CN110900564A - 一种全自动仓储货架上下料机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体是涉及一种全自动仓储货架上下料机器人；包括有行走轨道、电器控制箱和工业机器人，行走轨道水平设置并固定安装在地面上，电器控制箱和工业机器人均固定安装在行走轨道的活动部，行走轨道和工业机器人均与电器控制箱电连接，工业机器人的工作端固定安装有多功能工装夹具，多功能工装夹具包括有夹具安装支架和对称地安装在夹具安装支架两侧的部件工装夹具、升降滑台，升降滑台的工作方向竖直设置，升降滑台的工作端固定安装有零件工装夹具，零件工装夹具包括有零件外部工装夹具和零件内部工装夹具；该机器人解决了仓储货架加工车间依赖于人工上下料，人工成本高昂的问题。

Description

一种全自动仓储货架上下料机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是涉及一种全自动仓储货架上下料机器人。

背景技术

当前关于仓储货架采用仓储现场人工装配的形式，供应商将货架各零件运输至仓储现场，安装人员现场装配，从货架各零部件的搬运到装配和下料，所有工作均需人工介入，人力成本过高，并且货架产品规格众多、产品尺寸过大、搬运过程复杂，造成了空间的浪费，易对安装人员造成伤害，在装配中涉及多个零部件之间孔位的对齐以及每个零部件在两个位置的配合关系，安装人员人工操作调整频繁，装配效率低，再者装配现场无信息化手段，无法实现对人、机、物、料等有效管控，不利于车间和工厂的有效管理。因此，针对当前仓储货架装配，缺乏信息化和自动化程度高、适应性强、柔性程度好、生产效率高的综合解决方案。

相对于传统上下料自动化设备，使用机器人最重要的好处在于能够降低生产成本。使用机器人不仅初始成本较低，而且因为其高度的灵活性，很快就能获得投资回报。小尺寸和低维护费用使总成本也较低。

目前虽然国内企业对机器人的投入较大，但是我国用于全自动仓储货架上下料的机器人技术还不是很成熟，机器人的使用比例还是不能和国外企业相提并论。

中国专利CN108000091B公开了一种全自动仓储货架装配生产线及其运行方法，该生产线包括物流通道、立柱上料区、支撑梁上料区、线内物流系统、货架装配区、成品区和控制系统，所述立柱上料区、支撑梁上料区、货架装配区、成品区通过线内物流系统串联为一个整体生产线。该发明公开的全自动仓储货装配生产线降低了劳动强度，提高了装配生产效率，柔性化程度高，适应多种不同规格货架产品的装配，各部分可根据生产节拍和场地大小设置工位数量和分布方式，实现均衡生产。

该专利公开的机器人功能单一，分别用于抓取和移动立柱、支撑梁、成品，对于转运频率不高的仓储货架生产线，机器人大多时间处于等待状态，对于较为昂贵的机器人设备资源是一种浪费，所以需要一种多功能的仓储货架转运用机器人。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动仓储货架上下料机器人，该机器人解决了仓储货架加工车间依赖于人工上下料，人工成本高昂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种全自动仓储货架上下料机器人，包括有行走轨道、电器控制箱和工业机器人，行走轨道水平设置并固定安装在地面上，电器控制箱和工业机器人均固定安装在行走轨道的活动部，行走轨道和工业机器人均与电器控制箱电连接，工业机器人的工作端固定安装有多功能工装夹具，多功能工装夹具包括有夹具安装支架和对称地安装在夹具安装支架两侧的部件工装夹具、升降滑台，升降滑台的工作方向竖直设置，升降滑台的工作端固定安装有零件工装夹具，零件工装夹具包括有零件外部工装夹具和零件内部工装夹具。

优选地，部件工装夹具包括有双头伸缩支架以及固定安装在双头伸缩支架的两个伸缩端并且工作方向彼此相反的一对第一旋转驱动器、压块、第一勾爪，双头伸缩支架固定安装在夹具安装支架的底端，双头伸缩支架的伸缩方向水平并且垂直于夹具安装支架的长度方向；压块固定安装在双头伸缩支架的伸缩端，第一勾爪的中端与压块可旋转地连接，第一勾爪的驱动端与第一旋转驱动器的输出端传动连接，工作状态下，第一勾爪的工作端位于压块底端的正下方。

优选地，双头伸缩支架包括有固定板、第一活动板和第二活动板,固定板、第一活动板和第二活动板均竖直设置，固定板固定安装在夹具安装支架的底端，第一活动板和第二活动板分别设置于固定板的两面并且与固定板滑动连接。

优选地，第一旋转驱动器包括有第一铰链、第一直线驱动器、第一连杆、第二连杆，压块的顶端和底端分别设置有朝向第一铰链方向延伸的第二支脚和第三支脚，第一勾爪的中端与第三支脚的悬空端铰接；第一铰链和压块分别位于双头伸缩支架活动部的两边，第一直线驱动器的固定部固定安装在第一铰链的活动部上，第一连杆的两端分别与第一直线驱动器的工作端和第一勾爪的驱动端铰接，第二连杆的两端分别与第二支脚的悬空端和第一连杆的中端铰接，第一铰链、第一连杆、第二连杆、第二支脚、第三支脚的铰接轴均水平设置。

优选地，第一勾爪的工作端可拆卸的安装有垫块，垫块为弹性材料或者硬度小于仓储货架的硬度的刚性材料。

优选地，升降滑台包括有第一固定架、第二直线驱动器、第三连杆和轨道，第一固定架与夹具安装支架固定连接，第二直线驱动器固定安装在第一固定架的内部，第二直线驱动器的工作方向竖直设置，轨道分别固定安装在第一固定架的两侧，零件外部工装夹具和零件内部工装夹具分别安装在两个轨道上，第三连杆的中端与第二直线驱动器的工作端固定连接，第三连杆的两端分别与零件外部工装夹具和零件内部工装夹具的非工作端固定连接。

优选地，零件外部工装夹具包括有第二固定架和第二旋转驱动器，第二固定架与升降滑台的工作端固定连接，第二固定架底部的两侧均安装有第二铰链和夹爪，第二铰链的固定部与第二固定架固定连接，夹爪与第二铰链的活动部固定连接，第二旋转驱动器的工作端与夹爪的驱动端传动连接，夹爪与第二铰链的铰接轴水平设置，工作状态下，夹爪夹设在零件的两侧。

优选地，夹爪的中端与第二铰链的活动部固定连接，第二旋转驱动器包括有第三直线驱动器，第三直线驱动器固定安装在第二固定架的顶端，第三直线驱动器的工作端竖直向下设置，第三直线驱动器的工作端固定安装有两端朝向夹爪驱动端设置的双头铰链，双头铰链的两端均安装有两端分别与夹爪驱动端和双头铰链铰接的连杆。

优选地，零件外部工装夹具还包括有连接板、伸缩立柱、力臂和电磁铁，连接板固定安装在第二旋转驱动器的非工作部，力臂套设在第三直线驱动器的工作轴上，伸缩立柱竖直设置并且伸缩立柱的两端分别与伸缩立柱和电磁铁的悬空端固定连接，电磁铁固定安装在连接板的底端。

优选地，零件内部工装夹具包括有第三固定架和第三旋转驱动器，第三固定架与升降滑台的工作端固定连接，第三固定架底部的两侧均安装有第三铰链和第二勾爪，第三铰链的固定部与第三固定架固定连接，第二勾爪与第三铰链的活动部固定连接，第三旋转驱动器的工作端与第二勾爪的驱动端传动连接，第二勾爪与第三铰链的铰接轴水平设置，工作状态下，第二勾爪插入在零件的内部。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

行走轨道用于驱动电器控制箱和工业机器人在水平面上沿着X轴和Y轴的方向移动，电器控制箱用于向工业机器人供电并且向工业机器人发出工作信号，工业机器人用于驱动夹具安装支架移动至上下料工作位，夹具安装支架用于安装一对部件工装夹具、升降滑台、零件外部工装夹具和零件内部工装夹具，部件工装夹具用于抓取部件，零件外部工装夹具和零件内部工装夹具分别用于抓取零件的外部和内部，零件外部工装夹具和零件内部工装夹具可以单独工作也可以共同工作，使得多功能工装夹具能够抓取仓储货架的零件和部件，行走轨道、工业机器人搭配多功能工装夹具实现了仓储货架的全自动上下料。

该机器人能够全自动上料仓储货架的零件并且全自动下料仓储货架的部件。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的多功能工装夹具立体图；

图3为本发明的部件工装夹具工作状态示意图；

图4为本发明的零件外部工装夹具工作状态示意图；

图5为本发明的零件内部工装夹具工作状态示意图；

图6为本发明的部件工装夹具立体图；

图7为本发明的部件工装夹具立体分解图；

图8为本发明的部件工装夹具的部分结构第一工作状态立体图；

图9为本发明的部件工装夹具的部分结构第二工作状态立体图；

图10为本发明的升降滑台及零件工装夹具正视图；

图11为本发明的升降滑台及零件工装夹具立体图一；

图12为本发明的升降滑台及零件工装夹具立体图二；

图13为本发明的零件外部工装夹具立体图；

图14为本发明的零件内部工装夹具立体图；

图中标号为：

1-行走轨道；

2-电器控制箱；

3-工业机器人；

4-夹具安装支架；

5-部件工装夹具；5a-固定板；5a1-第一支脚；5a2-第一勾块；5a3-第二勾块；5a4-圆形通孔；5b-第一活动板；5b1-第一槽型通孔；5c-第二活动板；5c1-第二槽型通孔；5d-第一旋转驱动器；5d1-第一铰链；5d2-第一直线驱动器；5d3-第一连杆；5d4-第二连杆；5e-压块；5e1-第二支脚；5e2-第三支脚；5f-第一勾爪；5f1-垫块；

6-升降滑台；6a-第一固定架；6b-第二直线驱动器；6c-第三连杆；6d-轨道；

7-零件外部工装夹具；7a-第二固定架；7b-第二铰链；7c-夹爪；7d-第二旋转驱动器；7d1-第三直线驱动器；7d2-双头铰链；7d3-连杆；7e-连接板；7f-伸缩立柱；7g-力臂；7h-电磁铁；

8-零件内部工装夹具；8a-第三固定架；8b-第三铰链；8c-第二勾爪；8d-第三旋转驱动器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种全自动仓储货架上下料机器人，如图1至5所示，包括有行走轨道1、电器控制箱2和工业机器人3，行走轨道1水平设置并固定安装在地面上，电器控制箱2和工业机器人3均固定安装在行走轨道1的活动部，行走轨道1和工业机器人3均与电器控制箱2电连接，工业机器人3的工作端固定安装有多功能工装夹具，多功能工装夹具包括有夹具安装支架4和对称地安装在夹具安装支架4两侧的部件工装夹具5、升降滑台6，升降滑台6的工作方向竖直设置，升降滑台6的工作端固定安装有零件工装夹具，零件工装夹具包括有零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8。

行走轨道1用于驱动电器控制箱2和工业机器人3在水平面上沿着X轴和Y轴的方向移动，电器控制箱2用于向工业机器人3供电并且向工业机器人3发出工作信号，工业机器人3用于驱动夹具安装支架4移动至上下料工作位，夹具安装支架4用于安装一对部件工装夹具5、升降滑台6、零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8，部件工装夹具5用于抓取部件，升降滑台6用于驱动零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8竖直朝向零件靠近或远离，零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8分别用于抓取零件的外部和内部，零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8可以单独工作也可以共同工作，使得多功能工装夹具能够抓取仓储货架的零件和部件，行走轨道1、工业机器人3搭配多功能工装夹具实现了仓储货架的全自动上下料。

如图6所示，部件工装夹具5包括有双头伸缩支架以及固定安装在双头伸缩支架的两个伸缩端并且工作方向彼此相反的一对第一旋转驱动器5d、压块5e、第一勾爪5f，双头伸缩支架固定安装在夹具安装支架4的底端，双头伸缩支架的伸缩方向水平并且垂直于夹具安装支架4的长度方向；压块5e固定安装在双头伸缩支架的伸缩端，第一勾爪5f的中端与压块5e可旋转地连接，第一勾爪5f的驱动端与第一旋转驱动器5d的输出端传动连接，工作状态下，第一勾爪5f的工作端位于压块5e底端的正下方。

第一旋转驱动器5d、压块5e和第一勾爪5f组合成用于钳制部件内侧一边的机械手，第一旋转驱动器5d驱动第一勾爪5f的工作端朝向压块5e底端的方向旋转使得压块5e的底端和第一勾爪5f的工作端能够夹住部件内侧的一边，双头伸缩支架可以朝向两侧伸缩，使得安装在双头伸缩支架两个伸缩端的一对机械手之间的水平相对距离可以调节，从而使得部件工装夹具5可以根据需要调节双头伸缩支架的总长度使其适应不同宽度的部件。

如图7所示，双头伸缩支架包括有固定板5a、第一活动板5b和第二活动板5c,固定板5a、第一活动板5b和第二活动板5c均竖直设置，固定板5a固定安装在夹具安装支架4的底端，第一活动板5b和第二活动板5c分别设置于固定板5a的两面并且与固定板5a滑动连接。

固定板5a的顶部两侧设置有与夹具安装支架4固定连接的第一支脚5a1，固定板5a的上下两面均安装有分别朝向第一活动板5b和第二活动板5c方向设置第一勾块5a2、第二勾块5a3，第一勾块5a2和第二勾块5a3均为L形状并且结构相同，第一活动板5b和第二活动板5c结构相同，固定板5a和第一勾块5a2组合成与第一活动板5b间隙配合的滑槽，固定板5a和第二勾块5a3组合成与第二活动板5c间隙配合的滑槽，从而使得第一活动板5b和第二活动板5c可以相对于固定板5a水平滑动；

固定板5a上设置有若干沿着固定板5a长度方向均布的圆形通孔5a4，第一活动板5b和第二活动板5c上分别设置有沿着水平方向延伸并且与圆形通孔5a4对应的第一槽型通孔5b1和第二槽型通孔5c1，通过螺栓穿过第一槽型通孔5b1与圆形通孔5a4固定连接或者通过螺栓穿过第二槽型通孔5c1和圆形通孔5a4固定连接，即可限制第一活动板5b和第二活动板5c与固定板5a之间的相对滑动；工作人员可以拧松螺栓后滑动第一活动板5b和第二活动板5c来调节双头伸缩支架的长度，也可以对双头伸缩支架增加直线驱动器，使其能够自动伸缩。

如图8和9所示，第一旋转驱动器5d包括有第一铰链5d1、第一直线驱动器5d2、第一连杆5d3、第二连杆5d4，压块5e的顶端和底端分别设置有朝向第一铰链5d1方向延伸的第二支脚5e1和第三支脚5e2，第一勾爪5f的中端与第三支脚5e2的悬空端铰接；第一铰链5d1和压块5e分别位于双头伸缩支架活动部的两边，第一直线驱动器5d2的固定部固定安装在第一铰链5d1的活动部上，第一连杆5d3的两端分别与第一直线驱动器5d2的工作端和第一勾爪5f的驱动端铰接，第二连杆5d4的两端分别与第二支脚5e1的悬空端和第一连杆5d3的中端铰接，第一铰链5d1、第一连杆5d3、第二连杆5d4、第二支脚5e1、第三支脚5e2的铰接轴均水平设置。

第一直线驱动器5d2为单轴单杆气缸，第一直线驱动器5d2的工作端收缩并且驱动第一连杆5d3环绕其与第二连杆5d4的铰接轴顺时针旋转，第二连杆5d4伴随着第一连杆5d3的移动适应性地逆时针旋转，从而驱动第一连杆5d3环绕第二支脚5e1与第二连杆5d4的铰接轴逆时针旋转，同时第一直线驱动器5d2环绕其与第一铰链5d1的铰接轴自适应旋转，第一勾爪5f伴随着第一连杆5d3的移动适应性地环绕第一勾爪5f与第三支脚5e2的铰接轴做逆时针旋转，从而使得第一勾爪5f的工作端朝向远离压块5e底端的方向移动，该机械手张开；反之第一直线驱动器5d2的工作端伸出即可驱动第一勾爪5f的工作端朝向靠近压块5e底端的方向移动。

第一勾爪5f的工作端可拆卸的安装有垫块5f1，垫块5f1为弹性材料或者硬度小于仓储货架的硬度的刚性材料。

垫块5f1为消耗品，垫块5f1通过螺栓与第一勾爪5f的工作端固定连接，用于防止压块5e和第一勾爪5f夹紧时损伤到仓储货架，垫块5f1可以是橡胶材料也可以是铜或硬质塑料，长期使用后垫块5f1磨损时可以快速更换。

如图10至12所示，升降滑台6包括有第一固定架6a、第二直线驱动器6b、第三连杆6c和轨道6d，第一固定架6a与夹具安装支架4固定连接，第二直线驱动器6b固定安装在第一固定架6a的内部，第二直线驱动器6b的工作方向竖直设置，轨道6d分别固定安装在第一固定架6a的两侧，零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8分别安装在两个轨道6d上，第三连杆6c的中端与第二直线驱动器6b的工作端固定连接，第三连杆6c的两端分别与零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8的非工作端固定连接。

第一固定架6a用于固定安装第二直线驱动器6b和轨道6d，轨道6d包括有滑轨和滑块，轨道6d用于安装零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8并且引导零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8的移动方向，第二直线驱动器6b为单轴单杆气缸，第三连杆6c用于连接第二直线驱动器6b的工作端和零件外部工装夹具7、零件内部工装夹具8的非工作部，使得第二直线驱动器6b能够驱动零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8竖直上下移动。

如图13所示，零件外部工装夹具7包括有第二固定架7a和第二旋转驱动器7d，第二固定架7a与升降滑台6的工作端固定连接，第二固定架7a底部的两侧均安装有第二铰链7b和夹爪7c，第二铰链7b的固定部与第二固定架7a固定连接，夹爪7c与第二铰链7b的活动部固定连接，第二旋转驱动器7d的工作端与夹爪7c的驱动端传动连接，夹爪7c与第二铰链7b的铰接轴水平设置，工作状态下，夹爪7c夹设在零件的两侧。

第二旋转驱动器7d用于驱动分别位于第二固定架7a两侧的两个夹爪7c环绕其与第二铰链7b的铰接轴旋转，使得两个夹爪7c能够相互靠近或远离，从而使得夹爪7c能够从外侧夹住或放开零件。

夹爪7c的中端与第二铰链7b的活动部固定连接，第二旋转驱动器7d包括有第三直线驱动器7d1，第三直线驱动器7d1固定安装在第二固定架7a的顶端，第三直线驱动器7d1的工作端竖直向下设置，第三直线驱动器7d1的工作端固定安装有两端朝向夹爪7c驱动端设置的双头铰链7d2，双头铰链7d2的两端均安装有两端分别与夹爪7c驱动端和双头铰链7d2铰接的连杆7d3。

第三直线驱动器7d1为单轴单杆气缸，第三直线驱动器7d1驱动双头铰链7d2带动连杆7d3竖直上下移动，连杆7d3移动的同时环绕其与双头铰链7d2的铰接轴旋转，从而带动夹爪7c环绕其与第二铰链7b的铰接轴旋转，使得夹爪7c能够旋转着相互靠近或远离。

零件外部工装夹具7还包括有连接板7e、伸缩立柱7f、力臂7g和电磁铁7h，连接板7e固定安装在第二旋转驱动器7d的非工作部，力臂7g套设在第三直线驱动器7d1的工作轴上，伸缩立柱7f竖直设置并且伸缩立柱7f的两端分别与伸缩立柱7f和电磁铁7h的悬空端固定连接，电磁铁7h固定安装在连接板7e的底端。

第三直线驱动器7d1驱动双头铰链7d2带动连接板7e和电磁铁7h竖直上下移动，伸缩立柱7f适应性地伸缩，力臂7g和伸缩立柱7f用于平衡连接板7e和电磁铁7h分配在双头铰链7d2两侧的重量，电磁铁7h用于吸住零件，为夹爪7c的夹取提供增益效果。

如图14所示，零件内部工装夹具8包括有第三固定架8a和第三旋转驱动器8d，第三固定架8a与升降滑台6的工作端固定连接，第三固定架8a底部的两侧均安装有第三铰链8b和第二勾爪8c，第三铰链8b的固定部与第三固定架8a固定连接，第二勾爪8c与第三铰链8b的活动部固定连接，第三旋转驱动器8d的工作端与第二勾爪8c的驱动端传动连接，第二勾爪8c与第三铰链8b的铰接轴水平设置，工作状态下，第二勾爪8c插入在零件的内部。

第三固定架8a、第三铰链8b、第三旋转驱动器8d的结构与第二固定架7a、第二铰链7b、第二旋转驱动器7d的结构基本相同，不同之处在于夹爪7c底端设置有向内用于勾住零件外侧底部的凸起，第二勾爪8c的底端设置有向外用于勾住零件内侧顶部的凸起，第三旋转驱动器8d用于驱动第二勾爪8c向内收拢或者向外张开。

本发明的工作原理：

行走轨道1用于驱动电器控制箱2和工业机器人3在水平面上沿着X轴和Y轴的方向移动，电器控制箱2用于向工业机器人3供电并且向工业机器人3发出工作信号，工业机器人3用于驱动夹具安装支架4移动至上下料工作位，夹具安装支架4用于安装一对部件工装夹具5、升降滑台6、零件外部工装夹具7和/或零件内部工装夹具8，部件工装夹具5用于抓取部件，升降滑台6用于驱动零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8竖直朝向零件靠近或远离，零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8分别用于抓取零件的外部和内部，零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8可以单独工作也可以共同工作，使得多功能工装夹具能够抓取仓储货架的零件和部件，行走轨道1、工业机器人3搭配多功能工装夹具实现了仓储货架的全自动上下料。

固定板5a的顶部两侧设置有与夹具安装支架4固定连接的第一支脚5a1，固定板5a的上下两面均安装有分别朝向第一活动板5b和第二活动板5c方向设置第一勾块5a2、第二勾块5a3，第一勾块5a2和第二勾块5a3均为L形状并且结构相同，第一活动板5b和第二活动板5c结构相同，固定板5a和第一勾块5a2组合成与第一活动板5b间隙配合的滑槽，固定板5a和第二勾块5a3组合成与第二活动板5c间隙配合的滑槽，从而使得第一活动板5b和第二活动板5c可以相对于固定板5a水平滑动；

固定板5a上设置有若干沿着固定板5a长度方向均布的圆形通孔5a4，第一活动板5b和第二活动板5c上分别设置有沿着水平方向延伸并且与圆形通孔5a4对应的第一槽型通孔5b1和第二槽型通孔5c1，通过螺栓穿过第一槽型通孔5b1与圆形通孔5a4固定连接或者通过螺栓穿过第二槽型通孔5c1和圆形通孔5a4固定连接，即可限制第一活动板5b和第二活动板5c与固定板5a之间的相对滑动；工作人员可以拧松螺栓后滑动第一活动板5b和第二活动板5c来调节双头伸缩支架的长度，也可以对双头伸缩支架增加直线驱动器，使其能够自动伸缩；

第一旋转驱动器5d、压块5e和第一勾爪5f组合成用于钳制部件内侧一边的机械手，第一直线驱动器5d2为单轴单杆气缸，第一直线驱动器5d2的工作端收缩并且驱动第一连杆5d3环绕其与第二连杆5d4的铰接轴顺时针旋转，第二连杆5d4伴随着第一连杆5d3的移动适应性地逆时针旋转，从而驱动第一连杆5d3环绕第二支脚5e1与第二连杆5d4的铰接轴逆时针旋转，同时第一直线驱动器5d2环绕其与第一铰链5d1的铰接轴自适应旋转，第一勾爪5f伴随着第一连杆5d3的移动适应性地环绕第一勾爪5f与第三支脚5e2的铰接轴做逆时针旋转，从而使得第一勾爪5f的工作端朝向远离压块5e底端的方向移动，该机械手张开；反之第一直线驱动器5d2的工作端伸出即可驱动第一勾爪5f的工作端朝向靠近压块5e底端的方向移动；

第一固定架6a用于固定安装第二直线驱动器6b和轨道6d，轨道6d包括有滑轨和滑块，轨道6d用于安装零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8并且引导零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8的移动方向，第二直线驱动器6b为单轴单杆气缸，第三连杆6c用于连接第二直线驱动器6b的工作端和零件外部工装夹具7、零件内部工装夹具8的非工作部，使得第二直线驱动器6b能够驱动零件外部工装夹具7和零件内部工装夹具8竖直上下移动；

第二旋转驱动器7d用于驱动分别位于第二固定架7a两侧的两个夹爪7c环绕其与第二铰链7b的铰接轴旋转，使得两个夹爪7c能够相互靠近或远离，从而使得夹爪7c能够从外侧夹住或放开零件；

第三直线驱动器7d1为单轴单杆气缸，第三直线驱动器7d1驱动双头铰链7d2带动连杆7d3竖直上下移动，连杆7d3移动的同时环绕其与双头铰链7d2的铰接轴旋转，从而带动夹爪7c环绕其与第二铰链7b的铰接轴旋转，使得夹爪7c能够旋转着相互靠近或远离；

第三直线驱动器7d1驱动双头铰链7d2带动连接板7e和电磁铁7h竖直上下移动，伸缩立柱7f适应性地伸缩，力臂7g和伸缩立柱7f用于平衡连接板7e和电磁铁7h分配在双头铰链7d2两侧的重量，电磁铁7h用于吸住零件，为夹爪7c的夹取提供增益效果；

第三固定架8a、第三铰链8b、第三旋转驱动器8d的结构与第二固定架7a、第二铰链7b、第二旋转驱动器7d的结构基本相同，不同之处在于夹爪7c底端设置有向内用于夹取零件外侧底部的勾部，第二勾爪8c的底端设置有向外用于勾住零件内侧顶部的勾部，第三旋转驱动器8d用于驱动第二勾爪8c向内收拢或者向外张开。

Claims (10)

1.一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，包括有行走轨道(1)、电器控制箱(2)和工业机器人(3)，行走轨道(1)水平设置并固定安装在地面上，电器控制箱(2)和工业机器人(3)均固定安装在行走轨道(1)的活动部，行走轨道(1)和工业机器人(3)均与电器控制箱(2)电连接，工业机器人(3)的工作端固定安装有多功能工装夹具，多功能工装夹具包括有夹具安装支架(4)和对称地安装在夹具安装支架(4)两侧的部件工装夹具(5)、升降滑台(6)，升降滑台(6)的工作方向竖直设置，升降滑台(6)的工作端固定安装有零件工装夹具，零件工装夹具包括有零件外部工装夹具(7)和零件内部工装夹具(8)。

2.根据权利要求1所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，部件工装夹具(5)包括有双头伸缩支架以及固定安装在双头伸缩支架的两个伸缩端并且工作方向彼此相反的一对第一旋转驱动器(5d)、压块(5e)、第一勾爪(5f)，双头伸缩支架固定安装在夹具安装支架(4)的底端，双头伸缩支架的伸缩方向水平并且垂直于夹具安装支架(4)的长度方向；压块(5e)固定安装在双头伸缩支架的伸缩端，第一勾爪(5f)的中端与压块(5e)可旋转地连接，第一勾爪(5f)的驱动端与第一旋转驱动器(5d)的输出端传动连接，工作状态下，第一勾爪(5f)的工作端位于压块(5e)底端的正下方。

3.根据权利要求2所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，双头伸缩支架包括有固定板(5a)、第一活动板(5b)和第二活动板(5c),固定板(5a)、第一活动板(5b)和第二活动板(5c)均竖直设置，固定板(5a)固定安装在夹具安装支架(4)的底端，第一活动板(5b)和第二活动板(5c)分别设置于固定板(5a)的两面并且与固定板(5a)滑动连接。

4.根据权利要求2所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，第一旋转驱动器(5d)包括有第一铰链(5d1)、第一直线驱动器(5d2)、第一连杆(5d3)、第二连杆(5d4)，压块(5e)的顶端和底端分别设置有朝向第一铰链(5d1)方向延伸的第二支脚(5e1)和第三支脚(5e2)，第一勾爪(5f)的中端与第三支脚(5e2)的悬空端铰接；第一铰链(5d1)和压块(5e)分别位于双头伸缩支架活动部的两边，第一直线驱动器(5d2)的固定部固定安装在第一铰链(5d1)的活动部上，第一连杆(5d3)的两端分别与第一直线驱动器(5d2)的工作端和第一勾爪(5f)的驱动端铰接，第二连杆(5d4)的两端分别与第二支脚(5e1)的悬空端和第一连杆(5d3)的中端铰接，第一铰链(5d1)、第一连杆(5d3)、第二连杆(5d4)、第二支脚(5e1)、第三支脚(5e2)的铰接轴均水平设置。

5.根据权利要求2所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，第一勾爪(5f)的工作端可拆卸的安装有垫块(5f1)，垫块(5f1)为弹性材料或者硬度小于仓储货架的硬度的刚性材料。

6.根据权利要求1所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，升降滑台(6)包括有第一固定架(6a)、第二直线驱动器(6b)、第三连杆(6c)和轨道(6d)，第一固定架(6a)与夹具安装支架(4)固定连接，第二直线驱动器(6b)固定安装在第一固定架(6a)的内部，第二直线驱动器(6b)的工作方向竖直设置，轨道(6d)分别固定安装在第一固定架(6a)的两侧，零件外部工装夹具(7)和零件内部工装夹具(8)分别安装在两个轨道(6d)上，第三连杆(6c)的中端与第二直线驱动器(6b)的工作端固定连接，第三连杆(6c)的两端分别与零件外部工装夹具(7)和零件内部工装夹具(8)的非工作端固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，零件外部工装夹具(7)包括有第二固定架(7a)和第二旋转驱动器(7d)，第二固定架(7a)与升降滑台(6)的工作端固定连接，第二固定架(7a)底部的两侧均安装有第二铰链(7b)和夹爪(7c)，第二铰链(7b)的固定部与第二固定架(7a)固定连接，夹爪(7c)与第二铰链(7b)的活动部固定连接，第二旋转驱动器(7d)的工作端与夹爪(7c)的驱动端传动连接，夹爪(7c)与第二铰链(7b)的铰接轴水平设置，工作状态下，夹爪(7c)夹设在零件的两侧。

8.根据权利要求7所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，夹爪(7c)的中端与第二铰链(7b)的活动部固定连接，第二旋转驱动器(7d)包括有第三直线驱动器(7d1)，第三直线驱动器(7d1)固定安装在第二固定架(7a)的顶端，第三直线驱动器(7d1)的工作端竖直向下设置，第三直线驱动器(7d1)的工作端固定安装有两端朝向夹爪(7c)驱动端设置的双头铰链(7d2)，双头铰链(7d2)的两端均安装有两端分别与夹爪(7c)驱动端和双头铰链(7d2)铰接的连杆(7d3)。

9.根据权利要求8所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，零件外部工装夹具(7)还包括有连接板(7e)、伸缩立柱(7f)、力臂(7g)和电磁铁(7h)，连接板(7e)固定安装在第二旋转驱动器(7d)的非工作部，力臂(7g)套设在第三直线驱动器(7d1)的工作轴上，伸缩立柱(7f)竖直设置并且伸缩立柱(7f)的两端分别与伸缩立柱(7f)和电磁铁(7h)的悬空端固定连接，电磁铁(7h)固定安装在连接板(7e)的底端。

10.根据权利要求1所述的一种全自动仓储货架上下料机器人，其特征在于，零件内部工装夹具(8)包括有第三固定架(8a)和第三旋转驱动器(8d)，第三固定架(8a)与升降滑台(6)的工作端固定连接，第三固定架(8a)底部的两侧均安装有第三铰链(8b)和第二勾爪(8c)，第三铰链(8b)的固定部与第三固定架(8a)固定连接，第二勾爪(8c)与第三铰链(8b)的活动部固定连接，第三旋转驱动器(8d)的工作端与第二勾爪(8c)的驱动端传动连接，第二勾爪(8c)与第三铰链(8b)的铰接轴水平设置，工作状态下，第二勾爪(8c)插入在零件的内部。

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