CN111941447A - 一种箱式物料自动抓取装置 - Google Patents

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    • B65G1/04Storage devices mechanical

Abstract

本发明提供了一种箱式物料自动抓取装置,包括安装板,以及固定在安装板上的夹紧定位机构、支撑机构以及夹紧动力组件。夹紧定位机构包括两块夹板,两块夹板与安装板垂直。夹紧动力组件能驱动两块夹板作相向或背向的直线运动。支撑机构具有下支撑条,下支撑条的长度方向垂直于安装板。本发明的箱式物料自动抓取装置,可以自动抓取箱式物料以及实现物料的初步定位。支撑机构能对物料起到强有力的支承作用,可抓取重量大的物料以及防止抓取物料时掉落。支下支撑条平行插入所抓取物料的底部,节省了上部空间位置。本发明主要用于自动化仓库中,配合机械手使用来代替人工进行取货,能最大程度降低人工成本,提高劳动生产率。

Description

一种箱式物料自动抓取装置
技术领域
本发明属于自动取料技术领域,尤其涉及一种箱式物料自动抓取装置。
背景技术
传统的物料抓取机构一般采用吸盘来吸取物料,但是吸盘吸取物料有一定的缺陷性:一是对物料表面有严格的要求,物料存在很大的掉落风险;二是吸取的位置相对固定;三是兼容性较差,抓取操作时的对空间要求大。为此,有必要研发一种新型的物料自动抓取装置。
发明内容
本发明为解决现有物料抓取机构所存在物料掉落风险大,吸取的位置需要相对固定以及抓取操作所需空间大的问题,提供了一种箱式物料自动抓取装置。
本发明是这样实现的,一种箱式物料自动抓取装置,包括竖向设置的安装板,以及固定安装在所述安装板上的夹紧定位机构、支撑机构以及夹紧动力组件;所述夹紧定位机构包括两块竖向设置的夹板,所述两块夹板均与所述安装板垂直;所述夹紧动力组件在工作时能驱动所述两块夹板在某一设定的范围内作相向或背向的直线运动;所述支撑机构具有下支撑条,所述下支撑条固定在所述安装板的底部,并且,所述下支撑条的长度方向垂直于所述安装板。
进一步的,所述夹紧动力组件包括控制器、伺服电机、皮带传动组件、滚珠丝杆组件、导轨以及两组传动组件,所述伺服电机工作时,通过所述皮带传动组件带动所述滚珠丝杆组件中的丝杆转动,所述滚珠丝杆组件的丝杆上固定有两个间隔设置的传动块;所述每组传动组件均包括一连接板、一滑块以及一连杆机构;所述滑块能滑动地嵌套在所述导轨上,所述导轨的长度方向垂直于所述夹板,所述连接板的一端与所述传动块连接,所述连接板的另一端与所述滑块固定连接,同时,所述连接板的另一端与所述连杆机构的一端铰接,所述连杆机构的另一端与所述夹板固定连接;所述控制器与所述伺服电机电连接,其能控制所述伺服电机正转或反转某一设定的角度。
进一步的,所述箱式物料自动抓取装置还包括用于限制所述两块夹板之间最大间距的限位开关,所述限位开关与所述控制器电连接,所述限位开关包括一挡片以及两个相隔一段距离的光电传感器,所述挡片固定在所述连接板上,所述光电传感器固定在所述安装板上,所述挡片在活动过程中能穿过所述两个光电传感器,当所述挡片阻挡其中一个光电传感器发出的光束时,所述光电传感器发送信号给所述控制器,所述控制器控制所述伺服电机停止工作。
进一步的,所述箱式物料自动抓取装置还包括用于限制所述两块夹板之间最小间距的行程开关;所述行程开关与所述控制器电连接;所述行程开关为触碰式传感器,所述行程开关位于所述支撑机构的上方的中间位置,所述两块夹板中的一块夹板在运动过程中能触碰所述行程开关,当所述夹板碰触所述行程开关时,所述行程开关发送信号给所述控制器,所述控制器控制所述伺服电机停止工作。
进一步的,所述箱式物料自动抓取装置还包括用于控制夹紧力度的力矩传感器,所述力矩传感器安装在所述夹板的内侧面上,所述力矩传感器与所述控制器电连接,所述力矩传感器将检测到的力度信息发送至所述控制器,所述控制器根据设定的力度调整所述伺服电机的旋转角度或旋转方向。
进一步的,所述支撑机构包括下支撑组件,所述下支撑组件包括下调节座以及两条所述下支撑条,所述下调节座固定在所述安装板底部,所述下调节座上设置有长条形卡槽,所述下调节座的长条形卡槽的长度方向垂直于所述夹板,所述下支撑条的一端通过第一螺栓紧固在所述下调节座上,并且,所述第一螺栓的头部卡置在所述下调节座的长条形卡槽内。
进一步的,所述支撑机构还包括上支撑组件,所述上支撑组件包括上调节座以及两条上支撑条,所述上调节座固定在所述安装板顶部,所述上调节座上设置有长条形卡槽,所述上调节座的长条形卡槽的长度方向垂直于所述夹板,所述上支撑条的一端通过第二螺栓紧固在所述上调节座上,并且,所述第二螺栓的头部卡置在所述上调节座的长条形卡槽内。
进一步的,所述箱式物料自动抓取装置还包括固定座,所述固定座上设置有固定孔,所述固定座固定在所述安装板背向所述夹板的一侧面上。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:
本发明的箱式物料自动抓取装置,其设置有夹紧定位机构以及支撑机构,该夹紧定位机构可以自动抓取箱式物料,并且,箱式物料被夹紧时,箱式物料的摆放方位受两侧夹板的限制,实现了物料的初步定位。
支撑机构能对物料起到强有力的支承作用,可抓取重量大的箱式物料,同时能有效防止物料在移动过程中掉落。抓取物料时,支撑机构的下支撑条平行插入所抓取物料的底部,节省了上部空间位置,对空间需求不大,可适用于小空间的仓库中。
本发明的箱式物料自动抓取装置主要用于自动化仓库中,配合机械手使用来代替人工进行取货,能最大程度降低人工成本,提高劳动生产率。当然,除了自动化仓库,还可用于其他场所箱式物料的搬运。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种箱式物料自动抓取装置的立体结构示意图;
图2是图1所示箱式物料自动抓取装置的主视示意图;
图3是图1所示箱式物料自动抓取装置的另一角度的立体结构示意图;
图4是图1所示箱式物料自动抓取装置的分解结构示意图;
图5是图1所示箱式物料自动抓取装置中的连杆机构的立体结构示意图。
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”、“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;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;此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参见图1至图4,示出了本发明提供的一较佳实施例,一种箱式物料自动抓取装置,包括竖向设置安装板1,以及固定安装在安装板1上的固定座2、夹紧定位机构3、支撑机构4以及夹紧动力组件5。
上述夹紧定位机构3用于夹紧以及定位物料,其包括两块竖向设置的夹板31,两块夹板31均与安装板1垂直。
夹紧动力组件5为夹紧定位机构3提供动力,其工作时能驱动两块夹板31在某一设定的范围内作相向或背向的直线运动。
支撑机构4用于插入物料底部,并支承物料。其具有下支撑条41,下支撑条41固定在安装板1的底部,并且,下支撑条41的长度方向垂直于安装板1。
固定座2用于与机器人或机械手连接。其上设置有固定孔21,固定座2的一侧面固定在安装板1背向夹板31的一侧面上。机械手臂带动抓取装置动作,机械手臂往前运动,带到支撑机构4前移,并通过向上运动将物料托起。
具体的,所述夹紧动力组件5包括控制器、伺服电机51、皮带传动组件52、滚珠丝杆组件53、导轨54以及两组传动组件,所述伺服电机51工作时,通过所述皮带传动组件52带动所述滚珠丝杆组件53中的丝杆531转动,所述丝杆531上固定有两个间隔设置的传动块532。滚珠丝杆组件53传动相对与齿轮传动和气缸传动能使夹紧定位机构3运动更加平稳。
所述每组传动组件均包括一连接板55、一滑块56以及一连杆机构57。所述滑块56能滑动地嵌套在所述导轨54上,所述导轨54的长度方向垂直于所述夹板31,所述连接板55的一端与所述传动块532连接,所述连接板55的另一端与所述滑块56固定连接,同时,所述连接板55的另一端与所述连杆机构57的一端铰接,所述连杆机构57的另一端与所述夹板31固定连接。所述控制器与所述伺服电机51电连接,其能控制所述伺服电机51正转或反转某一设定的角度(即圈数),其中,设定的角度预先存储在控制器中。于本实施例中,请参见图5,连接机构57为多连杆组成的结构。连杆机构57的设计增加了夹紧定位机构3在有限空间内的行程,且能在满足动作的前提下,结构更加简单,易加工。
上述夹紧动力组件的工作过程如下:
伺服电机51启动,通过皮带传动组件52带动滚珠丝杆组件53的丝杆531转动,丝杆531与套在其周缘上的传动块532螺纹连接,所以传动块532被带动做直线运动。传动块532与连接板55的一端连接,连接板55的另一端与滑块56固定连接以及与连杆机构57的一端铰接,因此,传动块532可以带动滑块56和连接板55沿导轨上做直线运动,导轨54起到了导向作用,连杆机构57的末端杆件与夹板31连接,而两个连接板55在做往复直线滑动的过程中,拉动两侧的连杆机构57不断摆动,而连杆机构57末端连接有竖向设置的夹板31,最终,两侧的夹板31在伺服电机51正转或反转的驱动下,做相向或背向运动(即夹紧或松开物料)。
支撑机构4包括下支撑组件以及上支撑组件。下支撑组件包括下调节座40以及两条下支撑条41,下调节座40固定在安装板1底部,下调节座40上设置有长条形卡槽401,下调节座401的长条形卡槽401的长度方向垂直于夹板31,下支撑条41的一端通过第一螺栓紧固在下调节座40上,并且,第一螺栓的头部卡置在下调节座40的长条形卡槽401内。于本实施例中,上支撑组件包括上调节座42以及两条上支撑条43,上调节座42固定在安装板1顶部,上调节座42上设置有长条形卡槽421,上调节座42的长条形卡槽421的长度方向垂直于夹板31,上支撑条43的一端通过第二螺栓紧固在上调节座42上,并且,第二螺栓的头部卡置在上调节座42的长条形卡槽421内。上述第一螺栓以及第二螺栓在紧固前,可分别沿下调节座40的长条形卡槽401、上调节座40的长条形卡槽401滑动,从而可调节两条下支撑条41的间隔,以及两条上支撑条43的间隔。使得支撑机构4能承载不同宽度的物料。
可见,本实施例的箱式物料自动抓取装置,其设置有左右夹紧物料的夹紧定位机构3以及上下支承物料的支撑机构4,箱式物料被夹紧时,箱式物料的摆放方位受两侧夹板的限制,实现了物料的初步定位,同时能有效防止物料在移动过程中掉落。
支撑机构4能对物料起到强有力的支承作用,可抓取大重量的箱式物料。抓取物料时,支撑机构4的下支撑条41平行插入所抓取物料的底部,节省了上部空间位置,对空间需求不大,可适用于小空间的仓库中。
进一步的,本实施例的箱式物料自动抓取装置还包括用于限制两块夹板31之间最大间距(即两夹板的最大张开距离)的限位开关、用于限制两块夹板31之间最小间距(即两夹板收紧时的最小距离)的行程开关6以及用于控制夹紧力度的力矩传感器。上述限位开关、行程开关6、力矩传感器均与控制器电连接。
限位开关包括一挡片71以及两个相隔一段距离的光电传感器72,挡片71固定在连接板55上,光电传感器72固定在安装板1上,挡片71在活动过程中能穿过两个光电传感器72,当挡片71阻挡其中一个光电传感器72发出的光束时,光电传感器72发送信号给控制器,控制器控制伺服电机51停止工作。
行程开关6为触碰式传感器,行程开关6位于支撑机构4的上方的中间位置,两块夹板31中的一块夹板31在运动过程中能触碰行程开关6,当夹板31碰触行程开关6时,行程开关6发送信号给控制器,控制器控制伺服电机51停止工作。
可见,通过设置限位开关,能对夹紧定位机构3可打开的最大行程进行控制。通过设置行程开关6,能对夹紧定位机构3的最小行程进行控制。
力矩传感器安装在夹板31的内侧面上,力矩传感器将检测到的力度信息发送至控制器。当力矩传感器检测到的力度大小达到设定值时,说明两侧的夹板31恰好夹紧物料,如果检测到的力度值与设定不符时,说明夹得过紧或不够紧,控制器根据设定的力度调整伺服电机51的旋转角度或旋转方向,从而使夹板31相向或背向运动小量的距离,以进一步微调(夹紧或减少)夹紧物料的力度。本实施例通过设置力矩传感器可防止物料在抓取过程中掉落,也可防止因夹紧力度过大损坏物料。
本实施例的自动抓取装置主要用于自动化仓库中,配合机械手使用来代替人工进行取货,能最大程度降低人工成本,提高劳动生产率。当然,除了自动化仓库,还可用于其他场所箱式物料的搬运。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种箱式物料自动抓取装置,其特征在于,包括竖向设置的安装板,以及固定安装在所述安装板上的夹紧定位机构、支撑机构以及夹紧动力组件;所述夹紧定位机构包括两块竖向设置的夹板,所述两块夹板均与所述安装板垂直;所述夹紧动力组件在工作时能驱动所述两块夹板在某一设定的范围内作相向或背向的直线运动;所述支撑机构具有下支撑条,所述下支撑条固定在所述安装板的底部,并且,所述下支撑条的长度方向垂直于所述安装板。
2.如权利要求1所述的箱式物料自动抓取装置,其特征在于,所述夹紧动力组件包括控制器、伺服电机、皮带传动组件、滚珠丝杆组件、导轨以及两组传动组件,所述伺服电机工作时,通过所述皮带传动组件带动所述滚珠丝杆组件中的丝杆转动,所述滚珠丝杆组件的丝杆上固定有两个间隔设置的传动块;所述每组传动组件均包括一连接板、一滑块以及一连杆机构;所述滑块能滑动地嵌套在所述导轨上,所述导轨的长度方向垂直于所述夹板,所述连接板的一端与所述传动块连接,所述连接板的另一端与所述滑块固定连接,同时,所述连接板的另一端与所述连杆机构的一端铰接,所述连杆机构的另一端与所述夹板固定连接;所述控制器与所述伺服电机电连接,其能控制所述伺服电机正转或反转某一设定的角度。
3.如权利要求2所述的箱式物料自动抓取装置,其特征在于,所述箱式物料自动抓取装置还包括用于限制所述两块夹板之间最大间距的限位开关,所述限位开关与所述控制器电连接,所述限位开关包括一挡片以及两个相隔一段距离的光电传感器,所述挡片固定在所述连接板上,所述光电传感器固定在所述安装板上,所述挡片在活动过程中能穿过所述两个光电传感器,当所述挡片阻挡其中一个光电传感器发出的光束时,所述光电传感器发送信号给所述控制器,所述控制器控制所述伺服电机停止工作。
4.如权利要求2或3所述的箱式物料自动抓取装置,其特征在于,所述箱式物料自动抓取装置还包括用于限制所述两块夹板之间最小间距的行程开关;所述行程开关与所述控制器电连接;所述行程开关为触碰式传感器,所述行程开关位于所述支撑机构的上方的中间位置,所述两块夹板中的一块夹板在运动过程中能触碰所述行程开关,当所述夹板碰触所述行程开关时,所述行程开关发送信号给所述控制器,所述控制器控制所述伺服电机停止工作。
5.如权利要求1所述的箱式物料自动抓取装置,其特征在于,所述箱式物料自动抓取装置还包括用于控制夹紧力度的力矩传感器,所述力矩传感器安装在所述夹板的内侧面上,所述力矩传感器与所述控制器电连接,所述力矩传感器将检测到的力度信息发送至所述控制器,所述控制器根据设定的力度调整所述伺服电机的旋转角度或旋转方向。
6.如权利要求1所述的箱式物料自动抓取装置,其特征在于,所述支撑机构包括下支撑组件,所述下支撑组件包括下调节座以及两条所述下支撑条,所述下调节座固定在所述安装板底部,所述下调节座上设置有长条形卡槽,所述下调节座的长条形卡槽的长度方向垂直于所述夹板,所述下支撑条的一端通过第一螺栓紧固在所述下调节座上,并且,所述第一螺栓的头部卡置在所述下调节座的长条形卡槽内。
7.如权利要求6所述的箱式物料自动抓取装置,其特征在于,所述支撑机构还包括上支撑组件,所述上支撑组件包括上调节座以及两条上支撑条,所述上调节座固定在所述安装板顶部,所述上调节座上设置有长条形卡槽,所述上调节座的长条形卡槽的长度方向垂直于所述夹板,所述上支撑条的一端通过第二螺栓紧固在所述上调节座上,并且,所述第二螺栓的头部卡置在所述上调节座的长条形卡槽内。
8.如权利要求1所述的箱式物料自动抓取装置,其特征在于,所述箱式物料自动抓取装置还包括固定座,所述固定座上设置有固定孔,所述固定座固定在所述安装板背向所述夹板的一侧面上。
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