CN113233080A - 一种机械手卸砖抓具及卸砖方法 - Google Patents

Abstract

一种机械手卸砖抓具及卸砖方法，卸砖抓具包括复数个摆爪组合，复数个摆爪组合在机械手上顺次安装，形成一排摆爪组合，机械手上设有多排摆爪组合；摆爪组合包括摆爪Ⅰ、摆爪Ⅱ和两个铰支座，摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的上端分别通过一个铰支座转动连接在机械手上，摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ与所连接的铰支座之间的连接点为转动支点，直线驱动机构的两端分别与摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的动力支点铰接，转动支点与动力支点之间的距离为L₁，动力支点与所在摆爪上夹持斜面下边沿的距离为L₂，且5L₁≥L₂≥2L₁；两个铰支座的中心距和砖组收夹前的宽度相当，两个摆爪的夹持斜面的间距大于两个铰支座的中心距。本发明具有结构简单、夹取可靠的特点，并可以适应砖垛之间的狭小风道空间。

Description

一种机械手卸砖抓具及卸砖方法

技术领域

本发明属于烧结砖生产设备技术领域，具体的说是一种机械手卸砖抓具及卸砖方法。

背景技术

在烧结砖的自动化生产过程中，制成的砖坯经过隧道式窑炉烘干、焙烧成为成品砖，其间焙烧过程中要经历一系列物理化学变化，至使烧成的砖垛出现各种变形、粘连等，为后期的码卸工序提出了更高的要求，不但要可靠夹取，更关键的首先夹具要进入砖垛的各种风道，之后才可进行码卸夹取，因此，抓具结构直接影响抓取的可靠性，适用性，不合理的结构会造成夹取空间不够、抓取位置偏离、制品脱落等不良现象。

现有机械手卸砖抓具结构，包含内夹片、外夹片、导向机构、动力机构等相关部分组成，内夹片、外夹片通过导向机构及动力机构实现水平移动，夹取时外夹片先动作夹住下层砖，然后内夹片再动作夹取上层砖，从而使上下两层砖分离实现夹取码卸，其存在的缺点是，抓具结构复杂，动力行程大，占用空间大，上下层砖分离效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械手卸砖抓具及卸砖方法，该结构具有结构简单、夹取可靠的特点，并可以在夹砖的同时很好的破除上下层砖组的粘连。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种机械手卸砖抓具，包括复数个摆爪组合，复数个摆爪组合在机械手上沿同一方向顺次安装，形成一排摆爪组合，机械手上设有多排摆爪组合；所述摆爪组合包括一个摆爪Ⅰ、一个摆爪Ⅱ和两个铰支座，所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的上端分别通过一个铰支座转动连接在机械手上，所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ与所连接的铰支座之间的连接点为转动支点，用于带动摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ开合的直线驱动机构的两端分别和摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的动力支点铰接，所述转动支点与所述动力支点之间的距离为 L₁，所述动力支点与所在摆爪上夹持斜面下边沿的距离为L₂，且5L₁≥L₂≥2L₁；两个所述铰支座的中心距和砖组收夹前的宽度相当，两个摆爪的夹持斜面的间距大于两个铰支座的中心距。

所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ均包括两个间隔设置的曲柄，两个曲柄之间连接有支撑件，两个曲柄之间的间距定义为摆爪间隙，同一摆爪组合的两个摆爪间隙大小相等，机械手上同一排的多个摆爪组合按照摆爪间隙一宽一窄交替布置，以使具有较窄摆爪间隙的摆爪的下部能够插入相邻的较宽摆爪间隙内。

所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ上还分别设置限位机构，对摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的张开幅度进行限制。

所述限位机构包括螺纹连接在摆爪Ⅰ或摆爪Ⅱ上的限位螺钉，在摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ张开后限位螺钉能够被所述铰支座阻挡，限定摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的最大张开幅度。

所述的铰支座为U形结构，所述摆爪Ⅰ或摆爪Ⅱ上分别设置一个安装板，所述限位螺钉为两个，并设置在安装板的螺纹孔中，分别和铰支座的两个翼板对应，通过限位螺钉旋进量的调整，调节限位螺钉和对应翼板的距离。

摆爪Ⅰ上自所述动力支点以下部分和摆爪Ⅱ上自所述动力支点以下部分形成“八”字形。

所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ中的曲柄由三段组成，两端为互相平行的两段，中部为倾斜的衔接段，衔接段的倾斜程度和长度越大，在夹取砖组时，所述直线驱动机构的移动行程越小。

所述夹持斜面的倾斜角度以摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ夹取砖组时该夹持斜面能够和砖组表面贴合为准。

一种机械手卸砖方法，采用所述的机械手卸砖抓具，包括如下步骤：

步骤一，机械手移动到待卸砖砖垛的上方，确保同一排的相邻摆爪组合中相邻的两个摆爪相互交叉，并与下方砖垛之间的风道上下对齐；

步骤二，机械手下落，使得同一摆爪组合中的两个摆爪位于待卸砖砖垛中上层砖组的两侧；

步骤三，直线驱动机构动作，带动同一摆爪组合中的两个摆爪合拢，以夹取砖组，在合拢过程中，将夹取的砖组上提，使其与下层砖组分离；

步骤四，保持摆爪组合的夹紧状态，机械手上升，并移动到待码垛的位置，然后机械手下落，将所夹取的多个砖组码放到码垛位置，直线驱动机构回程，使摆爪组合松开所夹取的砖组，并使得同一排的相邻摆爪组合中相邻的两个摆爪相互交叉；

步骤五，机械手移动到待卸砖砖垛的上方，重复步骤二到步骤四，直至全部完成砖垛的卸砖。

本发明的有益效果是：本发明的抓具结构为采用单动力摆爪式曲柄摆杆机构，对摆爪的结构改进和设置方式的改进，可以将直线驱动机构的运动速度放大，使得摆爪上夹持斜面位置的线速度可以达到400mm/s以上，从而使得夹持斜面有足够的速度冲击砖坯，达到破除上层砖坯与下层砖坯之间粘连的目的；而且两个摆爪的夹持斜面的间距大于两个铰支座中心距，这样保证夹持斜面在接触砖坯之前可以达到上述的速度要求≥400mm/s，同时夹持斜面的运动轨迹为以转动支点为圆心、L₂为半径的圆，在夹持斜面接触砖坯后运动轨迹为该圆的右半圆，即逐渐向上运动，从而保证在收夹砖坯的过程中给予砖坯一定的向上力，从而为砖坯提供向上的破除粘接力，更有效的破除上下层之间的砖坯粘接。

多个卸砖抓具可根据所码卸制品外形及要求自由组合成复数个小单元，复数个小单元按要求均分布于机械手的吊架下方，根据制品要求可设计不同大小、宽窄、斜度、曲率的摆爪。摆爪是由两个夹片组成的、夹取宽度尺寸不同的中空式结构，实际运用时，摆爪组合可按照摆爪间隙一宽一窄交替布置，相邻的两组摆抓单元中间相邻两摆抓为一宽一窄，打开时具有小间隙的摆爪可以插入具有大间隙的摆爪间隙中，从而两个摆爪重叠为一体，即中间交叉的两个摆爪只占用一个摆爪空间尺寸，因此便于进出较小风道，从而实现小风道的可靠夹取、码卸。

本发明每个摆爪对应设置有限位机构，可以限定两个摆爪的张开角度，在运行时，先通过调整限位螺钉，对各个单元的摆爪组合进行定位，保证摆爪打开后的夹取中心位置，夹取时摆爪在动力机构的作用下，分别以铰支座为中心以摆爪长为半径以转轴Ⅱ为动力支点向两摆爪中心作圆弧摆动，摆动的同时摆爪夹取端作圆弧上升运动使夹取端高于初始位置，从而使夹取层制品与下层制品分离，达到破粘连效果。与现有技术相比，本发明在结构上省去了外夹片机构、水平移动机构及导向机构，更简单、夹取更快捷，可有效的破粘结，夹持稳定可靠，有效的节省时间，提高产量，同时减少了制造维护成本，降低了设备故障率，提高了整个设备的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中摆爪组合的结构示意图；

图3为图2中限位机构处的A向视图；

图4为图2的右侧视图；

图5为相邻摆爪组合的两个摆爪交叉状态示意图；

图6为本发明抓取砖组的使用状态示意图；

图中标记：1、机械手吊架，2、摆爪组合，3、砖组，4、铰支座，5、转轴Ⅰ、6、摆爪Ⅰ、7、摆爪Ⅱ、8、限位机构、9、转轴Ⅱ、10、直线驱动机构，11、限位螺钉，12、安装板，13、左曲柄，14、右曲柄，15、夹持斜面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

参照附图所示，一种机械手卸砖抓具，安装在卸砖机械手上，用于砖垛上砖组3的夹取，包括根据砖垛设置在机械手吊架1下表面的复数个摆爪组合2，复数个摆爪组合2在机械手上沿同一方向顺次安装，形成一排摆爪组合，机械手上设有多排摆爪组合，多排摆爪组合中，至少两个为一对，分别夹在砖组同一相对面的两个不同位置。所述摆爪组合2包括一个摆爪Ⅰ6、一个摆爪Ⅱ7和两个铰支座4，所述摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7的上端分别通过转轴Ⅰ5和一个铰支座4转动连接，铰支座4固定在机械手吊架1上，转轴Ⅰ5的中心为转动支点，用于带动摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7开合的直线驱动机构10的两端分别通过转轴Ⅱ9与摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7的动力支点铰接，因此，动力支点为转轴Ⅱ9的中心，所述转动支点与所述动力支点之间的距离为 L₁，所述动力支点与所在摆爪上夹持斜面15下边沿的距离为L₂，且5L₁≥L₂≥2L₁，从而在直线驱动机构10动作时，可以获得更大的夹持斜面的线速度，使得夹持斜面15的线速度大于直线驱动机构运动速度的2倍-5倍，以确保夹持斜面15的线速度可以达到400mm/s以上，从而使得夹持斜面15有足够的速度冲击砖坯，达到破除上层砖坯与下层砖坯之间粘连的目的；两个所述铰支座4的中心距和砖组收夹前的宽度相当，两个摆爪的夹持斜面15的间距大于两个铰支座4的中心距，这样既可以保证夹持斜面15在接触砖坯之前能够达到上述线速度要求，同时确保收夹砖组后可以逐渐向上运动，为砖坯提供向上的破除粘接力，更有效的破除上下层之间的砖坯粘接。。所述直线驱动机构10可采用气缸、油缸、电缸等，本实施例中采用气缸驱动。当气缸活塞伸缩后，可带动摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7围绕转轴Ⅰ5摆动，摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7合拢即可抓取砖组3。

为了实现摆爪上夹持斜面间距的要求，所述摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7采用曲柄结构，曲柄由三段组成，两端为互相平行的两段，中部为倾斜的衔接段，所述动力支点位于上段和衔接段的交接处，摆爪Ⅰ6上自所述动力支点以下部分和摆爪Ⅱ7上自所述动力支点以下部分形成“八”字形，并且，衔接段的倾斜程度和长度越大，在夹取砖组时，所述直线驱动机构10的移动行程越小。因此可以根据砖垛之间风道的大小对曲柄的形状进行定制，满足摆爪在小风道空间的活动，并且要确保动力支点尽可能的接近转轴Ⅰ5，从而实现结构的紧凑和夹取的可靠。

作为优选，所述摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7的下端具有夹持斜面15，夹持斜面15的倾斜角度以摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7合拢后夹取砖组时该夹持斜面15能够和砖组表面贴合为准。

为了进一步的提高整个装置的结构紧凑性，充分利用砖垛之间的风道空间，所述摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7均包括两片间隔设置的左曲柄13和右曲柄14，如图4、5所示，两个曲柄之间连接有支撑件，两个曲柄之间的间距定义为摆爪间隙，同一摆爪组合2的两个摆爪间隙大小相等，机械手上同一排的多个摆爪组合2按照摆爪间隙一宽一窄交替布置，以使具有较窄摆爪间隙的摆爪的下部能够插入相邻的较宽摆爪间隙内。如图5所示，摆爪组合2的摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7在没有合拢之前，相邻的摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7交叉重叠，这样两个摆爪只用占用一个摆爪的空间，从而满足小风道的卸砖要求。

进一步的，所述摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7上还分别设置限位机构8，对摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7的张开幅度进行限制。所述的铰支座4为U形结构，所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ上分别设置一个安装板12，安装板12两边沿固定在左曲柄13和右曲柄14的上端，安装板12的两个螺纹孔中各螺接一个限位螺钉11，两个限位螺钉11分别和铰支座4的两个翼板对应，通过限位螺钉11旋进量的调整，调节限位螺钉11和对应翼板的距离。当摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7张开后，限位螺钉11和铰支座4的翼板距离减小，直至限位螺钉11顶住翼板，此时翼板就会阻止摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7的继续张开。

在使用时，根据砖垛的砖组尺寸及外形，选择摆爪组合，并对摆爪组合2进行布局安装，例如如图5所示，可以两两配对使用，组成一个夹取单元，一个夹取单元夹取一个砖垛上的一层砖组；然后调整限位螺钉11，使得摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7夹取的中心位置和砖组中心位置对应，避免夹偏；接着移动机械手到待夹取的砖组上方，下降机械手，使得摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7进入砖垛之间的风道，然后各个摆爪组合的气缸收缩，带动摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7合拢，以夹紧砖组，在夹紧的过程中，摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7的下端的移动路径为圆弧形，因此还会有向上的位移，使得夹紧砖组时有上提的动作，当全部夹紧砖组后，摆爪Ⅰ6和摆爪Ⅱ7的下端位置高于初始的位置，进而使得夹取的砖组和下层砖组分离，达到破粘连效果。

具体的，一种机械手卸砖方法，采用所述的机械手卸砖抓具，包括如下步骤：

步骤一，机械手移动到待卸砖砖垛的上方，确保同一排的相邻摆爪组合中相邻的两个摆爪相互交叉，并与下方砖垛之间的风道上下对齐；

步骤二，机械手下落，使得同一摆爪组合中的两个摆爪位于待卸砖砖垛中上层砖组的两侧；

步骤三，直线驱动机构动作，带动同一摆爪组合中的两个摆爪合拢，以夹取砖组，在合拢过程中，将夹取的砖组上提，使其与下层砖组分离；

步骤四，保持摆爪组合的夹紧状态，机械手上升，并移动到待码垛的位置，然后机械手下落，将所夹取的多个砖组码放到码垛位置，直线驱动机构回程，使摆爪组合松开所夹取的砖组，并使得同一排的相邻摆爪组合中相邻的两个摆爪相互交叉；

步骤五，机械手移动到待卸砖砖垛的上方，重复步骤二到步骤四，直至全部完成砖垛的卸砖。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机械手卸砖抓具，其特征在于：包括复数个摆爪组合，复数个摆爪组合在机械手上沿同一方向顺次安装，形成一排摆爪组合，机械手上设有若干排摆爪组合；所述摆爪组合包括一个摆爪Ⅰ、一个摆爪Ⅱ和两个铰支座，所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的上端分别通过一个铰支座转动连接在机械手上，所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ与所连接的铰支座之间的连接点为转动支点，用于带动摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ开合的直线驱动机构的两端分别与摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的动力支点铰接，所述转动支点与所述动力支点之间的距离为 L₁，所述动力支点与所在摆爪上夹持斜面下边沿的距离为L₂，且5L₁≥L₂≥2L₁；两个所述铰支座的中心距和砖组收夹前的宽度相当，两个摆爪的夹持斜面的间距大于两个铰支座的中心距。

2.根据权利要求1所述的一种机械手卸砖抓具，其特征在于：所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ均包括两个间隔设置的曲柄，两个曲柄之间连接有支撑件，两个曲柄之间的间距定义为摆爪间隙，同一摆爪组合的两个摆爪间隙大小相等，机械手上同一排的多个摆爪组合按照摆爪间隙一宽一窄交替布置，以使具有较窄摆爪间隙的摆爪的下部能够插入相邻的较宽摆爪间隙内。

3.根据权利要求1所述的一种机械手卸砖抓具，其特征在于：所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ上还分别设置限位机构，对摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的张开幅度进行限制。

4.根据权利要求3所述的一种机械手卸砖抓具，其特征在于：所述限位机构包括螺纹连接在摆爪Ⅰ或摆爪Ⅱ上的限位螺钉，在摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ张开后限位螺钉能够被所述铰支座阻挡，限定摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ的最大张开幅度。

5.根据权利要求4所述的一种机械手卸砖抓具，其特征在于：所述的铰支座为U形结构，所述摆爪Ⅰ或摆爪Ⅱ上分别设置一个安装板，所述限位螺钉为两个，并设置在安装板的螺纹孔中，分别和铰支座的两个翼板对应，通过限位螺钉旋进量的调整，调节限位螺钉和对应翼板的距离。

6.根据权利要求1所述的一种机械手卸砖抓具，其特征在于：摆爪Ⅰ上自所述动力支点以下部分和摆爪Ⅱ上自所述动力支点以下部分形成“八”字形。

7.根据权利要求1所述的一种机械手卸砖抓具，其特征在于：所述摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ中的曲柄由三段组成，两端为互相平行的两段，中部为倾斜的衔接段，衔接段的倾斜程度和长度越大，在夹取砖组时，所述直线驱动机构的移动行程越小。

8.根据权利要求1所述的一种机械手卸砖抓具，其特征在于：所述夹持斜面的倾斜角度以摆爪Ⅰ和摆爪Ⅱ在夹取砖组时该夹持斜面能够和砖组表面贴合为准。

9.一种机械手卸砖方法，采用如权利要求1所述的机械手卸砖抓具，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，机械手移动到待卸砖砖垛的上方，确保同一排的相邻摆爪组合中相邻的两个摆爪相互交叉，并与下方砖垛之间的风道上下对齐；

步骤二，机械手下落，使得同一摆爪组合中的两个摆爪位于待卸砖砖垛中上层砖组的两侧；

步骤三，直线驱动机构动作，带动同一摆爪组合中的两个摆爪合拢，以夹取砖组，在合拢过程中，将夹取的砖组上提，使其与下层砖组分离；

步骤四，保持摆爪组合的夹紧状态，机械手上升，并移动到待码垛的位置，然后机械手下落，将所夹取的多个砖组码放到码垛位置，直线驱动机构回程，使摆爪组合松开所夹取的砖组，并使得同一排的相邻摆爪组合中相邻的两个摆爪相互交叉；

步骤五，机械手移动到待卸砖砖垛的上方，重复步骤二到步骤四，直至全部完成砖垛的卸砖。

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