CN116513797B - 一种多轴码垛机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多轴码垛机械臂，包括多轴机械臂本体，多轴机械臂本体的移动端连接有翻转承托机构；翻转承托机构包括第一致动件，以及连接第一致动件的翻转臂和承托臂，翻转臂上设有承托组件；翻转承托机构设有第一状态和第二状态；致动件能带动翻转承托机构从第一状态转变至第二状态。本发明夹取物件时能托住物件的底端，无需对物件的侧壁施加较大的夹紧力，有利于避免物件被夹坏。

Description

一种多轴码垛机械臂

技术领域

本发明涉及码垛设备技术领域，具体为一种多轴码垛机械臂。

背景技术

传统的码垛机械臂大多包括机械臂本体，以及连接于机械臂本体的移动端的夹爪，运行时，夹爪先夹取待码垛物件，接着机械臂本体将夹爪和该物件一并转移至预定的码垛位置的上方，然后夹爪松开该物件，使该物件受重力的作用落至预定的码垛位置，以此来实现该物件的码垛。但鉴于待码垛物件被夹取之前，大多是存放于地板等支承件之上，该物件的底端会紧贴支承件，使得夹爪夹取该物件时，无法托住该物件的底端，夹爪仅能够通过夹紧该物件的侧壁，以借助夹爪和该物件的侧壁之间的摩擦力来提起该物件，如此，为避免待码垛物件从夹爪上脱落，需要使夹爪对该物件的侧壁施加较大的夹紧力，但较大的夹紧力也容易导致该物件被夹坏，特别是对于重量大、外表较光滑并易碎的物件，例如陶瓷件等，较大的夹紧力极容易夹坏该类型的物件。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种多轴码垛机械臂，其夹取物件时能托住物件的底端，无需对物件的侧壁施加较大的夹紧力，有利于避免物件被夹坏。

本发明采用了以下的技术方案。

一种多轴码垛机械臂，包括多轴机械臂本体，所述多轴机械臂本体的移动端连接有翻转承托机构；

所述翻转承托机构包括第一致动件，以及连接第一致动件的翻转臂和承托臂，所述翻转臂上设有承托组件；

所述翻转承托机构设有第一状态和第二状态；

当翻转承托机构处于第一状态时，所述翻转臂和承托臂之间的物件处于重力平衡状态；

在翻转承托机构从第一状态向第二状态转变的过程中，所述第一致动件带动翻转臂和承托臂平移以及转动，使翻转臂和承托臂协力地带动二者之间的物件绕该物件的靠近承托臂一侧的承重边翻转，使该物件从重力平衡状态向重力不平衡状态转变；

当翻转承托机构处于第二状态时，所述翻转臂和承托臂之间的物件处于重力不平衡状态，并保持有恢复至重力平衡状态的趋势，所述承托臂抵住该物件的靠近承托臂的一侧，所述承托组件托住该物件的靠近翻转臂一侧的承重边。

进一步，所述承托组件包括承托件，以及和承托件连接的第二致动件，所述第二致动件能带动承托件从翻转臂上突起或缩入翻转臂之中。

进一步，所述翻转臂上开设有导向腔，所述导向腔朝靠近承托臂的方向延伸，所述承托件和导向腔滑动连接，所述承托件上开设有导向道，所述导向道顺着承托件的运动轨迹倾斜延伸，所述第二致动件的移动端连接有传动件，所述传动件和导向道滑动连接。

进一步，所述翻转承托机构包括安装座，所述安装座上设有导轨，所述导轨滑动连接有移动座，所述第一致动件能带动移动座沿导轨滑动，所述翻转臂平行于承托臂，所述翻转臂和承托臂均与移动座铰接，所述翻转臂和承托臂之间铰接有连杆。

进一步，所述安装座上设有导引板，所述导引板上开设有导引道，所述连杆上设有和导引道滑动连接的导引件。

进一步，于导引道和导引件的作用下，所述翻转臂的臂长L，所述安装座的平移行程S，所述翻转臂和承托臂之间的物件的翻转角度a，符合公式：S/L＝sina。

进一步，所述翻转承托机构还包括第三状态；

当翻转承托机构处于第三状态时，所述翻转臂和承托臂之间的物件抵住翻转臂，并处于重力不平衡状态，并保持有恢复至重力平衡状态的趋势，所述承托臂松开该物件的靠近承托臂的一侧，所述承托组件松开该物件的靠近翻转臂一侧的承重边。

进一步，所述承托臂包括铰接的上臂体和下臂体，所述上臂体和下臂体之间设有定位组件，所述定位组件能限制上臂体和下臂体之间的转动，或者解除上臂体和下臂体之间的转动的限制；

当翻转承托机构处于第一状态或第二状态时，定位组件限制上臂体和下臂体之间的转动；

当翻转承托机构处于第二状态时，所述下臂体托住翻转臂和承托臂之间的物件，所述上臂体未和该物件接触；

当翻转承托机构处于第三状态时，定位组件解除上臂体和下臂体之间的转动的限制。

进一步，所述定位组件包括设于上臂体的第三致动件，所述第三致动件的移动端形成有止动部，所述下臂体设有定位座，所述定位座上开设有能够和止动部嵌合的定位孔；

当翻转承托机构处于第一状态或第二状态时，第三致动件带动止动部嵌入定位孔；

当翻转承托机构处于第三状态时，第三致动件带动止动部和定位孔分开。

本发明的有益效果为：

本发明运行时，多轴机械臂本体先带动翻转承托机构移动，使待码垛物件位于翻转臂和承托臂之间，此时，翻转承托机构处于第一状态，该物件的底端紧贴支承件，该物件处于重力平衡状态；接着，翻转承托机构从第一状态向第二状态转变，致动件带动翻转臂和承托臂平移以及转动，使翻转臂和承托臂协力地带动该物件绕自身的靠近承托臂一侧的承重边翻转，该物件靠近翻转臂一侧的承重边即和支承件分开，该物件处于重力不平衡状态；紧接着，翻转承托机构保持着第二状态，随后，多轴机械臂提升并转移翻转承托机构，而在多轴机械臂转移翻转承托机构的过程中，承托臂会托住该物件的靠近承托臂的一侧，承托组件会托住该物件的靠近翻转臂一侧的承重边，使该物件始终位于承托臂之上，不会从承托臂上滑落。鉴于此，本发明夹取物件时能托住物件的底端，无需对物件的侧壁施加较大的夹紧力，有利于避免物件被夹坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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为本实施例的结构示意图(省略了多轴机械臂)；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1的B部放大图；

图4为本实施例的翻转承托机构从第一状态转变至第二状态的原理示意图；

图5为本实施例的翻转承托机构于第三状态下释放待码垛物件的原理示意图。

附图标记说明：

第一致动件1，

翻转臂2，导向腔21，

承托臂3，上臂体31，下臂体32，

承托组件4，承托件41，导向道411，第二致动件42，传动件43，

安装座5，导轨51，

移动座6，

连杆7，导引件71，

导引板8，导引道81，

定位组件9，第三致动件91，止动部911，定位座92，定位孔921。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如附图所示的一种多轴码垛机械臂，包括多轴机械臂本体，多轴机械臂本体的移动端连接有翻转承托机构；翻转承托机构包括第一致动件1，以及连接第一致动件1的翻转臂2和承托臂3，翻转臂2上设有承托组件4；翻转承托机构设有第一状态和第二状态；当翻转承托机构处于第一状态时，翻转臂2和承托臂3之间的物件处于重力平衡状态；在翻转承托机构从第一状态向第二状态转变的过程中，第一致动件1带动翻转臂2和承托臂3平移以及转动，使翻转臂2和承托臂3协力地带动二者之间的物件绕该物件的靠近承托臂3一侧的承重边翻转，使该物件从重力平衡状态向重力不平衡状态转变；当翻转承托机构处于第二状态时，翻转臂2和承托臂3之间的物件处于重力不平衡状态，并保持有恢复至重力平衡状态的趋势，承托臂3抵住该物件的靠近承托臂3的一侧，承托组件4托住该物件的靠近翻转臂2一侧的承重边。

本实施例运行时，多轴机械臂本体先带动翻转承托机构移动，使待码垛物件位于翻转臂2和承托臂3之间，此时，翻转承托机构处于第一状态，该物件的底端紧贴支承件，该物件处于重力平衡状态；接着，翻转承托机构从第一状态向第二状态转变，致动件带动翻转臂2和承托臂3平移以及转动，使翻转臂2和承托臂3协力地带动该物件绕自身的靠近承托臂3一侧的承重边翻转，该物件靠近翻转臂2一侧的承重边即和支承件分开，使该物件处于重力不平衡状态；然后，翻转承托机构保持着第二状态，随后，多轴机械臂提升并转移翻转承托机构，能理解的是，在多轴机械臂转移翻转承托机构的过程中，承托臂3会托住该物件的靠近承托臂3的一侧，承托组件4会托住该物件的靠近翻转臂2一侧的承重边，使该物件始终位于承托臂3之上，不会从承托臂3上滑落。

能理解的是，鉴于多轴机械臂本体已广泛地应用本技术领域，其结构已为本领域技术人员所熟知，故此，本说明书未对多轴机械臂本体作进一步的介绍。

作为一个示例，第一致动件1为电推杆。

优选的，承托组件4包括承托件41，以及和承托件41连接的第二致动件42，第二致动件42能带动承托件41从翻转臂2上突起或缩入翻转臂2之中。能理解的是，当翻转承托机构处于第一状态时，第二致动件42带动承托件41缩入翻转臂2之中；当翻转承托机构处于第二状态时，第二致动件42带动承托件41从翻转臂2上突起，从而托住翻转臂2和承托臂3之间的物件的靠近翻转臂一侧的承重边。

优选的，翻转臂2上开设有导向腔21，导向腔21朝靠近承托臂3的方向延伸，承托件41和导向腔21滑动连接，承托件41上开设有导向道411，导向道411顺着承托件41的运动轨迹倾斜延伸，第二致动件42的移动端连接有传动件43，传动件43和导向道411滑动连接。作为一个示例，第二致动件42为电磁铁，当第二致动件42处于伸长状态时，第二致动件42的移动端带动传动件43相对地滑动至导向道411的一端，从而使承托件41沿导向腔21从翻转臂2上突起；当第二致动件42处于收缩状态时，第二致动件42的移动端带动传动件43相对地滑动至导向道411的另一端，从而使承托件41缩入翻转臂2之中。

优选的，翻转承托机构包括安装座5，安装座5上设有导轨51，导轨51滑动连接有移动座6，第一致动件1能带动移动座6沿导轨51滑动，翻转臂2平行于承托臂3，翻转臂2和承托臂3均与移动座6铰接，翻转臂2和承托臂3之间铰接有连杆7。

优选的，安装座5上设有导引板8，导引板8上开设有导引道81，连杆7上设有和导引道81滑动连接的导引件71。

优选的，于导引道81和导引件71的作用下，翻转臂2的臂长L，安装座5的平移行程S，翻转臂2和承托臂3之间的物件的翻转角度a，符合公式：S/L＝sina。如此，使翻转臂2和承托臂3在进行平移以及转动的过程中，不会带动待码垛物件平移，避免了待码垛物件和支承件之间发生摩擦，而导致待码垛物件受损。

需说明的时，在传统的技术中，夹爪大多通过夹臂的合拢和展开来进行物件的夹取和释放，鉴于夹爪的夹臂是有厚度的，且还需要为夹臂的合拢和展开预留一定的空间，如此，会使得相邻的已码垛物件之间有较大的缝隙，导致码垛不够紧实。

为克服上述的不足，本实施例的翻转承托机构还包括第三状态；当翻转承托机构处于第三状态时，翻转臂2和承托臂3之间的物件抵住翻转臂2，并处于重力不平衡状态，并保持有恢复至重力平衡状态的趋势，承托臂3松开该物件的靠近承托臂3的一侧，承托组件4松开该物件的靠近翻转臂2一侧的承重边。

优选的，承托臂3包括铰接的上臂体31和下臂体32，上臂体31和下臂体32之间设有定位组件9，定位组件9能限制上臂体31和下臂体32之间的转动，或者解除上臂体31和下臂体32之间的转动的限制；当翻转承托机构处于第一状态或第二状态时，定位组件9限制上臂体31和下臂体32之间的转动；当翻转承托机构处于第二状态时，下臂体32托住翻转臂2和承托臂3之间的物件，上臂体31未和该物件接触；当翻转承托机构处于第三状态时，定位组件9解除上臂体31和下臂体32之间的转动的限制。

具体的，在本实施例中，待多轴机械臂本体将承载有待码垛物件的、处于第二状态的翻转承托机构转移至待码垛位置的上方后，多轴机械臂本体先带动翻转承托机构下降，使待码垛物件的靠近承托臂3一侧的承重边抵住支承件，接着，第二致动件42带动承托件41收入翻转臂2之中，并使定位组件9解除上臂体31和下臂体32之间的转动的限制，下臂体32在重力的作用下和待码垛物件分开，然后，多轴机械臂本体带动翻转承托机构上升，使翻转臂2逐渐与待码垛物件分开，而在此过程中，待码垛物件会在重力的作用下绕自身的靠近承托臂3一侧的承重边翻转，从而逐渐缩小其与另一侧的已码垛物件之间的缝隙，直至该待码垛物件恢复至重力平衡状态。与传统的技术相比，本实施例能有效缩小相邻的已码垛物件之间的缝隙，使码垛较紧实。

优选的，定位组件9包括设于上臂体31的第三致动件91，第三致动件91的移动端形成有止动部911，下臂体32设有定位座92，定位座92上开设有能够和止动部911嵌合的定位孔921；当翻转承托机构处于第一状态或第二状态时，第三致动件91带动止动部911嵌入定位孔921；当翻转承托机构处于第三状态时，第三致动件91带动止动部911和定位孔921分开。作为一个示例，第三致动件91为电磁铁。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多轴码垛机械臂，包括多轴机械臂本体，其特征在于，所述多轴机械臂本体的移动端连接有翻转承托机构；

所述翻转承托机构包括第一致动件，以及连接第一致动件的翻转臂和承托臂，所述翻转臂上设有承托组件；

所述翻转承托机构设有第一状态和第二状态；

当翻转承托机构处于第一状态时，所述翻转臂和承托臂之间的物件处于重力平衡状态；

在翻转承托机构从第一状态向第二状态转变的过程中，所述第一致动件带动翻转臂和承托臂平移以及转动，使翻转臂和承托臂协力地带动二者之间的物件绕该物件的靠近承托臂一侧的承重边翻转，使该物件从重力平衡状态向重力不平衡状态转变；

当翻转承托机构处于第二状态时，所述翻转臂和承托臂之间的物件处于重力不平衡状态，并保持有恢复至重力平衡状态的趋势，所述承托臂抵住该物件的靠近承托臂的一侧，所述承托组件托住该物件的靠近翻转臂一侧的承重边；

所述承托组件包括承托件，以及和承托件连接的第二致动件，所述第二致动件能带动承托件从翻转臂上突起或缩入翻转臂之中；

所述翻转臂上开设有导向腔，所述导向腔朝靠近承托臂的方向延伸，所述承托件和导向腔滑动连接，所述承托件上开设有导向道，所述导向道顺着承托件的运动轨迹倾斜延伸，所述第二致动件的移动端连接有传动件，所述传动件和导向道滑动连接；

所述翻转承托机构还包括第三状态；

当翻转承托机构处于第三状态时，所述翻转臂和承托臂之间的物件抵住翻转臂，并处于重力不平衡状态，并保持有恢复至重力平衡状态的趋势，所述承托臂松开该物件的靠近承托臂的一侧，所述承托组件松开该物件的靠近翻转臂一侧的承重边；

所述承托臂包括铰接的上臂体和下臂体，所述上臂体和下臂体之间设有定位组件，所述定位组件能限制上臂体和下臂体之间的转动，或者解除上臂体和下臂体之间的转动的限制；

当翻转承托机构处于第一状态或第二状态时，定位组件限制上臂体和下臂体之间的转动；

当翻转承托机构处于第二状态时，所述下臂体托住翻转臂和承托臂之间的物件，所述上臂体未和该物件接触；

当翻转承托机构处于第三状态时，定位组件解除上臂体和下臂体之间的转动的限制。

2.根据权利要求1所述的一种多轴码垛机械臂，其特征在于，所述翻转承托机构包括安装座，所述安装座上设有导轨，所述导轨滑动连接有移动座，所述第一致动件能带动移动座沿导轨滑动，所述翻转臂平行于承托臂，所述翻转臂和承托臂均与移动座铰接，所述翻转臂和承托臂之间铰接有连杆。

3.根据权利要求2所述的一种多轴码垛机械臂，其特征在于，所述安装座上设有导引板，所述导引板上开设有导引道，所述连杆上设有和导引道滑动连接的导引件。

4.根据权利要求3所述的一种多轴码垛机械臂，其特征在于，在导引道和导引件的作用下，所述翻转臂的臂长L，所述安装座的平移行程S，所述翻转臂和承托臂之间的物件的翻转角度a，符合公式：S/L＝sina。

5.根据权利要求1所述的一种多轴码垛机械臂，其特征在于，所述定位组件包括设于上臂体的第三致动件，所述第三致动件的移动端形成有止动部，所述下臂体设有定位座，所述定位座上开设有能够和止动部嵌合的定位孔；

当翻转承托机构处于第一状态或第二状态时，第三致动件带动止动部嵌入定位孔；

当翻转承托机构处于第三状态时，第三致动件带动止动部和定位孔分开。