CN115367198B - 一种木盒装载机器人、及木盒装载方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木盒装载机器人，主要包括有移动机械臂、第二旋转关节、机械手末端、固定开盒装置、干燥剂收集箱、第一输送皮带、第二输送皮带和控制器，通过移动机械臂、第二旋转关节、机械手末端以及固定开盒装置的配合，能够自动去除木盒内的干燥剂，本发明提供的木盒装载机器人，能够替代人工作业，自动去除木盒内的干燥剂，实现木盒的码放与输送，也即实现木盒的自动化装载，可靠性强、工作效率高、自动化程度高，大大提高了木盒装载的效率，大大降低了木盒装载的劳动强度，降低劳动力成本。

Description

一种木盒装载机器人、及木盒装载方法

技术领域

本发明涉及烟草生产技术领域，尤其涉及一种木盒装载机器人以及一种木盒装载方法。

背景技术

一直以来，纸盒包装卷烟占市场的主体地位，而木盒包装卷烟通常为高档型卷烟，所占市场份额较少。在卷烟的包装工艺中，通常纸盒包装卷烟依靠机器生产，而木盒包装卷烟主要是通过人工手工包装完成。但是近年来，随着消费水平的提升，木盒包装卷烟市场需求增长迅猛，单纯依靠人工包装木盒卷烟已远远不能满足市场需求。经过调查研究发现，目前已有木盒卷烟包装设备的研发并已投入使用，该设备是将木条盒放入设备中进行包装，但将木盒装入设备这道工序，依然是依靠人工完成的。现有的常规的木盒，盒体上设置有盒盖，盒盖的边缘与盒体的顶部敞口转动连接，盒盖具有一个侧面，称为盒盖侧面，盒盖侧面与盒盖同样转动连接，且在闭合时，盒盖侧面贴合在盒体的侧面上并通过磁吸的作用相固定。由于木盒内通常装有干燥剂，需要人工将木盒内的干燥剂取出，然后再将空木盒码放整齐，再运送到包装机的木盒输入口，以实现木盒装载，木盒装载这道工序通常需要几个操作工持续不断工作才能完成，生产效率低，劳动强度和劳动力成本均较高。

因而，急需研发一种装置解决现有技术中的不足，替代人工作业，提高生产效率，降低劳动强度。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种木盒装载机器人，能够解决现有木盒装载生产效率低、劳动强度和劳动力成本均较高的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种木盒装载机器人，包括有：

移动机械臂；

第二旋转关节，其安装在所述移动机械臂上并能够由所述移动机械臂驱动移动，所述第二旋转关节包括有横向设置的转动轴以及用于驱动所述转动轴沿其轴线转动的第五驱动机构；

机械手末端，其安装在所述转动轴上并能够跟随所述转动轴转动，所述机械手末端包括有剪叉机构、第一吸盘、吸盘支撑杆、微型气缸和末端壳体；所述末端壳体固定安装在所述转动轴上，所述微型气缸固定安装在所述末端壳体上，所述剪叉机构底部的一根活动杆与所述末端壳体相铰接，另一根活动杆与所述微型气缸的输出轴相铰接，所述吸盘支撑杆为多根，多根所述吸盘支撑杆分别固定安装在所述剪叉机构的不同高度的活动杆上，所述第一吸盘的数量与所述吸盘支撑杆的数量相一致，所述第一吸盘一一对应安装在所述吸盘支撑杆的自由端部上，各个所述第一吸盘的吸附面位于同一平面上且相邻的所述第一吸盘距离相等；

固定开盒装置，其包括有弹簧、第二吸盘和固定架，所述弹簧以及第二吸盘的数量与所述第一吸盘的数量相一致，所述弹簧的一端固定安装在所述固定架上，所述第二吸盘一一对应安装在所述弹簧的另一端上，各个所述第二吸盘的吸附面位于同一平面上且相邻的所述第二吸盘距离相等；

控制器，其与所述移动机械臂、第二旋转关节、机械手末端以及固定开盒装置电性连接用于控制所述移动机械臂、第二旋转关节、机械手末端以及固定开盒装置的运转；

干燥剂收集箱，其顶部敞口，用于收集木盒去除的干燥剂；

第一输送皮带，其用于输送待去除干燥剂的木盒叠；

第二输送皮带，其用于输送已去除干燥剂的木盒叠。

优选的，所述移动机械臂为三轴移动机械臂，包括有位于水平面上的X轴移动机械臂和Y轴移动机械臂，以及一个位于竖直方向上的Z轴移动机械臂，其中，所述X轴移动机械臂和Y轴移动机械臂互相垂直，所述Z轴移动机械臂分别与所述X轴移动机械臂和Y轴移动机械臂相垂直；

所述X轴移动机械臂上设有能够沿其长度方向滑动的第一滑块以及用于驱动所述第一滑块直线滑动的第一驱动机构；所述Y轴移动机械臂上设有能够沿其长度方向滑动的第二滑块以及用于驱动所述第二滑块直线滑动的第二驱动机构；所述Z轴移动机械臂上设有能够沿其长度方向滑动的第三滑块以及用于驱动所述第三滑块直线滑动的第三驱动机构；

所述Y轴移动机械臂安装在所述第一滑块上，所述Z轴移动机械臂安装在第二滑块上，所述第二旋转关节安装在所述第三滑块上。

优选的，所述的木盒装载机器人还包括有第一旋转关节，其安装在所述第三滑块上，所述第一旋转关节包括有竖立设置的转动臂以及用于驱动所述转动臂沿其轴线转动的第四驱动机构，所述第二旋转关节安装在所述转动臂上；

所述控制器所述第一旋转关节电性连接并控制所述第一旋转关节的运转。

优选的，所述X轴移动机械臂的第一驱动机构通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动所述第一滑块滑动；

Y轴移动机械臂的第二驱动机构通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动所述第二滑块滑动；

所述Z轴移动机械臂的第三驱动机构通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动所述第三滑块滑动。

优选的，所述固定架上设置有中空板，所述中空板为内部中空的竖立板条结构，所述弹簧的一端固定安装在所述中空板上，各个所述第二吸盘通过软管与所述中空板内部相连通。

优选的，所述机械手末端的末端壳体上安装有用于检测其前方是否有木盒叠的第一检测元件，所述第一检测元件与所述控制器电性连接以将检测信号传递到所述控制器上；

所述固定开盒装置上安装有第二检测元件，所述末端壳体的上部设置有第一检测点，所述第二检测元件用于检测所述末端壳体上的第一检测点以实现定位。

优选的，所述第四驱动机构包括有齿轮箱体、第一伞齿轮、第二伞齿轮和第四电机，所述齿轮箱体固定安装在所述第三滑块上，所述第四电机固定安装在所述齿轮箱体上，所述第四电机的输出轴伸入所述齿轮箱体内并通过滚动轴承与齿轮箱体相固定，所述第一伞齿轮固定安装在所述第四电机的输出轴上，所述转动臂的底端伸入所述齿轮箱体内并通过滚动轴承与齿轮箱体相固定，所述第二伞齿轮固定安装在所述转动臂的底端上，所述第一伞齿轮和第二伞齿轮互相啮合；

所述第五驱动机构包括有减速器、减速器箱体和第五电机，所述减速器箱体固定安装在所述转动臂的顶端上，所述减速器设置于所述减速器箱体内，所述第五电机固定安装在所述减速器箱体上，所述第五电机伸入所述减速器箱体内并与所述减速器相连接，所述转动轴与所述减速器相连接并伸出所述减速器箱体。

优选的，当所述微型气缸的输出轴伸出到极限位置时，所述剪叉机构收紧到最小极限位，此时相邻的所述吸盘支撑杆的距离为一个木盒的厚度尺寸；当所述微型气缸的输出轴完全收回时，所述剪叉机构伸展到最大极限位，此时相邻的所述吸盘支撑杆的距离至少为两个木盒的厚度尺寸；

所述固定开盒装置上相邻的所述第二吸盘之间的距离与所述剪叉机构伸展到最大极限位时相邻的所述第一吸盘之间的距离相等。

优选的，所述吸盘支撑杆内部开设有真空腔与所述第一吸盘内部连通，所述吸盘支撑杆靠近末端位置处开设有2个气管接口，相邻的两根吸盘支撑杆的气管接口通过负压气管相连通；第一根和最后一根所述吸盘支撑杆的1个气管接口通过负压气管与设备负压管路的电磁阀相连。

本发明还提供一种木盒装载方法，使用上述任一技术方案中的所述的木盒装载机器人，包括有以下步骤：

S1、移动机械臂上的机械手末端处于初始状态的位置，此时剪叉机构收紧到最小极限位，所述机械手末端的第一吸盘对准由所述第一输送皮带输送来的、待去除干燥剂的、由多个木盒堆叠而成的木盒叠的侧面；

S2、控制器控制所述机械手末端的负压气路中的电磁阀开启，使所述机械手末端的各个第一吸盘产生负压并一一对应吸住木盒叠上的各个木盒；

S3、控制器根据输送过来的木盒的状态，通过控制第二旋转关节驱动机械手末端转动以保证各个木盒的盒盖朝下、盒底朝上，使得盒内干燥剂掉落至盒盖位置；

S4、所述移动机械臂驱动机械手末端移动，直至机械手末端上的第一吸盘与固定开盒装置上的第二吸盘相对；

S5、控制器控制微型气缸的输出轴收回，带动所述剪叉机构伸展，此时分别被各个所述第一吸盘吸住的木盒由靠拢状态分离至离散状态；

S6、所述移动机械臂驱动机械手末端移动，直至各个分散状态的木盒的盒盖的侧面分别一一对准并贴合所述固定开盒装置上的各个第二吸盘；

S7、控制器控制所述固定开盒装置的负压气路中的电磁阀开启，使所述固定开盒装置上的所述第二吸盘产生负压，并分别吸住木盒的盒盖的侧面；

S8、所述移动机械臂驱动机械手末端向上移动，移动过程中，所述固定开盒装置上的所述第二吸盘保持吸住木盒的盒盖的侧面，在所述第二吸盘吸力和弹簧形变的作用下，木盒的盒盖被打开；

S9、控制器控制所述固定开盒装置的负压气路中的电磁阀关闭，使所述固定开盒装置上的所述第二吸盘脱离木盒的盒盖；

S10、所述第二旋转关节驱动转动轴转动并带动所述机械手末端转动，使所述机械手末端旋转一定角度，此时木盒内的干燥剂沿打开的盒盖滑落并掉落到下方的所述干燥剂收集箱内；

S11、木盒内的干燥剂掉落到所述干燥剂收集箱内后，所述第二旋转关节驱动转动轴转动并使木盒停留在水平位置，此时木盒的盒盖朝下、盒底朝上；

S12、控制器控制微型气缸的输出轴伸展，带动所述剪叉机构收紧，并使得所有的木盒紧靠在一起；

所述移动机械臂驱动机械手末端移动，使木盒向下移动，当木盒的盒盖侧面遇到所述固定开盒装置的第二吸盘时，在所述第二吸盘的作用下，木盒的盒盖侧面自动关闭并贴合木盒；

S13、所述移动机械臂驱动机械手末端移动，并使得其上的木盒位于第二输送皮带的上方；

控制器控制所述机械手末端的负压气路中的电磁阀关闭，此时所述第一吸盘对木盒的吸附作用被解除，木盒被装载到所述第二输送皮带上，此时完成木盒的装载；

S14、控制器控制所有部件恢复初始状态，并准备下一个工作循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的木盒装载机器人，能够替代人工作业，自动去除木盒内的干燥剂，实现木盒的码放与输送，也即实现木盒的自动化装载，可靠性强、工作效率高、自动化程度高，大大提高了木盒装载的效率，大大降低了木盒装载的劳动强度，降低劳动力成本。

2、本发明还提供一种木盒装载方法，使用上述的木盒装载机器人，能够实现可靠、高效、自动化程度高、劳动力成本的木盒干燥剂去除以及木盒码放与输送，以实现高效的木盒装载。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中移动机械臂、第一旋转关节、第二旋转关节以及机械手末端的结构示意图；

图3为本发明中第一旋转关节、第二旋转关节以及机械手末端的结构示意图；

图4为第一旋转关节的结构示意图（其中齿轮箱体未示出）；

图5为机械手末端的结构示意图；

图6为机械手末端的局部示意图；

图7为机械手末端在剪叉机构处于收紧状态时的结构示意图（部分结构未示出）；

图8为机械手末端在剪叉机构处于伸展状态时的结构示意图（部分结构未示出）；

图9为固定开盒装置的结构示意图；

图10为中空板及其上部件的结构示意图；

图11为本发明在一种实施状态下的实施示意图；

图12为本发明在一种实施状态下的实施示意图；

图13为本发明在一种实施状态下的实施示意图；

图14为本发明在一种实施状态下的实施示意图；

图15为本发明在一种实施状态下的实施示意图；

图16为本发明在一种实施状态下的实施示意图。

其中，图中所示标记为：

10-移动机械臂；

11-X轴移动机械臂；111-第一滑块；112-第一电机；113-第一丝杠；

12-Y轴移动机械臂；121-第二滑块；122-第二电机；123-第二丝杠；

13-Z轴移动机械臂；131-第三滑块；132-第三电机；133-第三丝杠；

20-第一旋转关节；21-转动臂；22-齿轮箱体；23-第一伞齿轮；24-第二伞齿轮；25-第四电机；

30-第二旋转关节；31-转动轴；32-减速器箱体；33-第五电机；

40-机械手末端；41-末端壳体；42-剪叉机构；43-第一吸盘；44-吸盘支撑杆；45-微型气缸；46-第一检测单元；47-第一检测点；49-安装座；410-导轨；411-滚轮；

50-固定开盒装置；51-固定架；52-中空板；53-弹簧；54-第二吸盘；55-第二检测单元；

60-干燥剂收集箱；

70-第一输送皮带；

80-第二输送皮带；

90-安装架；

100-木盒。

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。

在本发明的描述中 ，需要说明的是，术语“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二” 等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图10，本发明优选的实施例提供一种木盒装载机器人，主要包括有移动机械臂10、第一旋转关节20、第二旋转关节30、机械手末端40、固定开盒装置50、干燥剂收集箱60、第一输送皮带70、第二输送皮带80和控制器。

移动机械臂10为主要的执行机构，其主要作用为带动其上的第一旋转关节20、第二旋转关节30以及机械手末端40等到一定位置。本优选的实施例中，示例性地，移动机械臂10为三轴移动机械臂，包括有位于水平面上的X轴移动机械臂11和Y轴移动机械臂12，以及一个位于竖直方向上的Z轴移动机械臂13，其中，X轴移动机械臂11和Y轴移动机械臂12互相垂直， Z轴移动机械臂13分别与X轴移动机械臂11和Y轴移动机械臂12相垂直，而为了实现更为稳定的行走，本示例性的实施例中，X轴移动机械臂11为两个，两个X轴移动机械臂11互相平行，首尾平齐。通过设置X轴移动机械臂11、Y轴移动机械臂12和Z轴移动机械臂13，移动机械臂10能够实现X轴、Y轴和Z轴的三向驱动，以实现其上部件的三向移动。X轴移动机械臂11安装在安装架90上。

X轴移动机械臂11上设有能够沿其长度方向滑动的第一滑块111以及用于驱动第一滑块111直线滑动的第一驱动机构；Y轴移动机械臂12上设有能够沿其长度方向滑动的第二滑块121以及用于驱动第二滑块121直线滑动的第二驱动机构；Z轴移动机械臂13上设有能够沿其长度方向滑动的第三滑块131以及用于驱动第三滑块131直线滑动的第三驱动机构。其中，X轴移动机械臂11的第一驱动机构优选通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动第一滑块111滑动；Y轴移动机械臂12的第二驱动机构优选通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动第二滑块121滑动；Z轴移动机械臂13的第三驱动机构优选通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动第三滑块131滑动。当然，可以理解的是，在一些优选的实施例中，也可以采用其他的驱动方式来实现对第一滑块111、第二滑块121以及第三滑块131的驱动滑动，如采用气缸驱动的方式等。

本优选的示例性的实施例中，X轴移动机械臂11的第一驱动机构优选通过丝杠机构驱动第一滑块111滑动；Y轴移动机械臂12的第二驱动机构优选通过丝杠机构驱动第二滑块121滑动；Z轴移动机械臂13的第三驱动机构优选通过丝杠机构驱动第三滑块131滑动。

具体的，X轴移动机械臂11的一端部上设置有第一电机112，第一电机112通过联轴器与第一丝杠113固定连接，第一丝杠113的另一端与X轴移动机械臂11的另一端部通过轴承转动连接，X轴移动机械臂11沿其长度方向开设有平直的滑轨，第一滑块111通过内螺纹安装在第一丝杠113上，且第一滑块111滑动设置在X轴移动机械臂11的滑轨上，此时，第一电机112运转能够带动第一滑块111在X轴移动机械臂11的长度方向上滑动，通过改变第一电机112的转动的正反转，可实现第一滑块111在X轴移动机械臂11的长度方向上的前后直线滑动。

Y轴移动机械臂12安装在第一滑块111上，具体为本示例性的实施例中，X轴移动机械臂11为两个，因此具有两个第一滑块111，此时，Y轴移动机械臂12的两端分别安装在第一滑块111上，当第一滑块111滑动时，Y轴移动机械臂12能够随着第一滑块111沿X轴移动机械臂11的长度方向滑动。

Y轴移动机械臂12的一端部上设置有第二电机122，第二电机122通过联轴器与第二丝杠123固定连接，第二丝杠123的另一端与Y轴移动机械臂12的另一端部通过轴承转动连接，Y轴移动机械臂12沿其长度方向开设有平直的滑轨，第二滑块121通过内螺纹安装在第二丝杠123上，且第二滑块121滑动设置在Y轴移动机械臂12的滑轨上，此时，第二电机122运转能够带动第二滑块121在Y轴移动机械臂12的长度方向上滑动，通过改变第二电机122的转动的正反转，可实现第二滑块121在Y轴移动机械臂12的长度方向上的前后直线滑动。

Z轴移动机械臂13安装在第二滑块121上，当第二滑块121滑动时，Z轴移动机械臂13能够随着第二滑块121沿Y轴移动机械臂12的长度方向滑动。

第二滑块121上设置有第三电机132，第三电机132通过齿轮副与第三丝杠133齿轮传动，第三丝杠133的另一端与Z轴移动机械臂13的远离第二滑块121的端部通过轴承转动连接，Z轴移动机械臂13沿其长度方向开设有平直的滑轨，第三滑块131通过内螺纹安装在第三丝杠133上，且第三滑块131滑动设置在Z轴移动机械臂13的滑轨上，此时，第三电机132运转能够带动第三滑块131在Z轴移动机械臂13的长度方向上滑动，通过改变第三电机132的转动的正反转，可实现第三滑块131在Z轴移动机械臂13的长度方向上的上下直线滑动。

此时，通过三轴移动机械臂的形式，可实现X轴、Y轴和Z轴的三向驱动滑动，当然，通过第一滑块111、第二滑块121以及第三滑块131的共同滑动，可实现第三滑块131移动到一定的位置。第一电机112、第二电机122以及第三电机132均采用伺服电机，配合丝杠副的传动结构，可实现稳定、精确、快速的驱动滑动。

第一旋转关节20安装在第三滑块131上，可随第三滑块131一同滑动，第一旋转关节20包括有竖立设置的转动臂21以及用于驱动转动臂21沿其轴线转动的第四驱动机构，通过第四驱动机构的驱动，可实现转动臂21沿其轴线转动，也即形成一个转动副。示例性地，第四驱动机构包括有齿轮箱体22、第一伞齿轮23、第二伞齿轮24和第四电机25，齿轮箱体22固定安装在第三滑块131上，第四电机25固定安装在齿轮箱体22上，第四电机25的输出轴伸入齿轮箱体22内并通过滚动轴承与齿轮箱体22相固定，第一伞齿轮23固定安装在第四电机25的输出轴上，转动臂21的底端伸入齿轮箱体22内并通过滚动轴承与齿轮箱体22相固定，第二伞齿轮24固定安装在转动臂21的底端上，第一伞齿轮23和第二伞齿轮24互相啮合。实施时，第四电机25驱动带动第一伞齿轮23转动，第一伞齿轮23带动第二伞齿轮24转动，从而带动竖立设置的转动臂21转动。第四电机25采用伺服电机。转动臂21为内部空心的圆柱形杆件，能够在第四驱动机构的带动下沿其轴线转动。

第二旋转关节30安装在转动臂21上，此时，第二旋转关节30能够由移动机械臂10驱动移动，也能由转动臂21驱动转动。第二旋转关节30包括有横向设置的转动轴31以及用于驱动转动轴31沿其轴线转动的第五驱动机构，通过第五驱动机构的驱动，可实现转动轴31沿其轴线转动，也即形成一个转动副。示例性地，第五驱动机构包括有减速器、减速器箱体32和第五电机33，减速器箱体32固定安装在转动臂21的顶端上，减速器设置于减速器箱体32内，第五电机33固定安装在减速器箱体32上，第五电机33伸入减速器箱体32内并与减速器相连接，转动轴31与减速器相连接并伸出减速器箱体32，以通过减速器减速后，由第五电机33带动沿其自身轴线转动。第五电机33采用伺服电机。

机械手末端40安装在转动轴31端部上并能够跟随转动轴31转动，机械手末端40包括有剪叉机构42、第一吸盘43、吸盘支撑杆44、微型气缸45和末端壳体41。末端壳体41固定安装在转动轴31的端部上，末端壳体41为一个空心方体板状结构，其前端侧面处敞口设置，侧面设有一个安装座49，末端壳体41通过安装座49安装在转动轴31端部上。微型气缸45安装在末端壳体41上，微型气缸41通过气管、控制阀等与设备的负压管路相连。剪叉机构42安装在末端壳体41内，其具有多组剪叉单元，每组剪叉单元具有两根在中部铰接的活动杆以形成X型结构，剪叉机构42底部的一根活动杆与末端壳体41相铰接，另一根活动杆与微型气缸45的输出轴相铰接，通过微型气缸45的输出轴的收回或伸展，从而能够带动剪叉机构42向上伸展或向下收紧。在优选的实施例中，末端壳体41的底部侧面处设置有与微型气缸45的输出轴平行的导轨410，剪叉机构42底部的另一根活动杆的端部铰接有滚轮411，微型气缸45的输出轴的端部与滚轮411相连接，滚轮411能够在导轨410上滑动，以通过微型气缸45的输出轴驱动滚轮411在导轨410上来回滑动，可实现带动剪叉机构42顺畅地向上伸展或向下收紧。吸盘支撑杆44为多根，多根吸盘支撑杆44分别固定安装在剪叉机构42的不同高度的活动杆上，也即分别固定在剪叉机构42的不同剪叉单元上，此时，随着剪叉机构42向上伸展或向下收紧，吸盘支撑杆44也会向上或向下移动并做互相靠近或远离的运动。多根吸盘支撑杆44互相平行，并通过末端壳体41的前端侧面敞口伸出末端壳体41。第一吸盘43的数量与吸盘支撑杆44的数量相一致，第一吸盘43一一对应安装在吸盘支撑杆44的自由端部上，各个第一吸盘43的吸附面位于同一平面上且相邻的第一吸盘43距离相等。第一吸盘43为负压真空吸盘，通过气管、控制阀等与设备的负压管路相连。随着剪叉机构42向上伸展或向下收紧，各个吸盘支撑杆44做互相靠近或远离的运动，此时其上的第一吸盘43也做互相靠近或远离的运动，也即第一吸盘43之间的距离会变小或变大。

吸盘支撑杆44内部开设有真空腔与第一吸盘43内部连通，吸盘支撑杆44靠近末端位置处开设有2个气管接口，相邻的两根吸盘支撑杆44的气管接口通过负压气管相连通；第一根和最后一根吸盘支撑杆44的1个气管接口通过负压气管与设备负压管路的电磁阀相连。实施时，通过第一根和最后一根吸盘支撑杆44的气管接口的负压气管实现抽负压，使得各个吸盘支撑杆44及其上的第一吸盘43内的负压相同，以实现对木盒的同时吸附。为减少运动阻力，负压气管选用软质管件材料。

固定开盒装置50包括有弹簧53、第二吸盘54和固定架51，固定架51固定设置，弹簧53以及第二吸盘54的数量与第一吸盘43的数量相一致，弹簧53的一端固定安装在固定架51上，第二吸盘54一一对应安装在弹簧53的另一端上，各个第二吸盘54的吸附面位于同一平面上且相邻的第二吸盘54距离相等，相邻的第二吸盘54之间的距离等于一个木盒的厚度。弹簧具有一定的刚性，能够实现对第二吸盘54的支撑，为可拉伸弹簧，此时具有一定的形变能力。第二吸盘54为负压真空吸盘，通过气管、控制阀等与设备的负压管路相连。在优选的实施例中，固定架51上设置有中空板52，中空板52为内部中空的竖立板条结构，弹簧53的一端固定安装在中空板52上，各个第二吸盘54通过软管与中空板52内部相连通，中空板52开设有一个气管接口，通过气管、控制阀等与设备的负压管路相连。通过设置中空板52，可实现各个第二吸盘54的负压相同并实现同时吸附。

当微型气缸45的输出轴伸出到极限位置时，剪叉机构42收紧到最小极限位，此时相邻的吸盘支撑杆44的距离为一个木盒的厚度尺寸；当微型气缸45的输出轴完全收回时，剪叉机构42伸展到最大极限位，此时相邻的吸盘支撑杆44的距离至少为两个木盒的厚度尺寸。固定开盒装置50上相邻的第二吸盘54之间的距离与剪叉机构42伸展到最大极限位时相邻的第一吸盘43之间的距离相等。

固定开盒装置50的弹簧53和第二吸盘54的数量与剪叉机构42的第一吸盘43的数量一致，剪叉机构42上的吸盘支撑杆44、第一吸盘43的数量不限制，优选与木盒叠（指堆叠起来的木盒）上的木盒数量一致，可随单位木盒叠中木盒的数量而改变。

机械手末端40中的第一吸盘43和固定开盒装置50中的第二吸盘54采用同种规格尺寸的吸盘，并且吸盘的直径略小于木盒侧面短边的长度。

机械手末端40的末端壳体41上安装有用于检测其前方是否有木盒叠的第一检测元件46，如用于识别第一输送皮带70或机械手末端40上木盒叠是否存在，当识别到存在木盒时，机器人进入工作状态，检查到不存在木盒，则进入待料状态。

固定开盒装置50上安装有第二检测元件55，第二检测元件55设置于中空板52的上部位置，末端壳体41的上部设置有第一检测点47，第二检测元件55用于检测末端壳体41上的第一检测点47，以实现定位，当第二检测元件55检测到第一检测点47时，此时展开的第一吸盘43对准第二吸盘54，实施时，此时各个第二吸盘54分别对准吸附于各个第一吸盘43上的木盒。

第一检测元件46和第二检测元件55优选采用激光传感器或超声波传感器的形式，本优选的实施例中，采用激光传感器的形式。

控制器与移动机械臂10、第一旋转关节20、第二旋转关节30、机械手末端40以及固定开盒装置50电性连接用于控制移动机械臂10、第一旋转关节20、第二旋转关节30、机械手末端40以及固定开盒装置50的运转。本优选的实施例中，具体为，控制器与上述部件的电机、气缸或电磁阀等电性连接与实现对上述部件的电机、气缸、电磁阀等的驱动。第一检测元件46与控制器电性连接以将检测信号传递到控制器上；第二检测元件55与控制器电性连接以将检测信号传递到控制器上。

干燥剂收集箱60的顶部敞口，本优选的实施例中，干燥剂收集箱60位于移动机械臂和固定开盒装置之间，位于机械手末端的下方，干燥剂收集箱60用于收集从木盒内去除的干燥剂。

第一输送皮带70用于输送待去除干燥剂的木盒叠，也即将堆叠的木盒叠输送过来以进行木盒的干燥剂去除。本优选的实施例中，第一输送皮带70位于固定开盒装置50的下面，具体为位于中空板52的下方，固定架51具有空间给传送过来的木盒叠通过。

第二输送皮带80用于输送已去除干燥剂的木盒叠，也即已去除干燥剂的木盒叠通过第二输送皮带80输送走以供后续工序使用，如输送至包装机入口。第二输送皮带80与第一滑块111的滑动方向相一致，第一输送皮带70与第二滑块121的滑动方向相一致。

本发明还公开了一种木盒装载方法，使用上述的木盒装载机器人，实质上也为上述的木盒装载机器人实现木盒装载的方法，包括有以下步骤：

S1、移动机械臂10上的机械手末端40处于初始状态的位置，也即第一电机112、第二电机122、第三电机132、第四电机25等协同运转，使得此时机械手末端40处于竖立状态、各个第一吸盘43共同位于一个竖立面上、剪叉机构42收紧到最小极限位，机械手末端40的第一吸盘43对准由第一输送皮带70输送来的、待去除干燥剂的、由多个木盒100堆叠而成的木盒叠的侧面，此时机械手末端40的第一吸盘43对准第一输送皮带70的输送方向；

S2、当第一检测元件46检测到木盒100时，控制器控制机械手末端40的负压气路中的电磁阀开启，使机械手末端40的各个第一吸盘43产生负压并一一对应吸住木盒叠上的各个木盒100，此时，如图11所示；

S3、控制器控制移动机械臂10驱动其上的机械手末端40滑动一定距离以保证当机械手末端40及其上的木盒100需要转动时不会与其他部件有结构干涉，然后根据输送过来的木盒100的状态来控制第二旋转关节30驱动机械手末端40转动以保证各个木盒100的盒盖朝下、盒底朝上，使得盒内干燥剂掉落至盒盖位置，此时，如图12所示；

可以理解的是，如当输送过来的木盒100已经是盒盖朝下、盒底朝上的状态，则无需控制第二旋转关节30驱动机械手末端40转动；

如当输送过来的木盒100为盒盖朝上、盒底朝下的状态，则通过控制第二旋转关节30的第五电机33转动带动转动轴31转动，从而驱动机械手末端40转动，以使得机械手末端40翻转180°，此时木盒100随之转动180°，此时各个木盒100处于盒盖朝下、盒底朝上的状态，盒内干燥剂掉落至盒盖位置；

本优选的实施例中，第一输送皮带70输送过来的木盒100已经是盒盖朝下、盒底朝上的状态；

S4、移动机械臂10的X轴移动机械臂11上的第一电机112运转，驱动Y轴移动机械臂12、Z轴移动机械臂13及其上的机械手末端40移动，确保直至机械手末端40上的第一吸盘43与固定开盒装置50上的第二吸盘54相对；

S5、控制器控制电磁阀以使得微型气缸45的输出轴收回，带动剪叉机构42伸展至最大间距，此时分别被各个第一吸盘43吸住的木盒100由靠拢状态分离至离散状态，木盒100由靠拢状态分离至最大间距；

S6、移动机械臂10驱动机械手末端40移动，具体为控制器控制第三电机132驱动第三滑块131往上滑动一定高度，当固定开盒装置50上的第二检测元件55检测到第一检测点47时，第三电机132停止，各个分散状态的木盒的盒盖的侧面分别一一对准并贴合固定开盒装置50上的各个第二吸盘54；此时，可通过移动机械臂10，如通过驱动Y轴移动机械臂12使得木盒100的盒盖的侧面与第二吸盘54的吸附面处于同一竖立面上，并与第二吸盘54贴合，如图13所示；

S7、控制器控制固定开盒装置50的负压气路中的电磁阀开启，使固定开盒装置50上的第二吸盘54产生负压，并分别吸住木盒的盒盖的侧面；

S8、控制器控制移动机械臂10上的第三电机132驱动第三滑块131向上，驱动机械手末端40向上移动，移动过程中，固定开盒装置50上的第二吸盘54保持吸住木盒100的盒盖的侧面，在第二吸盘54吸力和弹簧53形变的作用下，木盒100的盒盖被打开；

S9、控制器控制固定开盒装置50的负压气路中的电磁阀关闭，第二吸盘54的负压吸附状态被解除，使固定开盒装置50上的第二吸盘54脱离木盒100的盒盖；

然后，控制器可以控制第三电机132驱动第三滑块131向上或向下，驱动机械手末端40向上或向下移动，以使得第二吸盘54与木盒100的盒盖相互错开，此时，如图14所示；

S10、控制器控制第二旋转关节30的第五电机33驱动转动轴31转动并带动机械手末端40转动，使机械手末端40旋转一定角度，如逆时针旋转90°，此时木盒100内的干燥剂沿打开的盒盖滑落并掉落到下方的干燥剂收集箱60内，如图15所示；

在去除干燥剂的时候应注意，如果干燥剂收集箱60此时刚好位于木盒100下方时，则可直接去除干燥剂，如果干燥剂收集箱60此时并未位于木盒100正下方，则控制器控制第一电机112和/或第二电机122运转，以带动机械手末端40移动到一定位置，此时机械手末端40上吸附的木盒100位于干燥剂收集箱60正上方；

为保证盒内干燥剂清除彻底，第五电机33可来回多次正反转，使木盒在与水平面呈45°~90°之间来回摆动；

S11、木盒内的干燥剂掉落到干燥剂收集箱60内后，第二旋转关节30上的第五电机33驱动转动轴31转动并使木盒停留在水平位置，此时木盒的盒盖朝下、盒底朝上；

S12、控制器控制电磁阀以使得微型气缸45的输出轴伸展，带动剪叉机构42收紧，并使得所有的木盒100紧靠在一起；

此时，可同时通过移动机械臂10带动机械手末端40，保证木盒的盒盖的侧面与第二吸盘54的吸附面处于同一竖立面上，如果此时木盒的盒盖的侧面并未与第二吸盘54的吸附面处于同一竖立面上，可通过移动机械臂10驱动机械手末端40以调整其上木盒100的位置；

移动机械臂10驱动机械手末端40移动，具体为控制器控制第三电机132驱动第三滑块131向下滑动，使机械手末端40的木盒向下移动，当木盒100的盒盖侧面遇到固定开盒装置50的第二吸盘54时，在第二吸盘54的作用下，木盒100的盒盖侧面自动关闭并通过磁吸作用重新贴合木盒，此时木盒100闭合；

S13、移动机械臂10驱动机械手末端40移动，如第一电机112驱动第一滑块111滑动，第二电机122驱动第二电机121滑动，第四电机25驱动转动臂21转动以带动其上的机械手末端40转动，并使得机械手末端40上的木盒位于第二输送皮带80的上方；

控制器控制机械手末端40的负压气路中的电磁阀关闭，此时第一吸盘43对木盒的吸附作用被解除，木盒掉落到第二输送皮带80上，此时木盒100被装载到第二输送皮带80上以输送至包装机入口，此时完成木盒100的装载，如图16所示；

在一些实施例中，如果需要装载时木盒100的盒盖朝上、盒底朝下，则可以通过控制器控制第二旋转关节30的第五电机33驱动转动轴31转动180°，以使得机械手末端40翻转180°，此时各个木盒的盒盖朝上、盒底朝下，以当木盒100放置在第二输送皮带80上时，木盒100处于盒盖朝上、盒底朝下的状态；

为了保持木盒100堆叠整齐，移动机械臂10驱动机械手末端40使木盒100位于第二输送皮带80的上方时，可同时通过第三电机132驱动第三滑块131以使得最底下的木盒100非常接近第二输送皮带80皮带面，以减少木盒100下落高度，以使得在第一吸盘43解除对木盒100的吸附，木盒100掉落到第二输送皮带80的下落高度较小，木盒100能够保持整齐；

S14、控制器控制所有部件恢复初始状态，并准备下一个工作循环。

可以理解的是，上述的木盒装载方法，仅是根据本发明一种优选的木盒装载机器人的一种具体的实现方法，并不代表本发明的木盒装载方法的其他具体实现方式一定要严格包含所有上述具体步骤。

本发明提供的木盒装载机器人，能够替代人工作业，自动去除木盒内的干燥剂，实现木盒的码放与输送，也即实现木盒的自动化装载，可靠性强、工作效率高、自动化程度高，大大提高了木盒装载的效率，大大降低了木盒装载的劳动强度，降低劳动力成本；同时，能够通过根据各部件的位置，采集各电机、气缸等的参数，自动实时计算机械手末端位置，工作精度高、自动化程度高、可靠性强。本发明还提供一种木盒装载方法，使用上述的木盒装载机器人，能够实现可靠、高效、自动化程度高、劳动力成本的木盒干燥剂去除以及木盒码放与输送，以实现高效的木盒装载。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种木盒装载机器人，其特征在于，包括有：

移动机械臂（10）；

第二旋转关节（30），其安装在所述移动机械臂（10）上并能够由所述移动机械臂（10）驱动移动，所述第二旋转关节（30）包括有横向设置的转动轴（31）以及用于驱动所述转动轴（31）沿其轴线转动的第五驱动机构；

机械手末端（40），其安装在所述转动轴（31）上并能够跟随所述转动轴（31）转动，所述机械手末端（40）包括有剪叉机构（42）、第一吸盘（43）、吸盘支撑杆（44）、微型气缸（45）和末端壳体（41）；所述末端壳体（41）固定安装在所述转动轴（31）上，所述微型气缸（45）固定安装在所述末端壳体（41）上，所述剪叉机构（42）底部的一根活动杆与所述末端壳体（41）相铰接，另一根活动杆与所述微型气缸（45）的输出轴相铰接，所述吸盘支撑杆（44）为多根，多根所述吸盘支撑杆（44）分别固定安装在所述剪叉机构（42）的不同高度的活动杆上，所述第一吸盘（43）的数量与所述吸盘支撑杆（44）的数量相一致，所述第一吸盘（43）一一对应安装在所述吸盘支撑杆（44）的自由端部上，各个所述第一吸盘（43）的吸附面位于同一平面上且相邻的所述第一吸盘（43）距离相等；

固定开盒装置（50），其包括有弹簧（53）、第二吸盘（54）和固定架（51），所述弹簧（53）以及第二吸盘（54）的数量与所述第一吸盘（43）的数量相一致，所述弹簧（53）的一端固定安装在所述固定架（51）上，所述第二吸盘（54）一一对应安装在所述弹簧（53）的另一端上，各个所述第二吸盘（54）的吸附面位于同一平面上且相邻的所述第二吸盘（54）距离相等；

控制器，其与所述移动机械臂（10）、第二旋转关节（30）、机械手末端（40）以及固定开盒装置（50）电性连接用于控制所述移动机械臂（10）、第二旋转关节（30）、机械手末端（40）以及固定开盒装置（50）的运转；

干燥剂收集箱（60），其顶部敞口，用于收集木盒去除的干燥剂；

第一输送皮带（70），其用于输送待去除干燥剂的木盒叠；

第二输送皮带（80），其用于输送已去除干燥剂的木盒叠。

2.根据权利要求1所述的木盒装载机器人，其特征在于，

所述移动机械臂（10）为三轴移动机械臂，包括有位于水平面上的X轴移动机械臂（11）和Y轴移动机械臂（12），以及一个位于竖直方向上的Z轴移动机械臂（13），其中，所述X轴移动机械臂（11）和Y轴移动机械臂（12）互相垂直，所述Z轴移动机械臂（13）分别与所述X轴移动机械臂（11）和Y轴移动机械臂（12）相垂直；

所述X轴移动机械臂（11）上设有能够沿其长度方向滑动的第一滑块（111）以及用于驱动所述第一滑块（111）直线滑动的第一驱动机构；所述Y轴移动机械臂（12）上设有能够沿其长度方向滑动的第二滑块（121）以及用于驱动所述第二滑块（121）直线滑动的第二驱动机构；所述Z轴移动机械臂（13）上设有能够沿其长度方向滑动的第三滑块（131）以及用于驱动所述第三滑块（131）直线滑动的第三驱动机构；

所述Y轴移动机械臂（12）安装在所述第一滑块（111）上，所述Z轴移动机械臂（13）安装在第二滑块（121）上，所述第二旋转关节（30）安装在所述第三滑块（131）上。

3.根据权利要求2所述的木盒装载机器人，其特征在于，

还包括有第一旋转关节（20），其安装在所述第三滑块（131）上，所述第一旋转关节（20）包括有竖立设置的转动臂（21）以及用于驱动所述转动臂（21）沿其轴线转动的第四驱动机构，所述第二旋转关节（30）安装在所述转动臂（21）上；

所述控制器所述第一旋转关节（20）电性连接并控制所述第一旋转关节（20）的运转。

4.根据权利要求2所述的木盒装载机器人，其特征在于，

所述X轴移动机械臂（11）的第一驱动机构通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动所述第一滑块（111）滑动；

Y轴移动机械臂（12）的第二驱动机构通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动所述第二滑块（121）滑动；

所述Z轴移动机械臂（13）的第三驱动机构通过丝杠机构或同步带机构或齿条机构驱动所述第三滑块（131）滑动。

5.根据权利要求1所述的木盒装载机器人，其特征在于，

所述固定架（51）上设置有中空板（52），所述中空板（52）为内部中空的竖立板条结构，所述弹簧（53）的一端固定安装在所述中空板（52）上，各个所述第二吸盘（54）通过软管与所述中空板（52）内部相连通。

6.根据权利要求1所述的木盒装载机器人，其特征在于，

所述机械手末端（40）的末端壳体（41）上安装有用于检测其前方是否有木盒叠的第一检测元件（46），所述第一检测元件（46）与所述控制器电性连接以将检测信号传递到所述控制器上；

所述固定开盒装置（50）上安装有第二检测元件（55），所述末端壳体（41）的上部设置有第一检测点（47），所述第二检测元件（55）用于检测所述末端壳体（41）上的第一检测点（47）以实现定位。

7.根据权利要求3所述的木盒装载机器人，其特征在于，

所述第四驱动机构包括有齿轮箱体（22）、第一伞齿轮（23）、第二伞齿轮（24）和第四电机（25），所述齿轮箱体（22）固定安装在所述第三滑块（131）上，所述第四电机（25）固定安装在所述齿轮箱体（22）上，所述第四电机（25）的输出轴伸入所述齿轮箱体（22）内并通过滚动轴承与齿轮箱体（22）相固定，所述第一伞齿轮（23）固定安装在所述第四电机（25）的输出轴上，所述转动臂（21）的底端伸入所述齿轮箱体（22）内并通过滚动轴承与齿轮箱体（22）相固定，所述第二伞齿轮（24）固定安装在所述转动臂（21）的底端上，所述第一伞齿轮（23）和第二伞齿轮（24）互相啮合；

所述第五驱动机构包括有减速器、减速器箱体（32）和第五电机（33），所述减速器箱体（32）固定安装在所述转动臂（21）的顶端上，所述减速器设置于所述减速器箱体（32）内，所述第五电机（33）固定安装在所述减速器箱体（32）上，所述第五电机（33）伸入所述减速器箱体（32）内并与所述减速器相连接，所述转动轴（31）与所述减速器相连接并伸出所述减速器箱体（32）。

8.根据权利要求1所述的木盒装载机器人，其特征在于，

当所述微型气缸（45）的输出轴伸出到极限位置时，所述剪叉机构（42）收紧到最小极限位，此时相邻的所述吸盘支撑杆（44）的距离为一个木盒的厚度尺寸；当所述微型气缸（45）的输出轴完全收回时，所述剪叉机构（42）伸展到最大极限位，此时相邻的所述吸盘支撑杆（44）的距离至少为两个木盒的厚度尺寸；

所述固定开盒装置（50）上相邻的所述第二吸盘（54）之间的距离与所述剪叉机构（42）伸展到最大极限位时相邻的所述第一吸盘（43）之间的距离相等。

9.根据权利要求1所述的木盒装载机器人，其特征在于，

所述吸盘支撑杆（44）内部开设有真空腔与所述第一吸盘（43）内部连通，所述吸盘支撑杆（44）靠近末端位置处开设有2个气管接口，相邻的两根吸盘支撑杆（44）的气管接口通过负压气管相连通；第一根和最后一根所述吸盘支撑杆（44）的1个气管接口通过负压气管与设备负压管路的电磁阀相连。

10.一种木盒装载方法，使用权利要求1至9任一项所述的木盒装载机器人，其特征在于，包括有以下步骤：

S1、移动机械臂（10）上的机械手末端（40）处于初始状态的位置，此时剪叉机构（42）收紧到最小极限位，所述机械手末端（40）的第一吸盘（43）对准由所述第一输送皮带（70）输送来的、待去除干燥剂的、由多个木盒堆叠而成的木盒叠的侧面；

S2、控制器控制所述机械手末端（40）的负压气路中的电磁阀开启，使所述机械手末端（40）的各个第一吸盘（43）产生负压并一一对应吸住木盒叠上的各个木盒；

S3、控制器根据输送过来的木盒的状态，通过控制第二旋转关节（30）驱动机械手末端（40）转动以保证各个木盒的盒盖朝下、盒底朝上，使得盒内干燥剂掉落至盒盖位置；

S4、所述移动机械臂（10）驱动机械手末端（40）移动，直至机械手末端（40）上的第一吸盘（43）与固定开盒装置（50）上的第二吸盘（54）相对；

S5、控制器控制微型气缸（45）的输出轴收回，带动所述剪叉机构（42）伸展，此时分别被各个所述第一吸盘（43）吸住的木盒由靠拢状态分离至离散状态；

S6、所述移动机械臂（10）驱动机械手末端（40）移动，直至各个分散状态的木盒的盒盖的侧面分别一一对准并贴合所述固定开盒装置（50）上的各个第二吸盘（54）；

S7、控制器控制所述固定开盒装置（50）的负压气路中的电磁阀开启，使所述固定开盒装置（50）上的所述第二吸盘（54）产生负压，并分别吸住木盒的盒盖的侧面；

S8、所述移动机械臂（10）驱动机械手末端（40）向上移动，移动过程中，所述固定开盒装置（50）上的所述第二吸盘（54）保持吸住木盒的盒盖的侧面，在所述第二吸盘（54）吸力和弹簧形变的作用下，木盒的盒盖被打开；

S9、控制器控制所述固定开盒装置（50）的负压气路中的电磁阀关闭，使所述固定开盒装置（50）上的所述第二吸盘（54）脱离木盒的盒盖；

S10、所述第二旋转关节（30）驱动转动轴（31）转动并带动所述机械手末端（40）转动，使所述机械手末端（40）旋转一定角度，此时木盒内的干燥剂沿打开的盒盖滑落并掉落到下方的所述干燥剂收集箱（60）内；

S11、木盒内的干燥剂掉落到所述干燥剂收集箱（60）内后，所述第二旋转关节（30）驱动转动轴（31）转动并使木盒停留在水平位置，此时木盒的盒盖朝下、盒底朝上；

S12、控制器控制微型气缸（45）的输出轴伸展，带动所述剪叉机构（42）收紧，并使得所有的木盒紧靠在一起；

所述移动机械臂（10）驱动机械手末端（40）移动，使木盒向下移动，当木盒的盒盖侧面遇到所述固定开盒装置（50）的第二吸盘（54）时，在所述第二吸盘（54）的作用下，木盒的盒盖侧面自动关闭并贴合木盒；

S13、所述移动机械臂（10）驱动机械手末端（40）移动，并使得其上的木盒位于第二输送皮带（80）的上方；

控制器控制所述机械手末端（40）的负压气路中的电磁阀关闭，此时所述第一吸盘（43）对木盒的吸附作用被解除，木盒被装载到所述第二输送皮带（80）上，此时完成木盒的装载；

S14、控制器控制所有部件恢复初始状态，并准备下一个工作循环。