CN115417144B - 嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手 - Google Patents

Abstract

嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，属于机器人、物流装备领域；由左右旋双螺纹丝杠驱动二个横向移动板相向移动，由电机蜗杆蜗轮减速器一体机通过二对锥齿轮副传动、或二根软轴传动、或电磁铁或短丝杠轴电机的同步驱动，使二个竖直移动板竖向移动；横向移动板上设置的中间铲叉只能横向移动，竖直移动板上设置的二个侧边铲叉既随横向移动板移动、又能相对于横向移动板竖向移动；侧边铲叉和中间铲叉在初始状态是平齐的、便于同时插入嵌入叠放最上面二个空托盘之间的间隙中，然后侧边铲叉竖直向上移动进行分离；机械臂竖直向上运动完全分离后，左右旋双螺纹丝杠驱动二侧的侧边铲叉和中间铲叉向中间相向移动，进一步可靠夹紧托盘。

Description

嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手

技术领域

本发明涉及机械人、物流装配技术领域，尤其是一种嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手。

背景技术

托盘是使静态货物转变为动态货物的媒介物，一种载货平台，而且是活动的平台，或者说是可移动的地面。瓦楞纸箱、塑料周转箱码垛在塑料托盘上，再以托盘为载体，用AGV或铲车在厂区内短途运输，最后用铲车铲运到货车上进行长途运输。

现有技术中，为适应潜伏举升式AGV托举而设计的塑料托盘，所述塑料托盘带有地脚而离地距离较高，为了减少储运空间，带有地脚的空塑料托盘是处于嵌入叠放状态，因此相邻的空塑料托盘之间有较大的摩擦力，分离脱开较难实现。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，从而可以方便的实现嵌入叠放的空托盘分离与抓持、以及纸箱码垛等操作，操作简单，行动敏捷，通用性强。

本发明所采用的技术方案如下：

一种嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，

包括横向移动部、以及第一竖向移动部、或第二竖向移动部、或第三竖向移动部、或第四竖向移动部组成；

每侧的二个侧边铲叉和一个中间铲叉在初始状态是平齐的，视觉定位下机械臂操作到位后，所述横向移动部使托盘二侧的中间铲叉和二个侧边铲叉向托盘运动，插入嵌入叠放最上面二个空托盘之间的间隙中，但不挤压到空托盘；

然后，二侧的中间铲叉不动，所述第一竖向移动部、或第二竖向移动部、或第三竖向移动部、或第四竖向移动部，驱动二侧的各二个侧边铲叉同步向上移动，使二个侧边铲叉与中间铲叉错开，从而四个侧边铲叉将最上面空托盘向上拔出；

机械臂竖直向上缓慢移动到空托盘完全分离后，所述横向移动部直接使错位的侧边铲叉和中间铲叉向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；或者二侧的各二个侧边铲叉先同步向下移动，每侧二个侧边铲叉和一个中间铲叉恢复到平齐的初始状态，所述横向移动部再使错位的侧边铲叉和中间铲叉向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘。

作为上述技术方案的进一步改进：

横向移动部中，包括底板，所述底板安装在机械臂的末端，所述底板上固定安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机，所述底板的端部固定有直角板，所述直角板的外侧通过紧固件安装电机，所述电机的输出轴穿过直角板后通过联轴器安装左右旋丝杠，底板的底部设置有对称的支撑板，单个支撑板上安装有菱形带座轴承，左右旋丝杠的两端与菱形带座轴承配合支撑，位于菱形带座轴承内侧的左右旋丝杠上还安装有左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母，左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母分别固定在二块横向移动板或方孔横向移动板上，二根横向直线导轨在左右旋丝杠对称二侧，二根横向直线导轨的二端均靠二块支撑板的孔固定，每根横向直线导轨背靠背地套有二个横向直线轴承，二根横向直线导轨同一端的二个横向直线轴承也固定在同一横向移动板或方孔横向移动板上，电机驱动左右旋丝杠旋转，使得横向移动板或方孔横向移动板移动方向相反、移动速度相同；每块所述横向移动板或方孔横向移动板上固定一块中间铲叉、带有二块侧边铲叉。

第一竖向移动部中，底板采用第一底板，所述第一底板的端部安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机的蜗轮孔套有花键轴，花键轴的两端通过菱形挂壁带座轴承支撑，两个菱形挂壁带座轴承各自固定在支撑板上，花键轴的两端对称安装花键孔锥齿轮，与花键孔锥齿轮啮合的小锥齿轮分别固定在竖直左旋丝杠和竖直右旋丝杠上，竖直左旋丝杠和竖直右旋丝杠均靠两个平行轴带座轴承固定在横向移动板上；竖直左旋丝杠或竖直右旋丝杠的内侧对称安装有竖直直线导轨、并靠支撑架支撑，四个支撑架固定在横向移动板上，竖直直线导轨套有竖直直线轴承，竖直左旋丝杠的竖直左旋丝杠螺母或竖直右旋丝杠的竖直右旋丝杠螺母，与二个竖直直线轴承均固定在竖直移动板上；中间铲叉固定在横向移动板上，中间铲叉和横向移动板之间有调整垫块，二个侧边铲叉对称于中间铲叉，均固定在竖直移动板上，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机驱动二块竖直移动板、四个侧边铲叉同步移动。

横向移动板上开有孔，孔中塞入有耐磨套，花键孔锥齿轮圆柱段塞进耐磨套内圈。

第二竖向移动部中，底板采用第二底板，第二底板的上表面中部安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机的蜗轮孔套有短轴，并靠平键传递扭矩，短轴的二侧靠轴用弹性挡圈轴向固定，短轴的二端面上有圆锥孔、二端圆柱部分有外螺纹，二根软轴分别靠滚花内螺纹套紧固在锥孔竖直左旋丝杠和锥孔竖直右旋丝杠的螺纹上，靠辊压夹紧圆锥头的圆锥头与锥孔竖直左旋丝杠和锥孔竖直右旋丝杠的锥孔配合传递扭矩，锥孔竖直左旋丝杠和锥孔竖直右旋丝杠均靠二个平行轴带座轴承固定在横向移动板；锥孔竖直左旋丝杠或锥孔竖直右旋丝杠二侧均对称安装有竖直直线导轨、并靠二块支撑架支撑，四个支撑架固定在横向移动板上，竖直直线导轨套有竖直直线轴承，锥孔竖直左旋丝杠的竖直左旋丝杠螺母或锥孔竖直右旋丝杠(3001的竖直右旋丝杠螺母，与二个竖直直线轴承均固定在竖直移动板上；中间铲叉固定在横向移动板上，中间铲叉和横向移动板之间有调整垫块，二个侧边铲叉对称于中间铲叉，均固定在竖直移动板上，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1驱动二块竖直移动板、四个侧边铲叉同步上移。

软轴包括弹性轴、滚花内螺纹套、辊压夹紧圆锥头，二个滚花内螺纹套背对背套进弹性轴中，弹性轴二端插进辊压夹紧圆锥头的圆柱段的中孔里、并靠辊压方法夹紧在所述中孔里，辊压夹紧圆锥头的材料有塑性。

第三竖向移动部中，横向移动板采用方孔横向移动板，方孔横向移动板上开有方形孔，自保持类推拉式大行程电磁铁的主体穿过方孔横向移动板上的方形孔、固定在驱动器固定板上，驱动器固定板固定在方孔横向移动板上；自保持类推拉式大行程电磁铁轴心线二侧均对称安装有竖直直线导轨、并靠二块支撑架支撑，四个支撑架固定在方孔横向移动板上，竖直直线导轨套有竖直直线轴承，自保持类推拉式大行程电磁铁的驱动轴靠二个扁螺母固定在竖直移动板上，二个竖直直线轴承均固定在竖直移动板上；中间铲叉固定在方孔横向移动板上，中间铲叉和方孔横向移动板之间有调整垫块，二个侧边铲叉对称于中间铲叉，均固定在竖直移动板上，二个自保持类推拉式大行程电磁铁同时得电，驱动二块竖直移动板、四个侧边铲叉同步上移。

第四竖向移动部中，横向移动板采用方孔横向移动板，方孔横向移动板上开有方形孔，短丝杠轴电机的主体穿过方孔横向移动板上的方形孔、固定在驱动器固定板上，驱动器固定板固定在方孔横向移动板上；所述短丝杠轴电机丝杠轴二侧均对称安装有竖直直线导轨、并靠二块支撑架支撑，四个支撑架固定在方孔横向移动板上，竖直直线导轨套有竖直直线轴承，所述短丝杠轴电机丝杠轴所配套的丝杠螺母固定在竖直移动板上，二个竖直直线轴承均固定在竖直移动板上；中间铲叉固定在方孔横向移动板上，中间铲叉和方孔横向移动板之间有调整垫块，二个侧边铲叉对称于中间铲叉，均固定在竖直移动板上，二个所述短丝杠轴电机同步驱动二块竖直移动板、四个侧边铲叉同步上移。

底板为薄型板，底板中部设置有圆形结构，底板的两端开有对称的长方形孔，底板上开有多个锁紧孔；所述圆形结构的中心处设置有凸台，通过所述凸台的外径与机械臂的末端进行定位。

横向移动板为立板，横向移动板的一端设置有台阶，横向移动板上开有多个安装孔和紧固孔。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的机械手实现了嵌入叠放的空托盘分离与抓持、以及纸箱码垛等操作，操作简单，行动敏捷，通用性强。

本发明所述的横向移动采用螺旋机构，既是力放大机构又是自锁机构，夹持后电机断电节能，并具有可靠性。

本发明采用左右二个竖直上下移动是同步的，采用蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机驱动、蜗轮孔输出花键轴的二段输出分配和螺旋机构传动，蜗轮蜗杆减速器也是扭矩放大机构和自锁机构，空托盘分离后搬运过程中同样是电机断电节能，并具有可靠性。

本发明或者采用左右二个竖直上下同步移动，采用蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机驱动、蜗轮输出短轴二端面分配、软轴传递和螺旋机构传动，用于轻载的塑料托盘。

本发明或者采用二根自保持类推拉式大行程电磁铁驱动，即同时加电使二块竖直移动板同步向上移动，用于接触面积小、摩擦力小的重量轻的塑料托盘。

本发明可用于嵌入叠放的空托盘分离与抓持、以及纸箱码垛等操作。

附图说明

图1为本发明第一种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手的A-A剖仰视图。

图2为本发明第一种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手的B-B剖主视图。

图3为本发明第一种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手的C-C剖视图。

图4为本发明第一种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手的D-D剖视图。

图5为本发明第一种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手第一底板零件图。

图6为本发明第一种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手横向移动板零件的左视图。

图7为本发明第一种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手横向移动板零件的主视图。

图8为本发明第二种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手E-E剖主视图。

图9为本发明第二种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手俯剖视图。

图10为本发明第二种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手F-F主剖视图。

图11为本发明第二种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手G处局部放大图。

图12为本发明第二种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手的软轴部件图。

图13为本发明第三种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手的主剖视图。

图14为本发明第三种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手H-H剖视图。

其中：

横向移动部：

2、第一底板；3、菱形带座轴承；4、直角板；5、电机；6、联轴器；7、支撑板；8、左旋丝杠螺母；9、横向移动板；10、左右旋丝杠；11、横向直线导轨；12、横向直线轴承；13、右旋丝杠螺母；14、菱形挂壁带座轴承；

901、方孔横向移动板；

第一竖向移动部：

1、蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机；15、花键轴；16、耐磨套；17、花键孔锥齿轮；18、小锥齿轮；19、竖直移动板；20、竖直左旋丝杠螺母；21、竖直左旋丝杠；22、平行轴带座轴承；23、竖直直线轴承；24、竖直直线导轨；25、支撑架；26、调整垫块；27、中间铲叉；28、侧边铲叉；29、竖直右旋丝杠螺母；30、竖直右旋丝杠；

第二竖向移动部：

31、短轴；32、软轴；

201、第二底板；

2101、锥孔竖直左旋丝杠；

3001、锥孔竖直右旋丝杠；

软轴32包括：

3201、弹性轴；3202、滚花内螺纹套；3203、辊压夹紧圆锥头；

第三竖向移动部：

33、自保持类推拉式大行程电磁铁；34、驱动器固定板；

第四竖向移动部：

短丝杠轴电机。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图14所示，本实施例的嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，包括横向移动部、以及第一竖向移动部、或第二竖向移动部、或第三竖向移动部、或第四竖向移动部组成；

每侧的二个侧边铲叉28和一个中间铲叉27在初始状态是平齐的，视觉定位下机械臂操作到位后，横向移动部使托盘二侧的中间铲叉27和二个侧边铲叉28向托盘运动，插入嵌入叠放最上面二个空托盘之间的间隙中，但不挤压到空托盘；

然后，二侧的中间铲叉27不动，第一竖向移动部、或第二竖向移动部、或第三竖向移动部、或第四竖向移动部，驱动二侧的各二个侧边铲叉28同步向上移动，使二个侧边铲叉28与中间铲叉27错开，从而四个侧边铲叉28将最上面空托盘向上拔出；

机械臂竖直向上缓慢移动到空托盘完全分离后，横向移动部直接使错位的侧边铲叉28和中间铲叉27向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；或者二侧的各二个侧边铲叉28先同步向下移动，每侧二个侧边铲叉28和一个中间铲叉27恢复到平齐的初始状态，横向移动部再使错位的侧边铲叉28和中间铲叉27向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘。

横向移动部中，包括底板，底板安装在机械臂的末端，底板上固定安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1，底板的端部固定有直角板4，直角板4的外侧通过紧固件安装电机5，电机5的输出轴穿过直角板4后通过联轴器6安装左右旋丝杠10，底板的底部设置有对称的支撑板7，单个支撑板7上安装有菱形带座轴承3，左右旋丝杠10的两端与菱形带座轴承3配合支撑，位于菱形带座轴承3内侧的左右旋丝杠10上还安装有左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13，左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13分别固定在二块横向移动板9或方孔横向移动板901上，二根横向直线导轨11在左右旋丝杠10对称二侧，二根横向直线导轨11的二端均靠二块支撑板7的孔固定，每根横向直线导轨11背靠背地套有二个横向直线轴承12，二根横向直线导轨11同一端的二个横向直线轴承12也固定在同一横向移动板9或方孔横向移动板901上，电机5驱动左右旋丝杠10旋转，使得横向移动板9或方孔横向移动板901移动方向相反、移动速度相同；每块横向移动板9或方孔横向移动板901上固定一块中间铲叉27、带有二块侧边铲叉28。

第一竖向移动部中，底板采用第一底板2，第一底板2的端部安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1的蜗轮孔套有花键轴15，花键轴15的两端通过菱形挂壁带座轴承14支撑，两个菱形挂壁带座轴承14各自固定在支撑板7上，花键轴15的两端对称安装花键孔锥齿轮17，与花键孔锥齿轮17啮合的小锥齿轮18分别固定在竖直左旋丝杠21和竖直右旋丝杠30上，竖直左旋丝杠21和竖直右旋丝杠30均靠两个平行轴带座轴承22固定在横向移动板9上；竖直左旋丝杠21或竖直右旋丝杠30的内侧对称安装有竖直直线导轨24、并靠支撑架25支撑，四个支撑架25固定在横向移动板9上，竖直直线导轨24套有竖直直线轴承23，竖直左旋丝杠21的竖直左旋丝杠螺母20或竖直右旋丝杠30的竖直右旋丝杠螺母29，与二个竖直直线轴承23均固定在竖直移动板19上；中间铲叉27固定在横向移动板9上，中间铲叉27和横向移动板9之间有调整垫块26，二个侧边铲叉28对称于中间铲叉27，均固定在竖直移动板19上，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1驱动二块竖直移动板19、四个侧边铲叉28同步移动。

横向移动板9上开有孔，孔中塞入有耐磨套16，花键孔锥齿轮17圆柱段塞进耐磨套16内圈。

第二竖向移动部中，底板采用第二底板201，第二底板201的上表面中部安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1的蜗轮孔套有短轴31，并靠平键传递扭矩，短轴31的二侧靠轴用弹性挡圈轴向固定，短轴31的二端面上有圆锥孔、二端圆柱部分有外螺纹，二根软轴32分别靠滚花内螺纹套3202紧固在锥孔竖直左旋丝杠2101和锥孔竖直右旋丝杠3001的螺纹上，靠辊压夹紧圆锥头3203的圆锥头与锥孔竖直左旋丝杠2101和锥孔竖直右旋丝杠3001的锥孔配合传递扭矩，锥孔竖直左旋丝杠2101和锥孔竖直右旋丝杠3001均靠二个平行轴带座轴承22固定在横向移动板9；锥孔竖直左旋丝杠2101或锥孔竖直右旋丝杠3001二侧均对称安装有竖直直线导轨24、并靠二块支撑架25支撑，四个支撑架25固定在横向移动板9上，竖直直线导轨24套有竖直直线轴承23，锥孔竖直左旋丝杠2101的竖直左旋丝杠螺母20或锥孔竖直右旋丝杠(3001的竖直右旋丝杠螺母29，与二个竖直直线轴承23均固定在竖直移动板19上；中间铲叉27固定在横向移动板9上，中间铲叉27和横向移动板9之间有调整垫块26，二个侧边铲叉28对称于中间铲叉27，均固定在竖直移动板19上，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1驱动二块竖直移动板19、四个侧边铲叉28同步上移。

软轴32包括弹性轴3201、滚花内螺纹套3202、辊压夹紧圆锥头3203，二个滚花内螺纹套3202背对背套进弹性轴3201中，弹性轴3201二端插进辊压夹紧圆锥头3203的圆柱段的中孔里、并靠辊压方法夹紧在中孔里，辊压夹紧圆锥头3203的材料有塑性。

第三竖向移动部中，横向移动板9采用方孔横向移动板901，方孔横向移动板901上开有方形孔，自保持类推拉式大行程电磁铁33的主体穿过方孔横向移动板901上的方形孔、固定在驱动器固定板34上，驱动器固定板34固定在方孔横向移动板901上；自保持类推拉式大行程电磁铁33轴心线二侧均对称安装有竖直直线导轨24、并靠二块支撑架25支撑，四个支撑架25固定在方孔横向移动板901上，竖直直线导轨24套有竖直直线轴承23，自保持类推拉式大行程电磁铁33的驱动轴靠二个扁螺母固定在竖直移动板19上，二个竖直直线轴承23均固定在竖直移动板19上；中间铲叉27固定在方孔横向移动板901上，中间铲叉27和方孔横向移动板901之间有调整垫块26，二个侧边铲叉28对称于中间铲叉27，均固定在竖直移动板19上，二个自保持类推拉式大行程电磁铁33同时得电，驱动二块竖直移动板19、四个侧边铲叉28同步上移。

第四竖向移动部中，横向移动板9采用方孔横向移动板901，方孔横向移动板901上开有方形孔，短丝杠轴电机的主体穿过方孔横向移动板901上的方形孔、固定在驱动器固定板34上，驱动器固定板34固定在方孔横向移动板901上；短丝杠轴电机丝杠轴二侧均对称安装有竖直直线导轨24、并靠二块支撑架25支撑，四个支撑架25固定在方孔横向移动板901上，竖直直线导轨24套有竖直直线轴承23，短丝杠轴电机丝杠轴所配套的丝杠螺母固定在竖直移动板19上，二个竖直直线轴承23均固定在竖直移动板19上；中间铲叉27固定在方孔横向移动板901上，中间铲叉27和方孔横向移动板901之间有调整垫块26，二个侧边铲叉28对称于中间铲叉27，均固定在竖直移动板19上，二个短丝杠轴电机同步驱动二块竖直移动板19、四个侧边铲叉28同步上移。

底板为薄型板，底板中部设置有圆形结构，底板的两端开有对称的长方形孔，底板上开有多个锁紧孔；圆形结构的中心处设置有凸台，通过凸台的外径与机械臂的末端进行定位。

横向移动板9为立板，横向移动板9的一端设置有台阶，横向移动板9上开有多个安装孔和紧固孔。

实施例一：

如图1-图4所示，第一种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手包括：蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1、第一底板2、菱形带座轴承3、直角板4、电机5、联轴器6、支撑板7、左旋丝杠螺母8、横向移动板9、左右旋丝杠10；横向直线导轨11、横向直线轴承12、右旋丝杠螺母13、菱形挂壁带座轴承14、花键轴15、耐磨套16、花键孔锥齿轮17、小锥齿轮18、竖直移动板19、竖直左旋丝杠螺母20、竖直左旋丝杠21、平行轴带座轴承22、竖直直线轴承23、竖直直线导轨24、支撑架25、调整垫块26、中间铲叉27、侧边铲叉28、竖直右旋丝杠螺母29、竖直右旋丝杠30。

具体结构如下所述：

第一底板2靠上面的凸台外径定位，安装在机械臂末端，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1安装在第一底板2上，电机5法兰安装在直角板4上，直角板4也固定在第一底板2上；电机5输出轴与左右旋丝杠10之间靠联轴器6传递扭矩，左右旋丝杠10的左右二端靠菱形带座轴承3支撑，二个菱形带座轴承3各自固定在支撑板7上，支撑板7也固定在第一底板2上，左右旋丝杠10上有左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13，左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13分别固定在二块横向移动板9上；二根横向直线导轨11在左右旋丝杠10对称二侧，二根横向直线导轨11的二端均靠二块支撑板7的孔固定，每根横向直线导轨11背靠背地套有二个横向直线轴承12，二根横向直线导轨11同一端的二个横向直线轴承12也固定在同一横向移动板9上，因此电机5驱动左右旋丝杠10使得横向移动板9移动方向相反、移动速度相同。

蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1的蜗轮孔套有花键轴15、并靠平键传递扭矩，花键轴15二端靠菱形挂壁带座轴承14支撑，二个菱形挂壁带座轴承14各自固定在支撑板7上；耐磨套16塞进横向移动板9孔中，二个花键孔锥齿轮17分别装入花键轴15二端，花键孔锥齿轮17圆柱段塞进耐磨套16内圈；与二个花键孔锥齿轮17啮合的二个小锥齿轮18分别固定在竖直左旋丝杠21和竖直右旋丝杠30上，竖直左旋丝杠21和竖直右旋丝杠30均靠二个平行轴带座轴承22固定在横向移动板9，从而横向移动板9、花键孔锥齿轮17及啮合小锥齿轮18，分别与竖直左旋丝杠21或竖直右旋丝杠30形成整体装配结构。

竖直左旋丝杠21或竖直右旋丝杠30二侧均对称安装有竖直直线导轨24、并靠二块支撑架25支撑，四个支撑架25固定在横向移动板9上，竖直直线导轨24套有竖直直线轴承23，竖直左旋丝杠21的竖直左旋丝杠螺母20或竖直右旋丝杠30的竖直右旋丝杠螺母29，与二个直线轴承均固定在竖直移动板19上；中间铲叉27固定在横向移动板9上，中间铲叉27和横向移动板9之间有调整垫块26，二个侧边铲叉28对称于中间铲叉27，均固定在竖直移动板19上，因此蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1驱动二块竖直移动板19、四个侧边铲叉28同步上移。

轻量化的第一底板2的结构如图5，横向移动板9的结构如图6-图7所示；如图4所示，横向移动板9上中间安装左旋丝杠螺母8、右旋丝杠螺母13、且左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13是面对面设置的，对称二侧各安装一个横向直线轴承12、且同一根横向直线导轨11上的二个横向直线轴承12是背对背设置。

实施例二：

对于轻载的塑料托盘，不采用花键副、锥齿轮副传递，而是采用软轴32传递，使二块竖直移动板19同步向上移动；第二种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手包括：蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1、菱形带座轴承3、直角板4、电机5、联轴器6、支撑板7、左旋丝杠螺母8、横向移动板9、左右旋丝杠10；横向直线导轨11、横向直线轴承12、右旋丝杠螺母13、竖直移动板19、竖直左旋丝杠螺母20、平行轴带座轴承22、竖直直线轴承23、竖直直线导轨24、支撑架25、调整垫块26、中间铲叉27、侧边铲叉28、竖直右旋丝杠螺母29，第二底板201、锥孔竖直左旋丝杠2101、锥孔竖直右旋丝杠3001、短轴31、软轴32(其中软轴32包括：弹性轴3201、滚花内螺纹套3202、辊压夹紧圆锥头3203)；即第二底板201替换第一底板2，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1安装位置从第一底板2的左侧中间处下面，改变为第二底板201前端中间处上面；用短轴31、软轴32替换菱形挂壁带座轴承14、花键轴15、耐磨套16、花键孔锥齿轮17、小锥齿轮18，用锥孔竖直左旋丝杠2101、锥孔竖直右旋丝杠3001替换竖直左旋丝杠21、竖直右旋丝杠30。

具体结构如下所述：

如图8-图11所示，第二底板201靠上面的凸台外径定位，安装在机械臂末端，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1安装在第二底板201上，电机5法兰安装在直角板4上，直角板4也固定在第二底板201上；电机5输出轴与左右旋丝杠10之间靠联轴器6传递扭矩，左右旋丝杠10的左右二端靠菱形带座轴承3支撑，二个菱形带座轴承3各自固定在支撑板7上，支撑板7也固定在第二底板201上，左右旋丝杠10上有左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13，左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13分别固定在二块横向移动板9上；二根横向直线导轨11在左右旋丝杠10对称二侧，二根横向直线导轨11的二端均靠二块支撑板7的孔固定，每根横向直线导轨11背靠背地套有二个横向直线轴承12，二根横向直线导轨11同一端的二个横向直线轴承12也固定在同一横向移动板9上，因此电机5驱动左右旋丝杠10使得横向移动板9移动方向相反、移动速度相同。

蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1的蜗轮孔套有短轴31、并靠平键传递扭矩，短轴31的二侧靠轴用弹性挡圈轴向固定，短轴31的二端面上有圆锥孔、二端圆柱部分有外螺纹，二根软轴32分别靠滚花内螺纹套3202紧固在锥孔竖直左旋丝杠2101和锥孔竖直右旋丝杠3001的螺纹上，靠辊压夹紧圆锥头3203的圆锥头与锥孔竖直左旋丝杠2101和锥孔竖直右旋丝杠3001的锥孔配合传递扭矩，锥孔竖直左旋丝杠2101和锥孔竖直右旋丝杠3001均靠二个平行轴带座轴承22固定在横向移动板9；

锥孔竖直左旋丝杠2101或锥孔竖直右旋丝杠3001二侧均对称安装有竖直直线导轨24、并靠二块支撑架25支撑，四个支撑架25固定在横向移动板9上，竖直直线导轨24套有竖直直线轴承23，锥孔竖直左旋丝杠2101的竖直左旋丝杠螺母20或锥孔竖直右旋丝杠3001的竖直右旋丝杠螺母29，与二个直线轴承均固定在竖直移动板19上；中间铲叉27固定在横向移动板9上，中间铲叉27和横向移动板9之间有调整垫块26，二个侧边铲叉28对称于中间铲叉27，均固定在竖直移动板19上，因此蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1驱动二块竖直移动板19、四个侧边铲叉28同步上移。

如图12所示，软轴32包括弹性轴3201、滚花内螺纹套3202、辊压夹紧圆锥头3203，二个滚花内螺纹套3202背对背套进弹性轴3201中，弹性轴3201二端插进辊压夹紧圆锥头3203的圆柱段的中孔里、并靠辊压方法夹紧，因此辊压夹紧圆锥头3203材料要有塑性。

实施例三：

对于大多数嵌入程度小、接触面积小、摩擦力小的重量轻的塑料托盘，第三种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，采用二根自保持类推拉式大行程电磁铁33驱动，即同时加电使二块竖直移动板19同步向上移动、并短时间保持；机械臂竖直提升后，二根自保持类推拉式大行程电磁铁33继续供电而保持状态、或断电，断电后二个侧边铲叉28靠自重和塑料托盘重量，回到中间铲叉27平齐的初始位置。

第三种双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手包括：第一底板2、菱形带座轴承3、直角板4、电机5、联轴器6、支撑板7、左旋丝杠螺母8、横向移动板9、左右旋丝杠10；横向直线导轨11、横向直线轴承12、右旋丝杠螺母13、竖直移动板19、竖直左旋丝杠螺母20、平行轴带座轴承22、竖直直线轴承23、竖直直线导轨24、支撑架25、调整垫块26、中间铲叉27、侧边铲叉28，方孔横向移动板901、自保持类推拉式大行程电磁铁33、驱动器固定板34。

具体结构如下所述：

如图13-图14所示，第一底板2靠上面的凸台外径定位，安装在机械臂末端，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1安装在第一底板2上，电机5法兰安装在直角板4上，直角板4也固定在第一底板2上；电机5输出轴与左右旋丝杠10之间靠联轴器6传递扭矩，左右旋丝杠10的左右二端靠菱形带座轴承3支撑，二个菱形带座轴承3各自固定在支撑板7上，支撑板7也固定在第一底板2上，左右旋丝杠10上有左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13，左旋丝杠螺母8和右旋丝杠螺母13分别固定在二块方孔横向移动板901上；二根横向直线导轨11在左右旋丝杠10对称二侧，二根横向直线导轨11的二端均靠二块支撑板7的孔固定，每根横向直线导轨11背靠背地套有二个横向直线轴承12，二根横向直线导轨11同一端的二个横向直线轴承12也固定在同一方孔横向移动板901上，因此电机5驱动左右旋丝杠10使得方孔横向移动板901移动方向相反、移动速度相同。

自保持类推拉式大行程电磁铁33的主体穿过方孔横向移动板901上的方孔、固定在驱动器固定板34上，驱动器固定板34固定在方孔横向移动板901上；自保持类推拉式大行程电磁铁33轴心线二侧均对称安装有竖直直线导轨24、并靠二块支撑架25支撑，四个支撑架25固定在方孔横向移动板901上，竖直直线导轨24套有竖直直线轴承23，自保持类推拉式大行程电磁铁33的驱动轴靠二个扁螺母固定在竖直移动板19上，二个直线轴承均固定在竖直移动板19上；中间铲叉27固定在方孔横向移动板901上，中间铲叉27和方孔横向移动板901之间有调整垫块26，二个侧边铲叉28对称于中间铲叉27，均固定在竖直移动板19上，因此二个自保持类推拉式大行程电磁铁33同时得电，驱动二块竖直移动板19、四个侧边铲叉28同步上移。

实施例四：

除去蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机1、菱形挂壁带座轴承14、花键轴15、耐磨套16、花键孔锥齿轮17、小锥齿轮18，并采用二个短丝杠轴电机及其配套丝杠螺母，分别替代实施例一中的竖直左旋丝杠螺母20、竖直左旋丝杠21、竖直右旋丝杠螺母29、竖直右旋丝杠30，二个所述短丝杠轴电机同步运动控制下，实现二块竖直移动板19、四个侧边铲叉28的同步向上移动。

本申请左右旋双螺纹丝杠驱动二个横向移动板相向移动，由蜗杆蜗轮减速器通过花键轴15和二对锥齿轮副驱动、或软轴32驱动、或电磁铁驱动等三种方式，同步驱动二个竖直移动板19，横向和竖直方向运动均自锁；横向移动板上固定了中间铲叉27只能横向移动，竖直移动板19上固定的侧边铲叉28既随横向移动板移动、又能相对于横向移动板竖直运动；侧边铲叉28和中间铲叉27在初始状态是平齐的、便于同时插入嵌入叠放最上面二个空托盘之间的间隙中，然后侧边铲叉28竖直向上移动进行分离；机械臂竖直向上运动前，二侧的侧边铲叉28和中间铲叉27可向中间方向相向移动，进一步可靠夹紧托盘。

可根据空托盘之间的缝隙状况，调整侧边铲叉28和中间铲叉27的位置，或更换不同种类侧边铲叉28和中间铲叉27，以便于插入操作

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：

包括横向移动部、以及第一竖向移动部；

每侧的二个侧边铲叉（28）和一个中间铲叉（27）在初始状态是平齐的，视觉定位下机械臂操作到位后，所述横向移动部使托盘二侧的中间铲叉（27）和二个侧边铲叉（28）向托盘运动，插入嵌入叠放最上面二个空托盘之间的间隙中，但不挤压到空托盘；

然后，二侧的中间铲叉（27）不动，所述第一竖向移动部驱动二侧的各二个侧边铲叉（28）同步向上移动，使二个侧边铲叉（28）与中间铲叉（27）错开，从而四个侧边铲叉（28）将最上面空托盘向上拔出；

机械臂竖直向上缓慢移动到空托盘完全分离后，所述横向移动部直接使错位的侧边铲叉（28）和中间铲叉（27）向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；或者二侧的各二个侧边铲叉（28）先同步向下移动，每侧二个侧边铲叉（28）和一个中间铲叉（27）恢复到平齐的初始状态，所述横向移动部再使错位的侧边铲叉（28）和中间铲叉（27）向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；

第一竖向移动部中设置有第一底板（2），所述第一底板（2）的端部安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机（1）的蜗轮孔套有花键轴（15），花键轴（15）的两端通过菱形挂壁带座轴承（14）支撑，两个菱形挂壁带座轴承（14）各自固定在支撑板（7）上，花键轴（15）的两端对称安装花键孔锥齿轮（17），与花键孔锥齿轮（17）啮合的小锥齿轮（18）分别固定在竖直左旋丝杠（21）和竖直右旋丝杠（30）上，竖直左旋丝杠（21）和竖直右旋丝杠（30）均靠两个平行轴带座轴承（22）固定在横向移动板（9）上；竖直左旋丝杠（21）或竖直右旋丝杠（30）的内侧对称安装有竖直直线导轨（24）、并靠支撑架（25）支撑，四个支撑架（25）固定在横向移动板（9）上，竖直直线导轨（24）套有竖直直线轴承（23），竖直左旋丝杠（21）的竖直左旋丝杠螺母（20）或竖直右旋丝杠（30）的竖直右旋丝杠螺母（29），与二个竖直直线轴承（23）均固定在竖直移动板（19）上；中间铲叉（27）固定在横向移动板（9）上，中间铲叉（27）和横向移动板（9）之间有调整垫块（26），二个侧边铲叉（28）对称于中间铲叉（27），均固定在竖直移动板（19）上，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机（1）驱动二块竖直移动板（19）、四个侧边铲叉（28）同步移动。

2.如权利要求1所述的嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：横向移动部中，包括底板，所述底板安装在机械臂的末端，所述底板上固定安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机（1），所述底板的端部固定有直角板（4），所述直角板（4）的外侧通过紧固件安装电机（5），所述电机（5）的输出轴穿过直角板（4）后通过联轴器（6）安装左右旋丝杠（10），底板的底部设置有对称的支撑板（7），单个支撑板（7）上安装有菱形带座轴承（3），左右旋丝杠（10）的两端与菱形带座轴承（3）配合支撑，位于菱形带座轴承（3）内侧的左右旋丝杠（10）上还安装有左旋丝杠螺母（8）和右旋丝杠螺母（13），左旋丝杠螺母（8）和右旋丝杠螺母（13）分别固定在二块横向移动板（9）或方孔横向移动板（901）上，二根横向直线导轨（11）在左右旋丝杠（10）对称二侧，二根横向直线导轨（11）的二端均靠二块支撑板（7）的孔固定，每根横向直线导轨（11）背靠背地套有二个横向直线轴承（12），二根横向直线导轨（11）同一端的二个横向直线轴承（12）也固定在同一横向移动板（9）或方孔横向移动板（901）上，电机（5）驱动左右旋丝杠（10）旋转，使得横向移动板（9）或方孔横向移动板（901）移动方向相反、移动速度相同；每块所述横向移动板（9）或方孔横向移动板（901）上固定一块中间铲叉（27）、带有二块侧边铲叉（28）。

3.如权利要求2所述的嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：底板为薄型板，底板中部设置有圆形结构，底板的两端开有对称的长方形孔，底板上开有多个锁紧孔；所述圆形结构的中心处设置有凸台，通过所述凸台的外径与机械臂的末端进行定位。

4.如权利要求1所述的嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：横向移动板（9）上开有孔，孔中塞入有耐磨套（16），花键孔锥齿轮（17）圆柱段塞进耐磨套（16）内圈。

5.如权利要求1所述的嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：横向移动板（9）为立板，横向移动板（9）的一端设置有台阶，横向移动板（9）上开有多个安装孔和紧固孔。

6.一种嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：

包括横向移动部、以及第二竖向移动部；

每侧的二个侧边铲叉（28）和一个中间铲叉（27）在初始状态是平齐的，视觉定位下机械臂操作到位后，所述横向移动部使托盘二侧的中间铲叉（27）和二个侧边铲叉（28）向托盘运动，插入嵌入叠放最上面二个空托盘之间的间隙中，但不挤压到空托盘；

然后，二侧的中间铲叉（27）不动，所述第二竖向移动部驱动二侧的各二个侧边铲叉（28）同步向上移动，使二个侧边铲叉（28）与中间铲叉（27）错开，从而四个侧边铲叉（28）将最上面空托盘向上拔出；

机械臂竖直向上缓慢移动到空托盘完全分离后，所述横向移动部直接使错位的侧边铲叉（28）和中间铲叉（27）向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；或者二侧的各二个侧边铲叉（28）先同步向下移动，每侧二个侧边铲叉（28）和一个中间铲叉（27）恢复到平齐的初始状态，所述横向移动部再使错位的侧边铲叉（28）和中间铲叉（27）向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；

第二竖向移动部中设置有第二底板（201），第二底板（201）的上表面中部安装蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机（1），蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机（1）的蜗轮孔套有短轴（31），并靠平键传递扭矩，短轴（31）的二侧靠轴用弹性挡圈轴向固定，短轴（31）的二端面上有圆锥孔、二端圆柱部分有外螺纹，二根软轴（32）分别靠滚花内螺纹套（3202）紧固在锥孔竖直左旋丝杠（2101）和锥孔竖直右旋丝杠（3001）的螺纹上，靠辊压夹紧圆锥头（3203）的圆锥头与锥孔竖直左旋丝杠（2101）和锥孔竖直右旋丝杠（3001）的锥孔配合传递扭矩，锥孔竖直左旋丝杠（2101）和锥孔竖直右旋丝杠（3001）均靠二个平行轴带座轴承（22）固定在横向移动板（9）；锥孔竖直左旋丝杠（2101）或锥孔竖直右旋丝杠（3001）二侧均对称安装有竖直直线导轨（24）、并靠二块支撑架（25）支撑，四个支撑架（25）固定在横向移动板（9）上，竖直直线导轨（24）套有竖直直线轴承（23），锥孔竖直左旋丝杠（2101）的竖直左旋丝杠螺母（20）或锥孔竖直右旋丝杠（3001）的竖直右旋丝杠螺母（29），与二个竖直直线轴承（23）均固定在竖直移动板（19）上；中间铲叉（27）固定在横向移动板（9）上，中间铲叉（27）和横向移动板（9）之间有调整垫块（26），二个侧边铲叉（28）对称于中间铲叉（27），均固定在竖直移动板（19）上，蜗轮孔输出电机蜗杆减速器一体机（1）驱动二块竖直移动板（19）、四个侧边铲叉（28）同步上移。

7.如权利要求6所述的嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：软轴（32）包括弹性轴（3201）、滚花内螺纹套（3202）、辊压夹紧圆锥头（3203），二个滚花内螺纹套（3202）背对背套进弹性轴（3201）中，弹性轴（3201）二端插进辊压夹紧圆锥头（3203）的圆柱段的中孔里、并靠辊压方法夹紧在所述中孔里，辊压夹紧圆锥头（3203）的材料有塑性。

8.一种嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：

包括横向移动部、以及第三竖向移动部；

每侧的二个侧边铲叉（28）和一个中间铲叉（27）在初始状态是平齐的，视觉定位下机械臂操作到位后，所述横向移动部使托盘二侧的中间铲叉（27）和二个侧边铲叉（28）向托盘运动，插入嵌入叠放最上面二个空托盘之间的间隙中，但不挤压到空托盘；

然后，二侧的中间铲叉（27）不动，所述第三竖向移动部驱动二侧的各二个侧边铲叉（28）同步向上移动，使二个侧边铲叉（28）与中间铲叉（27）错开，从而四个侧边铲叉（28）将最上面空托盘向上拔出；

机械臂竖直向上缓慢移动到空托盘完全分离后，所述横向移动部直接使错位的侧边铲叉（28）和中间铲叉（27）向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；或者二侧的各二个侧边铲叉（28）先同步向下移动，每侧二个侧边铲叉（28）和一个中间铲叉（27）恢复到平齐的初始状态，所述横向移动部再使错位的侧边铲叉（28）和中间铲叉（27）向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；

第三竖向移动部中的横向移动板（9）采用方孔横向移动板（901），方孔横向移动板（901）上开有方形孔，自保持类推拉式大行程电磁铁（33）的主体穿过方孔横向移动板（901）上的方形孔、固定在驱动器固定板（34）上，驱动器固定板（34）固定在方孔横向移动板（901）上；自保持类推拉式大行程电磁铁（33）轴心线二侧均对称安装有竖直直线导轨（24）、并靠二块支撑架（25）支撑，四个支撑架（25）固定在方孔横向移动板（901）上，竖直直线导轨（24）套有竖直直线轴承（23），自保持类推拉式大行程电磁铁（33）的驱动轴靠二个扁螺母固定在竖直移动板（19）上，二个竖直直线轴承（23）均固定在竖直移动板（19）上；中间铲叉（27）固定在方孔横向移动板（901）上，中间铲叉（27）和方孔横向移动板（901）之间有调整垫块（26），二个侧边铲叉（28）对称于中间铲叉（27），均固定在竖直移动板（19）上，二个自保持类推拉式大行程电磁铁（33）同时得电，驱动二块竖直移动板（19）、四个侧边铲叉（28）同步上移。

9.一种嵌入叠放空托盘的双铲叉错移分离与勾夹抓持机械手，其特征在于：

包括横向移动部、以及第四竖向移动部；

每侧的二个侧边铲叉（28）和一个中间铲叉（27）在初始状态是平齐的，视觉定位下机械臂操作到位后，所述横向移动部使托盘二侧的中间铲叉（27）和二个侧边铲叉（28）向托盘运动，插入嵌入叠放最上面二个空托盘之间的间隙中，但不挤压到空托盘；

然后，二侧的中间铲叉（27）不动，所述第四竖向移动部驱动二侧的各二个侧边铲叉（28）同步向上移动，使二个侧边铲叉（28）与中间铲叉（27）错开，从而四个侧边铲叉（28）将最上面空托盘向上拔出；

机械臂竖直向上缓慢移动到空托盘完全分离后，所述横向移动部直接使错位的侧边铲叉（28）和中间铲叉（27）向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；或者二侧的各二个侧边铲叉（28）先同步向下移动，每侧二个侧边铲叉（28）和一个中间铲叉（27）恢复到平齐的初始状态，所述横向移动部再使错位的侧边铲叉（28）和中间铲叉（27）向空托盘移动，进一步可靠地夹紧最上面的空托盘；

第四竖向移动部中的横向移动板（9）采用方孔横向移动板（901），方孔横向移动板（901）上开有方形孔，短丝杠轴电机的主体穿过方孔横向移动板（901）上的方形孔、固定在驱动器固定板（34）上，驱动器固定板（34）固定在方孔横向移动板（901）上；所述短丝杠轴电机丝杠轴二侧均对称安装有竖直直线导轨（24）、并靠二块支撑架（25）支撑，四个支撑架（25）固定在方孔横向移动板（901）上，竖直直线导轨（24）套有竖直直线轴承（23），所述短丝杠轴电机丝杠轴所配套的丝杠螺母固定在竖直移动板（19）上，二个竖直直线轴承（23）均固定在竖直移动板（19）上；中间铲叉（27）固定在方孔横向移动板（901）上，中间铲叉（27）和方孔横向移动板（901）之间有调整垫块（26），二个侧边铲叉（28）对称于中间铲叉（27），均固定在竖直移动板（19）上，二个所述短丝杠轴电机同步驱动二块竖直移动板（19）、四个侧边铲叉（28）同步上移。

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