CN111731860A - 一种板材搬运辅助臂组及连续搬运工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板材搬运辅助臂组及连续搬运工作方法，应用在板材搬运机器人上，包括：固定安装在搬运机器人本体上的拆分夹持机构，设置在搬运机器人本体上且位于拆分夹持机构一侧的夹取机械臂；以及设置在拆分夹持机构底部的输送平台。拆分夹持机构和夹取机械臂均固定安装在搬运机器人本体上，夹取机械臂位于拆分夹持机构的一侧便于对拆分的板材进行夹取安装；输送平台用来将板材堆垛传送至拆分夹持机构处，使得拆分夹持机构进行连续性工作，本发明通过拆分夹持机构和夹取机械臂实现对板材堆垛的整体拆分和连续性搬运，能够在施工现场协助工人对装修板材堆垛进行拆‑搬‑装一体化操作，提高装修进程和方便工人操作。

Description

一种板材搬运辅助臂组及连续搬运工作方法

技术领域

本发明属于搬运机器人领域，尤其是一种板材搬运辅助臂组及连续搬运工作方法。

背景技术

采用玻璃瓷砖等墙板的装潢方式成为新兴的装潢方式，现有的板材搬运装置在施工过程中只能实现单个板材的运输安装，所以在安装过程中需要对板材堆垛不光进行人工拆垛之外，还要根据其安装位置调整搬运，由于板材其形状的特殊性在搬运过程中极易发生边缘的翘边和变形，影响装修板材的正常使用。

发明内容

发明目的：提供一种板材搬运辅助臂组及连续搬运工作方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种板材搬运辅助臂组，应用在板材搬运机器人上，包括：

固定安装在搬运机器人本体上的拆分夹持机构，设置在搬运机器人本体上且位于拆分夹持机构一侧的夹取机械臂；以及设置在拆分夹持机构底部的输送平台。

在进一步的实施例中，所述夹取机械臂包括：搬运机器人本体上的安装架，固定设置在安装架上的液压举升装置，以及活动连接在液压举升装置输出端铰接的安装基座，以及设置在安装基座上的板材夹取组件。

在进一步的实施例中，所述拆分夹持机构包括：支架和安装在支架上的叉取机构，所述支架安装在输送平台的两侧上，所述叉取机构为两组，分别对称安装在支架上；所述支架上设有光栅检测装置。

在进一步的实施例中，所述叉取机构包括：固定安装在支架上的液压顶升座，设置在液压顶升座输出端的滑轮组件，以及传动连接在滑轮组件另一端的叉取基座；所述叉取基座的一侧固定安装夹持叉组件。

在进一步的实施例中，所述夹持叉组件包括：固定安装在叉取基座上的凹槽，穿插在凹槽中的两个转轴，固定连接在两个转轴上的传动齿轮和叉块，固定安装在支架上的电机安装座，设置在电机安装座上的驱动电机，以及套接在两个传动齿轮上的传动链，所述驱动电机的动力输出传动连接转轴，动力经过转轴带动传动齿轮转动，进而带动套接在传动齿轮上的传动链和套接在传动链另一端的转轴转动，从而完成使固定连接在转轴上的两个叉块同向转动。

在进一步的实施例中，所述液压举升装置包括固定安装在安装架上的主液压缸，铰接在安装架上的翻转架，以及安装在翻转架上的从液压缸，所述主液压缸的活塞杆输出端固定连接翻转架的仰角端横梁上，所述从液压缸的活塞杆铰接在安装基座底部的铰接座上，所述从液压缸为两组，分别对称安装在翻转架的两侧且所述从液压缸中设有的活塞杆铰接在安装基座的底部两侧，所述安装基座的底部与翻转架的锐角端点处铰接；所述主液压缸带动活塞杆输出，进而使主液压缸对钝角端横梁产生向上的推力，使翻转架的未与安装架固定的锐角端向上转动；

所述安装基座上设有滑轨，所述板材夹取组件卡接在滑轨。

在进一步的实施例中，所述板材夹取组件包括卡接在滑轨上的固定框架，以及设置在固定框架上的固定夹组，所述固定框架的底部设有丝杠传动组件和驱动装置，所述固定框架在驱动装置的带动下在滑轨上滑动；

所述固定框架上穿插有双向螺杆，所述双向螺杆上设有左螺纹块和右螺纹块，所述左螺纹块和右螺纹块的顶部固定连接固定夹；所述双向螺杆的一侧设有转动手柄。

在进一步的实施例中，所述输送平台包括设置在机器人本体上的输送托辊组，以及传动连接输送托辊组的输送电机。

在进一步的实施例中，包括如下工作步骤：

S1、板材堆垛过程中板材叠放之间设有泡沫垫块，使板材之间保留取件间隙和缓冲间隙，将板材堆垛通过机械臂整体放置在输送平台上的输送托辊组上，输送电机转动进而带动板材堆垛移动至拆分夹持机构底部；

S2、搬运机器人控制器控制位于输送平台两侧的液压顶升座带动滑轮组件向下移动，进而带动卡接在支架上的叉取机构向下运动，使夹持叉组件位于板材堆垛间的缝隙处；

S3、驱动电机的动力输出传动连接转轴，动力经过转轴带动传动齿轮转动，进而带动套接在传动齿轮上的传动链和套接在传动链另一端的转轴转动，从而完成使固定连接在转轴上的两个叉块同向转动，使两组叉块位于转动至板材缝隙底部且与板材边缘垂直；

S4、搬运机器人控制器控制位于输送平台两侧的液压顶升座带动滑轮组件向上移动，进而带动卡接在支架上的叉取机构向上，使两组叉块带动板材相对于板材堆垛向上运动；

S5、主液压缸活塞杆向上输出带动翻转架锐角端向上转动，进而带动翻转架上的安装基座向拆分夹持机构翻转靠近，从液压缸的活塞杆带动安装基座再次进行角度调整使安装基座设置在两组叉块的底部；

S6、操作人员将放置在叉块上的板材平移至板材夹取组件上夹紧，主液压缸和从液压缸带动安装基座再次调整，使其满足安装角度。

有益效果：本发明通过拆分夹持机构和夹取机械臂实现对板材堆垛的整体拆分和连续性搬运，能够在施工现场协助工人对装修板材堆垛进行拆-搬-装一体化操作，提高装修进程和方便工人操作；其次，夹取机械臂中的液压举升装置调整安装基座位于夹持叉组件之间的距离和位置，同时驱动装置带动固定框架在安装基座滑轨上移动，使固定框架靠近举托起的板材，方便工人将板材平移至固定框架中固定，放置板材在搬运过程中发生变形。

附图说明

图1是本发明板材搬运辅助臂组的结构示意图。

图2是本发明拆分夹持机构的结构示意图。

图3是本发明拆分夹持机构的立体图。

图4是本发明叉取机构的结构示意图。

图5是本发明夹取机械臂的结构示意图。

图6是本发明固定框架的结构示意图。

附图标记为：拆分夹持机构1、支架10、叉取机构11、液压顶升座110、滑轮组件111、牵引皮带1110、滑轮1111、固定板1112、滚动轮1113、叉取基座112、夹持叉组件113、凹槽1130、转轴1131、传动齿轮1132、叉块1133、驱动电机1134、传动链1135、夹取机械臂2、主液压缸20、翻转架21、从液压缸22、横梁23、安装基座24、固定框架25、双向螺杆250、左螺纹块251、右螺纹块252、转动手柄253、固定夹26、丝杠传动组件27、驱动装置28、安装架29、输送平台3、输送托辊组30、输送电机31、搬运机器人本体4。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

由于施工场地的限制性，使得传统意义上的直线型输送机构难以进入施工现场，在板状材料的安装过程小型施工现场可以采用人工搬运安装，但是在大型装修施工现场中申请人发现现有有的板材搬运装置在施工过程中只能实现单个板材的运输安装，所以在安装过程中需要对板材堆垛不光进行人工拆垛之外，还要根据其安装位置调整搬运，这样操作使得整个装修进程缓慢，其次由于板材其形状的特殊性在人工搬运过程中极易发生边缘的翘边和变形，影响装修板材的正常使用。

如图1至图6所示的一种板材搬运辅助臂组，包括：拆分夹持机构1、支架10、叉取机构11、液压顶升座110、滑轮组件111、牵引皮带1110、滑轮1111、固定板1112、滚动轮1113、叉取基座112、夹持叉组件113、凹槽1130、转轴1131、传动齿轮1132、叉块1133、驱动电机1134、传动链1135、夹取机械臂2、主液压缸20、翻转架21、从液压缸22、横梁23、安装基座24、固定框架25、双向螺杆250、左螺纹块251、右螺纹块252、转动手柄253、固定夹26、丝杠传动组件27、驱动装置28、安装架29、输送平台3、输送托辊组30、输送电机31、搬运机器人本体4。

该板材搬运辅助臂组应用在搬运机器人上，能够在施工现场协助工人对装修板材堆垛进行拆-搬-装一体化操作，提高装修进程和方便工人操作。其中，拆分夹持机构1和夹取机械臂2均固定安装在搬运机器人本体4上，夹取机械臂2位于拆分夹持机构1的一侧便于对拆分的板材进行夹取安装且拆分夹持机构1和夹取机械臂2处在垂直方向同一条水平面上；输送平台3用来将板材堆垛传送至拆分夹持机构1处，使得拆分夹持机构1进行连续性工作。

现有的板材机械手通常采用真空吸取的方式，但是对于边长相差较大的板材来说在吸取过程中需要对重心进行计算，有效的选择吸取位置以保持板材在吸取过程的稳定性，采用叉取的方法简单快捷相对于真空式机械手更具有成本和时间上的优越性；所述拆分夹持机构1包括：支架10和安装在支架10上的叉取机构11，所述支架10安装在输送平台3的两侧上，所述叉取机构11为两组，分别对称安装在支架10上；

所述叉取机构11包括：固定安装在支架10上的液压顶升座110，设置在液压顶升座110输出端的滑轮1111组件111，以及传动连接在滑轮1111组件111另一端的叉取基座112；所述叉取基座112的一侧固定安装夹持叉组件113。在叉取过程中，搬运机器人根据光栅检测装置反馈的数据控制液压顶升座110的升降位置，进而带动滑轮1111组件111升降，滑轮1111组件111包括转动安插在液压顶升座110输出端滑轮1111，套接在滑轮1111上的牵引皮带1110，所述牵引皮带1110的一端固定连接设置在支架10上的固定板1112上，一端固定连接叉取基座112，叉取基座112的两侧设有滚动轮1113，所述滚动轮1113卡接在支架10两侧的滑槽中，进而液压顶升座110带动滑轮1111升降，套接在滑轮1111上的牵引皮带1110在滑动上移动，进而带动叉取基座112两侧的滚动轮1113在支架10的滑槽中滑动，进而调整叉取机构11的位置变动，使叉取机构11实现对板材码垛堆的连续性工作。

考虑的在叉取过程中夹持叉在直线下降过程中容易碰撞到板材，造成对板材的边缘的损坏，所以采用可转动收放的夹持叉；所述夹持叉组件113包括：固定安装在叉取基座112上的凹槽1130，穿插在凹槽1130中的两个转轴1131，固定连接在两个转轴1131上的传动齿轮1132和叉块1133，固定安装在支架10上的电机安装座，设置在电机安装座上的驱动电机1134，以及套接在两个传动齿轮1132上的传动链1135，所述驱动电机1134的动力输出传动连接转轴1131，动力经过转轴1131带动传动齿轮1132转动，进而带动套接在传动齿轮1132上的传动链1135和套接在传动链1135另一端的转轴1131转动，从而完成使固定连接在转轴1131上的两个叉块1133同向转动，在叉取机构11下降过程中，两个叉块1133向凹槽1130方向转动与凹槽1130边缘保持平行，叉取基座112下降至指定位置后，两个叉块1133在驱动电机1134的带动下再次转动，进而与凹槽1130边缘垂直，使垂直的叉块1133位于板材的底部。进而两侧的液压顶升座110带动滑轮1111上升，套接在滑轮1111上的牵引皮带1110在滑动上移动，进而带动叉取基座112两侧的滚动轮1113在支架10的滑槽中向上滑动，进而调整两个叉取机构11的位置向上实现从两侧对板材的叉取。

固定在叉取机构11上的板材需要转移至夹取机械臂2根据安装位置调整板材的与水平面的夹角，处采用人工对板材进行调整过程中需要两个以上的工人同时同向转动板材，部分轻质板材由于材料的特殊性和工人协作过程中的不协调，极易造成板材在安装过程中的变形或翘边，因此采用夹取机械臂2对板材进行整体的安装面调整，减少工人铺设成本，方便快捷。

夹取机械臂2采用两次翻转方式，尽可能的满足板材的安装角度调整；所述夹取机械臂2包括：搬运机器人本体4上的安装架29，固定设置在安装架29上的液压举升装置，活动连接在液压举升装置输出端铰接的安装基座24，以及设置在安装基座24上的板材夹取组件。所述液压举升装置包括固定安装在安装架29上的主液压缸20，铰接在安装架29上的翻转架21，以及安装在翻转架21上的从液压缸22，所述主液压缸20的活塞杆输出端固定连接翻转架21的仰角端横梁23上，所述从液压缸22的活塞杆铰接在安装基座24底部的铰接座上，所述从液压缸22为两组，分别对称安装在翻转架21的两侧且所述从液压缸22中设有的活塞杆铰接在安装基座24的底部两侧，所述安装基座24的底部与翻转架21的锐角端点处铰接；所述主液压缸20带动活塞杆输出，进而使主液压缸20对钝角端横梁23产生向上的推力，使翻转架21的未与安装架29固定的锐角端向上转动，进而实现对从液压缸22位置的调整转动，进而间接调整安装基座24的位置。从液压缸22的活塞杆直接带动安装基座24实现旋转角度的调整。

所述安装基座24上设有滑轨，所述板材夹取组件卡接在滑轨。所述板材夹取组件包括卡接在滑轨上的固定框架25，以及设置在固定框架25上的固定夹26组，所述固定框架25的底部设有丝杠传动组件27，丝杠传动组件27设置在安装基座24上，固定框架25传动连接在丝杠传动组件27的丝杠上，驱动装置28动力输出端传动连接丝杠，驱动装置28的动力带动丝杠在安装基座24上转动，进而带动下在固定框架25在滑轨上移动；当叉取机构11上固定有板材时，固定框架25在驱动装置28的带动下向着靠近叉取机构11的一端移动，同时调整主液压缸20和从液压缸22，使安装基座24上的固定框架25尽量抵靠叉取机构11，方便工人水平挪动板材同时减少用工成本，只需一个工人就可完成板材的安装位置调整。驱动装置28为转动电机固定在安装基座24丝杠的一侧

板材从叉取机构11水平挪动至固定框架25上后，调整好板材的摆放位置，再次采用固定框架25对板材进行两侧边缘的固定，所述固定框架25上穿插有双向螺杆250，所述双向螺杆250上设有左螺纹块251和右螺纹块252，所述左螺纹块251和右螺纹块252的顶部固定连接固定夹26；所述双向螺杆250的一侧设有转动手柄253，工人旋转转动手柄253，进而使双向螺杆250上设有左螺纹块251和右螺纹块252带动固定夹26组相对运动夹紧板材，在夹紧板材前需要确定板材在的安装方式，进而找好方便安装的固定位置此项操作需要在实际操作中结合施工的需要手动调整。

所述输送平台3包括设置在机器人本体上的输送托辊组30，以及传动连接输送托辊组30的输送电机31，能够实现对板材堆垛的多组连续性输送。输送电机31的型号为YS7124。

工作原理：板材堆垛过程中板材叠放之间设有泡沫垫块，使板材之间保留取件间隙和缓冲间隙，将板材堆垛通过机械臂整体放置在输送平台3上的输送托辊组30上，输送电机31转动进而带动输送托辊组30将板材堆垛移动至拆分夹持机构1底部；搬运机器人控制器控制位于输送平台3两侧的液压顶升座110带动滑轮1111组件111向下移动，进而带动卡接在支架10上的叉取机构11向下，使夹持叉组件113位于板材堆垛间的缝隙处；驱动电机1134的动力输出传动连接转轴1131，动力经过转轴1131带动传动齿轮1132转动，进而带动套接在传动齿轮1132上的传动链1135和套接在传动链1135另一端的转轴1131转动，从而完成使固定连接在转轴1131上的两个叉块1133同向转动，使两组叉块1133位于转动至板材缝隙底部且与板材边缘垂直；搬运机器人控制器控制位于输送平台3两侧的液压顶升座110带动滑轮1111组件111向上移动，进而带动卡接在支架10上的叉取机构11向上运动，使两组叉块1133带动板材相对于板材堆垛向上移动；主液压缸20活塞杆向上输出带动翻转架21锐角端向上转动，进而带动翻转架21上的安装基座24向拆分夹持机构1翻转靠近，从液压缸22的活塞杆带动安装基座24再次进行角度调整使安装基座24设置在两组叉块1133的底部且尽量靠近叉取机构11；操作人员将放置在叉块1133上的板材移动至板材夹取组件上的固定框架25上，调整好板材的固定位置后，旋转转动手柄253，使固定夹26组相对运动，对板材的两侧夹紧固定，主液压缸20和从液压缸22带动安装基座24再次调整，使其满足安装角度。本发明中驱动电机的型号S57BL95-230-008D，可根据板材的种类进行更换电机的型号。

本发明通过拆分夹持机构1和夹取机械臂2实现对板材堆垛的整体拆分和连续性搬运，其次，夹取机械臂2中的液压举升装置调整安装基座24位于夹持叉组件113之间的距离和位置，同时驱动装置28带动固定框架25在安装基座24滑轨上移动，使固定框架25靠近举托起的板材，方便工人将板材平移至固定框架25中固定，放置板材在搬运过程中发生变形。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种板材搬运辅助臂组，应用在板材搬运机器人上，其特征在于，包括：

固定安装在搬运机器人本体上的拆分夹持机构，设置在搬运机器人本体上且位于拆分夹持机构一侧的夹取机械臂；以及设置在拆分夹持机构底部的输送平台。

2.根据权利要求1所述的一种板材搬运辅助臂组，其特征在于，所述夹取机械臂包括：搬运机器人本体上的安装架，固定设置在安装架上的液压举升装置，以及活动连接在液压举升装置输出端铰接的安装基座，以及设置在安装基座上的板材夹取组件。

3.根据权利要求1所述的一种板材搬运辅助臂组，其特征在于，所述拆分夹持机构包括：支架和安装在支架上的叉取机构，所述支架安装在输送平台的两侧上，所述叉取机构为两组，分别对称安装在支架上；所述支架上设有光栅检测装置。

4.根据权利要求3所述的一种板材搬运辅助臂组，其特征在于，所述叉取机构包括：固定安装在支架上的液压顶升座，设置在液压顶升座输出端的滑轮组件，以及传动连接在滑轮组件另一端的叉取基座；所述叉取基座的一侧固定安装夹持叉组件。

5.根据权利要求3所述的一种板材搬运辅助臂组，其特征在于，所述夹持叉组件包括：固定安装在叉取基座上的凹槽，穿插在凹槽中的两个转轴，固定连接在两个转轴上的传动齿轮和叉块，固定安装在支架上的电机安装座，设置在电机安装座上的驱动电机，以及套接在两个传动齿轮上的传动链，所述驱动电机的动力输出传动连接转轴，动力经过转轴带动传动齿轮转动，进而带动套接在传动齿轮上的传动链和套接在传动链另一端的转轴转动，从而完成使固定连接在转轴上的两个叉块同向转动。

6.根据权利要求2所述的一种板材搬运辅助臂组，其特征在于，所述液压举升装置包括固定安装在安装架上的主液压缸，铰接在安装架上的翻转架，以及安装在翻转架上的从液压缸，所述翻转架为三角体结构，所述主液压缸的活塞杆输出端固定连接翻转架的仰角端横梁上，所述从液压缸的活塞杆铰接在安装基座底部的铰接座上，所述从液压缸为两组，分别对称安装在翻转架的两侧且所述从液压缸中设有的活塞杆铰接在安装基座的底部两侧，所述安装基座的底部与翻转架的锐角端点处铰接；所述主液压缸带动活塞杆输出，进而使主液压缸对钝角端横梁产生向上的推力，使翻转架的未与安装架固定的锐角端向上转动；

所述安装基座上设有滑轨，所述板材夹取组件卡接在滑轨。

7.根据权利要求6所述的一种板材搬运辅助臂组，其特征在于，所述板材夹取组件包括卡接在滑轨上的固定框架，以及设置在固定框架上的固定夹组，所述固定框架的底部设有丝杠传动组件和驱动装置，所述固定框架在驱动装置的带动下在滑轨上滑动；

所述固定框架上穿插有双向螺杆，所述双向螺杆上设有左螺纹块和右螺纹块，所述左螺纹块和右螺纹块的顶部固定连接固定夹；所述双向螺杆的一侧设有转动手柄。

8.根据权利要求1所述的一种板材搬运辅助臂组，其特征在于，所述输送平台包括设置在机器人本体上的输送托辊组，以及传动连接输送托辊组的输送电机。

9.一种板材搬运辅助臂组的工作方法，其特征在于，包括如下工作步骤：

S1、板材堆垛过程中板材叠放之间设有泡沫垫块，使板材之间保留取件间隙和缓冲间隙，将板材堆垛通过机械臂整体放置在输送平台上的输送托辊组上，输送电机转动进而带动板材堆垛移动至拆分夹持机构底部；

S2、搬运机器人控制器控制位于输送平台两侧的液压顶升座带动滑轮组件向下移动，进而带动卡接在支架上的叉取机构向下运动，使夹持叉组件位于板材堆垛间的缝隙处；

S3、驱动电机的动力输出传动连接转轴，动力经过转轴带动传动齿轮转动，进而带动套接在传动齿轮上的传动链和套接在传动链另一端的转轴转动，从而完成使固定连接在转轴上的两个叉块同向转动，使两组叉块位于转动至板材缝隙底部且与板材边缘垂直；

S4、搬运机器人控制器控制位于输送平台两侧的液压顶升座带动滑轮组件向上移动，进而带动卡接在支架上的叉取机构向上，使两组叉块带动板材相对于板材堆垛向上运动；

S5、主液压缸活塞杆向上输出带动翻转架锐角端向上转动，进而带动翻转架上的安装基座向拆分夹持机构翻转靠近，从液压缸的活塞杆带动安装基座再次进行角度调整使安装基座设置在两组叉块的底部；

S6、操作人员将放置在叉块上的板材平移至板材夹取组件上夹紧，主液压缸和从液压缸带动安装基座再次调整，使其满足安装角度。

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