的外壁设有螺纹，内部设有缓冲器导向孔，所述缓冲器活动柱插置在缓冲器导向孔中，所述缓冲器弹簧的两端分别与缓冲器导向孔以及缓冲器活动柱相抵；所述缓冲器导向孔的内壁设有限位台阶，所述缓冲器活动柱的顶端具有与限位台阶适配的突出部，所述限位台阶位于突出部的下方；所述吸盘安装在所述缓冲器活动柱的下端。
8.根据权利要求7所述的端拾器，其特征在于：所述吸盘连接梁上设有腰形孔，所述缓冲器固定柱插置在腰形孔中，通过腰形孔上下两端的螺母固定。
9.一种机器人搬运系统，包括机器人手臂，其特征在于：还包括权利要求1-8任一权利要求所述的端拾器，所述上连接板的上方通过安装柱安装有机器人连接板，所述端拾器通过机器人连接板与机器人手臂连接。
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