CN116572279B - 一种物料拣选机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，具体的说是一种物料拣选机器人，包括行走机构，所述行走机构顶部设置有存放机构，存放机构为多层水平设置的存放板，所述存放机构两侧设置有同一个提升横移机构，所述提升横移机构底部设置有机械手机构；本发明通过提升横移机构带动机械手机构移动，通过机械手机构抓取物料，机械手机构抓取时，其整体能够向下伸长并夹紧，操作简便、快捷，随后提升横移机构带动抓取物料后的机械手机构移靠近存放机构并上升到对应的存放板处，随后带动机械手机构横移到存放板正上方并将打开机械手机构，并且由于存放机构为多层，从而一次可携带较多的物料，提高了拣选能力。

Description

一种物料拣选机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种物料拣选机器人。

背景技术

随着现代化物流行业的飞速发展，自动化技术、计算机技术等高新技术逐步融入到工业设计的过程中，工业机器人作为最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，工业机器人是先进制造业的关键技术和信息化社会的新兴产业，对工业以及未来生产和社会发展起着非常重要的作用。在机器人抓取和操作中，通常是一种物料配置一种机器人抓手，实现一种物料的抓取和放置。

机器人的机械手进行工作时，通过机械手夹持物料时，机械臂首先使机械手位于物料顶部，随后再使机械手下降，最后通过机械手夹持物料，最后机械手将物料放入载料机构中，在这个过程中需要保证机械手夹持物料的稳定性。

中国专利CN114643205A公开了一种快速多品种机器人物料拣选装置及方法。包括：控制柜、拣选机器人、移载机构、存放箱、输送线以及设置在输送线的拣选箱；所述拣选机器人设于输送线一侧，且安装在移载机构内，用于将存放箱内的物料拣选至拣选箱中；所述移载机构设有存放箱，移载机构与控制柜连接，用于接收物料信息并运送存放箱至拣选机器人抓取范围内；所述控制柜通过电缆线分别与拣选机器人和移载机构连接，用于控制拣选机器人拣选物料，且发送物料信息至移载机构，该发明更换存放箱和拣选作业在作业区域上物理隔离，可以互不干扰的并行执行，从而保证了多品种小批量订单中物料分拣作业的高速连续进行，提高了物料分拣作业的速度和效率。

但是该专利装置为了拣选多品种物料而舍弃了装置的灵活性，导致装置固定化，在复杂的工作环境下占用空间大导致实用性较差。

因此，有必要发明一种物料拣选机器人，既能够使装置灵活不固定化，又能同时拣选不同品种类型的物料，并且可一次拣选较多的物料量。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种物料拣选机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物料拣选机器人，包括行走机构，所述行走机构顶部设置有存放机构，存放机构为多层水平设置的存放板，所述存放机构两侧设置有同一个提升横移机构，所述提升横移机构底部设置有机械手机构。

优选的，所述提升横移机构包括两个分别安装在存放板两侧的竖向导轨，两个竖向导轨的滑动件前侧均设置有横向液压缸，两个横向液压缸前侧设置有同一个支撑板，支撑板底部水平贯穿插接有限位板，限位板顶部为齿牙，支撑板顶部设置有驱动电机，驱动电机的输出轴端部设置有主齿轮，所述支撑板的顶部设有通槽，主齿轮由支撑板顶部向下嵌入通槽并与限位板顶部的齿牙啮合。

优选的，所述机械手机构包括主体板，主体板顶部设置有竖向液压缸，竖向液压缸安装在限位板底面上，主体板底部设置有滑动槽，滑动槽内部设置有两个滑块，滑块底部设置有夹持爪，两个滑块相背的一面分别设置有与滑动槽两端固定连接的回位弹簧，滑块靠近支撑板底部中心处的一侧设置有钢丝绳，钢丝绳顶端固定连接在限位板底面上，钢丝绳的拐角位置配合设有限位滚轮。

优选的，每层所述存放板底部均设置有齿轮链条结构，齿轮链条结构为两组，两组之间设置有动力杆，动力杆中部套设有与限位板顶部的齿牙相对应的辅齿轮，齿轮链条结构底部设置有吊起悬空的辅助板。

优选的，所述辅助板顶部设置有T型板，T型板顶端滑动连接在相对应的存放板底部，T型板靠近存放板前端，T型板表面嵌入有滚珠。

优选的，两个所述夹持爪相对的一面均设置有橡胶垫，橡胶垫表面开设有凹槽。

优选的，两个所述夹持爪底端均水平插接有指示杆，两个夹持爪相背的一面上均设置有直角板，直角板表面与指示杆高度相同的位置处设置有压力传感器。

优选的，所述指示杆外侧套接有水平弹簧，水平弹簧处于复原状态时，指示杆的一端完全位于夹持爪内部，另一端伸入两个夹持爪之间。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过提升横移机构带动机械手机构移动，通过机械手机构抓取物料，机械手机构抓取时，其整体能够向下伸长并夹紧，操作简便、快捷，随后提升横移机构带动抓取物料后的机械手机构移靠近存放机构并上升到对应的存放板处，随后带动机械手机构横移到存放板正上方并将打开机械手机构，并且由于存放机构为多层，从而一次可携带较多的物料，提高了拣选能力；

2、本发明通过限位板顶部的齿牙会使主齿轮转动，从而带动齿轮链条结构工作，齿轮链条结构将其底部的已经存放物料的辅助板向后侧移动，最终使存放板正上方预留出足够的空间，可存放较大的物料，只需工作一次即可将较小的物料向后带动，同时将较大的物料送至存放板表面，效率更高，同时由于小物料位于后侧辅助板顶部，大物料位于存放板顶部，提高了物料拣选的种类以及方便了物料的有序存放，实用性更好。

3、本发明存放机构和机械手机构为一体设计，同时方便移动行走，提高了装置的灵活性，在复杂的现场工作环境中更适用；本发明机械手机构通过指示杆的设计使操作人员更容易判断物料是否已经夹好，减少了在移动物料的过程中因为物料没夹好导致物料损坏的事故发生可能性。

4、本发明通过T型板的巧妙设计使辅助板更稳固，在存放更多物料的同提升存放物料的稳定性。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明物料拣选机器人的立体示意图；

图2是本发明物料拣选机器人的主视图；

图3是本发明中图2的A部放大图；

图4是本发明中机械手机构的主剖视图。

图中：行走机构1、存放板2、提升横移机构3、竖向导轨31、横向液压缸32、支撑板33、限位板34、齿牙35、驱动电机36、主齿轮37、机械手机构4、主体板41、竖向液压缸42、滑块43、夹持爪44、回位弹簧45、钢丝绳46、齿轮链条结构5、动力杆6、辅齿轮7、辅助板8、T型板9、橡胶垫10、指示杆11、直角板12、压力传感器13、水平弹簧14。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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；

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明提供了如图1-4所示的一种物料拣选机器人，包括行走机构1，行走机构1为万向轮式，所述行走机构1顶部设置有存放机构，存放机构为多层水平设置的存放板2，所述存放机构两侧设置有同一个提升横移机构3，所述提升横移机构3底部设置有机械手机构4。

通过提升横移机构3带动机械手机构4移动，通过机械手机构4抓取物料，机械手机构4抓取时，其整体能够向下伸长并夹紧，操作简便，随后提升横移机构3带动抓取物料后的机械手机构4移靠近存放机构并上升到对应的存放板2处，随后带动机械手机构4横移到存放板2正上方并将打开机械手机构4，并且由于存放机构为多层，从而一次可携带较多的物料，提高了拣选能力。

参照说明书附图1-3，所述提升横移机构3包括两个分别安装在存放板2两侧的竖向导轨31，其为电控滑轨或其他具有动力的直线滑轨，两个竖向导轨31的滑动件前侧均设置有横向液压缸32，两个横向液压缸32前侧设置有同一个支撑板33，支撑板33底部水平贯穿插接有限位板34，限位板34顶部为齿牙35，支撑板33顶部设置有驱动电机36，驱动电机36的输出轴端部设置有主齿轮37，所述支撑板33的顶部设有通槽，主齿轮37由支撑板33顶部向下嵌入通槽并与限位板34顶部的齿牙35啮合。

提升横移机构3在工作时，通过竖向导轨31可带动横向液压缸32前端的支撑板33竖向移动，从而使底部的机械手机构4竖向移动，横向液压缸32可推动支撑板33，从而带动底部的机械手机构4远离存放板2，使机械手机构4抓取远处的物料，抓取完成后，横向液压缸32重新带动机械手机构4靠近存放板2，最后通过驱动电机36带动主齿轮37转动，主齿轮37拨动限位板34水平移动，从而可带动机械手机构4和其底部的物料到达存放板2正上方，并将物料释放，完成物料的存放。

参照说明书附图1-4，所述机械手机构4包括主体板41，主体板41顶部设置有竖向液压缸42，竖向液压缸42安装在限位板34底面上，竖向液压缸42的顶部嵌入到限位板34内部，以降低竖向液压缸42底端与限位板34间的间距，主体板41底部设置有滑动槽，滑动槽内部设置有两个滑块43，滑块43底部设置有夹持爪44，两个所述夹持爪44相对的一面均设置有橡胶垫10，橡胶垫10表面开设有凹槽。夹持爪44表面的橡胶垫10，可在夹持时变形，从而降低对物料的损害，并能够提高摩擦力，同时凹槽的开设，可在橡胶垫10变形时，使凹槽内部的空气排空，起到负压吸紧的效果，提高了夹持的稳定性；两个滑块43相背的一面分别设置有与滑动槽两端固定连接的回位弹簧45，滑块43靠近支撑板33底部中心处的一侧设置有钢丝绳46，钢丝绳46顶端固定连接在限位板34底面上，所述钢丝绳46的拐角位置配合设有限位滚轮。

机械手机构4在抓取物料时，通过竖向液压缸42推动主体板41移动，主体板41下移的过程中，滑块43被钢丝绳46所拉动，从而使两个滑块43相互靠近，最终滑块43带动夹持爪44将物料夹持，只需通过竖向液压缸42的下移，即可进行物料的夹持，操作更简便。

参照说明书附图2-3，每层所述存放板2底部均设置有齿轮链条结构5，齿轮链条结构5为两组，两组之间设置有动力杆6，动力杆6中部套设有与限位板34顶部的齿牙35相对应的辅齿轮7，齿轮链条结构5底部设置有吊起悬空的辅助板8。

在进行拣选时，首先通过机械手机构4拣选较小的物料，此时竖向导轨31带动机械手机构4移动到齿牙35低于辅齿轮7的高度，此时驱动电机36通过主齿轮37将限位板34拨动到存放板2顶部时，齿牙35不会触碰到辅齿轮7，进而齿轮链条结构5不会工作，辅助板8位于原位，随后释放夹持爪44，将较小的物料放置于辅助板8上，随后通过机械手机构4拣选较大的物料，通过竖向导轨31带动机械手机构4移动到齿牙35与辅齿轮7平齐的高度，此时再次通过驱动电机36驱动主齿轮37将限位板34拨动时，限位板34顶部的齿牙35会使辅齿轮7转动，从而带动齿轮链条结构5工作，齿轮链条结构5将其顶部的已经存放物料的辅助板8向后侧移动，最终使存放板2正上方预留出足够的空间，可存放较大的物料，只需工作一次即可将较小的物料向后带动，同时将较大的物料送至存放板2表面，效率更高，同时由于小物料位于后侧辅助板8顶部，大物料位于存放板2顶部，提高了物料拣选量以及保证物料的有序存放，实用性更好。

参照说明书附图1-2，所述辅助板8顶部设置有T型板9，T型板9顶端滑动连接在相对应的存放板2底部，T型板9靠近存放板2前端，T型板9表面嵌入有滚珠。

T型板9由于靠近存放板2前端，且T型板9能够在存放板2底部前后滑动，因此在通过齿轮链条结构5将辅助板8向后移动时，T型板9能够对辅助板8起到上拉的作用，防止辅助板8向前或者向后倾斜，T型板9表面的滚珠可降低T型板9移动时的摩擦力。

参照说明书附图2和图4，两个所述夹持爪44底端均水平插接有指示杆11，两个夹持爪44相背的一面上均设置有直角板12，直角板12靠近指示杆11的表面上设置有压力传感器13，压力传感器13的高度与指示杆11的高度相同，压力传感器13选用MPX10型，所述指示杆11外侧套接有水平弹簧14，水平弹簧14处于复原状态时，指示杆11的一端完全位于夹持爪44内部，另一端伸入两个夹持爪44之间。

在进行夹持时，当指示杆11被物料的反作用力所推动而移动时，当指示杆11完全挤压在直角板12处的压力传感器13上时，当压力传感器13的检测压力不再变化时，表明指示杆11完全受到物料的作用而被推动至与夹持爪44内侧的竖直面平齐的位置，表明夹持爪44与物料完全贴合。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种物料拣选机器人，包括行走机构（1），所述行走机构（1）顶部设置有存放机构，所述存放机构为多层水平设置的存放板（2），其特征在于：所述存放机构两侧设置有同一个提升横移机构（3），所述提升横移机构（3）底部设置有机械手机构（4）；

所述提升横移机构（3）包括两个分别安装在存放板（2）两侧的竖向导轨（31），两个所述竖向导轨（31）的滑动件前侧均设置有横向液压缸（32），两个所述横向液压缸（32）前侧设置有同一个支撑板（33），所述支撑板（33）底部水平贯穿设有限位板（34），所述限位板（34）顶部设有齿牙（35），所述支撑板（33）顶部设置有驱动电机（36），所述驱动电机（36）的输出轴端部设置有主齿轮（37），所述支撑板（33）的顶部设有通槽，所述主齿轮（37）向下嵌入通槽并与限位板（34）顶部的齿牙（35）啮合；

每层所述存放板（2）底部均设置有齿轮链条结构（5），齿轮链条结构（5）为两组，两组之间设置有动力杆（6），动力杆（6）中部套设有与限位板（34）顶部的齿牙（35）相对应的辅齿轮（7），齿轮链条结构（5）底部设置有吊起悬空的辅助板（8）。

2.根据权利要求1所述的物料拣选机器人，其特征在于：所述机械手机构（4）包括主体板（41），主体板（41）顶部设置有竖向液压缸（42），所述竖向液压缸（42）安装在限位板（34）底面上，所述主体板（41）底部设置有滑动槽，所述滑动槽内部设置有两个滑块（43），所述滑块（43）底部设置有夹持爪（44），两个滑块（43）相背的一面分别设置有与滑动槽两端固定连接的回位弹簧（45），滑块（43）靠近支撑板（33）底部中心处的一侧设置有钢丝绳（46），所述钢丝绳（46）顶端固定连接在限位板（34）底面上，所述钢丝绳（46）的拐角位置配合设有限位滚轮。

3.根据权利要求1所述的物料拣选机器人，其特征在于：所述辅助板（8）顶部设置有T型板（9），T型板（9）顶端滑动连接在相对应的存放板（2）底部，T 型板（9）能够在存放板（2）底部前后滑动，T型板（9）表面嵌入有滚珠。

4.根据权利要求2所述的物料拣选机器人，其特征在于：两个所述夹持爪（44）相对的一面均设置有橡胶垫（10），橡胶垫（10）表面开设有凹槽。

5.根据权利要求2所述的物料拣选机器人，其特征在于：两个所述夹持爪（44）底端均水平插接有指示杆（11），两个所述夹持爪（44）相背的一面上均设置有直角板（12），所述直角板（12）靠近指示杆（11）的表面上设置有压力传感器（13），所述压力传感器（13）的高度与指示杆（11）的高度相同。

6.根据权利要求5所述的物料拣选机器人，其特征在于：所述指示杆（11）外侧套接有水平弹簧（14），当所述水平弹簧（14）处于复原状态时，指示杆（11）的一端完全位于夹持爪（44）内部，另一端伸入两个夹持爪（44）之间。