CN112869300B - 一种鞋楦抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鞋楦抓取方法，包括如下步骤：步骤1，将带有二维码的鞋楦安放在鞋楦托架上；步骤2，将机械臂夹具驱动至待抓取鞋楦托架的正前方；步骤3，驱动机械臂夹具使两个叉指件伸入托架槽，并识别鞋楦上的二维码判断是否抓取正确，若正确则进入步骤4，否则发出报警信息；步骤4，驱动机械臂夹具的两个叉指件背向滑动，使得两个叉指件抵接托架槽的两个侧壁后托起鞋楦托架，再将鞋楦托架和鞋楦移动到制定位置。通过对鞋楦托架与机械臂夹具进行结构设计，将贴有二维码的鞋楦放在鞋楦托架上，用机械臂夹具抓取鞋楦托架从而将鞋楦取出，具有抓取效率高、准确率高的优点，同时还具有明显经济效率，有效地提高个性化柔性制鞋产线的生产效率。

Description

一种鞋楦抓取方法

技术领域

本发明涉及鞋服制造技术领域，具体是一种鞋楦抓取方法。

背景技术

在鞋类的设计、制作与生产中，都离不开鞋楦。鞋楦是鞋子的母体，它不仅决定着鞋子的长短肥瘦和造型，而且还决定着鞋子穿着是否合脚舒适，以及是否能起到安全防护作用或者有利于脚部的运动。在传统制鞋规模产业中，往往通过大批量生产某一款、某一码的鞋子，配对鞋楦时可以通过人工单次处理，配对时间和效率满足生产效率需求。但是，基于工业互联网的大规模柔性个性化制鞋生产方式中，其订单实时生产，通过消费端、平台端与生产端协同，打破传统最小订单量要求，实现混款、混色、混码、个性化定制的单件流在线生产，制鞋流水产线中，相邻两双鞋子的尺码和款式有可能都不一样，这样就带来了每双鞋子鞋面需要匹配鞋楦的问题。传统制鞋厂家往往采用货架分类管理鞋楦型号，采用人工分类，同一批次生产流水线匹配一次，因此对采用机器进行自动化抓取鞋楦的需求不高。在个性化柔性制鞋流水线中，为了匹配每双鞋子的鞋楦，需要按照流水线的生产进度抓取和存放鞋楦。因此在大规模个性化柔性制鞋流水线中，需要采用机器抓取的方式取放鞋楦。由于鞋楦属于不规则形状，由于鞋楦的外形特点，鞋楦放置需要一定的载体，或者是盒子，或者是托架，而现有技术中的鞋楦托架主要是实现鞋楦的安放，未针对自动取放的鞋楦库进行优化，无法实现智能机器自动取放鞋楦。因此若是直接采用现有的指爪结构夹具组件进行抓取，由于夹具组件的结构较为复杂，因此在抓取过程中对机械臂定位精度比较高，导致抓取鞋楦的失败率较高。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种鞋楦抓取方法，通过对鞋楦托架与机械臂夹具进行结构设计，将贴有二维码的鞋楦放在鞋楦托架上，用机械臂夹具抓取鞋楦托架从而将鞋楦取出，其抓取和存放效率能够满足大规模个性化柔性制鞋流水线生产效率和使用需求。

为实现上述目的，本发明提供一种鞋楦抓取方法，包括如下步骤：

步骤1，将带有二维码的鞋楦安放在鞋楦托架上，其中，所述鞋楦托架上具有能够支撑鞋楦的支撑面以及能够伸入机械臂夹具的托架槽；

步骤2，将机械臂夹具驱动至待抓取鞋楦托架的正前方，其中，所述机械臂夹具上具有两个可对向或背向滑动的叉指件，以及能够识别二维码的摄像机构；

步骤3，驱动机械臂夹具使两个叉指件伸入托架槽，并基于摄像机构识别鞋楦上的二维码，根据识别结果判断是否抓取正确，若正确则进入步骤4，否则发出报警信息；

步骤4，驱动机械臂夹具的两个叉指件背向滑动，展开机械臂夹具，使得两个叉指件抵接托架槽的两个侧壁后托起鞋楦托架，再将鞋楦托架和鞋楦移动到制定位置，完成抓取鞋楦的整个过程。

在其中一个实施例中，步骤1中，所述鞋楦托架包括第一基架与支撑机构；

所述第一基架包括两个等长且平行的纵向桁架，且两个所述纵向桁架之间具有间隔，所述支撑机构固定连接在两个纵向桁架的顶面上，两个所述纵向桁架的内侧面与所述支撑机构的底面之间围成所述托架槽；

所述支撑机构包括若干相互等长且平行的横向桁架，各所述横向桁架依次间隔固定连接在两个纵向桁架的顶面上，各所述横向桁架的顶面共同构成所述支撑面。

在其中一个实施例中，所述支撑面为长方形结构；所述支撑面的两个长边边缘上与一个短边边缘上均设有至少一个遮挡件；

所述遮挡件包括固定相连且相互垂直的连接板与遮挡板，所述连接板与遮挡板固定相连，所述遮挡板与支撑面的对应边平行且向上延伸，以用于防止鞋楦用支撑面上掉落。

在其中一个实施例中，步骤2中，所述机械臂夹具包括第二基架、驱动机构与对称设在第二基架上的两个叉指机构，所述摄像机构、驱动机构固定均设在第二基架上；

所述叉指机构包括相互垂直的连接件与叉指件，所述连接件的一端滑动连接在第二基架上，所述叉指件的一端固定连接在连接件的另一端，所述叉指件的另一端向远离第二基架的方向延伸，两个所述叉指件位于同一水平面；

所述驱动机构与两个所述连接件传动相连，以驱动两个所述连接件在第二基架上对向或背向滑动，进而实现机械臂夹具的展开或收缩。

在其中一个实施例中，所述连接件包括相互垂直的滑动部与连接部，所述滑动部为块状结构，所述连接部为杆状结构；

所述滑动部滑动连接在第二基架上，所述连接部的一端固定连接在滑动部的底部且位于远离另一个叉指机构的一端，所述叉指件固定连接在连接部的另一端且与所述连接部垂直。

在其中一个实施例中，所述滑动部上背向叉指件的一面上设有滑轨，所述第二基架上设有与滑轨对应的滑槽，所述滑动部通过所述滑轨与滑槽的配合滑动连接在所述第二基架上，所述滑轨的长度方向与所述叉指件的长度方向垂直。

在其中一个实施例中，所述叉指件为杆状结构，所述叉指件上从首端到中部的部分杆体的厚度相等，所述叉指件上从中部到尾端的部分杆体的厚度逐渐减小；所述叉指件上从首端到中部的部分杆体的宽度相等，所述叉指件上从中部到尾端的部分杆体的宽度逐渐减小，其中，所述叉指件的尾端为远离第二基架的一端。

在其中一个实施例中，所述摄像机构包括摄像头与若干环绕在摄像头的镜头周围的照明灯珠，所述摄像头固定连接在第二基架的底部，所述摄像头的镜头朝向两个所述叉指件之间的位置。

本发明提供的一种鞋楦抓取方法，通过对鞋楦托架与机械臂夹具进行结构设计，将贴有二维码的鞋楦放在鞋楦托架上，用机械臂夹具抓取鞋楦托架从而将鞋楦取出，具有抓取效率高、准确率高的优点，同时还具有明显经济效率，有效地提高个性化柔性制鞋产线的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中鞋楦托架的结构示意图；

图2为本发明实施例中鞋楦托架在安放鞋楦时的结构示意图；

图3为本发明实施例中机械臂夹具的轴测图；

图4为本发明实施例中机械臂夹具的侧视图；

图5为本发明实施例中机械臂夹具的俯视图；

图6为本发明实施例中滑轨的剖面结构示意图；

图7为本发明实施例中滑槽的剖面结构示意图

图8为本发明实施例中机械臂夹具的轴测图；

图9为本发明实施例中鞋楦抓取方法的流程示意图。

附图标号：纵向桁架101、托架槽102、横向桁架103、遮挡件104、机械臂夹具20、第二基架201、滑槽2011、叉指件202、滑动部203、滑轨2031、连接部204、摄像头205、照明灯珠206、连接板207、基座301、节臂302、鞋楦40。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-2所示为本实施例公开的一种鞋楦托架，其具体包括第一基架与支撑机构；支撑机构的底部固定连接在第一基架的顶部上，支撑机构的顶部设有能够支撑鞋楦40的支撑面；第一基架的底部设有能够伸入机械臂夹具的托架槽102，在机械臂需抓取鞋楦40时，只需将机械臂夹具伸入托架槽102既能抬起鞋楦托架，完成鞋楦40的取放。使得该鞋楦托架在便于安放鞋楦40的同时，还能与配套智能机器的机械臂抓配合，使得机械臂夹具能够抓取鞋楦托架，而且结构简单，轻盈，便于智能机械臂抓取，鞋楦40安放方便，且鞋楦40安放在该托架上时全方位可视，便于工作人员检查鞋楦40安放状态和相关信息。

本实施例中，第一基架包括两个等长且平行的纵向桁架101，且两个纵向桁架101之间具有间隔。具体地，纵向桁架101为长方体结构，且两个纵向桁架101沿长方体的长度方向平行，其中，纵向桁架101的长度大于鞋楦40的长度，两个纵向桁架101之间间隔的宽度大于鞋楦40的宽度，支撑机构固定连接在两个纵向桁架101的顶面上，两个纵向桁架101的内侧面与支撑机构的底面之间围成托架槽102。本实施例中，两个纵向桁架101 上相对的侧面为纵向桁架101的内侧面，两个纵向桁架101上相背的侧面为纵向桁架101 的外侧面。

本实施例中，支撑机构包括若干相互等长且平行的横向桁架103，各横向桁架103依次间隔固定连接在两个纵向桁架101的顶面上，以便于减少鞋楦托架的整体重量，各横向桁架103的顶面共同构成支撑面。其中，横向桁架103为长方体结构，且横向桁架103的端面与纵向桁架101的外侧面平齐。作为优选地实时方式，横向桁架103与纵向桁架101 一体成型，当然，横向桁架103与纵向桁架101之间不仅仅局限于一体成型，也可以采用焊接、胶结、螺栓连接等固定连接方式。

本实施例中，支撑面为长方形结构；支撑面的两个长边边缘上与一个短边边缘上均设有至少一个遮挡件104；遮挡件104包括固定相连且相互垂直的连接板与遮挡板，连接板与遮挡板固定相连，遮挡板与支撑面的对应边平行且向上延伸，以用于防止鞋楦40用支撑面上掉落。具体地，支撑面的短边边缘上的遮挡件104为一个，且该遮挡件104位于对应短边边缘上的中间位置；支撑面的长边边缘上的遮挡件104为三个，且三个遮挡件104 等间隔的分布在对应长边边缘上。优选地，遮挡板的外侧面与支撑机构的侧面平齐。其中，连接板与支撑面之间的连接方式可以采用焊接、胶结、螺栓连接等。

本实施例中，两个纵向桁架101的宽度与厚度均可以不相等，且各横向桁架103的宽度与厚度同样也可不相等。

如图3-5所示为本实施例公开的一种机械臂夹具，该机械臂夹具可与图1-2中的鞋楦托架配套使用。具体地，本实施例中的机械臂夹具20包括第二基架201、驱动机构与对称设在第二基架201上的两个叉指机构，其中，驱动机构固定设在第二基架201上，第二基架201通过螺栓固定连接在最后一个节臂302的尾端。叉指机构包括相互垂直的连接件与叉指件202，连接件的一端滑动连接在第二基架201上，叉指件202的一端固定连接在连接件的另一端，叉指件202的另一端向远离第二基架201的方向延伸，且两个叉指件202 位于同一水平面；驱动机构与两个连接件传动相连，以驱动两个连接件在第二基架201上对向或背向滑动，进而实现机械臂夹具20的展开或收缩。该机械臂夹具20通过在同一水平面设置两个对向或背向滑动的叉指件202，在通过该机械臂夹具20抓取鞋楦时，只需将两个叉指伸入鞋楦托架上的托架槽，即能将鞋楦托架托起转移，同时由于叉指件202可对向或背向滑动，进而可以通过驱动两个叉指件202背向滑动，进而使得两个叉指件202抵接两个纵向桁架的内侧面，即能完成机械臂夹具20与鞋楦托架之间的固联，完成机械臂夹具20对鞋楦托架的抓取。

本实施例中，连接件包括相互垂直的滑动部203与连接部204，其中，滑动部203为块状结构，连接部204为杆状结构。具体地，滑动部203滑动连接在第二基架201上，连接部204的一端固定连接在滑动部203的底部且位于远离另一个叉指机构的一端，叉指件 202固定连接在连接部204的另一端且与连接部204垂直。通过这一实施结构，使得两个叉指件202之间始终具有一定的间隔，能够有效地避免两个叉指件202在对向滑动的过程中发生碰撞。

本实施例中，滑动部203上背向叉指件202的一面上设有滑轨2031，第二基架201上设有与滑轨2031对应的滑槽2011，滑动部203通过滑轨2031与滑槽2011的配合滑动连接在第二基架201上，滑轨2031的长度方向与叉指件202的长度方向垂直。优选地，每一滑动部203上的滑轨2031数量为两个，进而有效的保证滑动部203在第二基架201上滑动过程的稳定性。当然，滑轨2031与滑槽2011的位置也可以互换，即滑槽2011设在滑动部203上，滑轨2031设在第二基架201上。进一步优选地，滑槽2011与滑轨2031的截面为图6-7所示的凸形结构，进而能够有效地避免滑轨2031与滑槽2011滑动配合的过程中滑轨2031从滑槽2011中脱落。在具体实施过程中，滑动部203的上设有并未图示的第一挡板，第二基架201上的边缘位置设有并未图示的第二挡板，其中，第一挡板位于滑动部203顶部且靠近另一个叉指机构的一端，第二挡板位于第一挡板的滑动路径上，进而能够有效地避免滑动部203从第二基架201上滑落。

本实施例中，叉指件202为杆状结构，叉指件202上从首端到中部的部分杆体的厚度相等，叉指件202上从中部到尾端的部分杆体的厚度逐渐减小，且叉指件202上从首端到中部的部分杆体的宽度相等，叉指件202上从中部到尾端的部分杆体的宽度逐渐减小，其中，叉指件202的尾端为远离第二基架201的一端。即叉指件202在靠近尾端的方向逐渐变薄变窄，进而有利于叉指件202伸进鞋楦托架的托架槽，降低整个机械臂夹具20定位的精度需求，从而提高整体抓取成功率。

本实施例中的驱动机构并未图示，在具体的实施过程中，驱动机构可以采用电机或液压泵或气泵等气动部件。若驱动机构为电机，则驱动机构与滑动部203之间通过丝杠与丝杠螺母的配合实现滑动部203在第二基架201上的线性运动，即滑动部203螺栓连接在丝杠上，丝杠与电机的输出端固联，电机驱动丝杠转动，进而带动滑动部203作线性运动。若驱动机构为液压泵或气泵，则滑动部203直接通过螺栓或连杆等部件固定连接在液压泵或气泵的输出端上，随着液压泵或气泵的输出端的伸缩带动滑动部203作线性运动。

本实施例中的机械臂夹具20还包括摄像机构，该摄像机构包括摄像头205与若干环绕在摄像头205的镜头周围的照明灯珠206，摄像头205通过一七形结构的连接板207固定连接在第二基架201的底部，进而使得摄像头205的镜头朝向两个叉指件202之间的位置。其中，照明灯珠206为LED灯珠。通过设置摄像机构，进而能够有效的识别待抓取的鞋楦。

本实施例中，叉指件202、连接部204、滑动部203三者一体成型，进而使得叉指机构具有较高的韧性与承载能力。

如图8所示为本实施例公开的一种用于抓取鞋楦的机械臂，包括基座301与多个节臂 302，各节臂302依次首尾相连，且相邻的两个节臂302之间铰接或转动连接，第一个节臂302的首端转动连接在基座301上，最后一个节臂302的尾端上固定设有图3-5所示的机械臂夹具20，通过机械臂驱动机械臂夹具20运动至指定位置，进而完成对鞋楦托架的抓取。其中，基座301与节臂302的具体实施结构，以及相邻两个节臂302之间可实现铰接或转动连接的具体连接结构，均为机械臂技术领域的常规技术手段，因此本实施例中均不在赘述。其具体实施过程可以参考CN111015626A、CN107097219B、CN103182714B等专利所公开的技术方案。

如图9所示为本实施例公开的一种鞋楦抓取方法，包括如下步骤：

步骤1，将带有二维码的鞋楦安放在图1-2所示的鞋楦托架上；

步骤2，通过图8所示的机械臂将机械臂夹具驱动至待抓取鞋楦托架的正前方；

步骤3，驱动机械臂夹具使两个叉指件伸入托架槽，并基于摄像机构识别鞋楦上的二维码，根据识别结果判断是否抓取正确，若正确则进入步骤4，否则发出报警信息，其中，报警信息为声光信息；

步骤4，驱动机械臂夹具的两个叉指件背向滑动，展开机械臂夹具，使得两个叉指件抵接两个纵向桁架的内侧面后托起鞋楦托架，再将鞋楦托架和鞋楦移动到制定位置，完成抓取鞋楦的整个过程。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种鞋楦抓取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将带有二维码的鞋楦安放在鞋楦托架上，其中，所述鞋楦托架上具有能够支撑鞋楦的支撑面以及能够伸入机械臂夹具的托架槽；

步骤2，将机械臂夹具驱动至待抓取鞋楦托架的正前方，其中，所述机械臂夹具上具有两个可对向或背向滑动的叉指件，以及能够识别二维码的摄像机构；

步骤3，驱动机械臂夹具使两个叉指件伸入托架槽，并基于摄像机构识别鞋楦上的二维码，根据识别结果判断是否抓取正确，若正确则进入步骤4，否则发出报警信息；

步骤4，驱动机械臂夹具的两个叉指件背向滑动，展开机械臂夹具，使得两个叉指件抵接托架槽的两个侧壁后托起鞋楦托架，再将鞋楦托架和鞋楦移动到制定位置，完成抓取鞋楦的整个过程；

步骤1中，所述鞋楦托架包括第一基架与支撑机构；

所述第一基架包括两个等长且平行的纵向桁架，且两个所述纵向桁架之间具有间隔，所述支撑机构固定连接在两个纵向桁架的顶面上，两个所述纵向桁架的内侧面与所述支撑机构的底面之间围成所述托架槽；

所述支撑机构包括若干相互等长且平行的横向桁架，各所述横向桁架依次间隔固定连接在两个纵向桁架的顶面上，各所述横向桁架的顶面共同构成所述支撑面；

所述机械臂夹具包括第二基架、驱动机构与对称设在第二基架上的两个叉指机构，所述摄像机构、驱动机构固定均设在第二基架上；

所述叉指机构包括相互垂直的连接件与叉指件，所述连接件的一端滑动连接在第二基架上，所述叉指件的一端固定连接在连接件的另一端，所述叉指件的另一端向远离第二基架的方向延伸，两个所述叉指件位于同一水平面；

所述驱动机构与两个所述连接件传动相连，以驱动两个所述连接件在第二基架上对向或背向滑动，进而实现机械臂夹具的展开或收缩，进而使得两个叉指件抵接两个纵向桁架的内侧面，即能完成机械臂夹具与鞋楦托架之间的固联。

2.根据权利要求1所述鞋楦抓取方法，其特征在于，所述支撑面为长方形结构；所述支撑面的两个长边边缘上与一个短边边缘上均设有至少一个遮挡件；

所述遮挡件包括固定相连且相互垂直的连接板与遮挡板，所述连接板与遮挡板固定相连，所述遮挡板与支撑面的对应边平行且向上延伸，以用于防止鞋楦用支撑面上掉落。

3.根据权利要求1所述鞋楦抓取方法，其特征在于，所述连接件包括相互垂直的滑动部与连接部，所述滑动部为块状结构，所述连接部为杆状结构；

所述滑动部滑动连接在第二基架上，所述连接部的一端固定连接在滑动部的底部且位于远离另一个叉指机构的一端，所述叉指件固定连接在连接部的另一端且与所述连接部垂直。

4.根据权利要求3所述鞋楦抓取方法，其特征在于，所述滑动部上背向叉指件的一面上设有滑轨，所述第二基架上设有与滑轨对应的滑槽，所述滑动部通过所述滑轨与滑槽的配合滑动连接在所述第二基架上，所述滑轨的长度方向与所述叉指件的长度方向垂直。

5.根据权利要求1所述鞋楦抓取方法，其特征在于，所述摄像机构包括摄像头与若干环绕在摄像头的镜头周围的照明灯珠，所述摄像头固定连接在第二基架的底部，所述摄像头的镜头朝向两个所述叉指件之间的位置。

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