CN111775144A - 一种用于箱体搬运的工业码垛机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业搬运领域，具体来说是一种用于箱体搬运的工业码垛机器，包括机械臂、电动机、支撑架、夹持装置、发条盒、牵引绳和控制系统，所述的电动机安装在机械臂的一端上，所述的支撑架设置在机械臂，且电动机的输出轴和支撑架相联接，所述的夹持装置有两组，且这两组夹持装置对称地设置在支撑架的两个内壁上，所述的发条盒设置在支撑架的顶部中心位置，且发条盒与夹持装置中的定位板通过牵引绳一一对应联接，所述的控制系统设置在支撑架上；本发明利用夹持装置中的多个定位板接触箱体时产生不同的转动角度，从而让机械臂控制夹持装置移动到抓取箱体的合适位置上，能够解决箱体位置发生偏移或旋转的问题。

Description

一种用于箱体搬运的工业码垛机器

技术领域

本发明涉及工业搬运领域，具体来说是一种用于箱体搬运的工业码垛机器。

背景技术

码垛是将盒、箱、瓶、纸箱等物体堆放在托盘或工作台面上的一个常见动作，也是作为产品在被装上卡车出货前在流水线上的最后一个步骤，码垛一般是人工半自动操作机器或直接采用码垛机器人全自动操作，无论采用哪种方式，都需要考虑其中的两个问题，一个是如何抓住产品，另一个是怎样定位产品的位置，对于如何抓住产品常常采用真空吸盘、叉子式抓手和压力夹持这些方法，而对于怎样定位产品的位置，若是人工半自动操作时，需要作业人员不断调整机器的抓手位置以到达产品需求的位置上，这种方式不仅对作业人员的要求很高，而且还增加了作业人员的工作量，若是采用码垛机器人操作时，由于调整码垛机器人的参数后，机器抓手则会一直在同一个位置抓取产品，这就要求产品一定要到达这个指定位置，不然就会影响机器抓取产品，然而在产线上的产品或经过搬运后的产品，常常会有一定的偏移或旋转，影响机器的抓取功能，甚至导致机器无法抓取或损坏产品。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种用于箱体搬运的工业码垛机器，本发明利用夹持装置中的多个定位板接触箱体时产生不同的转动角度，从而让机械臂控制夹持装置移动到抓取箱体的合适位置上，解决箱体位置发生偏移或旋转的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于箱体搬运的工业码垛机器，包括机械臂、电动机、支撑架、夹持装置、发条盒、牵引绳和控制系统。

所述的电动机安装在机械臂的一端上；所述的支撑架设置在机械臂的顶端，且电动机的输出轴和支撑架相联接；所述的夹持装置有两组，且这两组夹持装置对称地设置在支撑架内部两边的侧壁上，所述的夹持装置包括一号液压杆、连接杆、二号液压杆、压力板、定位板和角度传感器，一号液压杆的一端铰接在支撑架上，一号液压杆的另一端铰接在压力板的上部；所述的连接杆一端铰接在支撑架上，连接杆的另一端铰接在压力板的下部；所述的二号液压杆设置在一号液压杆的下方，二号液压杆的一端铰接在支撑架上，二号液压杆的另一端铰接在连接杆的中部；所述的压力板设置在支撑架的内部，压力板的截面为矩形；所述定位板数量为二，且这两个定位板并排铰接在压力板的下部，所述的定位板的中部向下突出；所述的角度传感器数量为若干个，角度传感器设置在压力板和定位板上；所述的发条盒数量为四，发条盒设置在支撑架的顶部中心位置，且这四个发条盒分别与四个定位板通过牵引绳一一对应联接；所述的控制系统设置在支撑架上。

作为本发明的优选技术方案，所述的定位板材质为弹簧钢。

作为本发明的优选技术方案，所述的两组夹持装置中相互对应的两个定位板处于水平位置时相互贴合。

作为本发明的优选技术方案，所述的定位板在水平位置时，发条盒中的牵引绳被定位板拉到最大长度。

作为本发明的优选技术方案，所述的支撑架的底部设置有距离传感器，用以辅助判断支撑架到地面的距离。

本发明是一种用于箱体搬运的工业码垛机器，其使用过程如下：

步骤S1：将该发明机器组装调试后，安装在产线或需要工作的位置，使支撑架内的夹持装置位于将要搬运物体的附近，调整机械臂的系统参数和控制系统参数，使该机器能够正常运动；

步骤S2：启动该发明机器后，支撑架在机械臂的带动下开始移动并靠近要搬运的箱体，当箱体不在预定的指定位置时，箱体偏离支撑架的中心，初始状态下四个定位板都处于水平位置，支撑架向下运动带动夹持装置继续向下移动，定位板接触到箱体并向上转动，由于箱体不在夹持装置的中心，两组夹持装置中的定位板接触箱体的位置不同，导致定位板转动的角度不同，角度传感器检测到不同的角度值并传给控制系统，经过控制系统的数据处理后，进而驱动机械臂带动支撑架沿着水平方向移动，使夹持装置不断移向箱体的中心，定位板转动的角度逐渐相等，直到箱体处于夹持装置的中心，两组夹持装置中的定位板转动的角度相同，控制系统不再驱动机械臂水平移动，然后开始抓取箱体的动作，夹持装置向下移动，箱体使定位板继续转动，一号液压杆伸长使压力板移动，二号液压杆伸长使连接杆转动进而推动压力板继续移动，支撑架继续向下移动，当定位板向上转动九十度时，一号液压杆和二号液压杆使压力板贴到定位板上，压力板挤压定位板进而挤压箱体，此时两组夹持装置中的定位板通过压力板将箱体压紧，机械臂向上移动将箱体提起，机械臂转动到卸货位置时，一号液压杆和二号液压杆收缩，压力板回到原来位置，发条盒中的牵引绳拉动定位板使定位板处于水平位置不再向下转动，箱体脱离定位板被放到卸货位置；

步骤S3：当箱体在发生旋转时，夹持装置向下移动接触到箱体，由于同一个夹持装置中的两个定位板在同一个平面上，箱体旋转后，这两个定位板接触到箱体的面积不同，导致这两个定位板向上旋转的角度不同，角度传感器检测到角度的不同，经过控制系统的处理后，进而驱动机械臂上的电动机转动，电动机带动支撑架转动使同一个夹持装置中的两个定位板接触到箱体的面积相同，此时支撑架内壁和箱体外壁所在的方向平行，箱体相对于夹持装置不再是旋转状态了，从而继续完成步骤S中的夹持装置向下移动过程、抓取箱体过程和箱体放下的过程；

步骤S4：重复步骤S和步骤S，直到完成所有箱体的搬运。

本发明的有益效果是：

(1)本发明利用夹持装置中的多个定位板接触箱体时产生不同的转动角度，从而判断箱体的位置，进而移动夹持装置到箱体的中心位置，很好的实现了抓取产品前的预定位作用，能够自适应箱体所在的位置，解决了抓取产品的位置发生偏移或旋转从而影响机器抓取的问题。

(2)本发明夹持物体的夹持力是定位板挤压物体决定的，而液压杆的伸长位置提供了一个较大的支撑力，即使在搬运的过程中遇到突发障碍物时，液压杆提供的支撑力也能保持不变，物体受到碰撞也不会导致脱落。

(3)本发明能够安装在其它机器上，在人工操作时，工作人员只需要将夹持装置移动到箱体附近的位置，夹持装置就能自动调整到抓取箱体的合适位置上，无需多次重复的调整抓取的位置，有效降低了工作人员对位置的判断难度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明图1中A的放大示意图；

图3是本发明图2中A-A的结构示意图；

图中：机械臂-1、电动机-2、支撑架-3、夹持装置-4、一号液压杆-41、连接杆-42、二号液压杆-43、压力板-44、定位板-45、发条盒-5、牵引绳-6。

具体实施方式

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。

如图1，一种用于箱体搬运的工业码垛机器，包括机械臂1、电动机2、支撑架3、夹持装置4、发条盒5、牵引绳6和控制系统。

如图2、3，所述的电动机2安装在机械臂1的一端上；所述的支撑架3设置在机械臂1的顶端，且电动机2的输出轴和支撑架3相联接；所述的夹持装置4有两组，且这两组夹持装置4对称地设置在支撑架3内部两边的侧壁上，所述的夹持装置4包括一号液压杆41、连接杆42、二号液压杆43、压力板44、定位板45和角度传感器，一号液压杆41的一端铰接在支撑架3上，一号液压杆41的另一端铰接在压力板44的上部；所述的连接杆42一端铰接在支撑架3上，连接杆42的另一端铰接在压力板44的下部；所述的二号液压杆43设置在一号液压杆41的下方，二号液压杆43的一端铰接在支撑架3上，二号液压杆43的另一端铰接在连接杆42的中部；所述的压力板44设置在支撑架3的内部，压力板44的截面为矩形；所述定位板45数量为二，且这两个定位板45并排铰接在压力板44的下部，所述的定位板45的中部向下突出，定位板45材质为弹簧钢，所述的两组夹持装置4中相互对应的两个定位板45处于水平位置时相互贴合；所述的角度传感器数量为若干个，角度传感器设置在压力板44和定位板45上；所述的发条盒5数量为四，发条盒5设置在支撑架3的顶部中心位置，且这四个发条盒5分别与四个定位板45通过牵引绳6一一对应联接，所述的定位板45在水平位置时，发条盒5中的牵引绳6被定位板45拉到最大长度；所述的控制系统设置在支撑架3上。

本发明是一种用于箱体搬运的工业码垛机器，其使用过程如下：

步骤S1：将该发明机器组装调试后，安装在产线或需要工作的位置，使支撑架3内的夹持装置4位于将要搬运物体的附近，调整机械臂1的系统参数和控制系统参数，使该机器能够正常运动；

步骤S2：启动该发明机器后，支撑架3在机械臂1的带动下开始移动并靠近要搬运的箱体，当箱体不在预定的指定位置时，箱体偏离支撑架3的中心，初始状态下四个定位板45都处于水平位置，支撑架3向下运动带动夹持装置4继续向下移动，定位板45接触到箱体并向上转动，由于箱体不在夹持装置4的中心，两组夹持装置4中的定位板45接触箱体的位置不同，导致定位板45转动的角度不同，角度传感器检测到不同的角度值并传给控制系统，经过控制系统的数据处理后，进而驱动机械臂1带动支撑架3沿着水平方向移动，使夹持装置4不断移向箱体的中心，定位板45转动的角度逐渐相等，直到箱体处于夹持装置4的中心，两组夹持装置4中的定位板45转动的角度相同，控制系统不再驱动机械臂1水平移动，然后开始抓取箱体的动作，夹持装置4向下移动，箱体使定位板45继续转动，一号液压杆41伸长使压力板44移动，二号液压杆43伸长使连接杆42转动进而推动压力板44继续移动，支撑架3继续向下移动，当定位板45向上转动九十度时，一号液压杆41和二号液压杆43使压力板44贴到定位板45上，压力板44挤压定位板45进而挤压箱体，此时两组夹持装置4中的定位板45通过压力板44将箱体压紧，机械臂1向上移动将箱体提起，机械臂1转动到卸货位置时，一号液压杆41和二号液压杆43收缩，压力板44回到原来位置，发条盒5中的牵引绳6拉动定位板45使定位板45处于水平位置不再向下转动，箱体脱离定位板45被放到卸货位置；

步骤S3：当箱体在发生旋转时，夹持装置4向下移动接触到箱体，由于同一个夹持装置4中的两个定位板45在同一个平面上，箱体旋转后，这两个定位板45接触到箱体的面积不同，导致这两个定位板45向上旋转的角度不同，角度传感器检测到角度的不同，经过控制系统的处理后，进而驱动机械臂1上的电动机2转动，电动机2带动支撑架3转动使同一个夹持装置4中的两个定位板45接触到箱体的面积相同，此时支撑架3内壁和箱体外壁所在的方向平行，箱体相对于夹持装置4不再是旋转状态了，从而继续完成步骤S2中的夹持装置4向下移动过程、抓取箱体过程和箱体放下的过程；

步骤S4：重复步骤S2和步骤S3，直到完成所有箱体的搬运。

应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于箱体搬运的工业码垛机器，包括机械臂(1)、电动机(2)、支撑架(3)、夹持装置(4)、发条盒(5)、牵引绳(6)和控制系统，其特征在于：

所述的电动机(2)安装在机械臂(1)的一端上；所述的支撑架(3)设置在机械臂(1)的顶端，且电动机(2)的输出轴和支撑架(3)相联接；所述的夹持装置(4)有两组，且这两组夹持装置(4)对称地设置在支撑架(3)内部两边的侧壁上，所述的夹持装置(4)包括一号液压杆(41)、连接杆(42)、二号液压杆(43)、压力板(44)、定位板(45)和角度传感器，一号液压杆(41)的一端铰接在支撑架(3)上，一号液压杆(41)的另一端铰接在压力板(44)的上部；所述的连接杆(42)一端铰接在支撑架(3)上，连接杆(42)的另一端铰接在压力板(44)的下部；所述的二号液压杆(43)设置在一号液压杆(41)的下方，二号液压杆(43)的一端铰接在支撑架(3)上，二号液压杆(43)的另一端铰接在连接杆(42)的中部；所述的压力板(44)设置在支撑架(3)的内部，压力板(44)的截面为矩形；所述定位板(45)数量为二，且这两个定位板(45)并排铰接在压力板(44)的下部，所述的定位板(45)的中部向下突出；所述的角度传感器数量为若干个，角度传感器设置在压力板(44)和定位板(45)上；所述的发条盒(5)数量为四，发条盒(5)设置在支撑架(3)的顶部中心位置，且这四个发条盒(5)分别与四个定位板(45)通过牵引绳(6)一一对应联接；所述的控制系统设置在支撑架(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于箱体搬运的工业码垛机器，其特征在于：所述的定位板(45)材质为弹簧钢。

3.根据权利要求1所述的一种用于箱体搬运的工业码垛机器，其特征在于：所述的两组夹持装置(4)中相互对应的两个定位板(45)处于水平位置时相互贴合。

4.根据权利要求1所述的一种用于箱体搬运的工业码垛机器，其特征在于：所述的定位板(45)在水平位置时，发条盒(5)中的牵引绳(6)被定位板(45)拉到最大长度。

5.根据权利要求1所述的一种用于箱体搬运的工业码垛机器，其特征在于：所述的支撑架(3)的底部设置有距离传感器。

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