CN111703885B - 一种自动化夹取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化夹取装置，包括底座，底座上焊接有承重架，且承重架一侧内固定设置有一级伺服电机，承重架中转动设有立轴，且一级伺服电机输出端与立轴上分别套设有转动啮合的一级齿轮与二级齿轮。本发明通过在承重架中设置由一级伺服电机驱动旋转的立轴，以便于在立轴上水平连接可旋转的横梁，并利用锥齿轮啮合传动实现转盘与横梁的同步旋转，以为水平旋转的横梁提供限位支撑作用；通过在横梁上设置可水平移动的吊架，在吊架中设置由二级伺服电机驱动旋转的滚珠丝杠，利用螺母与滑杆之间的上连杆、滑杆与滑块之间的下连杆、滑块与夹具之间的牵引杆实现夹具在水平方向上的伸缩运动，从而对包裹产品进行稳定的夹持限位。

Description

一种自动化夹取装置

技术领域

本发明涉及物流运输技术领域，尤其涉及一种自动化夹取装置。

背景技术

因为网络技术水平的不断提高，使得网络购物平台越来越受欢迎，随之而获得发展的是邮递快寄产业。近年来，网络购物数量与网络消费金额数值呈现同步增长的趋势，导致邮递快寄的包裹数量也急速增长。因为在同一条运输线上的包裹收发地存在差异，且大量的包裹产品之间也存在种类、尺寸与规格上的差别，所以一般需要进行必要的分拣操作。

传统条件下，受技术因素限制，只能依靠投入一定的人力对在运输线上运动的包裹产品进行纯手工分拣，但是人工分拣需要的人本成本极高，且效率低下，同时因为人工操作在对包裹产品拿取搬运的过程中难以准确把握施力程度，极易造成易碎易裂的包裹产品的损坏，人工分拣操作受时间与速度因素限制，导致难以确保分拣准确度；在现有的科学技术条件下，虽然也利用气缸等辅助工具实现了一定程度的机械操作，但是受结构条件所限导致夹取装置一般只能设置简易的夹具，因灵活性差、夹取效率低，对具有种类与尺寸差别的各类包裹产品进行夹取时因为难以实现夹具自身的尺寸调整，导致在夹取时缺乏足够的稳定性；更为重要的是，对包裹产品进行夹取后，需要对其进行一定距离的位移操作，而传统的夹取设备不具备该种功能，尤其是在向多个方向或位置进行分拣拿取操作时，存在一定的转向困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中物流运输时难以对产品进行挑拣分选的问题，而提出的一种自动化夹取装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自动化夹取装置，包括底座，所述底座上焊接有承重架，且承重架一侧内固定设置有一级伺服电机，所述承重架中转动设有立轴，且一级伺服电机输出端与立轴上分别套设有转动啮合的一级齿轮与二级齿轮，所述承重架另一侧内分别转动设有一级转轴与二级转轴，且一级转轴一端上固定套设有与二级齿轮转动啮合的三级齿轮，所述一级转轴与二级转轴上分别固定套设有转动啮合的四级齿轮与五级齿轮，且二级转轴上端水平焊接有转盘，所述立轴上端水平连接有横梁，且横梁一端与转盘之间固定连接有支杆；

所述横梁一端上固定连接有液压油缸，所述横梁另一端开设由导向槽，且导向槽中滑动安装有与液压油缸输出端固定连接的导向块，所述导向块下端固定连接有吊架，且吊架上端内固定设有二级伺服电机，所述吊架两侧中对应设置有两根滚珠丝杠，且二级伺服电机输出端与滚珠丝杠上分别固定套设有转动啮合的六级齿轮与七级齿轮，两个所述滚珠丝杠上均螺纹连接有螺母，所述吊架下端滑动贯穿设置有滑杆，且两个螺母与滑杆上端之间均连接有上连杆，所述吊架两侧下端均焊接有侧板，且侧板中分别开设有滑槽与凹腔，所述滑槽中滑动套设有滑块，且滑杆下端与两个滑块之间均连接有下连杆，所述凹腔中分别套设有相连接的弹簧与夹具，且滑块与夹具之间连接有牵引杆。

优选地，所述立轴与二级转轴均垂直设置于承重架中，且立轴连接横梁与二级转轴连接转盘的上端延伸至承重架上方外，所述一级转轴水平设置于二级转轴下方。

优选地，所述一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮、四级齿轮与五级齿轮均为锥齿轮，且一级齿轮与三级齿轮分别位于二级齿轮两侧。

优选地，所述支杆垂直设置于转盘与横梁一端之间，且导向槽水平开设于横梁远离支杆的另一端。

优选地，所述吊架下端为开口的中空结构，且两根滚珠丝杠水平设置于二级伺服电机下端两侧。

优选地，所述六级齿轮与七级齿轮均为锥齿轮，且两个七级齿轮分别位于六级齿轮两侧。

优选地，所述滑杆垂直滑动套设于吊架下端开口中，且滑杆上下两端分别位于吊架内外两侧。

优选地，所述上连杆上下两端分别与螺母及滑杆上端销轴连接，且下连杆上下两端分别与滑杆下端及滑块销轴连接。

优选地，所述弹簧一端固定焊接于凹腔内壁，且夹具滑动套设于凹腔中，所述牵引杆两端分别与滑块及夹具销轴连接。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

1、本发明在底座上设置承重架，在承重架中设置由一级伺服电机驱动旋转的立轴，利用立轴支撑可水平旋转的横梁；同时在承重架中利用锥齿轮传动，在横梁一端下方设置与之相对应的转盘，通过在横梁带动夹取机构在水平方向上的位置偏转调整，以便于对多个位置上的包裹产品进行夹取操作。

2、本发明在横梁设置由液压油缸驱动的夹取机构，通过在吊架中设置由二级伺服电机驱动旋转的滚珠丝杠，通过在吊架中设置可上下移动的滑杆，在吊架下端对应安装侧板，通过在侧板中设置由滑块牵引的夹具，使得两个夹具在伸缩过程中对包裹产品进行稳定夹持。

综上所述，本发明通过在承重架中设置由一级伺服电机驱动旋转的立轴，以便于在立轴上水平连接可旋转的横梁，并利用锥齿轮啮合传动实现转盘与横梁的同步旋转，以为水平旋转的横梁提供限位支撑作用；通过在横梁上设置可水平移动的吊架，在吊架中设置由二级伺服电机驱动旋转的滚珠丝杠，利用螺母与滑杆之间的上连杆、滑杆与滑块之间的下连杆、滑块与夹具之间的牵引杆实现夹具在水平方向上的伸缩运动，从而对包裹产品进行稳定的夹持限位。

附图说明

图1为本发明提出的一种自动化夹取装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种自动化夹取装置的A部分结构放大图；

图3为本发明提出的一种自动化夹取装置的B部分结构放大图；

图4为本发明提出的一种自动化夹取装置的C部分结构放大图；

图5为本发明提出的一种自动化夹取装置的横梁结构示意图；

图6为本发明提出的一种自动化夹取装置的转盘结构示意图；

图7为本发明提出的一种自动化夹取装置的侧板结构示意图。

图中：1底座、2承重架、3一级伺服电机、4立轴、5一级齿轮、6二级齿轮、7一级转轴、8三级齿轮、9二级转轴、10四级齿轮、11五级齿轮、12转盘、13横梁、14支杆、15液压油缸、16导向槽、17导向块、18吊架、19二级伺服电机、20滚珠丝杠、21六级齿轮、22七级齿轮、23螺母、24滑杆、25上连杆、26侧板、27滑槽、28凹腔、29滑块、30下连杆、31弹簧、32夹具、33牵引杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-7，一种自动化夹取装置，包括底座1，底座1上焊接有承重架2，承重架2为中空的框体结构，且承重架2一侧内固定设置有一级伺服电机3，一级伺服电机3上可选用产品型号为HC-KFS43的电机，承重架2中转动设有立轴4，且一级伺服电机3输出端与立轴4上分别套设有转动啮合的一级齿轮5与二级齿轮6，在一级伺服电机3的驱动下，可使立轴4进行双向旋转移动，承重架2另一侧内分别转动设有一级转轴7与二级转轴9，且一级转轴7一端上固定套设有与二级齿轮6转动啮合的三级齿轮8，一级转轴7与二级转轴9上分别固定套设有转动啮合的四级齿轮10与五级齿轮11，且二级转轴9上端水平焊接有转盘12，立轴4上端水平连接有横梁13，且横梁13一端与转盘12之间固定连接有支杆14，具体参照说明附图1-2，在横梁13一端下方设置可与之同步偏转的转盘12，并在转盘12与横梁13之间连接支杆14，以为水平偏转的横梁13提供牵引限位作用，从而确保横梁13的平衡；

横梁13一端上固定连接有液压油缸15，液压油缸15可选用HANLDA汉力品牌型号为YGS70*30*520的智能控制设备，横梁13另一端开设由导向槽16，且导向槽16中滑动安装有与液压油缸15输出端固定连接的导向块17，导向块17下端固定连接有吊架18，在液压油缸15的驱动下，通过在导向槽16中可双向滑动的导向块17带动吊架18及夹取机构进行水平位置的移动调整，且吊架18上端内固定设有二级伺服电机19，二级伺服电机19可选用产品型号为HC-SFS121B的电机，吊架18两侧中对应设置有两根滚珠丝杠20，且二级伺服电机19输出端与滚珠丝杠20上分别固定套设有转动啮合的六级齿轮21与七级齿轮22，两个滚珠丝杠20上均螺纹连接有螺母23，吊架18下端滑动贯穿设置有滑杆24，且两个螺母23与滑杆24上端之间均连接有上连杆25，吊架18两侧下端均焊接有侧板26，且侧板26中分别开设有滑槽27与凹腔28，滑槽27中滑动套设有滑块29，且滑杆24下端与两个滑块29之间均连接有下连杆30，凹腔28中分别套设有相连接的弹簧31与夹具32，且滑块29与夹具32之间连接有牵引杆33，具体参照说明附图3-4，利用滚珠丝杠20的旋转带动螺母23进行水平方向双向移动，通过上连杆25、滑杆24、下连杆30、滑块29与牵引杆33的双向移动以最终实现夹具32的伸缩运动，从而组成夹取机构，以便于对包裹产品进行夹取限位。

需要说明的是，承重架2与吊夹18中均安装有阻尼轴承，以分别为立轴3、一级转轴7、二级转轴9与滚珠丝杠20提供可旋转的限位支撑作用，此为本技术所属领域的现有的技术手段，故在说明附图中为具体表示，此处也不做赘述。

具体参照说明附图2，立轴4与二级转轴9均垂直设置于承重架2中，且立轴4连接横梁13与二级转轴9连接转盘12的上端延伸至承重架2上方外，一级转轴7水平设置于二级转轴9下方，利用三级齿轮8、四级齿轮10与五级齿轮11的连续传动，以使转盘12与横梁13实现同步旋转，从而保证横梁13的稳定性。

一级齿轮5、二级齿轮6、三级齿轮8、四级齿轮10与五级齿轮11均为锥齿轮，且一级齿轮5与三级齿轮8分别位于二级齿轮6两侧。

支杆14垂直设置于转盘12与横梁13一端之间，且导向槽16水平开设于横梁13远离支杆14的另一端，利用液压油缸15带动位于吊架18内的夹取机构实现双向移动，从而对不同水平位置的包裹产品进行夹取操作。

吊架18下端为开口的中空结构，且两根滚珠丝杠20水平设置于二级伺服电机19下端两侧。

六级齿轮21与七级齿轮22均为锥齿轮，且两个七级齿轮22分别位于六级齿轮21两侧，可使两根滚珠丝杠20在一台二级伺服电机19的驱动下实现同步的旋转运动。

滑杆24垂直滑动套设于吊架18下端开口中，且滑杆24上下两端分别位于吊架18内外两侧，滑杆24在上连杆25的牵引或挤压作用下进行上下运动。

上连杆25上下两端分别与螺母23及滑杆24上端销轴连接，且下连杆30上下两端分别与滑杆24下端及滑块29销轴连接。

弹簧31一端固定焊接于凹腔28内壁，且夹具32滑动套设于凹腔28中，牵引杆33两端分别与滑块29及夹具32销轴连接，需要说明的是，夹具32位于凹腔28外的一端上固定套设质地轻柔的硅胶护套，既可增加夹具32与包裹产品之间的摩擦力，以提升夹持稳定性，同时也可以避免对包裹产品造成刮伤破坏。

本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：

第一，开启一级伺服电机3，一级伺服电机3输出轴带动一级齿轮5旋转，因为一级齿轮5与二级齿轮6转动啮合连接，使得旋转的二级齿轮6带动立轴3进行旋转，立轴3再带动横梁13以承重架2为支点进行水平旋转；

第二，因为二级齿轮6与三级齿轮8转动啮合连接，使得旋转的三级齿轮8带动一级转轴7旋转，一级转轴7带动四级齿轮10旋转，因为四级齿轮10与五级齿轮11转动啮合连接，使得旋转的五级齿轮11带动二级转轴9旋转，二级转轴9带动转盘12旋转，旋转的转盘12带动支杆14进行与横梁13相同步的偏转；

第三，在横梁13上开启液压油缸15，液压油缸15的输出端推动导向块17在导向槽16水平移动，导向块17再带动吊架18水平移动至合适的水平位置；

第四，在吊架18中开启二级伺服电机19，二级伺服电机19输出轴带动六级齿轮21旋转，因为六级齿轮21与两个七级齿轮22转动啮合连接，使得两根滚珠丝杠20旋转，两根滚珠丝杠20旋转使得两个螺母23相向运动；

第五，两个螺母23通过上连杆25对滑杆24进行挤压，使得滑杆24垂直向下，下移的滑杆24再对两根下连杆30进行挤压；

第六，下移的下连杆30对滑块29进行挤压，使得滑块29在滑槽27中垂直下移；

第七，受力下移的滑块29再通过牵引杆33对夹具33进行挤压，使得夹具33受力对弹簧31进行牵引，夹具33向凹腔28外移动，逐渐与包裹产品相抵，并从两侧方向对包裹产品进行夹持固定。

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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动化夹取装置，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）上焊接有承重架（2），且承重架（2）一侧内固定设置有一级伺服电机（3），所述承重架（2）中转动设有立轴（4），且一级伺服电机（3）输出端与立轴（4）上分别套设有转动啮合的一级齿轮（5）与二级齿轮（6），所述承重架（2）另一侧内分别转动设有一级转轴（7）与二级转轴（9），且一级转轴（7）一端上固定套设有与二级齿轮（6）转动啮合的三级齿轮（8），所述一级转轴（7）与二级转轴（9）上分别固定套设有转动啮合的四级齿轮（10）与五级齿轮（11），且二级转轴（9）上端水平焊接有转盘（12），所述立轴（4）上端水平连接有横梁（13），且横梁（13）一端与转盘（12）之间固定连接有支杆（14）；所述横梁（13）一端上固定连接有液压油缸（15），所述横梁（13）另一端开设有导向槽（16），且导向槽（16）中滑动安装有与液压油缸（15）输出端固定连接的导向块（17），所述导向块（17）下端固定连接有吊架（18），且吊架（18）上端内固定设有二级伺服电机（19），所述吊架（18）两侧中对应设置有两根滚珠丝杠（20），且二级伺服电机（19）输出端与滚珠丝杠（20）上分别固定套设有转动啮合的六级齿轮（21）与七级齿轮（22），两个所述滚珠丝杠（20）上均螺纹连接有螺母（23），所述吊架（18）下端滑动贯穿设置有滑杆（24），且两个螺母（23）与滑杆（24）上端之间均连接有上连杆（25），所述吊架（18）两侧下端均焊接有侧板（26），且侧板（26）中分别开设有滑槽（27）与凹腔（28），所述滑槽（27）中滑动套设有滑块（29），且滑杆（24）下端与两个滑块（29）之间均连接有下连杆（30），所述凹腔（28）中分别套设有相连接的弹簧（31）与夹具（32），且滑块（29）与夹具（32）之间连接有牵引杆（33）。

2.根据权利要求1所述的一种自动化夹取装置，其特征在于，所述立轴（4）与二级转轴（9）均垂直设置于承重架（2）中，且立轴（4）连接横梁（13）与二级转轴（9）连接转盘（12）的上端延伸至承重架（2）上方外，所述一级转轴（7）水平设置于二级转轴（9）下方，所述支杆（14）垂直设置于转盘（12）与横梁（13）一端之间，且导向槽（16）水平开设于横梁（13）远离支杆（14）的另一端。

3.根据权利要求1所述的一种自动化夹取装置，其特征在于，所述一级齿轮（5）、二级齿轮（6）、三级齿轮（8）、四级齿轮（10）与五级齿轮（11）均为锥齿轮，且一级齿轮（5）与三级齿轮（8）分别位于二级齿轮（6）两侧。

4.根据权利要求1所述的一种自动化夹取装置，其特征在于，所述吊架（18）下端为开口的中空结构，且两根滚珠丝杠（20）水平设置于二级伺服电机（19）下端两侧，所述滑杆（24）垂直滑动套设于吊架（18）下端开口中，且滑杆（24）上下两端分别位于吊架（18）内外两侧，所述上连杆（25）上下两端分别与螺母（23）及滑杆（24）上端销轴连接，且下连杆（30）上下两端分别与滑杆（24）下端及滑块（29）销轴连接。

5.根据权利要求1所述的一种自动化夹取装置，其特征在于，所述六级齿轮（21）与七级齿轮（22）均为锥齿轮，且两个七级齿轮（22）分别位于六级齿轮（21）两侧。

6.根据权利要求4所述的一种自动化夹取装置，其特征在于，所述弹簧（31）一端固定焊接于凹腔（28）内壁，且夹具（32）滑动套设于凹腔（28）中，所述牵引杆（33）两端分别与滑块（29）及夹具（32）销轴连接。

Images