CN113651093B - 一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，涉及机械技术领域。本发明包括支撑机构和勾爪机构；勾爪机构位于支撑机构内壁且两者之间滑动配合；其中，勾爪机构由安装组件、滑动组件和夹持组件组成；安装组件位于滑动组件底部且两者之间卡接；夹持组件位于滑动组件底部且两者之间滑动连接。本发明通过对滑动连接在柔性弧板上的齿柱，以及与矩形板铰接配合的第三铰接杆的设计，实现了对箱体结构两个或两个以上抓握点的夹持，避免了对箱体结构进行堆拆垛过程时翻身侧翻；通过对弹性弹簧和防护软板的设计，实现了对箱体外部的保护；通过对支撑机构与勾爪机构的设计，实现了对箱体结构自动化的堆拆垛。

Description

一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置。
背景技术
对于长矩形之类箱体货物的堆垛或拆垛操作而言，由于货物形状偏向于长条状，输送和转向过程中货物姿态不容易控制，所以常规的采用皮带机与滚筒输送机组合成货件码垛机的方式并不适用。
经检索，申请号201910917721.1，提供了一种面向箱体结构自动转运的堆拆垛装置；该面向箱体结构自动转运的堆拆垛装置包括门架单元、卡爪单元以及配套的全过程监测及反馈单元，其中门架单元带动卡爪实现三个自由度的运动，同时卡爪单元自身可以张开闭合，以实现对箱体货物的抓放；全过程监测及反馈单元提供了多传感器反馈功能，并可包括顶部横梁测距传感器、门架传感器、卡爪运动传感器、卡爪拉力传感器和卡爪接触开关等，其用于对卡爪运输货物的全过程执行监测。
然而现有的装置在对于长矩形截面的货物进行在抓取的时候，必须有两个或两个以上的抓握点才能防止倾翻；其次，在操作过程中，抓握力度过大容易损害货物，抓握力度小又容易掉包，为了适应不同重量的货物提供合适的抓握力，使得机器人码垛的机械手机构往往复杂笨重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，通过对支撑机构和勾爪机构的设计，解决了现有的装置在对于长矩形截面的货物进行在抓取的时候，必须有两个或两个以上的抓握点才能防止倾翻；其次，在操作过程中，抓握力度过大容易损害货物，抓握力度小又容易掉包，为了适应不同重量的货物提供合适的抓握力，使得机器人码垛的机械手机构往往复杂笨重的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，包括支撑机构和勾爪机构；所述勾爪机构位于支撑机构内侧且两者之间滑动配合。
其中，所述勾爪机构由安装组件、滑动组件和夹持组件组成；所述安装组件位于滑动组件底部且两者之间卡接；所述夹持组件位于滑动组件底部且两者之间滑动连接。
所述滑动组件包括有铰接挡板；所述铰接挡板一侧面对称铰接配合有两第一铰接杆；所述第一铰接杆一端通过扭力弹簧转动连接有第二铰接杆；所述第二铰接杆顶部固定有固定柱。
所述滑动组件还包括有第一电机；所述第一电机输出轴固定有转动套件；所述转动套件与固定柱之间连接有转动皮带。
所述夹持组件包括有对称的两柔性弧板；所述柔性弧板顶部贯穿滑动配合有齿柱；所述齿柱啮合配合有转动元件；所述齿柱周侧面固定有铰接块；所述铰接块相对两侧面铰接配合有铰接板；所述铰接板一端与柔性弧板内壁固定连接。
进一步地，所述支撑机构包括有支撑架；所述支撑架相对两侧面均固定有若干斜支架。
所述支撑架相邻两内侧面均开设有移动槽；所述移动槽内部固定有滑动轨。
所述支撑架相对两外侧面均固定有圆柱块；所述圆柱块一端固定有球形滑轮。
进一步地，所述支撑架靠近底端外壁均固定有U形转动架；所述U形转动架与转动柱之间转动配合有齿轮链条。
所述支撑架相对两外侧面均固定有支撑板；所述支撑板顶部固定有第二电机；所述第二电机输出轴固定有升降齿轮；所述齿轮链条与升降齿轮相啮合。
进一步地，所述安装组件包括有升降长板；所述升降长板顶部对称贯穿开设有两滑孔；所述滑孔与滑动轨滑动连接。
所述升降长板一侧面贯穿开设有矩形卡孔；所述升降长板两端面均固定有齿轮条；所述齿轮条与齿轮链条相啮合。
进一步地，所述滑动组件还包括有限位长板；所述限位长板底端固定有U形卡件；所述U形卡件与矩形卡孔卡接。
所述限位长板一侧面与铰接挡板一侧面固定连接；所述限位长板顶部对称贯穿开设有两滑动孔；两所述第一电机位于两滑动孔之间且固定于限位长板顶部。
进一步地，所述夹持组件还包括有U形架；所述U形架与滑动孔滑动配合。
所述U形架顶部对称固定有铰接柱；所述铰接柱与第二铰接杆铰接配合。
进一步地，所述U形架底部固定有矩形板；所述矩形板顶部对称固定有第三电机；所述转动元件与第三电机输出轴固定。
进一步地，两所述柔性弧板分别位于矩形板相对两侧面。
两所述柔性弧板之间对称固定有弧形夹板条；所述弧形夹板条内壁固定有若干第三铰接杆；所述第三铰接杆顶端与矩形板底部铰接配合。
进一步地，所述弧形夹板条内壁固定有若干弹性弹簧；所述弹性弹簧一端固定有防护软板。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过转动元件转动，使得齿柱在柔性弧板上做上下移动，使得固定在铰接板另一端的柔性弧板进行一定程度上的弯曲和拉伸，从而带动铰接配合在矩形板上的第三铰接杆，以及固定在第三铰接杆一端的弧形夹板条做夹持运动，实现了对箱体结构两个或两个以上抓握点的夹持，避免了对箱体结构进行堆拆垛过程时翻身侧翻。
2、本发明通过固定在弧形夹板条内壁的弹性弹簧，以及固定在弹性弹簧一端的防护软板与箱体结构的外表面的接触，实现了对箱体结构外部包装的保护，防止了堆拆垛夹持操作过程中的对箱体结构外部包装的破损。
3、本发明通过卡接在滑板组件上的夹持组件一起做水平方向的移动，以及勾爪机构在支撑结构之间上下移动，实现了对箱体结构自动化的堆拆垛。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置的结构示意图。
图2为支撑机构的结构示意图。
图3为支撑结构的截面示意图。
图4为图2中A处的放大示意图。
图5为图2中B处的放大示意图。
图6为勾爪机构的结构示意图。
图7为安装组件的结构示意图。
图8为滑动组件的结构示意图。
图9为滑动组件的侧视图。
图10为夹持组件的结构示意图。
图11为夹持组件的侧视图。
图12为图11中C处的放大示意图。
图13为本发明的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置的俯视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-支撑机构，101-支撑架，102-斜支架，103-移动槽，104-滑动轨，105-圆柱块，106-球形滑轮，107-U形转动架，108-齿轮链条，109-支撑板，110-第二电机，111-升降齿轮，2-勾爪机构，21-安装组件，2101-升降长板，2102-滑孔，2103-矩形卡孔，2104-齿轮条，22-滑动组件，2201-铰接挡板，2202-第一铰接杆，2203-第二铰接杆，2204-固定柱，2205-第一电机，2206-转动套件，2207-转动皮带，2208-限位长板，2209-U形卡件，2210-滑动孔，23-夹持组件，2301-柔性弧板，2302-齿柱，2303-转动元件，2304-铰接块，2305-铰接板，2306-U形架，2307-铰接柱，2308-第三电机，2309-矩形板，2310-第三铰接杆，2311-弧形夹板条，2312-弹性弹簧，2313-防护软板。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-13所示，本发明为一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，包括支撑机构1和勾爪机构2；勾爪机构2位于支撑机构1内侧且两者之间滑动配合；
其中，勾爪机构2由安装组件21、滑动组件22和夹持组件23组成；安装组件21位于滑动组件22底部且两者之间卡接；夹持组件23位于滑动组件22底部且两者之间滑动连接；
滑动组件22包括有铰接挡板2201；铰接挡板2201一侧面对称铰接配合有两第一铰接杆2202；第一铰接杆2202一端通过扭力弹簧转动连接有第二铰接杆2203；第二铰接杆2203顶部固定有固定柱2204；
滑动组件22还包括有第一电机2205；第一电机2205输出轴固定有转动套件2206；转动套件2206与固定柱2204之间连接有转动皮带2207；
夹持组件23包括有对称的两柔性弧板2301；柔性弧板2301顶部贯穿滑动配合有顶部贯穿滑动配合有齿柱2302；齿柱2302啮合配合有转动元件2303；齿柱2302周侧面固定有铰接块2304；铰接块2304相对两侧面铰接配合有铰接板2305；铰接板2305一端与柔性弧板2301内壁固定连接；启动第三电机2308，使得转动元件2303转动，因转动元件2303与齿柱2302之间的啮合作用，使得齿柱2302在柔性弧板2301上做上下移动，在铰接板2305与固定在齿柱2302周侧面的铰接块2304的铰接配合作用下，对固定在铰接板2305另一端的柔性弧板2301进行一定程度上的弯曲和拉伸，从而带动铰接配合在矩形板2309上的第三铰接杆2310，以及固定在第三铰接杆2310一端的弧形夹板条2311做夹持运动，实现了对箱体结构两个或两个以上抓握点的夹持，避免了对箱体结构进行堆拆垛过程时翻身侧翻；通过固定在弧形夹板条2311内壁的弹性弹簧2312，以及固定在弹性弹簧2312一端的防护软板2313与箱体结构的外表面的接触，实现了对箱体结构外部包装的保护，防止了堆拆垛夹持操作过程中的对箱体结构外部包装的破损。
请参阅图2-5所示，支撑机构1包括有支撑架101；支撑架101相对两侧面均固定有若干斜支架102；
支撑架101相邻两内侧面均开设有移动槽103；移动槽103内部两端固定有滑动轨104；
支撑架101外壁靠近顶部固定有两对称的圆柱块105；圆柱块105一端固定有球形滑轮106；
支撑架101相对两外侧面均固定有U形转动架107；U形转动架107与球形滑轮106之间转动配合有齿轮链条108；
支撑架101外壁U形转动架107下方固定有支撑板109；支撑板109顶部固定有第二电机110；第二电机110输出轴固定有升降齿轮111；齿轮链条108与升降齿轮111相啮合；通过滑孔2102与滑动轨104之间的滑动配合，启动第二电机110,使得升降齿轮111转动，并带动齿轮链条108在U形转动架107与球形滑轮106之间转动配合，在齿轮条2104与齿轮链条108之间的啮合作用下，使得勾爪机构2能够在支撑结构1之间上下移动。
请参阅图2-13所示，安装组件21包括有升降长板2101；升降长板2101顶部对称贯穿开设有两滑孔2102；滑孔2102与滑动轨104滑动连接；
升降长板2101一侧面贯穿开设有矩形卡孔2103；升降长板2101两端面均固定有齿轮条2104；齿轮条2104与齿轮链条108相啮合；
滑动组件22还包括有限位长板2208；限位长板2208底端固定有U形卡件2209；U形卡件2209与矩形卡孔2103卡接；
限位长板2208一侧面与铰接挡板2201一侧面固定连接；限位长板2208顶部对称贯穿开设有两滑动孔2210；两第一电机2205位于两滑动孔2210之间且固定于限位长板2208顶部；
夹持组件23还包括有U形架2306；U形架2306与滑动孔2210滑动配合；
U形架2306顶部对称固定有铰接柱2307；铰接柱2307与第二铰接杆2203铰接配合；
U形架2306底部固定有矩形板2309；矩形板2309顶部对称固定有第三电机2308；转动元件2303与第三电机2308输出轴固定；
两柔性弧板2301分别位于矩形板2309相对两侧面；
两柔性弧板2301之间对称固定有弧形夹板条2310；弧形夹板条2310内壁固定有若干第三铰接杆2310；第三铰接杆2310顶端与矩形板2309底部铰接配合；
弧形夹板条2311内壁固定有若干弹性弹簧2312；弹性弹簧2312一端固定有防护软板2313；通过U形卡件2209与矩形卡孔2103之间的卡接，使得滑动组件22卡接设置在安装组件21上，在U形架2306与滑动孔2210的滑动配合下，使得夹持组件23滑动设置在滑动组件22上，通过滑孔2102与滑动轨104之间的滑动配合，启动第一电机2205,使得转动套件2206转动，并对连接在转动套件2206与固定柱2204之间的转动皮带2207进行缠绕，当对两对称的两转动皮带2207进行缠绕时，转动皮带2207会出现两相同大小的力F1与F2，对F1与F2进行力学上的分解，可将F1与F2分别分解为F11、F12和F21、F22，因F12与F22方向相反且力的作用力大小相同而相互抵消，所以在F11与F21力的作用力下发生移动，同时因第一交接杆2202与第二铰接杆2203之间是通过扭力弹簧连接的，所以当转动皮带2207缠绕到移动程度时，停止第一电机2205，避免了因惯性作用使得夹持组件23发生偏移，使得卡接在滑板组件22上的夹持组件23一起做水平方向的移动，启动第二电机110,使得升降齿轮111转动，并带动齿轮链条108在U形转动架107与球形滑轮106之间转动配合，在齿轮条2104与齿轮链条108之间的啮合作用下，使得勾爪机构2能够在支撑结构1之间上下移动，实现了对箱体结构自动化的堆拆垛。
本实施例的一个具体应用为：
通过U形卡件2209与矩形卡孔2103之间的卡接，使得滑动组件22卡接设置在安装组件21上，在U形架2306与滑动孔2210的滑动配合下，使得夹持组件23滑动设置在滑动组件22上，通过滑孔2102与滑动轨104之间的滑动配合，启动第一电机2205,使得转动套件2206转动，并对连接在转动套件2206与固定柱2204之间的转动皮带2207进行缠绕，当对两对称的两转动皮带2207进行缠绕时，转动皮带2207会出现两相同大小的力F1与F2，对F1与F2进行力学上的分解，可将F1与F2分别分解为F11、F12和F21、F22，因F12与F22方向相反且力的作用力大小相同而相互抵消，所以在F11与F21力的作用力下发生移动，同时因第一交接杆2202与第二铰接杆2203之间是通过扭力弹簧连接的，所以当转动皮带2207缠绕到移动程度时，停止第一电机2205，避免了因惯性作用使得夹持组件23发生偏移，使得卡接在滑板组件22上的夹持组件23一起做水平方向的移动，启动第二电机110,使得升降齿轮111转动，并带动齿轮链条108在U形转动架107与球形滑轮106之间转动配合，在齿轮条2104与齿轮链条108之间的啮合作用下，使得勾爪机构2能够在支撑结构1之间上下移动，实现了对箱体结构自动化的堆拆垛；启动第三电机2308，使得转动元件2303转动，因转动元件2303与齿柱2302之间的啮合作用，使得齿柱2302在柔性弧板2301上做上下移动，在铰接板2305与固定在齿柱2302周侧面的铰接块2304的铰接配合作用下，对固定在铰接板2305另一端的柔性弧板2301进行一定程度上的弯曲和拉伸，从而带动铰接配合在矩形板2309上的第三铰接杆2310，以及固定在第三铰接杆2310一端的弧形夹板条2311做夹持运动，实现了对箱体结构两个或两个以上抓握点的夹持，避免了对箱体结构进行堆拆垛过程时翻身侧翻；通过固定在弧形夹板条2311内壁的弹性弹簧2312，以及固定在弹性弹簧2312一端的防护软板2313与箱体结构的外表面的接触，实现了对箱体结构外部包装的保护，防止了堆拆垛夹持操作过程中的对箱体结构外部包装的破损。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于：包括支撑机构(1)和勾爪机构(2)；所述勾爪机构(2)位于支撑机构(1)内侧且两者之间滑动配合；
其中，所述勾爪机构(2)由安装组件(21)、滑动组件(22)和夹持组件(23)组成；所述安装组件(21)位于滑动组件(22)底部且两者之间卡接；所述夹持组件(23)位于滑动组件(22)底部且两者之间滑动连接；
所述滑动组件(22)包括有铰接挡板(2201)；所述铰接挡板(2201)一侧面对称铰接配合有两第一铰接杆(2202)；所述第一铰接杆(2202)一端通过扭力弹簧转动连接有第二铰接杆(2203)；所述第二铰接杆(2203)顶部固定有固定柱(2204)；所述滑动组件(22)还包括有第一电机(2205)；所述第一电机(2205)输出轴固定有转动套件(2206)；所述转动套件(2206)与固定柱(2204)之间连接有转动皮带(2207)；
所述夹持组件(23)包括有对称的两柔性弧板(2301)；所述柔性弧板(2301)顶部贯穿滑动配合有齿柱(2302)；所述齿柱(2302)啮合配合有转动元件(2303)；所述齿柱(2302)周侧面固定有铰接块(2304)；所述铰接块(2304)相对两侧面铰接配合有铰接板(2305)；所述铰接板(2305)一端与柔性弧板(2301)内壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于，所述支撑机构(1)包括有支撑架(101)；所述支撑架(101)相对两侧面均固定有若干斜支架(102)；
所述支撑架(101)相邻两内侧面均开设有移动槽(103)；所述移动槽(103)内部固定有滑动轨(104)；
所述支撑架(101)相对两外侧面均固定有圆柱块(105)；所述圆柱块(105)一端固定有球形滑轮(106)。
3.根据权利要求2所述的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于，所述支撑架(101)相对两外侧面均固定有U形转动架(107)；所述U形转动架(107)与球形滑轮(106)之间转动配合有齿轮链条(108)；
所述支撑架(101)外壁U形转动架(107)下方固定有支撑板(109)；所述支撑板(109)顶部固定有第二电机(110)；所述第二电机(110)输出轴固定有升降齿轮(111)；所述齿轮链条(108)与升降齿轮(111)相啮合。
4.根据权利要求3所述的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于，所述安装组件(21)包括有升降长板(2101)；所述升降长板(2101)顶部对称贯穿开设有两滑孔(2102)；所述滑孔(2102)与滑动轨(104)滑动连接；
所述升降长板(2101)一侧面贯穿开设有矩形卡孔(2103)；所述升降长板(2101)两端面均固定有齿轮条(2104)；所述齿轮条(2104)与齿轮链条(108)相啮合。
5.根据权利要求4所述的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于，所述滑动组件(22)还包括有限位长板(2208)；所述限位长板(2208)底端固定有U形卡件(2209)；所述U形卡件(2209)与矩形卡孔(2103)卡接；
所述限位长板(2208)一侧面与铰接挡板(2201)一侧面固定连接；所述限位长板(2208)顶部对称贯穿开设有两滑动孔(2210)；两所述第一电机(2205)位于两滑动孔(2210)之间且固定于限位长板(2208)顶部。
6.根据权利要求5所述的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于，所述夹持组件(23)还包括有U形架(2306)；所述U形架(2306)与滑动孔(2210)滑动配合；
所述U形架(2306)顶部对称固定有铰接柱(2307)；所述铰接柱(2307)与第二铰接杆(2203)铰接配合。
7.根据权利要求6所述的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于，所述U形架(2306)底部固定有矩形板(2309)；所述矩形板(2309)顶部对称固定有第三电机(2308)；所述转动元件(2303)与第三电机(2308)输出轴固定。
8.根据权利要求7所述的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于，两所述柔性弧板(2301)分别位于矩形板(2309)相对两侧面；
两所述柔性弧板(2301)之间对称固定有弧形夹板条(2311)；所述弧形夹板条(2311)内壁固定有若干第三铰接杆(2310)；所述第三铰接杆(2310)顶端与矩形板(2309)底部铰接配合。
9.根据权利要求8所述的一种用于箱体结构自动化转运的堆拆垛装置，其特征在于，所述弧形夹板条(2311)内壁固定有若干弹性弹簧(2312)；所述弹性弹簧(2312)一端固定有防护软板(2313)。
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