CN111731586B - 一种纸箱开箱终端夹具以及开箱机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种纸箱开箱终端夹具以及开箱机械手，包括用于抓取纸箱的抓取机构和用于将纸箱从折叠状态翻折为立体状态的翻折机构，折叠状态下的纸箱设有两个朝向相反的折叠面，同一个折叠面包括立体状态下的纸箱的两个相邻的立体侧面；所述抓取机构包括用于对纸箱的立体侧面进行吸附的负压吸盘，所述负压吸盘通过固定连接结构设置在安装架上，且与提供负压力的负压装置连通；所述翻折机构包括用于在负压吸盘吸住纸箱的一个立体侧面后驱动同一个折叠面内的另一个立体侧面进行翻折打开的翻折推件，所述翻折推件设置在安装架上。本发明不仅能够实现自动的开箱工作，而且能够广泛应用于不同的包装场合，同时还具有结构简单、占用空间小等优点。

Description

一种纸箱开箱终端夹具以及开箱机械手

技术领域

本发明涉及纸箱包装装置，具体涉及一种纸箱开箱终端夹具以及开箱机械手。

背景技术

为了方便运输和储放，在货物生产加工时，往往会采用包装箱（纸箱）对货物进行包装。在传统的包装工序中，需要通过人工将折叠成平面结构的纸箱打开，形成一个立体结构的箱体，再将纸箱的底部封好，继而将货物装载在纸箱中，最后封好纸箱的顶部。

随着自动化技术的发展，现有技术中逐渐提出一些开箱机构，例如申请公布号为CN 109080894 A的发明申请公开的一种纸箱开箱机以及申请公布号为CN 110844199 A的发明申请公开的全自动开装箱一体机；虽然上述两种开箱机均能够实现自动开箱的工作，有效提高生产效率，但是同时存在以下的不足：

1、上述开箱机属于针对特定的包装场合而设计的专用机构，不能广泛用于多种不同的包装场合，适用性较差。

2、上述开箱机结构比较复杂，占用空间比较大，设备制造成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种纸箱开箱终端夹具，该开箱终端夹具不仅能够实现自动的开箱工作，而且能够适用于不同的包装场合，同时还具有结构简单、占用空间小等优点。

本发明的另一个目的在于提供一种纸箱开箱机械手。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种纸箱开箱终端夹具，包括用于抓取纸箱的抓取机构和用于将纸箱从折叠状态翻折为立体状态的翻折机构，折叠状态下的纸箱设有两个朝向相反的折叠面，同一个折叠面包括立体状态下的纸箱的两个相邻的立体侧面；

所述抓取机构包括用于对纸箱的立体侧面进行吸附的负压吸盘，所述负压吸盘通过固定连接结构设置在安装架上，且与提供负压力的负压装置连通；

所述翻折机构包括用于在负压吸盘吸住纸箱的一个立体侧面后驱动同一个折叠面内的另一个立体侧面进行打开翻折的翻折推件和用于驱动翻折推件进行伸缩移动的翻折驱动机构，所述翻折推件设置在安装架上。

上述开箱终端夹具的工作原理是：

工作时，本开箱终端夹具应用在机械手的末端关节上，借助机械手的多维移动完成纸箱搬运工作。

在机械手的驱动下，本开箱终端夹具移动至纸箱的堆放区域，使得负压吸盘靠近折叠状态下的纸箱的折叠面（正向），启动负压装置，使得负压吸盘在负压的作用下对该纸箱的折叠面进行吸附，继而将纸箱搬离堆放区域。接着进行开箱操作，此时负压吸盘吸附在该纸箱的其中一个立体侧面上，翻折推件作用在该纸箱的同一个折叠面内的另一个立体侧面上，使得另一个立体侧面往另一个折叠面（反向）的方向移动。其中，由于纸箱为多个立体侧面首尾连接的闭环式结构，当翻折推件推动另一个立体侧面移动时，另一个折叠面（反向）随着进行连带移动，对应的两个立体侧面会绕着连接部进行翻转移动，使得纸箱的内腔逐渐扩大。当翻折推件推动的另一个立体侧面与负压吸盘吸附的立体侧面之间的夹角为直角时，即完成开箱工作，再通过封底机构对纸箱的底部进行封闭，待货物装载完毕后，再通过封顶机构对纸箱的顶部进行封闭。

本发明的一个优选方案，其中，所述翻折驱动机构设置在安装架上；所述翻折推件固定设置在翻折驱动机构的驱动端上。

优选地，所述翻折驱动机构包括翻转驱动气缸，所述翻折推件固定设置在翻转驱动气缸的伸缩杆上。当然，所述翻折驱动机构也可以为其他能够实现直线驱动的驱动机构。通过上述结构，在纸箱开箱过程中，翻转驱动气缸驱动翻折推件顶在纸箱的侧面，使其绕着与负压吸盘吸附的立体侧面的连接部往远离安装架的方向进行翻转，从而打开纸箱。

进一步，所述安装架上设有用于收纳翻转驱动气缸和翻折推件的收纳腔，所述翻折机构还包括用于驱动翻转驱动气缸和翻折推件进出所述收纳腔的收纳切换机构。通过上述结构，当进行开箱工作时，收纳切换机构驱动翻转驱动气缸和翻折推件远离所述收纳腔，使得翻折推件可以作用在纸箱的侧面上；当不进行开箱工作时，收纳切换机构驱动翻转驱动气缸和翻折推件收纳在所述收纳腔中，这样可以在需要的时候应用翻转驱动气缸和翻折推件，在不需要的时候可以将翻转驱动气缸和翻折推件隐藏起来，与安装架一体，结构十分紧凑，同时避免在进行其他操作时翻转驱动气缸和翻折推件与其他物件发生干涉。

进一步，所述翻转驱动气缸通过转动连接结构连接在安装架上，该转动连接结构包括转动安装座，所述翻转驱动气缸与转动安装座固定连接，所述转动安装座铰接在安装架上。

进一步，所述收纳切换机构包括收纳切换气缸，所述收纳切换气缸的缸体铰接在安装架上，伸缩杆通过铰接结构与所述转动安装座连接。在收纳切换气缸的驱动下，收纳切换在收纳腔中进行转动，在工作状态和非工作状态之间来回切换。

进一步，所述铰接结构包括铰接轴，该铰接轴转动连接在转动安装座上；所述铰接轴的圆周面上设有安装部，该安装部上设有垂直于铰接轴的轴线的安装孔；所述收纳切换气缸的伸缩杆末端固定在所述安装孔中。

本发明的一个优选方案，其中，所述负压吸盘设有多个，分别通过负压杆固定连接在安装架上。

本发明的一个优选方案，其中，所述翻折推件设有弧形挤压面，当翻折推件挤压在纸箱的侧面时，弧形挤压面可以使得被挤压的纸箱侧面比较顺畅地进行翻转。

本发明的一个优选方案，其中，所述安装架的外侧设有机壳，所述机壳固定螺钉结构固定设置在安装架上。

一种纸箱开箱机械手，包括机械手本体和所述开箱终端夹具，所述开箱终端夹具设置在机械手本体的末端关节上。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过设置抓取机构和翻折机构，先对纸箱的一个侧面进行固定抓取的，再进行翻折工作，不仅能够实现自动的开箱工作，而且能够广泛应用于不同的包装场合，适用于任意规格的纸箱，

2、本发明中的开箱终端夹具作为一个独立的模块，可以在不同的机器人或机械手之间互换，通用能够实现开箱工作，具有良好的通用性。

3、本发明中的开箱终端夹具得结构简单，制造成本较低，而且占用空间小，便于实际应用时的空间布局。

4、与现有固定式的开箱机相比，本发明的开箱机械手可以在空间移动的过程中进行开箱操作，灵活性更好。

附图说明

图1为本发明中的纸箱开箱终端夹具的外部结构立体图。

图2-3为本发明中的纸箱开箱终端夹具的内部结构立体图，a代表纸箱；其中，图2为开箱前的立体图，图3为完成开箱后的立体图。

图4-7为本发明中的纸箱开箱终端夹具的侧视图，a代表纸箱；其中，图4为开箱前的侧视图，图5为翻折推件靠近折叠状态下的纸箱的侧视图，图6为翻折推件正在推动纸箱进行翻折的侧视图，图7为完成开箱后的侧视图。

图8为本发明中的翻折机构的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

本实施例中的纸箱开箱机械手，包括机械手本体和开箱终端夹具，所述开箱终端夹具设置在机械手本体的末端关节上。具体地，本实施例中的机械手本体可采用现有技术中的多维度的搬运机械手。

参见图1-8，所述开箱终端夹具包括用于抓取纸箱的抓取机构和用于将纸箱从折叠状态翻折为立体状态的翻折机构，折叠状态下的纸箱设有两个朝向相反的折叠面，同一个折叠面包括立体状态下的纸箱的两个相邻的立体侧面；所述抓取机构包括用于对纸箱的立体侧面进行吸附的负压吸盘1，所述负压吸盘1设有多个，分别通过负压杆固定连接在安装架2上，且与提供负压力的负压装置连通；所述翻折机构包括用于在负压吸盘1吸住纸箱的一个立体侧面后驱动同一个折叠面内的另一个立体侧面进行翻折打开的翻折推件3以及用于驱动翻折推件3进行伸缩移动的翻折驱动机构，所述翻折推件3设置在安装架2上。所述安装架2的外侧设有机壳4，所述机壳4固定螺钉结构固定设置在安装架2上。

参见图2-8，所述翻折机构设置在安装架2上；所述翻折推件3固定设置在翻折驱动机构的驱动端上。所述翻折驱动机构包括翻转驱动气缸5，所述翻折推件3固定设置在翻转驱动气缸5的伸缩杆上。当然，所述翻折驱动机构也可以为其他能够实现直线驱动的驱动机构。通过上述结构，在纸箱开箱过程中，翻转驱动气缸5驱动翻折推件3顶在纸箱的侧面，使其绕着与负压吸盘1吸附的立体侧面的连接部往远离安装架2的方向进行翻转，从而打开纸箱。

参见图2-8，所述安装架2上设有用于收纳翻转驱动气缸5和翻折推件3的收纳腔2-1，所述翻折机构还包括用于驱动翻转驱动气缸5和翻折推件3进出所述收纳腔2-1的收纳切换机构。通过上述结构，当进行开箱工作时，收纳切换机构驱动翻转驱动气缸5和翻折推件3远离所述收纳腔2-1，使得翻折推件3可以作用在纸箱的侧面上；当不进行开箱工作时，收纳切换机构驱动翻转驱动气缸5和翻折推件3收纳在所述收纳腔2-1中，这样可以在需要的时候应用翻转驱动气缸5和翻折推件3，在不需要的时候可以将翻转驱动气缸5和翻折推件3隐藏起来，与安装架2一体，结构十分紧凑，同时避免在进行其他操作时翻转驱动气缸5和翻折推件3与其他物件发生干涉。

参见图2-8，所述翻转驱动气缸5通过转动连接结构连接在安装架2上，该转动连接结构包括转动安装座6，所述翻转驱动气缸5与转动安装座6固定连接，所述转动安装座6铰接在安装架2上。所述收纳切换机构包括收纳切换气缸7，所述收纳切换气缸7的缸体铰接在安装架2上，伸缩杆通过铰接结构与所述转动安装座6连接。在收纳切换气缸7的驱动下，收纳切换在收纳腔2-1中进行转动，在工作状态和非工作状态之间来回切换。当然，所述收纳切换机构也可以为其他能够驱动收纳切换气缸7进行转动的驱动机构。

进一步，所述铰接结构包括铰接轴8，该铰接轴8转动连接在转动安装座6上；所述铰接轴8的圆周面上设有安装部，该安装部上设有垂直于铰接轴8的轴线的安装孔；所述收纳切换气缸7的伸缩杆末端固定在所述安装孔中。

参见图5-7，所述翻折推件3设有弧形挤压面，当翻折推件3挤压在纸箱的侧面时，弧形挤压面可以使得被挤压的纸箱侧面比较顺畅地进行翻转。

参见图2-8，本实施例中的开箱终端夹具的工作原理是：

工作时，在机械手的驱动下，本开箱终端夹具移动至纸箱的堆放区域，使得负压吸盘1靠近折叠状态下的纸箱的折叠面（正向），启动负压装置，使得对应的负压吸盘1在负压的作用下对该纸箱的折叠面进行吸附，如图4，继而将纸箱搬离堆放区域。接着进行开箱操作，此时负压吸盘1吸附在该纸箱的其中一个立体侧面上，翻折推件3作用在该纸箱的同一个折叠面内的另一个立体侧面上，使得另一个立体侧面往另一个折叠面（反向）的方向移动，如图5。其中，由于纸箱为多个立体侧面首尾连接的闭环式结构，当翻折推件3推动另一个立体侧面移动时，另一个折叠面（反向）随着进行连带移动，对应的两个立体侧面会绕着连接部进行翻转移动，使得纸箱的内腔逐渐扩大，如图6。当翻折推件3推动的另一个立体侧面与负压吸盘1吸附的立体侧面之间的夹角为直角时，即完成开箱工作，如图7，再通过封底机构对纸箱的底部进行封闭，待货物装载完毕后，再通过封顶机构对纸箱的顶部进行封闭。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中的翻折推件以垂直于折叠状态下的纸箱的方向推动纸箱的侧面，当然，也可以使用其他方向的作用力驱动折叠状态下的纸箱打开。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纸箱开箱终端夹具，其特征在于，包括用于抓取纸箱的抓取机构和用于将纸箱从折叠状态翻折为立体状态的翻折机构，折叠状态下的纸箱设有两个朝向相反的折叠面，同一个折叠面包括立体状态下的纸箱的两个相邻的立体侧面；

所述抓取机构包括用于对纸箱的立体侧面进行吸附的负压吸盘，所述负压吸盘通过固定连接结构设置在安装架上，且与提供负压力的负压装置连通；

所述翻折机构包括用于在负压吸盘吸住纸箱的一个立体侧面后单独驱动同一个折叠面内的另一个立体侧面进行打开翻折并完成翻折的翻折推件和用于驱动翻折推件进行伸缩移动的翻折驱动机构，所述翻折推件设置在安装架上；

所述翻折驱动机构包括翻转驱动气缸，所述翻折推件固定设置在翻转驱动气缸的伸缩杆上；所述安装架上设有用于收纳翻转驱动气缸和翻折推件的收纳腔，所述翻折机构还包括用于驱动翻转驱动气缸和翻折推件进出所述收纳腔的收纳切换机构。

2.根据权利要求1所述的纸箱开箱终端夹具，其特征在于，所述翻折驱动机构设置在安装架上；所述翻折推件固定设置在翻折驱动机构的驱动端上。

3.根据权利要求1所述的纸箱开箱终端夹具，其特征在于，所述翻转驱动气缸通过转动连接结构连接在安装架上，该转动连接结构包括转动安装座，所述翻转驱动气缸与转动安装座固定连接，所述转动安装座铰接在安装架上。

4.根据权利要求3所述的纸箱开箱终端夹具，其特征在于，所述收纳切换机构包括收纳切换气缸，所述收纳切换气缸的缸体铰接在安装架上，伸缩杆通过铰接结构与所述转动安装座连接。

5.根据权利要求4所述的纸箱开箱终端夹具，其特征在于，所述铰接结构包括铰接轴，该铰接轴转动连接在转动安装座上；所述铰接轴的圆周面上设有安装部，该安装部上设有垂直于铰接轴的轴线的安装孔；所述收纳切换气缸的伸缩杆末端固定在所述安装孔中。

6.根据权利要求1所述的纸箱开箱终端夹具，其特征在于，所述负压吸盘设有多个，分别通过负压杆固定连接在安装架上。

7.根据权利要求5所述的纸箱开箱终端夹具，其特征在于，所述翻折推件设有弧形挤压面。

8.一种纸箱开箱机械手，其特征在于，包括机械手本体和权利要求1-7任一项所述纸箱开箱终端夹具，所述纸箱开箱终端夹具设置在机械手本体的末端关节上。

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