CN112044922A - 一种发酵筒抓取机械手及其抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发酵筒抓取机械手及其抓取方法，包括支撑平台、平移底座、抓取手臂、平移驱动装置、旋转驱动装置和控制器。所述抓取机械手的支撑平台连接安装于发酵设备的机架上，其上安装有平移底座，所述抓取手臂连接安装于平移底座上，平移驱动装置连接安装于支撑平台与平移底座之间，旋转驱动装置连接安装于平移底座与抓取手臂之间；所述抓取手臂、所述平移驱动装置、所述旋转驱动装置和控制器进行电连接即可进行作业。本发明的发酵筒抓取机械手可以抓取发酵筒从某一位置移动到另一位置，具有体积小，工作稳定，高通用性等优异的性能特点，适合在厨余垃圾环保无害化处理和资源化技术领域相关设备中广泛应用。

Description

一种发酵筒抓取机械手及其抓取方法

技术领域

本发明属于厨余垃圾环保无害化处理和资源化利用技术领域，特别是涉及一种发酵筒抓取机械手及其抓取方法。

背景技术

在厨余垃圾环保无害化处理和资源化技术领域，本公司于2019年12月17日申请了发明专利《餐厨/厨余垃圾生态处理机及处理方法》（申请号：201911304952.1），该发明在具体应用中取得较好效果，在该专利的应用中涉及到一项必要的工艺流程：发酵物料在发酵筒中经过一定时间的发酵以后需要重新输送到搅拌机中与新添加厨余浆料进行搅拌，混合的新料重新装填到发酵筒中。

在该工艺流程中发酵筒底部排出的物料经过平皮带输送机，螺旋输送机，刮板输送机依次传递到搅拌机中；搅拌机排出的物料经过提升斗送入布料机中，再通过布料机将物料依次回装到发酵筒中，整个物料流转过程经过了5组设备，在较多设备协同工作的情况下，其中任一设备有故障都将会导致停机，整机故障停机的风险很高；同时，这些物料流转输送设备均为传统设备，其体积较大，在整机系统中占用了较大的空间，不利于设备小型化设计；另外，在物料流转的过程中，发酵物料需要直接接触到各环节的输送机，黏湿的物料极易沾染在输送机上，需要花费较多的工作量来定期清理沾染物料。

以上问题如果能解决，将有助于降低设备故障率，缩小设备体积，降低使用和维护成本，使设备更加具有市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种发酵筒抓取机械手及其抓取方法，解决采用餐厨/厨余垃圾生态处理机进行厨余垃圾发酵处理时，其物料流转设备占用空间大、可靠性不佳、使用和维护成本高的技术问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的，根据本发明提出的一种发酵筒抓取机械手，包括支撑平台、平移底座、抓取手臂、平移驱动装置、旋转驱动装置和控制器；所述支撑平台连接安装于发酵设备的机架上；所述平移底座连接安装于所述支撑平台上；所述抓取手臂连接安装于所述平移底座上；所述平移驱动装置连接安装于所述支撑平台与所述平移底座之间；所述旋转驱动装置连接安装于所述平移底座与所述抓取手臂之间；所述抓取手臂、所述平移驱动装置、所述旋转驱动装置和所述控制器进行电连接；

所述抓取手臂由臂身、抓取手抓、连杆机构、手抓气缸构成；所述臂身通过所述旋转驱动装置连接安装于所述平移底座上；所述连杆机构连接安装于所述臂身的抓取端；所述手抓气缸连接安装于所述臂身的抓取端，活塞杆与所述连杆机构铰接；所述抓取手抓分别与所述连杆机构和所述手抓气缸铰接；所述抓取手抓至少二个，分别对称安装于所述臂身抓取端的两侧；

所述平移驱动装置由平移导向机构、平移传动机构、平移驱动机构构成；所述平移导向机构连接安装于所述支撑平台与所述平移底座之间；所述平移传动机构连接安装于所述支撑平台与所述平移底座之间；所述平移驱动机构连接安装于所述支撑平台上或平移底座上；

所述旋转驱动装置由旋转主轴、旋转轴承座、旋转主动齿轮、旋转从动齿轮、旋转驱动电机构成；所述旋转轴承座连接安装于所述平移底座上；所述旋转主轴连接安装于所述旋转轴承座内且一端与所述抓取手臂的所述臂身紧固连接；所述旋转从动齿轮连接安装于所述旋转主轴上；所述旋转主动齿轮连接安装于所述旋转驱动电机的转轴上；所述旋转主动齿轮与所述旋转从动齿轮啮合。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现：

较佳地，前述的发酵筒抓取机械手，其所述平移底座安装于所述支撑平台的上方或悬挂安装于所述支撑平台的下方。

较佳地，前述的发酵筒抓取机械手，其还包括发酵筒定位机构；所述发酵筒定位机构由定位夹板、定位气缸构成；所述定位夹板有二块，与所述抓取手抓成90度对称铰接于所述臂身的抓取端两侧；所述定位气缸连接安装于所述臂身的抓取端；

较佳地，前述的发酵筒抓取机械手，其所述平移驱动机构是平移伺服减速电机；

所述平移导向机构是直线导轨与直线滑块，所述直线导轨连接安装于所述支撑平台上，所述直线滑块连接安装于所述平移底座上；

所述平移传动机构是平移齿条和平移齿轮，所述平移齿条连接安装于所述支撑平台上，所述平移齿轮连接安装于所述平移伺服减速电机的传动轴上且与所述平移齿条啮合。

较佳地，前述的发酵筒抓取机械手，其还包括旋转检测传感器和平移检测传感器；所述旋转检测传感器安装于所述平移底座上；所述平移检测传感器安装于所述支撑平台的端部；所述旋转检测传感器和所述平移检测传感器与所述控制器电连接。

较佳地，前述的发酵筒抓取机械手，其还包括旋转限位机构和平移限位机构；

所述旋转限位机构连接安装于所述平移底座上；

所述平移限位机构连接安装于所述支撑平台的两个端部。

较佳地，前述的发酵筒抓取机械手，其还包括平台升降机构；所述平台升降机构连接安装于发酵设备两侧的机架上，所述支撑平台的两端连接安装于所述平台升降机构上。

较佳地，前述的发酵筒抓取机械手，其所述抓取手臂一次抓取1~5个发酵筒。

本发明公开一种发酵筒抓取机械手的抓取方法，其包含以下步骤：

S1：设备启动：启动所述发酵筒抓取机械手，使各功能单元处于启动待机状态；

S2：执行机构回零：各驱动减速电机、气缸执行机构在所述控制器的控制下进行初始运动，校准位置信息，其中所述抓取手抓处于打开状态；

S3：发酵筒抓取：所述平移底座与所述抓取手臂进行组合运动，移动到发酵筒抓取位置等待，当有发酵筒被送到抓取位置，所述控制器控制所述抓取手臂的所述抓取手抓做上抓动作，把发酵筒抓取固定在所述抓取手臂的抓取端上；

S4：发酵筒移动：所述控制器控制所述平移底座与所述抓取手臂进行组合运动，把发酵筒移动到设定的放置位置，所述控制器控制所述抓取手臂的抓取手抓打开，把发酵筒松开放下；

S5：循环抓取移动发酵筒：S4完成后，所述发酵筒抓取机械手反复重复步骤S3~S4，实现发酵筒的抓取、移动、放置的循环自动化、机械化作业。

较佳地，前述的发酵筒抓取机械手的抓取方法，其还包括S3中所述抓取手抓完成上抓动作抓取发酵筒后，所述发酵筒定位机构对发酵筒进行夹持定位，S4中所述抓取手臂把发酵筒移动到设定位置后，所述发酵筒定位机构打开，所述抓取手抓打开放下发酵筒；

还包括S3中所述抓取手臂一次抓取1~5个发酵筒；

还包括S3中所述抓取手臂完成发酵筒抓取后，所述平台升降机构带动所述支撑平台做设定高度的上升运动后再进行所述平移和旋转组合运动。

本发明于现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明的发酵筒抓取机械手的实现方法至少具有下列优点及有益效果：

一是在发酵过程中，发酵物料连同发酵筒一起搬运，相比直接输送发酵物料，设备没有直接接触发酵物料，减少定期清理工作量，同时提高设备稳定性；

二是物料流转来回程都由一个设备来完成，有效地减少了物料流转环节的设备数量；

三是设备运动机构质量轻巧，运动阻力小，装机容量小，更节能；

四是设备结构紧凑，占用空间小；

五是设备由软件控制多个运动机构实现高柔性工作，对于工况的变化可进行快速适应性调整，提高设备的通用性和扩展性，能适应多种厨余垃圾处理整机设备。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特征较佳实施，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构的主视示意图。

图2为本发明实施例一的平移底座的俯视示意图。

图3为本发明实施例二的结构的主视示意图。

图4为本发明实施例二的发酵筒定位机构的主视示意图。

图5为本发明实施例三的结构的主视示意图。

【主要元件符号说明】

1：支撑平台 11：平移检测传感器

12：平移限位机构 2：平移底座

21：旋转检测传感器 22：旋转限位机构

3：抓取手臂 31：臂身

32：抓取手抓 33：连杆机构

34：手抓气缸 35：发酵筒定位机构

351：定位夹板 352：定位气缸

4：平移驱动装置 41：平移导向机构

411：直线导轨 412：直线滑块

42：平移传动机构 421：平移齿条

422：平移齿轮 43：平移驱动机构

431：平移伺服减速电机 5：旋转驱动装置

51：旋转主轴 52：旋转轴承座

53：旋转主动齿轮 54：旋转从动齿轮

55：旋转驱动电机 6：控制器

7：平台升级机构。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依赖本发明提出的发酵筒抓取机械手及其抓取方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例一：

请参阅图1至图3所示，本发明实施例一的发酵筒抓取机械手，其由支撑平台1、平移底座2、抓取手臂3、平移驱动装置4、旋转驱动装置5和控制器6组成；所述支撑平台1连接安装于发酵设备的机架上；所述平移底座2悬挂安装于所述支撑平台1的下方；所述抓取手臂3连接安装于所述平移底座2上；所述平移驱动装置4连接安装于所述支撑平台1与所述平移底座2之间；所述旋转驱动装置5连接安装于所述平移底座2与所述抓取手臂3之间；所述抓取手臂3、所述平移驱动装置4、所述旋转驱动装置5和所述控制器6进行电连接；

所述抓取手臂3由臂身31、抓取手抓32、连杆机构33、手抓气缸34构成；所述臂身31通过所述旋转驱动装置5连接安装于所述平移底座2上；所述连杆机构33连接安装于所述臂身31的抓取端；所述手抓气缸34连接安装于所述臂身31的抓取端，活塞杆与所述连杆机构33铰接；所述抓取手抓32分别与所述连杆机构33和所述手抓气缸34铰接；所述抓取手抓32设置安装4个，分别对称安装于所述臂身31抓取端的两侧；

所述平移驱动装置4由平移导向机构41、平移传动机构42、平移驱动机构43构成；所述平移导向机构41连接安装于所述支撑平台1与所述平移底座2之间；所述平移传动机构42连接安装于所述支撑平台1与所述平移底座2之间；所述平移驱动机构连43接安装于所述平移底座2上，所述平移驱动装置4可以使所述平移底座2与所述支撑平台1做相对直线运动；

所述旋转驱动装置5由旋转主轴51、旋转轴承座52、旋转主动齿轮53、旋转从动齿轮54、旋转驱动电机55构成；所述旋转轴承座52连接安装于所述平移底座2上；所述旋转主轴51连接安装于所述旋转轴承座52内且一端与所述抓取手臂3的所述臂身31紧固连接；所述旋转从动齿轮54连接安装于所述旋转主轴51上；所述旋转主动齿轮53连接安装于所述旋转驱动电机55的转轴上；所述旋转主动齿轮53与所述旋转从动齿轮54啮合；所述旋转驱动装置5可以使所述抓取手臂3与平移底座2进行相对旋转运动；

所述平移驱动机构4是平移伺服减速电机431；

所述平移导向机构41是直线导轨411与直线滑块412，所述直线导轨411连接安装于所述支撑平台1上，所述直线滑块412连接安装于所述平移底座2上；

所述平移传动机构42是平移齿条421和平移齿轮422，所述平移齿条421连接安装于所述支撑平台1上，所述平移齿轮422连接安装于所述平移伺服减速电机431的传动轴上且与所述平移齿条421啮合。

所述的发酵筒抓取机械手，还包括旋转检测传感器21和平移检测传感器11；所述旋转检测传感器21安装于所述平移底座2上；所述平移检测传感器11安装于所述支撑平台1的端部；所述旋转检测传感器21和所述平移检测传感器11与所述控制器6电连接，用于提供原点和极限位置信号；

所述的发酵筒抓取机械手，包括旋转限位机构22和平移限位机构12；所述旋转限位机构22连接安装于所述平移底座2上；所述平移限位机构12连接安装于所述支撑平台1的两个端部。

所述抓取手臂3一次抓取1个发酵筒。

实施例二：

请参阅图4所示，本发明实例二的发酵筒抓取机械手与实例一相似，区别仅在于：

为了使抓取手臂对发酵筒有更好的定位，提高设备稳定性所述的发酵筒抓取机械手，还包括发酵筒定位机构35；所述发酵筒定位机构35由定位夹板351、定位气缸352构成；所述定位夹板351有二块，与所述抓取手抓32成90度对称铰接于所述臂身31的抓取端两侧；所述定位气缸352连接安装于所述臂身31的抓取端；所述定位气缸352动作，推动所述定位夹板351转动从两个侧边压紧发酵筒，使发酵筒与所述抓取手臂3中心对齐。

实施例三：

请参阅图5所示，本发明实例三的发酵筒抓取机械手与实例二相似，区别仅在于：

为了减少上下游衔接设备的机构动作，使整体设备运行衔接时间更短，所述的发酵筒抓取机械手，还包括平台升降机构7；所述平台升降机构7连接安装于发酵设备两侧的机架上，所述支撑平台1的两端连接安装于所述平台升降机构7上。

为了进一步提高效率所述抓取手臂3一次抓取2个发酵筒。

本发明的发酵筒抓取机械手及其抓取方法，包括以下步骤：

S1：设备启动：启动所述发酵筒抓取机械手，使各功能单元处于启动待机状态；

S2：执行机构回零：各驱动减速电机、气缸执行机构在所述控制器6的控制下进行初始运动，校准位置信息，其中所述抓取手抓32处于打开状态；

S3：发酵筒抓取：所述平移底座2与所述抓取手臂3进行组合运动，移动到发酵筒抓取位置等待，当有发酵筒被送到抓取位置，所述控制器6控制所述抓取手臂3的所述抓取手抓32做上抓动作，把发酵筒抓取固定在所述抓取手臂3的抓取端上；

S4：发酵筒移动：所述控制器6控制所述平移底座2与所述抓取手臂3进行组合运动，把发酵筒移动到设定的放置位置，所述控制器6控制所述抓取手臂3的抓取手抓32打开，把发酵筒松开放下；

S5：循环抓取移动发酵筒：S4完成后，所述发酵筒抓取机械手反复重复步骤S3~S4，实现发酵筒的抓取、移动、放置的循环自动化、机械化作业。

在本发明的发酵筒抓取机械手及其抓取方法的再一个具体实施例与上一实施例相似，区别仅在于：

为了使抓取手臂3对发酵筒有更好的定位精度，提高设备稳定性，设置了发酵筒定位机构35，步骤S3中所述抓取手抓32完成上抓动作抓取发酵筒后，所述发酵筒定位机构35对发酵筒进行夹持定位，步骤S4中所述抓取手臂3把发酵筒移动到设定位置后，所述发酵筒定位机构35打开，所述抓取手抓32打开放下发酵筒。

在本发明的发酵筒抓取机械手及其抓取方法的再一个具体实施例与上一实施例相似，区别仅在于：

为了使抓取手臂3对发酵筒有更好的定位精度，提高设备稳定性，设置了平台升降机构7且抓取手臂3抓取多个发酵筒；

步骤S3中所述抓取手臂3一次抓取2个发酵筒；

步骤S3中所述抓取手臂3完成发酵筒抓取后，所述平台升降机构7带动所述支撑平台1做设定高度的上升运动后再进行平移和旋转组合运动。

以上所述，仅是本发明较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但是并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，用上述揭示的技术内容作出变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种发酵筒抓取机械手，其特征在于：包括支撑平台、平移底座、抓取手臂、平移驱动装置、旋转驱动装置和控制器；所述支撑平台连接安装于发酵设备的机架上；所述平移底座连接安装于所述支撑平台上；所述抓取手臂连接安装于所述平移底座上；所述平移驱动装置连接安装于所述支撑平台与所述平移底座之间；所述旋转驱动装置连接安装于所述平移底座与所述抓取手臂之间；所述抓取手臂、所述平移驱动装置、所述旋转驱动装置和所述控制器进行电连接；

所述抓取手臂由臂身、抓取手抓、连杆机构、手抓气缸构成；所述臂身通过所述旋转驱动装置连接安装于所述平移底座上；所述连杆机构连接安装于所述臂身的抓取端；所述手抓气缸连接安装于所述臂身的抓取端，活塞杆与所述连杆机构铰接；所述抓取手抓分别与所述连杆机构和所述手抓气缸铰接；所述抓取手抓至少二个，分别对称安装于所述臂身抓取端的两侧；

所述平移驱动装置由平移导向机构、平移传动机构、平移驱动机构构成；所述平移导向机构连接安装于所述支撑平台与所述平移底座之间；所述平移传动机构连接安装于所述支撑平台与所述平移底座之间；所述平移驱动机构连接安装于所述支撑平台上或平移底座上；

所述旋转驱动装置由旋转主轴、旋转轴承座、旋转主动齿轮、旋转从动齿轮、旋转驱动电机构成；所述旋转轴承座连接安装于所述平移底座上；所述旋转主轴连接安装于所述旋转轴承座内且一端与所述抓取手臂的所述臂身紧固连接；所述旋转从动齿轮连接安装于所述旋转主轴上；所述旋转主动齿轮连接安装于所述旋转驱动电机的转轴上；所述旋转主动齿轮与所述旋转从动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的发酵筒抓取机械手，其特征在于：所述平移底座安装于所述支撑平台的上方或悬挂安装于所述支撑平台的下方。

3.根据权利要求1所述的发酵筒抓取机械手，其特征在于：还包括发酵筒定位机构；所述发酵筒定位机构由定位夹板、定位气缸构成；所述定位夹板有二块，与所述抓取手抓成90度对称铰接于所述臂身的抓取端两侧；所述定位气缸连接安装于所述臂身的抓取端。

4.根据权利要求1所述的发酵筒抓取机械手，其特征在于：所述平移驱动机构是平移伺服减速电机；

所述平移导向机构是直线导轨与直线滑块，所述直线导轨连接安装于所述支撑平台上，所述直线滑块连接安装于所述平移底座上；

所述平移传动机构是平移齿条和平移齿轮，所述平移齿条连接安装于所述支撑平台上，所述平移齿轮连接安装于所述平移伺服减速电机的传动轴上且与所述平移齿条啮合。

5.根据权利要求1所述的发酵筒抓取机械手，其特征在于：还包括旋转检测传感器和平移检测传感器；所述旋转检测传感器安装于所述平移底座上；所述平移检测传感器安装于所述支撑平台的端部；所述旋转检测传感器和所述平移检测传感器与所述控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的发酵筒抓取机械手，其特征在于：还包括旋转限位机构和平移限位机构；

所述旋转限位机构连接安装于所述平移底座上；

所述平移限位机构连接安装于所述支撑平台的两个端部。

7.根据权利要求1所述的发酵筒抓取机械手，其特征在于：还包括平台升降机构；所述平台升降机构连接安装于发酵设备两侧的机架上，所述支撑平台的两端连接安装于所述平台升降机构上。

8.根据权利要求1所述的发酵筒抓取机械手，其特征在于：所述抓取手臂一次抓取1~5个发酵筒。

9.一种根据权利要求1~8任一所述的发酵筒抓取机械手的抓取方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1：设备启动：启动所述发酵筒抓取机械手，使各功能单元处于启动待机状态；

S2：执行机构回零：各驱动减速电机、气缸执行机构在所述控制器的控制下进行初始运动，校准位置信息，其中所述抓取手抓处于打开状态；

S3：发酵筒抓取：所述平移底座与所述抓取手臂进行组合运动，移动到发酵筒抓取位置等待，当有发酵筒被送到抓取位置，所述控制器控制所述抓取手臂的所述抓取手抓做上抓动作，把发酵筒抓取固定在所述抓取手臂的抓取端上；

S4：发酵筒移动：所述控制器控制所述平移底座与所述抓取手臂进行组合运动，把发酵筒移动到设定的放置位置，所述控制器控制所述抓取手臂的抓取手抓打开，把发酵筒松开放下；

S5：循环抓取移动发酵筒：S4完成后，所述发酵筒抓取机械手反复重复步骤S3~S4，实现发酵筒的抓取、移动、放置的循环自动化、机械化作业。

10.根据权利要求9所述的发酵筒抓取机械手的抓取方法，其特征在于：还包括S3中所述抓取手抓完成上抓动作抓取发酵筒后，所述发酵筒定位机构对发酵筒进行夹持定位，S4中所述抓取手臂把发酵筒移动到设定位置后，所述发酵筒定位机构打开，所述抓取手抓打开放下发酵筒；

还包括S3中所述抓取手臂一次抓取1~5个发酵筒；

还包括S3中所述抓取手臂完成发酵筒抓取后，所述平台升降机构带动所述支撑平台做设定高度的上升运动后再进行所述平移和旋转组合运动。

Images