CN114852712B - 一种用于工业生产的码垛机机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了工业生产码垛机技术领域的一种用于工业生产的码垛机机械手，包括环圈，所述环圈上端环轴线环形阵列固定连接有四个夹持机构；每组所述夹持机构包括立板，所述立板固定设置在环圈上端面，所述立板侧壁关于环圈径向滑动连接有第一滑杆，位于环圈内侧的所述第一滑杆端头固定设置有第一轴，所述第一轴两端均转动设置有第一立杆，所述第一立杆下端转动设置有第二轴，所述第二轴外端固定连接有用于铲起产品的铲板，所述第一轴外壁同轴固定连接有第一同步轮；本发明有效解决了现有的码垛机不能对码垛产品进行方向调整，由于产品的重心方向不稳定，单一方向进行码垛可能会导致重心偏移，出现倾倒的问题。

Description

一种用于工业生产的码垛机机械手

技术领域

本发明涉及工业生产码垛机技术领域，具体为一种用于工业生产的码垛机机械手。

背景技术

码垛机是将已装入容器的纸箱，按一定排列码放在托盘、栈板（木质、塑胶）上，进行自动堆码，可堆码多层，然后推出，便于叉车运至仓库储存。本设备采用PLC+触摸屏控制，实现智能化操作管理，简便、易掌握。可大大地减少劳动力和降低劳动强度。码垛机是输送机输送来的料袋、纸箱或是其他包装材料按照客户工艺要求的工作方式自动堆叠成垛，并将成垛的物料进行输送的设备。

由于产品的重心位置不一定为包装箱的正中心，单一方向进行码垛可能会导致重心偏移，使得整个垛出现倾倒的现象出现，现有的码垛机对码垛产品进行方向调整时需要码垛机自身更换位置，但是码垛现场可能有多个码垛，相互靠近，从而使得码垛机位置不能随意进行更换，不能进行四面更换进行均匀码垛，从而使得码垛重心出现偏移，出现倾倒的问题。

基于此，本发明设计了一种用于工业生产的码垛机机械手，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于工业生产的码垛机机械手，以解决上述背景技术中提出了现有技术缺点的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于工业生产的码垛机机械手，包括环圈，沿所述环圈轴线环形阵列设置有四个夹持机构；

所述夹持机构包括立板，所述立板固定设置在环圈顶面上，所述立板侧壁关于环圈径向滑动连接有第一滑杆，位于所述环圈内侧的第一滑杆端部固定连接有第一轴，所述第一轴两端均转动连接有第一立杆，所述第一立杆下端转动连接有第二轴，所述第二轴外端固定连接有用于铲起产品的铲板，所述第一轴同轴固定连接有第一同步轮，所述第二轴上同轴固定连接有第二同步轮，所述第一同步轮与第二同步轮通过第一同步带传动连接；所述第二轴上套设有扭簧，所述扭簧一端固定设置在铲板上，另一端固定设置在第一立杆上；

所述第一滑杆远离第一轴的一端设置有用于驱动第一滑杆在立板上移动的驱动机构。

作为本发明的进一步方案，所述驱动机构包括转轴，所述转轴固定设置在第一滑杆远离第一轴一端上，所述转轴上端转动连接有第一槽轮，四个所述第一槽轮的轮槽内共同套设有弹簧绳，所述转轴与立板之间设置有第一气缸；

所述环圈上设置有用于驱动环圈转动的换位机构。

作为本发明的进一步方案，所述换位机构包括两个截面为C型的卡板，两个所述卡板关于环圈的轴线对称布置，两个所述卡板套设在环圈外侧，且保持开口向上；

每个所述卡板位于环圈外侧和内侧位置上均设置有一组用于夹持环圈的限位机构；

每组所述限位机构包括两个定位轴，四个所述定位轴竖向转动设置在卡板上；

其中内侧所述限位机构内的定位轴上同轴固定设置有长齿轮，所述环圈位于长齿轮的一端侧壁开设有转向齿牙，两个所述定位轴下端穿过卡板的端头均固定设置有第三同步轮，两个所述第三同步轮外侧套设有第二同步带，所述第二同步带内部套设有动力同步轮，所述动力同步轮下端设置有第一电机，所述第一电机输出轴与动力同步轮同轴固定，所述第一电机固定连接在卡板下端；

其中外侧所述限位机构内的定位轴上同轴转动设置有长棍。

作为本发明的进一步方案，每个所述长棍和长齿轮上下端面上均固定设置有用于限制环圈竖向自由度的限位片；两个所述卡板外端设置有用于驱动两个卡板竖直上下升降的升降机构。

作为本发明的进一步方案，所述升降机构包括分别设置在两个卡板外侧的抬升机构；

每组所述抬升机构包括固定设置在卡板外壁的第一圆杆，所述第一圆杆外端转动设置有第二滑板，所述第二滑板外侧滑动设置有滑套，所述第二滑板与滑套侧壁之间设置有用于驱动第二滑板在滑套内滑动的第二液压杆，所述第二液压杆一端固定连接在滑套后端侧壁，另一端固定连接在第二滑板前端侧壁，所述滑套后端设置有用于驱动滑套绕着后端点进行上下旋转的提升装置。

作为本发明的进一步方案，所述提升装置包括固定设置在两个滑套后端侧壁的第二圆杆，所述第二圆杆外壁转动设置有两个机架，两个所述机架之间固定设置有转动盘，所述转动盘可驱动机架绕着转动盘竖向轴线进行转动，所述第二圆杆上固定设置有蜗轮，所述蜗轮啮合有蜗杆，所述蜗杆传动连接有第二电机，所述第二电机固定设置在转动盘上，所述第二电机输出轴与蜗杆同轴连接。

作为本发明的进一步方案，所述第二滑板侧壁转动连接有花键轴，所述花键轴轴向滑动设置有花键套，所述花键套后端转动连接在滑套后端侧壁上，所述花键轴外壁与第一圆杆外壁分别固定设置有啮合的第一锥齿轮，所述花键套后端与第二圆杆之间设置有啮合的第二锥齿轮，其中一个所述第二锥齿轮与第二圆杆转动连接且与机架固定，另外一个所述第二锥齿轮与两个花键套固定连接。

作为本发明的进一步方案，位于相邻所述立板之间的环圈上端面转动设置有限位轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过弹簧绳弹力对进行夹紧力的第一气缸进行辅助，使得铲板在空载时快速移动靠近需要进行码垛的产品，随后在夹持过程中，第一气缸自身空气可压缩性，对产品进行柔性夹紧，避免产品损坏，其次采用固定的第一轴外端的第一同步轮和与铲板间接固定的第二同步轮外侧的第一同步带作用，结合扭簧扭力，保持铲板始终与底面平行，使得铲板在地面上滑动优先插入产品底面四边，再进行第一立杆夹紧，从而使得铲板与产品底面的更好定位，从而避免将产品夹坏的问题出现。

2.本发明通过两个第一电机同时工作，通过卡板下端的动力同步轮驱动第二同步带转动再驱动环圈同一侧的长齿轮工作，从而驱动环圈在两个卡板上进行绕其轴线转动，其中长棍作为辅助限位，使得环圈转动更稳，从而使得被夹持的产品进行换向码垛；从而避免码垛出现重心不稳倾倒的现象出现。

3.本发明通过第二电机驱动蜗杆转动驱动蜗轮转动，蜗轮转动驱动第二圆杆在机架和转动盘上转动，从而将滑套进行抬升或者下降，随后第二液压杆进行伸长或者缩短，从而使得第二滑板伸长或者缩短，从而使得夹持机构上升或者下降，同时远离或者靠近机架和转动盘，其次现有的转动盘转动可进行方向改变，从而使得夹持机构能进行上下左右伸长缩短运动，且第一圆杆与卡板固定，与第二滑板转动，使得夹持机构受到重心作用始终向下，从而避免产品出现倾斜的问题出现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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获得其他的附图。

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明右前俯视角局部剖视结构示意图；

图3为本发明图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明图2中B处放大结构示意图；

图5为本发明图4中C处放大结构示意图；

图6为本发明仰视角局部结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

环圈10，立板11，第一滑杆12，第一轴13，第一立杆14，第二轴15，铲板16，第一同步轮17，第二同步轮18，第一同步带19，扭簧20，转轴21，第一槽轮22，弹簧绳23，第一气缸24，卡板26，定位轴28，长齿轮29，转向齿牙30，第三同步轮31，第二同步带32，动力同步轮33，第一电机34，长棍35，限位片36，第一圆杆40，第二滑板41，滑套42，第二液压杆43，第二圆杆46，机架47，转动盘48，蜗轮49，蜗杆50，第二电机51，花键轴53，花键套54，第一锥齿轮55，第二锥齿轮56，限位轮58。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种用于工业生产的码垛机机械手，包括环圈10，沿环圈10轴线环形阵列设置有四个夹持机构；

夹持机构包括立板11，立板11固定设置在环圈10顶面上，立板11侧壁关于环圈10径向滑动连接有第一滑杆12，位于环圈10内侧的第一滑杆12端部固定连接有第一轴13，第一轴13两端均转动连接有第一立杆14，第一立杆14下端转动连接有第二轴15，第二轴15外端固定连接有用于铲起产品的铲板16，第一轴13同轴固定连接有第一同步轮17，第二轴15上同轴固定连接有第二同步轮18，第一同步轮17与第二同步轮18通过第一同步带19传动连接；第二轴15上套设有扭簧20，扭簧20一端固定设置在铲板16上，另一端固定设置在第一立杆14上；

第一滑杆12远离第一轴13的一端设置有用于驱动第一滑杆12在立板11上移动的驱动机构。

作为本发明的进一步方案，驱动机构包括转轴21，转轴21固定设置在第一滑杆12远离第一轴13一端上，转轴21上端转动连接有第一槽轮22，四个第一槽轮22的轮槽内共同套设有弹簧绳23，转轴21与立板11之间设置有第一气缸24；

环圈10上设置有用于驱动环圈10转动的换位机构；

本发明使用前，先将本装置组装完毕，如图1所示，图1为本装置逆时针转动九十度，从图1右上往左下看为本装置前端，从左向右看，为本装置上端，此后采用设备方位进行叙述，不再赘述；

本发明使用时，第一气缸24收缩，第一槽轮22受到弹簧绳23的收缩弹力作用，拉动四个第一槽轮22相互靠近，第一槽轮22沿着环圈10向内进行移动，第一槽轮22通过转轴21驱动第一滑杆12沿着环圈10径向在立板11上进行移动相互靠近，从而使得第一轴13向环圈10中央移动，第一轴13移动驱动第一立杆14向环圈10中央移动，从而靠近需要进行码垛的产品，第一立杆14通过第二轴15驱动铲板16向产品靠近（如图1和图3所示，其中扭簧20扭力会使得铲板16上平面和第一立杆14立面出现钝角，且铲板16优先靠近产品），当铲板16沿着地面，通过前端的斜坡面将产品四个底边进行铲起，随后第一气缸24收缩继续收缩，从而使得铲板16与第一立杆14克服扭簧阻力转动成直角状态，对产品四个侧壁进行挤压限位，在这一过程中，由于第一轴13与第一滑杆12固定，下端的第二同步轮18与第一同步轮17外侧的第一同步带19上端保持静止，铲板16与第一立杆14出现转动时，第二轴15转动，使得铲板16下端面始终保持平行移动的过程，从而避免产品由于铲板16不水平发生掉落的问题出现，其次采用下端铲板16先将产品底面进行托起，再通过第一立杆14对产品侧壁进行夹持，在这一过程中环圈10会上升一段距离（在这一过程中可保持铲板16底面始终在地上进行横向移动），从而补偿第一立杆14转动时的水平与竖直放线的分距离，采用缓慢夹紧方式避免，直接进行夹取铲板16高度不好控制，撞击到产品外壁，导致产品损坏的问题；且随着弹簧绳23的弹力随着形变量变化较大，在进行空载时也就是弹簧绳23最大形变量时弹力最大，此时正好是空载夹持阶段，夹持空载位移速度较快，从而加快夹持效率，其次气缸的运行采用空气作为介质，其中空气可压缩，采用弹簧绳23辅助可使得设备运行更加稳定，其次通过气压缸进行夹持力，也能避免液压缸输出力基本恒定将产品夹坏的问题出现；随后换位机构驱动环圈10上升并且转动，从而将产品进行方向改变，使得重心不居中的产品进行快速交叉堆叠；

本发明通过弹簧绳23弹力对进行夹紧力的第一气缸24进行辅助，使得铲板16在空载时快速移动靠近需要进行码垛的产品，随后在夹持过程中，第一气缸24自身空气可压缩性，对产品进行柔性夹紧，避免产品损坏，其次采用固定的第一轴13外端的第一同步轮17和与铲板16间接固定的第二同步轮18外侧的第一同步带19作用，结合扭簧20扭力，保持铲板16始终与底面平行，使得铲板16在地面上滑动优先插入产品底面四边，再进行第一立杆14夹紧，从而使得铲板16与产品底面的更好定位，从而避免将产品夹坏的问题出现。

作为本发明的进一步方案，换位机构包括两个截面为C型的卡板26，两个卡板26关于环圈10的轴线对称布置，两个卡板26套设在环圈10外侧，且保持开口向上；

每个卡板26位于环圈10外侧和内侧位置上均设置有一组用于夹持环圈10的限位机构；

每组限位机构包括两个定位轴28，四个定位轴28竖向转动设置在卡板26上；

其中内侧限位机构内的定位轴28上同轴固定设置有长齿轮29，环圈10位于长齿轮29的一端侧壁开设有转向齿牙30，两个定位轴28下端穿过卡板26的端头均固定设置有第三同步轮31，两个第三同步轮31外侧套设有第二同步带32，第二同步带32内部套设有动力同步轮33，动力同步轮33下端设置有第一电机34，第一电机34输出轴与动力同步轮33同轴固定，第一电机34固定连接在卡板26下端；

其中外侧限位机构内的定位轴28上同轴转动设置有长棍35；

本发明使用时两个第一电机34同时工作，通过卡板26下端的动力同步轮33驱动第二同步带32转动再驱动环圈10同一侧的长齿轮29工作，从而驱动环圈10在两个卡板26上进行绕其轴线转动，其中长棍35作为辅助限位，使得环圈10转动更稳，从而使得被夹持的产品进行换向码垛；从而避免码垛出现重心不稳倾倒的现象出现。

作为本发明的进一步方案，每个长棍35和长齿轮29上下端面上均固定设置有用于限制环圈10竖向自由度的限位片36；两个卡板26外端设置有用于驱动两个卡板26竖直上下升降的升降机构；限位片36将环圈10整体抬升起来，从而减小环圈10与卡板26摩擦，从而延长设备使用寿命。

作为本发明的进一步方案，升降机构包括分别设置在两个卡板26外侧的抬升机构；

每组抬升机构包括固定设置在卡板26外壁的第一圆杆40，第一圆杆40外端转动设置有第二滑板41，第二滑板41外侧滑动设置有滑套42，第二滑板41与滑套42侧壁之间设置有用于驱动第二滑板41在滑套42内滑动的第二液压杆43，第二液压杆43一端固定连接在滑套42后端侧壁，另一端固定连接在第二滑板41前端侧壁，滑套42后端设置有用于驱动滑套42绕着后端点进行上下旋转的提升装置；

作为本发明的进一步方案，提升装置包括固定设置在两个滑套42后端侧壁的第二圆杆46，第二圆杆46外壁转动设置有两个机架47，两个机架47之间固定设置有转动盘48，转动盘48可驱动机架47绕着转动盘48竖向轴线进行转动，第二圆杆46上固定设置有蜗轮49，蜗轮49啮合有蜗杆50，蜗杆50传动连接有第二电机51，第二电机51固定设置在转动盘48上，第二电机51输出轴与蜗杆50同轴连接；

本发明工作时，第二电机51驱动蜗杆50转动驱动蜗轮49转动（使得产品抬升更加稳定，震动更小，且可进行自动锁止），蜗轮49转动驱动第二圆杆46在机架47和转动盘48上转动，从而将滑套42进行抬升或者下降，随后第二液压杆43进行伸长或者缩短，从而使得第二滑板41伸长或者缩短，从而使得夹持机构上升或者下降，同时远离或者靠近机架47和转动盘48，其次现有的转动盘48转动可进行方向改变，从而使得夹持机构能进行上下左右伸长缩短运动，且第一圆杆40与卡板26固定，与第二滑板41转动，使得夹持机构受到重心作用始终向下，从而避免产品出现倾斜的问题出现。

作为本发明的进一步方案，第二滑板41侧壁转动连接有花键轴53，花键轴53轴向滑动设置有花键套54，花键套54后端转动连接在滑套42后端侧壁上，花键轴53外壁与第一圆杆40外壁分别固定设置有啮合的第一锥齿轮55，花键套54后端与第二圆杆46之间设置有啮合的第二锥齿轮56，其中一个第二锥齿轮56与第二圆杆46转动连接且与机架47固定，另外一个第二锥齿轮56与两个花键套54固定连接；

本发明工作时，随着滑套42转动，使得花键轴53和花键套54绕着第二圆杆46转动，再通过两个第一锥齿轮55和第二锥齿轮56，从而使得第一圆杆40在第二滑板41和滑套42绕着第一圆杆40转动时，能始终保持方向不转动，从而使得夹持机构和产品始终稳定的朝下，避免出现摇摆倾覆的问题出现。

作为本发明的进一步方案，位于相邻立板11之间的环圈10上端面转动设置有用于对弹簧绳23进行限位，避免弹簧绳23触及到产品的限位轮58。

Claims (8)

1.一种用于工业生产的码垛机机械手，其特征在于：包括环圈（10），沿所述环圈（10）轴线环形阵列设置有四个夹持机构；

所述夹持机构包括立板（11），所述立板（11）固定设置在环圈（10）顶面上，所述立板（11）侧壁关于环圈（10）径向滑动连接有第一滑杆（12），位于所述环圈（10）内侧的第一滑杆（12）端部固定连接有第一轴（13），所述第一轴（13）两端均转动连接有第一立杆（14），所述第一立杆（14）下端转动连接有第二轴（15），所述第二轴（15）外端固定连接有用于铲起产品的铲板（16），所述第一轴（13）同轴固定连接有第一同步轮（17），所述第二轴（15）上同轴固定连接有第二同步轮（18），所述第一同步轮（17）与第二同步轮（18）通过第一同步带（19）传动连接；所述第二轴（15）上套设有扭簧（20），所述扭簧（20）一端固定设置在铲板（16）上，另一端固定设置在第一立杆（14）上；

所述第一滑杆（12）远离第一轴（13）的一端设置有用于驱动第一滑杆（12）在立板（11）上移动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业生产的码垛机机械手，其特征在于：所述驱动机构包括转轴（21），所述转轴（21）固定设置在第一滑杆（12）远离第一轴（13）一端上，所述转轴（21）上端转动连接有第一槽轮（22），四个所述第一槽轮（22）的轮槽内共同套设有弹簧绳（23），所述转轴（21）与立板（11）之间设置有第一气缸（24）；

所述环圈（10）上设置有用于驱动环圈（10）转动的换位机构。

3.根据权利要求2所述的一种用于工业生产的码垛机机械手，其特征在于：所述换位机构包括两个截面为C型的卡板（26），两个所述卡板（26）关于环圈（10）的轴线对称布置，两个所述卡板（26）套设在环圈（10）外侧，且保持开口向上；

每个所述卡板（26）位于环圈（10）外侧和内侧位置上均设置有一组用于夹持环圈（10）的限位机构；

每组所述限位机构包括两个定位轴（28），四个所述定位轴（28）竖向转动设置在卡板（26）上；

其中内侧所述限位机构内的定位轴（28）上同轴固定设置有长齿轮（29），所述环圈（10）位于长齿轮（29）的一端侧壁开设有转向齿牙（30），两个所述定位轴（28）下端穿过卡板（26）的端头均固定设置有第三同步轮（31），两个所述第三同步轮（31）外侧套设有第二同步带（32），所述第二同步带（32）内部套设有动力同步轮（33），所述动力同步轮（33）下端设置有第一电机（34），所述第一电机（34）输出轴与动力同步轮（33）同轴固定，所述第一电机（34）固定连接在卡板（26）下端；

其中外侧所述限位机构内的定位轴（28）上同轴转动设置有长棍（35）。

4.根据权利要求3所述的一种用于工业生产的码垛机机械手，其特征在于：每个所述长棍（35）和长齿轮（29）上下端面上均固定设置有用于限制环圈（10）竖向自由度的限位片（36）；两个所述卡板（26）外端设置有用于驱动两个卡板（26）竖直上下升降的升降机构。

5.根据权利要求4所述的一种用于工业生产的码垛机机械手，其特征在于：所述升降机构包括分别设置在两个卡板（26）外侧的抬升机构；

每组所述抬升机构包括固定设置在卡板（26）外壁的第一圆杆（40），所述第一圆杆（40）外端转动设置有第二滑板（41），所述第二滑板（41）外侧滑动设置有滑套（42），所述第二滑板（41）与滑套（42）侧壁之间设置有用于驱动第二滑板（41）在滑套（42）内滑动的第二液压杆（43），所述第二液压杆（43）一端固定连接在滑套（42）后端侧壁，另一端固定连接在第二滑板（41）前端侧壁，所述滑套（42）后端设置有用于驱动滑套（42）绕着后端点进行上下旋转的提升装置。

6.根据权利要求5所述的一种用于工业生产的码垛机机械手，其特征在于：所述提升装置包括固定设置在两个滑套（42）后端侧壁的第二圆杆（46），所述第二圆杆（46）外壁转动设置有两个机架（47），两个所述机架（47）之间固定设置有转动盘（48），所述转动盘（48）可驱动机架（47）绕着转动盘（48）竖向轴线进行转动，所述第二圆杆（46）上固定设置有蜗轮（49），所述蜗轮（49）啮合有蜗杆（50），所述蜗杆（50）传动连接有第二电机（51），所述第二电机（51）固定设置在转动盘（48）上，所述第二电机（51）输出轴与蜗杆（50）同轴连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于工业生产的码垛机机械手，其特征在于：所述第二滑板（41）侧壁转动连接有花键轴（53），所述花键轴（53）轴向滑动设置有花键套（54），所述花键套（54）后端转动连接在滑套（42）后端侧壁上，所述花键轴（53）外壁与第一圆杆（40）外壁分别固定设置有啮合的第一锥齿轮（55），所述花键套（54）后端与第二圆杆（46）之间设置有啮合的第二锥齿轮（56），其中一个所述第二锥齿轮（56）与第二圆杆（46）转动连接且与机架（47）固定，另外一个所述第二锥齿轮（56）与花键套（54）固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于工业生产的码垛机机械手，其特征在于：位于相邻所述立板（11）之间的环圈（10）上端面转动设置有限位轮（58）。

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