CN115009883B - 一种码垛智能机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码垛智能机械臂，属于码垛设备技术领域，包括机械臂、丝杆滑台、取放板、取放件、平铺装置、摊平装置、调节装置和防护装置，所述机械臂呈水平设置，所述取放板设有两个，两个所述取放板对称设置在机械臂上，所述取放件设有若干个，若干个所述取放件为两组对称设置在两个取放板上，所述平铺装置设有两个，两个所述平铺装置对称设置在两个所述取放板上，所述摊平装置设置在丝杆滑台的驱动端上，所述调节装置设置在摊平装置上，所述防护装置设置在两个所述取放板中的其中一个取放板上，本装置能够对机械臂的两个抓取端各自之间的间隙进行填充，并且对袋装产品进行摊平的作业，使得袋装产品能够平整的码放。

Description

一种码垛智能机械臂

技术领域

本发明涉及码垛设备技术领域，尤其涉及一种码垛智能机械臂。

背景技术

由于机械臂是具有非线性，强耦合，不确定等特点的复杂系统，因此对机械臂的精确控制问题一直是控制领域的难点和热点。滑模控制方法虽然具有对参数变化及未知扰动不敏感、响应快速、无需系统在线辨识等优点，但也存在严重的“抖振问题”。

目前，随着各种智能算法的发展，为了提高控制性能，众多学者提出了许多先进的控制方法，如：自适应神经网络控制方法、自适应神经网络滑模控制方法、鲁棒自适应神经网络的控制方法等。但这些方法存在控制精度低、收敛时间长、作用对象较为单一等缺点。

深度学习，是一种基于学习数据表示的机器学习方法，卷积神经网络是深度学习方法中的一种广泛应用模型。将深度学习模型引入到机械臂轨迹跟踪控制，是目前的主要研究方向之一。

深度卷积神经网络通过对机械臂模型不确定部分的精确补偿能够减少传统滑模控制存在的“抖振”缺点，由于卷积等操作的存在，较传统RBF神经网络模型有着更强的学习能力，跟踪精度会有进一步的提高，延时估计也会避免根据经验数据学习控制律，使得跟踪误差收敛时间较于增强学习大幅缩短。

现有的码垛机械臂在工作过程中还存在以下不足：码垛机械臂在码垛货物时通常是将产品从输送设备上抓取住，输送设备一般为辊道式输送机，这使得机械臂的两个抓取端能够伸入到辊道式输送机内，从而在产品通过辊道式输送机输送到机械臂的两个抓取端处上，通过机械臂运行将产品抓取，随后将货物搬运至堆码架上，而在堆码装有粉状类的袋装产品时，对于袋装产品的平衡度要求则较高，若袋装物件的两侧重量不均衡，在摆放袋装产品时堆码的高度越高，则会越不稳定，容易出现堆码的货物在移动过程中出现倒塌的现象，且现有的机械臂对产品抓取时两个抓取端各自之间到存在一定的间隙，因为要与辊道式输送机间隙配合，从而使袋装产品抓取过程中凹凸不平，因此影响货物摆放的平衡度，容易出现货物倒塌的现象，从而缺少一个能够将机械臂两个抓取端各自的间隙进行填充，并且对袋装产品进行摊平的作业。

发明内容

本发明实施例提供一种码垛智能机械臂，以解决上述所提到的技术问题。

本发明实施例采用下述技术方案：包括机械臂、丝杆滑台、取放板、取放件、平铺装置、摊平装置、调节装置和防护装置，所述机械臂呈水平设置，所述取放板设有两个，两个所述取放板对称设置在机械臂上，所述取放件设有若干个，若干个所述取放件为两组，且对称设置在两个取放板上，所述平铺装置设有两个，两个所述平铺装置对称设置在两个所述取放板上且连接在若干个所述取放件上，两个所述平铺装置与若干个取放件均为转动连接，所述摊平装置设置在丝杆滑台的驱动端上，所述调节装置设置在摊平装置上，所述防护装置设置在两个所述取放板中的其中一个取放板上。

进一步的，还包括丝杆滑台，所述丝杆滑台设置在机械臂上，两个所述取放板分别设置在机械臂的驱动端上，且机械臂运行能够带动整个设备运动以及带动机械臂驱动端上的两个所述取放板进行开合运动。

进一步的，每个所述平铺装置包括均包括平铺架、平铺液压缸、平铺块、平铺齿条、平铺齿轮、平铺轴和平铺件，两个所述取放板上均设有滑动槽，所述平铺架设置在对应的取放板上，所述平铺液压缸设置在平铺架上，所述平铺齿条设置在对应的滑动槽内且为左右滑动配合，所述平铺块的一端连接在平铺液压缸的输出端上，所述平铺块的另一端连接在平铺齿条上，所述平铺轴设有若干个，若干个所述平铺轴均穿过对应的取放件且均为转动连接，所述平铺齿轮设有若干个，若干个所述平铺齿轮均设置在对应的平铺轴的一端，若干个所述平铺齿轮均与平铺齿条啮合，所述平铺件设有若干个，若干个所述平铺件分别套设在对应的平铺轴上且均位于对应的取放件的一侧。

进一步的，若干个所述取放件每两个之间的间距与若干个平铺件的尺寸处于匹配状态。

进一步的，所述摊平装置包括摊平板、摊平伸缩杆、摊平架和摊平滚轮，所述摊平板设置在丝杆滑台的驱动端上，所述摊平伸缩杆设有两个，两个所述摊平伸缩杆对称设置在摊平板的下端，所述摊平架设置在两个摊平伸缩杆的下端，所述摊平滚轮设置在摊平架上且与摊平架为转动连接。

进一步的，还包括摊平弹簧，所述摊平弹簧设有两个，两个所述摊平弹簧分别套设在两个所述摊平伸缩杆上。

进一步的，所述调节装置包括调节架和调节液压缸，所述调节架设置在摊平板下端的中间位置，所述调节液压缸设置在调节架上且调节液压缸的输出端连接在摊平架的上端。

进一步的，所述防护装置包括防护架、防护液压缸、防护杆、防护齿条、防护齿轮、防护块、防护轴和防护件，所述防护架设置在两个所述取放板中的其中一个取放板上，所述防护液压缸设置在防护架上，所述防护杆设有两个，两个所述防护杆的一端分别连接在防护液压缸的输出端上且均与防护液压缸的输出端转动连接，所述防护齿条设有两个，两个所述防护齿条对称设置在两个所述取放板中的其中一个取放板上且均为滑动配合，两个所述防护杆的另一端分别连接在两个所述防护齿条的一端上且均为转动连接，所述防护块设有两个，两个所述防护块对称设置在两个所述取放板中的其中一个取放板上，所述防护轴设有两个，两个所述防护轴分别设置在两个所述防护块上且均为转动连接，所述防护齿轮设有两个，两个所述防护齿轮对称设置在两个所述防护轴上，两个所述防护齿轮分别与对应的防护齿条啮合，所述防护件设有两个，两个所述防护件对称设置在两个所述防护轴的一端上。

本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

其一，当袋装产品平铺在若干个所述取放件上后，通过调节装置运行带动摊平装置向袋装产品的方向运动，使得摊平滚轮与袋装产品接触后，调节装置停止运行，再通过启动丝杆滑台带动且驱动端上的摊平板进行运动，摊平板运动带动两个摊平伸缩杆运动，从而带动摊平架上的摊平滚轮在袋装产品上进行滚动，通过丝杆滑台带动摊平板来回运动，从而使得摊平滚轮对袋装产品进行反复滚动碾压，来达到让袋装产品处于一个最佳摊平状态，以便于后续在袋装产品码放过程中，不会出现码放倒塌的现象。

其二，在机械臂对袋装产品进行抓取完成后，位于所需码放位置的正上方时，并且对袋装产品完成平铺作业，准备将袋装产品进行码放作业时，通过防护液压缸运行带动防护液压缸输出端上的两个防护杆向上进行运动，从而带动两个防护齿条向各自的方向靠拢，此时两个防护齿轮转动带动两个防护件转动，从而将两个防护件转动到位于袋装产品的两侧，这时，再通过机械臂运行带动整个设备向下运动将袋装产品进行码放，而通过袋装产品两侧的两个防护件能够起到在机械臂松开袋装产品时，防止偏移，避免了袋装产品码放倒塌的现象。

其三，在袋装产品码放完成后，且此时的袋装产品码放具有一定高度后，而通过机械臂上的两个取放板和两个取放件此时处于张开状态，同步两个调节装置和防护装置和随之运动，而丝杆滑台上的摊平装置始终是处于原始状态，由于袋装产品码放的过于蓬松，在码放过高后还是会有倒塌的现象，这时，通过机械臂进行带动整个设备向下运动，使得调节装置运行能够带动摊平滚轮与码放最上方的袋装产品接触，通过丝杆滑台的运行带动摊平滚轮对码放的袋装产品进行碾压，从而使得袋装产品两两之间更加紧密，因此降低了袋装产品倒塌的风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明中平铺装置的立体结构示意图一；

图3为本发明中平铺装置和取放件第一状态结构示意图；

图4为本发明中平铺装置和取放件第二状态结构示意图；

图5为本发明中平铺装置的立体结构示意图二；

图6为本发明中摊平装置的立体结构示意图；

图7为本发明中丝杆滑台、摊平装置和调节装置的立体结构示意图；

图8为本发明中防护装置的立体结构示意图；

图9为本发明的局部结构示意图一；

图10为本发明的局部结构示意图二。

附图标记

机械臂1、丝杆滑台11、取放板12、取放件13、平铺装置2、平铺架21、平铺液压缸22、平铺块23、平铺齿条24、平铺齿轮25、平铺轴26、平铺件27、摊平装置3、摊平板31、摊平伸缩杆32、摊平架33、摊平滚轮34、摊平弹簧35、调节装置4、调节架41、调节液压缸42、防护装置5、防护架51、防护液压缸52、防护杆53、防护齿条54、防护齿轮55、防护块56、防护轴57、防护件58。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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做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。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

本发明实施例提供一种码垛智能机械臂，包括机械臂1、丝杆滑台11、取放板12、取放件13、平铺装置2、摊平装置3、调节装置4和防护装置5，所述机械臂1呈水平设置，所述取放板12设有两个，两个所述取放板12对称设置在机械臂1上，所述取放件13设有若干个，若干个所述取放件13为两组，且对称设置在两个取放板12上，所述平铺装置2设有两个，两个所述平铺装置2对称设置在两个所述取放板12上且连接在若干个所述取放件13上，两个所述平铺装置2与若干个取放件13均为转动连接，所述摊平装置3设置在丝杆滑台11的驱动端上，所述调节装置4设置在摊平装置3上，所述防护装置5设置在两个所述取放板12中的其中一个取放板12上，本装置能够对机械臂1两个抓取端各自之间的间隙进行填充，并且对袋装产品进行摊平的作业，使得袋装产品能够平整的码放。

优选的，还包括丝杆滑台11，所述丝杆滑台11设置在机械臂1上，两个所述取放板12分别设置在机械臂1的驱动端上，且机械臂1运行能够带动整个设备运动以及带动机械臂驱动端上的两个所述取放板12进行开合运动，在袋装产品码放完成后，且此时的袋装产品码放具有一定高度后，而通过机械臂1上的两个取放板12和两个取放件13此时处于张开状态，同步两个调节装置4和防护装置5和随之运动，而丝杆滑台11上的摊平装置3始终是处于原始状态，由于袋装产品码放的过于蓬松，在码放过高后还是会有倒塌的现象，这时，通过机械臂1进行带动整个设备向下运动，使得调节装置4运行能够带动摊平滚轮34与码放最上方的袋装产品接触，通过丝杆滑台11的运行带动摊平滚轮34对码放的袋装产品进行碾压，从而使得袋装产品两两之间更加紧密，因此降低了袋装产品倒塌的风险。

优选的，每个所述平铺装置2包括均包括平铺架21、平铺液压缸22、平铺块23、平铺齿条24、平铺齿轮25、平铺轴26和平铺件27，两个所述取放板12上均设有滑动槽，所述平铺架21设置在对应的取放板12上，所述平铺液压缸22设置在平铺架21上，所述平铺齿条24设置在对应的滑动槽内且为左右滑动配合，所述平铺块23的一端连接在平铺液压缸22的输出端上，所述平铺块23的另一端连接在平铺齿条24上，所述平铺轴26设有若干个，若干个所述平铺轴26均穿过对应的取放件13且均为转动连接，所述平铺齿轮25设有若干个，若干个所述平铺齿轮25均设置在对应的平铺轴26的一端，若干个所述平铺齿轮25均与平铺齿条24啮合，所述平铺件27设有若干个，若干个所述平铺件27分别套设在对应的平铺轴26上且均位于对应的取放件13的一侧，当机械臂1运行将袋装产品从辊道式输送机上抓取住运动到所需码放位置的正下方时，此时的袋装产品位于若干个取放件13上，这时通过平铺液压缸22运行带动平铺液压缸22输出端上的平铺块23运动，平铺块23运动带动平铺齿条24运动，从而带动若干个平铺齿轮25转动，若干个平铺齿轮25转动带动若干个平铺轴26转动，若干个平铺轴26转动带动若干个平铺件27转动，从而将若干个取放件13各自的间隙进行填充，而位于两个抓取端上的袋装产品凸出部分被托起，从而使得此时的袋装产品处于较为平铺状态。

优选的，若干个所述取放件13每两个之间的间距与若干个平铺件27的尺寸处于匹配状态，在袋装产品位于若干个取放件13上，此时的袋装产品处于处于凹凸不平的状态，而通过若干个平铺件27的运动，能够正好填充到若干个所述取放件13每两个之间的间隙内，来达到袋装产品位于若干个所述取放件13上处于一个较为平铺状态，从而在码放过程中不会产生倒塌的情况。

优选的，所述摊平装置3包括摊平板31、摊平伸缩杆32、摊平架33和摊平滚轮34，所述摊平板31设置在丝杆滑台11的驱动端上，所述摊平伸缩杆32设有两个，两个所述摊平伸缩杆32对称设置在摊平板31的下端，所述摊平架33设置在两个摊平伸缩杆32的下端，所述摊平滚轮34设置在摊平架33上且与摊平架33为转动连接，当袋装产品平铺在若干个所述取放件13上后，通过调节装置4运行带动摊平装置3向袋装产品的方向运动，使得摊平滚轮34与袋装产品接触后，调节装置4停止运行，再通过启动丝杆滑台11带动且驱动端上的摊平板31进行运动，摊平板31运动带动两个摊平伸缩杆32运动，从而带动摊平架33上的摊平滚轮34在袋装产品上进行滚动，通过丝杆滑台11带动摊平板31来回运动，从而使得摊平滚轮34对袋装产品进行反复滚动碾压，来达到让袋装产品处于一个最佳摊平状态，以便于后续在袋装产品码放过程中，不会出现码放倒塌的现象。

优选的，还包括摊平弹簧35，所述摊平弹簧35设有两个，两个所述摊平弹簧35分别套设在两个所述摊平伸缩杆32上，通过设置的两个摊平弹簧35能够在摊平滚轮34滚动碾压袋装产品时，能够具有一个缓冲力，不会造成对袋装产品过大的碾压力，而损坏袋装产品。

优选的，所述调节装置4包括调节架41和调节液压缸42，所述调节架41设置在摊平板31下端的中间位置，所述调节液压缸42设置在调节架41上且调节液压缸42的输出端连接在摊平架33的上端，当对摊平装置3与袋装产品之间的距离需要调节时，通过调节液压缸42运行带动摊平架33进行伸缩运动，而两个摊平伸缩杆32处于配合伸缩状态，在袋装产品需要摊平作业时，则通过调节装置4运行带动摊平装置3对其进行摊平作业，在袋装产品无需摊平作业时，则摊平装置3通过调节装置4的运行，使得摊平装置3不与袋装产品进行接触，避免袋装产品无法造成上料到若干个取放件13上。

优选的，所述防护装置5包括防护架51、防护液压缸52、防护杆53、防护齿条54、防护齿轮55、防护块56、防护轴57和防护件58，所述防护架51设置在两个所述取放板12中的其中一个取放板12上，所述防护液压缸52设置在防护架51上，所述防护杆53设有两个，两个所述防护杆53的一端分别连接在防护液压缸52的输出端上且均与防护液压缸52的输出端转动连接，所述防护齿条54设有两个，两个所述防护齿条54对称设置在两个所述取放板12中的其中一个取放板12上且均为滑动配合，两个所述防护杆53的另一端分别连接在两个所述防护齿条54的一端上且均为转动连接，所述防护块56设有两个，两个所述防护块56对称设置在两个所述取放板12中的其中一个取放板12上，所述防护轴57设有两个，两个所述防护轴57分别设置在两个所述防护块56上且均为转动连接，所述防护齿轮55设有两个，两个所述防护齿轮55对称设置在两个所述防护轴57上，两个所述防护齿轮55分别与对应的防护齿条54啮合，所述防护件58设有两个，两个所述防护件58对称设置在两个所述防护轴57的一端上，当机械臂1对袋装产品进行抓取作业时，两个防护件58是位于平铺装置2上方的，在机械臂1对袋装产品进行抓取完成后，位于所需码放位置的正上方时，并且对袋装产品完成平铺作业，准备将袋装产品进行码放作业时，通过防护液压缸52运行带动防护液压缸52输出端上的两个防护杆53向上进行运动，从而带动两个防护齿条54向各自的方向靠拢，此时两个防护齿轮55转动带动两个防护件58转动，从而将两个防护件58转动到位于袋装产品的两侧，这时，再通过机械臂1运行带动整个设备向下运动将袋装产品进行码放，而通过袋装产品两侧的两个防护件58能够起到在机械臂1松开袋装产品时，防止偏移，避免了袋装产品码放倒塌的现象。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种码垛智能机械臂，包括机械臂(1)，其特征在于，还包括取放板(12)、取放件(13)、平铺装置(2)、摊平装置(3)、调节装置(4)和防护装置(5)，所述机械臂(1)呈水平设置，所述取放板(12)设有两个，两个所述取放板(12)对称设置在机械臂(1)上，所述取放件(13)设有若干个，若干个所述取放件(13)为两组，且对称设置在两个取放板(12)上，所述平铺装置(2)设有两个，两个所述平铺装置(2)对称设置在两个所述取放板(12)上且连接在若干个所述取放件(13)上，两个所述平铺装置(2)与若干个取放件(13)均为转动连接，所述摊平装置(3)设置在丝杆滑台(11)的驱动端上，所述调节装置(4)设置在摊平装置(3)上，所述防护装置(5)设置在两个所述取放板(12)中的其中一个取放板(12)上，每个所述平铺装置(2)均包括平铺架(21)、平铺液压缸(22)、平铺块(23)、平铺齿条(24)、平铺齿轮(25)、平铺轴(26)和平铺件(27)，两个所述取放板(12)上均设有滑动槽，所述平铺架(21)设置在对应的取放板(12)上，所述平铺液压缸(22)设置在平铺架(21)上，所述平铺齿条(24)设置在对应的滑动槽内且为左右滑动配合，所述平铺块(23)的一端连接在平铺液压缸(22)的输出端上，所述平铺块(23)的另一端连接在平铺齿条(24)上，所述平铺轴(26)设有若干个，若干个所述平铺轴(26)均穿过对应的取放件(13)且均为转动连接，所述平铺齿轮(25)设有若干个，若干个所述平铺齿轮(25)均设置在对应的平铺轴(26)的一端，若干个所述平铺齿轮(25)均与平铺齿条(24)啮合，所述平铺件(27)设有若干个，若干个所述平铺件(27)分别套设在对应的平铺轴(26)上且均位于对应的取放件(13)的一侧，若干个所述取放件(13)每两个之间的间距与若干个平铺件(27)的尺寸处于匹配状态。

2.根据权利要求1所述的一种码垛智能机械臂，其特征在于，还包括丝杆滑台(11)，所述丝杆滑台(11)设置在机械臂(1)上，两个所述取放板(12)分别设置在机械臂(1)的驱动端上，且机械臂(1)运行能够带动整个设备运动以及带动机械臂驱动端上的两个所述取放板(12)进行开合运动。

3.根据权利要求1所述的一种码垛智能机械臂，其特征在于，所述摊平装置(3)包括摊平板(31)、摊平伸缩杆(32)、摊平架(33)和摊平滚轮(34)，所述摊平板(31)设置在丝杆滑台(11)的驱动端上，所述摊平伸缩杆(32)设有两个，两个所述摊平伸缩杆(32)对称设置在摊平板(31)的下端，所述摊平架(33)设置在两个摊平伸缩杆(32)的下端，所述摊平滚轮(34)设置在摊平架(33)上且与摊平架(33)为转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种码垛智能机械臂，其特征在于，还包括摊平弹簧(35)，所述摊平弹簧(35)设有两个，两个所述摊平弹簧(35)分别套设在两个所述摊平伸缩杆(32)上。

5.根据权利要求4所述的一种码垛智能机械臂，其特征在于，所述调节装置(4)包括调节架(41)和调节液压缸(42)，所述调节架(41)设置在摊平板(31)下端的中间位置，所述调节液压缸(42)设置在调节架(41)上且调节液压缸(42)的输出端连接在摊平架(33)的上端。

6.根据权利要求1所述的一种码垛智能机械臂，其特征在于，所述防护装置(5)包括防护架(51)、防护液压缸(52)、防护杆(53)、防护齿条(54)、防护齿轮(55)、防护块(56)、防护轴(57)和防护件(58)，所述防护架(51)设置在两个所述取放板(12)中的其中一个取放板(12)上，所述防护液压缸(52)设置在防护架(51)上，所述防护杆(53)设有两个，两个所述防护杆(53)的一端分别连接在防护液压缸(52)的输出端上且均与防护液压缸(52)的输出端转动连接，所述防护齿条(54)设有两个，两个所述防护齿条(54)对称设置在两个所述取放板(12)中的其中一个取放板(12)上且均为滑动配合，两个所述防护杆(53)的另一端分别连接在两个所述防护齿条(54)的一端上且均为转动连接，所述防护块(56)设有两个，两个所述防护块(56)对称设置在两个所述取放板(12)中的其中一个取放板(12)上，所述防护轴(57)设有两个，两个所述防护轴(57)分别设置在两个所述防护块(56)上且均为转动连接，所述防护齿轮(55)设有两个，两个所述防护齿轮(55)对称设置在两个所述防护轴(57)上，两个所述防护齿轮(55)分别与对应的防护齿条(54)啮合，所述防护件(58)设有两个，两个所述防护件(58)对称设置在两个所述防护轴(57)的一端上。