CN115872086A - 一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，搬运机器人技术领域。本发明包括抓取工装，通过在抓取工装上设有存料槽，使得可以一次完成多个工件后在通过运机器人臂的运动使抓取工装运动到指定的位置，再打开大夹爪和小夹爪的配合竖向运料装置上导向抵触轮组件的反转将多个工件依次进行码放整齐；如此可以避免每次机械臂带动抓取工装只可以对一个工件的搬运，而机械臂的运动占据了系统运行的大部分时间，通过减少机械臂的运动来提高搬运机械人的工作效率。

Description

一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人

技术领域

本发明属于搬运机器人技术领域，特别是涉及一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人。

背景技术

机器人可以运行预先编排的程序，按照人类的指挥执行任务，随着科技的不断创新与进步，机器人系统在各个领域的应用越来越广泛；目前，工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬用、喷漆、检测、研磨抛光、激光加工等，其中搬运机器人在搬运工作上应用广泛；使用者对搬运机器人速度、精度、成本、结构等因素要求越来越高，然而现有的机器人存在抓取圆柱壳体结构困难的问题，以及搬运过程转弯不灵活等问题，同时现有的对圆柱工件进行搬运的机器人一次只能搬运一个工件，如此导致搬运机器人需要不停的进行搬运点和存放点之间的来回运动，如此导致了对于圆柱形物体的搬运工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，通过设置可以同时搬运多个圆柱工件的搬运工装，解决了现有搬运机器人对圆柱体的搬运单次只能搬运一个工件导致搬运工作效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，搬运机器人设有抓取工装，抓取工装包括下方支撑架和上方固定架，下方支撑架的上方设有上安装板，上方固定架固定安装在上安装板下方，上方固定架与下方支撑架构成一端密封的L形空腔，所述上方固定架一端固定安装有大夹爪安装块，靠近大夹爪安装块的一端固定安装有小夹爪安装块。

所述小夹爪安装块和大夹爪安装块上均开设有夹爪安装槽，夹爪安装槽内安装有夹爪安装轴，所述大夹爪安装块上活动安装有大夹爪，小夹爪安装块上固定安装有小夹爪，小夹爪和大夹爪固定安装在夹爪安装轴上，所述大夹爪中间开设有夹爪让位槽，夹爪让位槽两侧开设有夹爪防脱滑槽，所述小夹爪的厚度小于夹爪让位槽的宽度，大夹爪和小夹爪相向旋转小夹爪位于夹爪让位槽内，小夹爪两侧设有夹爪防脱凸台，当大夹爪和小夹爪相向旋转运动时，夹爪防脱凸台位于在夹爪防脱滑槽内，小夹爪时夹爪防脱凸台的中心线始终与夹爪防脱滑槽的轴线相互重合。

所述下方支撑架上安装有竖向运料装置，所述竖向运料装置包括多个导向抵触轮组件，所述竖向运料装置上的导向抵触轮组件呈L形分布，所述竖向运料装置上导向抵触轮组件的安装轴上设有第一同步带轮，多个第一同步带轮之间安装有第一同步带。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过在抓取工装上设有存料槽，使得可以一次完成多个工件后在通过运机器人臂的运动使抓取工装运动到指定的位置，再打开大夹爪和小夹爪的配合竖向运料装置上导向抵触轮组件的反转将多个工件依次进行码放整齐，如此工作可以避免每次机械臂带动抓取工装只可以对一个工件的搬运，而机械臂的运动占据了系统运行的大部分时间，通过减少机械臂的运动来提高搬运机械人的工作效率。

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

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的介绍，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是本公开实施例的整体结构示意图；

图2是本公开实施例背面的结构示意图；

图3是本公开实施例竖向运料装置的结构示意图；

图4是本公开实施例纵向运料装置的结构示意图；

图5是本公开实施例导向抵触轮组件的结构示意图；

图6是本公开实施例导向抵触轮的结构示意图；

图7是本公开实施例抵触轮安装轴心的结构示意图；

图8是本公开实施例抵触小轮的结构示意图；

图9是本公开实施例抵触小轮的内部结构示意图；

图10是本公开实施例夹爪的结构示意图。

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、完整的描述，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”“上”“下”“厚度”“顶”“中”“长度”“内”“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

请参阅图1-10所示，本发明为一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，搬运机器人设有抓取工装，抓取工装包括下方支撑架1和上方固定架12，所述上方固定架12呈L形转弯处圆角过渡，下方支撑架1呈Z形转弯处圆角过渡，两端转角处与中间段相互垂直，下方支撑架1的上方设有上安装板11，下方支撑架1的一端固定安装在上安装板11上，上方固定架12固定安装在上安装板11下方，上方固定架12与下方支撑架1构成一端密封的L形空腔，所述上方固定架12一端固定安装有大夹爪安装块14，靠近大夹爪安装块14的一端固定安装有小夹爪安装块13。

所述小夹爪安装块13和大夹爪安装块14上均开设有夹爪安装槽16，夹爪安装槽16内安装有夹爪安装轴17，所述大夹爪安装块14上活动安装有大夹爪5，小夹爪安装块13上固定安装有小夹爪6，小夹爪6和大夹爪5固定安装在夹爪安装轴17上，所述大夹爪5中间开设有夹爪让位槽51，夹爪让位槽51两侧开设有夹爪防脱滑槽52，所述小夹爪6的厚度小于夹爪让位槽51的宽度，大夹爪5和小夹爪6相向旋转小夹爪6位于夹爪让位槽51内，小夹爪6两侧设有夹爪防脱凸台61，当大夹爪5和小夹爪6相向旋转运动时，夹爪防脱凸台61位于在夹爪防脱滑槽52内，如此小夹爪6时夹爪防脱凸台61的中心线始终与夹爪防脱滑槽52的轴线相互重合才可以保证小夹爪6和大夹爪5的旋转运动不会受到干涉，在小夹爪6和大夹爪5进行相向运动或者回位时，通过控制小夹爪6和大夹爪5的旋转角速度，以此使得控制夹爪防脱凸台61的中心线始终与夹爪防脱滑槽52的轴线相互重合，如此当驱动电机失效或者搬运的工件过重时，大夹爪5和小夹爪6无法通过电机控制进行抱紧时，由于工件的重力，大夹爪5和小夹爪6向外旋转，此时由于大夹爪5和小夹爪6的旋转角速度没有电机控制，会导致夹爪防脱凸台61的中心线与夹爪防脱滑槽52的轴线无法相互重合，此时夹爪防脱凸台61与夹爪防脱滑槽52发生干涉，导致大夹爪5和小夹爪6卡死，如此防止工件掉落造成事故。

所述下方支撑架1上安装有竖向运料装置3，所述竖向运料装置3包括多个导向抵触轮组件7，所述竖向运料装置3上的导向抵触轮组件7呈L形分布，所述竖向运料装置3上导向抵触轮组件7的安装轴上设有第一同步带轮31，多个第一同步带轮31之间安装有第一同步带32，通过如此设计，可以在搬运工件时先通过大夹爪5和小夹爪6的旋转将圆柱形的工件抓起，在对工件进行抓取时电机带动导向抵触轮组件7的主轴旋转，导向抵触轮组件7旋转通过第一同步带轮31和第一同步带32使得竖向运料装置3上所有的导向抵触轮组件7同步旋转，导向抵触轮组件7的侧面与工件的侧面相互抵触，导向抵触轮组件7旋转挤压将大夹爪5和小夹爪6抓取的工件向内传送 ，如此可以将抓取的圆柱工件存储在上方固定架12和下方支撑架1构成的空腔内，如此可以通过大夹爪5和小夹爪6再次去对物料进行抓取，如此可以快速地完成多个工件后在通过运机器人臂的运动使抓取工装运动到指定的位置，再打开大夹爪5和小夹爪6的配合竖向运料装置3上导向抵触轮组件7的反转将多个工件依次进行码放整齐。如此工作可以避免每次机械臂带动抓取工装只可以对一个工件的搬运，而机械臂的运动占据了系统运行的大部分时间，通过减少机械臂的运动来提高搬运机械人的工作效率。

进一步地，所述多个竖向运料装置3上的主动轴为同一个转轴，如此可以通过电机带动主动轴旋转带动所有竖向运料装置3上导向抵触轮组件7进行同步旋转，如此可以保证对工件进行驱动时工件受力一致避免出现工件倾斜造成卡死的问题，在一些公开中，驱动竖向运料装置3的电机固定安装在下方支撑架1的侧面。

在一些公开中，所述下方支撑架1之间设有下横梁18，下横梁18上安装有纵向运料装置4，所述纵向运料装置4包括多个导向抵触轮组件7，所述纵向运料装置4上的导向抵触轮组件7呈L形分布，所述纵向运料装置4上设有两个相互垂直的第一转轴41，导向抵触轮组件7安装在第一转轴41上，第一转轴41上设有第二同步带轮42通过电机配合同步带驱动第一转轴41旋转，两个第一转轴41端面分别安装有第三锥齿轮43和第二锥齿轮44，第三锥齿轮43和第二锥齿轮44相互啮合，下方支撑架1的侧面设有侧面定位挡板19，侧面定位挡板19用于增强结构强度和对工件进行阻挡定位 ，通过如此设计，可以在搬运工件时先通过大夹爪5和小夹爪6的旋转将圆柱形的工件抓起，在对工件进行抓取时电机带动第一转轴41旋转，第一转轴41旋转通过第三锥齿轮43和第二锥齿轮44使得纵向运料装置4上所有的导向抵触轮组件7同步旋转，导向抵触轮组件7的侧面与工件的侧面相互抵触，导向抵触轮组件7旋转挤压将大夹爪5和小夹爪6抓取的工件向侧面定位挡板19一侧运动 ，如此可以完成对抓取的圆柱工件进行定位，可以保证工件相对于抓取工装的位置一定如此保证对工件后续码垛或加工上料准确性，进一步地，驱动第一转轴41旋转的电机固定安装在下横梁18的侧面。

在一些公开中，所述上安装板11上方设有工装连接块2，工装连接块2固定安装在搬运机器人手臂上，工装连接块2下方设有第一锥齿轮21，第一锥齿轮21的主轴上端活动安装在工装连接块2上，第一锥齿轮21的主轴下端与上安装板11固定连接，工装连接块2侧面设有第一齿轮安装轴22，第一齿轮安装轴22的主轴上设有与第一锥齿轮21相互啮合的主动锥齿轮，通过电机驱动第一齿轮安装轴22旋转，第一齿轮安装轴22旋转通过锥齿轮传动带动第一锥齿轮21主轴的旋转，如此调节上安装板11的角度，进一步地，所述第一齿轮安装轴22外侧固定安装有驱动连杆23，驱动连杆23一端安装在第一齿轮安装轴22端面一端活动与气缸连接，气缸活动安装在工装连接块2的侧面，如此可以通过气缸的伸缩带动第一齿轮安装轴22旋转，如此可以活动更大旋转力矩保证上安装板11的稳定性。

在一些公开中，所述导向抵触轮组件7包括两个导向抵触轮71水平设置而成，导向抵触轮71侧面均匀分布有大夹爪5个抵触小轮安装轴72，抵触小轮安装轴72上活动安装有抵触小轮73，抵触小轮73呈橄榄球形，两个导向抵触轮71相互错位，保证两个导向抵触轮71上的抵触小轮73相互错位，通过如此设计，多个导向抵触轮71水平设置可以保证导向抵触轮组件7旋转工件的摩擦力，同时两个导向抵触轮71相互错位和抵触小轮73呈橄榄球形，可以保证导向抵触轮组件7侧面与工件抵触时，总有一个抵触小轮73是侧面与工件抵触，如此保证了导向抵触轮组件7对工件向前抵触力的稳定。

在一些公开中，所述导向抵触轮71中间设有第一安装通孔74，第一安装通孔74内设有圆周分布的抵触轮安装凸台75，抵触轮安装凸台75支撑抵触小轮安装轴72支撑架相互连通，多个抵触小轮安装轴72的安装座相互独立，多个抵触小轮安装轴72安装座之间通过弹性橡胶填充，如此可以保证抵触轮安装凸台75或抵触小轮73受到抵触时，抵触小轮安装轴72可以向内或者向外运动，第一安装通孔74内安装有抵触轮安装轴心76，抵触轮安装轴心76中间设有安装中心轴的异形安装孔77，第一安装通孔74的侧面开设有第一安装卡槽78，抵触轮安装凸台75活动安装在第一安装卡槽78内，第一安装卡槽78底面抵触斜面80呈V形或者倒V形，第一安装卡槽78两侧设有弹性抵触凸台79，进一步地，所述弹性抵触凸台79的材质为弹性橡胶，通过如此设计，通过带动抵触轮安装轴心76的旋转带动导向抵触轮组件7进行旋转，当导向抵触轮组件7旋转受阻时，抵触轮安装凸台75克服弹性抵触凸台79的弹力在第一安装卡槽78内滑动，抵触轮安装凸台75与抵触斜面80的抵触位置发生了改变，当工件为带有弹性的材料时抵触斜面80呈V形，通过抵触轮安装凸台75抵触位置的改变使得抵触小轮安装轴72向外侧运动如此可以增强抵触小轮73对工件的抵触力方便工件运动，如果工件为钢性材料时抵触斜面80呈倒V形，通过抵触轮安装凸台75抵触位置的改变，使得抵触小轮安装轴72向内侧运动，如此可以减少抵触小轮73对工件的阻挡方便工件运动。

在一些公开中，所述抵触小轮73包括第二安装轴733，第二安装轴733上包裹有弹性橡胶，通过如此设计，橡胶的弹性一方面可以增大抵触小轮73对工件的抵触摩擦力，同时也可以通过变形让位避免工件卡死。

在一些公开中，所述第二安装轴733上设有多个水平分布的弹簧拨片731，弹簧拨片731上包裹有橡胶套732，弹簧拨片731采用弹簧钢制作，通过如此设计，弹簧拨片731的弹性一方面可以获得比橡胶更大变形量和强度保证抵触小轮73对工件的抵触摩擦力，同时也可以通过变形让位避免工件卡死。进一步地，所述第二安装轴733上设有弹簧拨片安装环734，弹簧拨片731固定安装在弹簧拨片安装环734上，通过如此设计，可以保证每片弹簧拨片731的安装固定脚到橡胶套732之间的距离相同，不会因为弹簧拨片731的安装固定脚到橡胶套732之间的距离过大导致强度降低。

工作原理：

通过在抓取工装上设有存料槽，使得可以一次完成多个工件后在通过运机器人臂的运动使抓取工装运动到指定的位置，再打开大夹爪5和小夹爪6的配合竖向运料装置3上导向抵触轮组件7的反转将多个工件依次进行码放整齐；如此工作可以避免每次机械臂带动抓取工装只可以对一个工件的搬运，而机械臂的运动占据了系统运行的大部分时间，通过减少机械臂的运动来提高搬运机械人的工作效率。

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 (10)

1.一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，搬运机器人设有抓取工装，抓取工装包括下方支撑架（1）和上方固定架（12），其特征在于，所述下方支撑架（1）的上方设有上安装板（11），上方固定架（12）固定安装在上安装板（11）下方，上方固定架（12）与下方支撑架（1）构成一端密封的L形空腔，所述上方固定架（12）一端固定安装有大夹爪安装块（14），靠近大夹爪安装块（14）的一端固定安装有小夹爪安装块（13）；

所述小夹爪安装块（13）和大夹爪安装块（14）上均开设有夹爪安装槽（16），夹爪安装槽（16）内安装有夹爪安装轴（17），所述大夹爪安装块（14）上活动安装有大夹爪（5），小夹爪安装块（13）上固定安装有小夹爪（6），小夹爪（6）和大夹爪（5）固定安装在夹爪安装轴（17）上，所述大夹爪（5）中间开设有夹爪让位槽（51），夹爪让位槽（51）两侧开设有夹爪防脱滑槽（52），所述小夹爪（6）的厚度小于夹爪让位槽（51）的宽度，大夹爪（5）和小夹爪（6）相向旋转小夹爪（6）位于夹爪让位槽（51）内，小夹爪（6）两侧设有夹爪防脱凸台（61），当大夹爪（5）和小夹爪（6）相向旋转运动时，夹爪防脱凸台（61）位于在夹爪防脱滑槽（52）内，小夹爪（6）时夹爪防脱凸台（61）的中心线始终与夹爪防脱滑槽（52）的轴线相互重合；

所述下方支撑架（1）上安装有竖向运料装置（3），所述竖向运料装置（3）包括多个导向抵触轮组件（7），所述竖向运料装置（3）上的导向抵触轮组件（7）呈L形分布，所述竖向运料装置（3）上导向抵触轮组件（7）的安装轴上设有第一同步带轮（31），多个第一同步带轮（31）之间安装有第一同步带（32）。

2.根据权利要求1所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，多个所述竖向运料装置（3）上的主动轴为同一个转轴。

3.根据权利要求2所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，所述下方支撑架（1）之间设有下横梁（18），下横梁（18）上安装有纵向运料装置（4），所述纵向运料装置（4）包括多个导向抵触轮组件（7），所述纵向运料装置（4）上的导向抵触轮组件（7）呈L形分布，所述纵向运料装置（4）上设有两个相互垂直的第一转轴（41），导向抵触轮组件（7）安装在第一转轴（41）上，第一转轴（41）上设有第二同步带轮（42）通过电机配合同步带驱动第一转轴（41）旋转，两个第一转轴（41）端面分别安装有第三锥齿轮（43）和第二锥齿轮（44），第三锥齿轮（43）和第二锥齿轮（44）相互啮合，下方支撑架（1）的侧面设有侧面定位挡板（19）。

4.根据权利要求3所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，所述上安装板（11）上方设有工装连接块（2），工装连接块（2）固定安装在搬运机器人手臂上，工装连接块（2）下方设有第一锥齿轮（21），第一锥齿轮（21）的主轴上端活动安装在工装连接块（2）上，第一锥齿轮（21）的主轴下端与上安装板（11）固定连接，工装连接块（2）侧面设有第一齿轮安装轴（22），第一齿轮安装轴（22）的主轴上设有与第一锥齿轮（21）相互啮合的主动锥齿轮，通过电机驱动第一齿轮安装轴（22）旋转。

5.根据权利要求4所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，所述导向抵触轮组件（7）包括两个导向抵触轮（71）水平设置而成，导向抵触轮（71）侧面均匀分布有大夹爪（5）个抵触小轮安装轴（72），抵触小轮安装轴（72）上活动安装有抵触小轮（73），抵触小轮（73）呈橄榄球形，两个导向抵触轮（71）相互错位。

6.根据权利要求5所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，所述导向抵触轮（71）中间设有第一安装通孔（74），第一安装通孔（74）内设有圆周分布的抵触轮安装凸台（75），抵触轮安装凸台（75）支撑抵触小轮安装轴（72）支撑架相互连通，多个抵触小轮安装轴（72）的安装座相互独立，多个抵触小轮安装轴（72）安装座之间通过弹性橡胶填充，保证抵触轮安装凸台（75）或抵触小轮（73）受到抵触时，抵触小轮安装轴（72）向内或者向外运动，第一安装通孔（74）内安装有抵触轮安装轴心（76），抵触轮安装轴心（76）中间设有安装中心轴的异形安装孔（77），第一安装通孔（74）的侧面开设有第一安装卡槽（78），抵触轮安装凸台（75）活动安装在第一安装卡槽（78）内，第一安装卡槽（78）底面抵触斜面（80）呈V形。

7.根据权利要求5所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，所述导向抵触轮（71）中间设有第一安装通孔（74），第一安装通孔（74）内设有圆周分布的抵触轮安装凸台（75），抵触轮安装凸台（75）支撑抵触小轮安装轴（72）支撑架相互连通，多个抵触小轮安装轴（72）的安装座相互独立，多个抵触小轮安装轴（72）安装座之间通过弹性橡胶填充，保证抵触轮安装凸台（75）或抵触小轮（73）受到抵触时，抵触小轮安装轴（72）向内或者向外运动，第一安装通孔（74）内安装有抵触轮安装轴心（76），抵触轮安装轴心（76）中间设有安装中心轴的异形安装孔（77），第一安装通孔（74）的侧面开设有第一安装卡槽（78），抵触轮安装凸台（75）活动安装在第一安装卡槽（78）内，第一安装卡槽（78）底面抵触斜面（80）呈倒V形。

8.根据权利要求6或7所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，所述抵触小轮（73）包括第二安装轴（733），第二安装轴（733）上包裹有弹性橡胶。

9.根据权利要求8所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，所述第二安装轴（733）上设有多个水平分布的弹簧拨片（731），弹簧拨片（731）上包裹有橡胶套（732），弹簧拨片（731）采用弹簧钢制作。

10.根据权利要求9所述的一种仓储物流用机械抓手机器搬运机器人，其特征在于，所述第二安装轴（733）上设有弹簧拨片安装环（734），弹簧拨片（731）固定安装在弹簧拨片安装环（734）上。

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