CN117262726B - 一种码垛机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械手技术领域，特别涉及一种码垛机器人，其包括夹取部，所述夹取部包括两个能够相对移动的滑动架，各滑动架上通过铰接结构连接有夹爪，在码放状态，两夹爪绕铰接结构转动，使得两物品的底部相互靠近并紧贴。本发明的码垛机器人，对包装箱体进行码垛过程中，对箱体的姿态进行调整，达到倾斜且底部互抵的码放状态，这样成对的箱体落下后，互相紧贴，并且反向的振动力互相抵消，码放完毕后垛体更稳定可靠，降低运输过程中发生倾倒的危险。
Description
技术领域
本发明属于机械手技术领域，特别涉及一种码垛机器人。
背景技术
在产品的生产流程中，生产完成的产品和配件根据预设位置放置在包装箱中，然后包装箱经过封装，利用码垛机器人对其进行码垛，使箱体按照一定规则堆放，以便于搬运上车，码垛机器人一般仅参与包装箱的码垛环节。
现有的码垛机器人在对箱体进行码垛时，夹持部位与箱体接触面积较大，在码放时会产生较大的缝隙，而且夹持部位拔出比较困难。在夹取重量较大的包装箱时，随着码放高度的升高，包装箱放下时垛体会产生较大的振动，会导致整个垛体不稳，从而在运输过程中可能发生倾倒。
发明内容
基于此，本申请提供了一种码垛机器人，以解决现有技术中码垛过程中垛体不稳的问题。
上述目的通过下述技术方案实现：一种码垛机器人，包括夹取部，所述夹取部包括两个能够相对移动的滑动架，各滑动架上通过铰接结构连接有夹爪，在码放状态，两夹爪绕铰接结构转动，使得两物品的底部相互靠近并紧贴。
优选地，所述夹爪与铰接结构之间设有使物品相对于铰接结构移动的平移结构，在抓取状态，物品的重心位置与铰接结构位于一个竖直面上；在码放状态，通过平移结构使两夹爪夹持物品相互远离。
优选地，所述夹爪包括成对的两个夹板，两个夹板之间连接有用于调整夹持距离的伸缩结构。
优选地，在抓取状态，各夹爪夹持在待码放物品的上部，在码放状态，两物品顶部的间距大于两个夹板的厚度。
优选地，所述夹取部包括同步电机，同步电机的输出端连接有同步齿轮，同步电机的前后两侧均设有所述滑动架，滑动架包括齿条，所述同步齿轮与两侧的齿条啮合传动。
优选地，所述滑动架包括固定在所述齿条端部并向下延伸的支撑柱，支撑柱的下端设有铰接孔，所述夹爪包括铰接轴，铰接轴转动安装在铰接孔中形成所述铰接结构。
优选地，两个滑动架关于同步电机的中心轴线中心对称，对应两个夹爪上的铰接结构的连线通过同步电机的中心轴线而且平行于齿条。
优选地，所述夹取部包括驱动箱，驱动箱包括第一限位槽和安装槽，所述齿条上固连有平行的滑条，所述滑条在第一限位槽中导向移动，所述同步电机固定安装在安装槽中。
优选地，码垛机器人包括固定在地面的固定部和转动安装在固定部上的第一转动部，第一转动部通过传动结构连接有第二转动部，第二转动部上安装有所述夹取部。
优选地，第一转动部和第二转动部之间通过多轴机械臂连接。
本发明的有益效果：本发明的码垛机器人，对包装箱体进行码垛过程中，对箱体的姿态进行调整，达到倾斜且底部互抵的码放状态，这样成对箱体落下后，互相紧贴，并且反向的振动力互相抵消，码放完毕后垛体更稳定可靠，降低运输过程中发生倾倒的危险。
进一步地，通过平移结构推动箱体向外移动，使得箱体靠自重自动变换姿态，装置灵活性高。
进一步地，通过夹爪夹取箱体的上部位置，夹爪拔出方便快捷，整体码放效率得到提高。
附图说明
图1为本发明的实施例一的码垛机器人的应用示意图；
图2为码垛机器人的结构示意图；
图3为码垛机器人在码放状态的示意图；
图4为图3对应的爆炸图；
图5为夹取部的结构示意图；
图6为驱动箱的结构示意图；
图7为滑动架的结构示意图；
图8为夹爪的结构示意图；
图9为抓取状态的码垛机器人的示意图；
图10为码放状态的码垛机器人的示意图。
其中：100、输送机构；200、码垛机器人；210、固定部；220、第一转动部；230、第二转动部；240、夹取部；241、驱动箱；2411、第一限位槽；2412、第二限位槽；2413、固定螺栓；2414、保护壳；2415、安装槽；242、同步电机；2421、同步齿轮；243、滑动架；2431、滑条；2432、齿条；2433、支撑挡条；2434、支撑柱；2435、铰接孔；244、夹爪；2441、铰接轴；2442、平移结构；2443、伸缩结构；2444、夹板；300、托盘；400、包装箱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明的码垛机器人的实施例一：
如图1至图10所示，码垛机器人200包括固定在地面的固定部210和转动安装在固定部210上的第一转动部220，第一转动部220通过传动结构连接有第二转动部230，第二转动部230上安装有夹取部240。本实施例中，传动结构为多轴机械臂。
夹取部240包括驱动箱241、同步电机242、滑动架243和夹爪244。驱动箱241包括围设在外周的保护壳2414和设在顶部的第一限位槽2411、第二限位槽2412和安装槽2415，同步电机242通过固定螺栓2413固定安装在安装槽2415中。同步电机242的输出端连接有同步齿轮2421，同步电机242的前后两侧均设有滑动架243，即，滑动架243有两个。滑动架243包括固连的滑条2431、齿条2432和支撑挡条2433，滑条2431与齿条2432平行，支撑挡条2433固定在齿条2432的端部，支撑挡条2433朝向同步齿轮2421所在侧悬伸，支撑挡条2433的下方设有向下延伸的支撑柱2434，支撑柱2434的下端设有铰接孔2435。同步齿轮2421与两侧的齿条2432啮合传动，使得同步电机242带动两侧的滑动架243同步且反向移动，两个滑动架243关于同步电机242的中心轴线中心对称。滑条2431在第一限位槽2411中导向移动，支撑挡条2433在第二限位槽2412中导向移动。两个滑动架243上的两个夹爪244的结构相同，夹爪244包括顶部的铰接轴2441，铰接轴2441转动安装在铰接孔2435中形成铰接结构，使得各夹爪244铰接安装在对应的滑动架243上，同一驱动箱241对应的左右两个夹爪244上的铰接结构的连线通过同步电机242的中心轴线而且平行于齿条2432。夹爪244包括一对夹板2444，夹持位置在包装箱400的上部，夹板2444的内侧安装有防滑垫，两个夹板2444之间连接有用于调整夹持距离的伸缩结构2443，夹板2444与铰接结构之间设有用于调整重心位置的平移结构2442，即，通过平移结构2442能够使两个夹板2444一起相对于铰接轴2441移动，通过伸缩结构2443能够使两个夹板2444之间的距离改变，用于取放物品。
本实施例中，平移结构2442采用丝杠滑块机构，伸缩结构2443采用液压缸。
工作过程如下：
码垛机器人200先以两对夹爪244竖直下垂的状态从输送机构100上夹取两个包装箱400，抓取状态如图9所示，此时包装箱400的重心与铰接结构位于同一竖直面上，两个夹爪244对称设置，包装箱400自然下垂不倾斜，然后在运输至托盘300的过程中，进入码放状态，如图10所示，使得两个夹爪244上的平移结构2442向相互远离的方向偏移，使得两个夹爪244夹持的包装箱400的重心移动至铰接结构的外侧（相互远离的一侧），那么夹爪244绕铰接结构处发生转动，使得包装箱400的底部相互靠近并紧贴。当包装箱400的最底端接触托盘300时，通过夹爪244的伸缩结构2443进行释放，包装箱400在自重作用下下落并保持紧贴。
第一次码放的位置为以托盘300的中线位置为轴，使成对的包装箱400对称摆放。在前两排码放完毕后，下次码放时在之前码放的基础的两侧使两包装箱400的间距拉开并按照上述方式码放。
根据不同的重物的重量，调节夹爪244上的平移结构2442的移动距离，即调整包装箱400的底面与水平面的夹角，重物越重，使夹角越小。当码放完第一层，码放第二层时，使箱子的宽度方向对应下面一层的长度方向，起到互压的作用，第三层同理。当码放的层数越高，控制夹角越小。但是夹角必须保证码放状态下，夹板2444能够从两个包装箱400之间移出，即两个包装箱400顶部间距大于两个夹板2444的厚度，从而不干扰包装箱400的放置。
在本发明的码垛机器人的其它实施例中，与上述实施例不同的是：省去平移结构2442，在铰接结构处设置角度调整结构，在将物品运输至托盘300的过程中，驱动两夹爪244绕铰接结构向内转动，使得物品底部相互靠近并紧贴。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种具体实施方式，其描述较为具体和详细，为使内容简要，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，还可以做出若干变形和改进，这些都应当认为是本说明书记载的范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种码垛机器人，包括夹取部，其特征在于：所述夹取部包括两个能够相对移动的滑动架，各滑动架上通过铰接结构连接有夹爪，所述夹爪与铰接结构之间设有使物品相对于铰接结构移动的平移结构，在抓取状态，物品的重心位置与铰接结构位于一个竖直面上；在码放状态，通过平移结构使两夹爪夹持物品相互远离，使得两个夹爪夹持的包装箱的重心移动至对应铰接结构的相互远离的一侧，两夹爪绕铰接结构转动，使得夹爪夹持物品的底部相互靠近并紧贴。
2.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：所述夹爪包括成对的两个夹板，两个夹板之间连接有用于调整夹持距离的伸缩结构。
3.根据权利要求2所述的码垛机器人，其特征在于：在抓取状态，各夹爪夹持在待码放物品的上部，在码放状态，两物品顶部的间距大于两个夹板的厚度。
4.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：所述夹取部包括同步电机，同步电机的输出端连接有同步齿轮，同步电机的前后两侧均设有所述滑动架，滑动架包括齿条，所述同步齿轮与两侧的齿条啮合传动。
5.根据权利要求4所述的码垛机器人，其特征在于：所述滑动架包括固定在所述齿条端部并向下延伸的支撑柱，支撑柱的下端设有铰接孔，所述夹爪包括铰接轴，铰接轴转动安装在铰接孔中形成所述铰接结构。
6.根据权利要求4所述的码垛机器人，其特征在于：两个滑动架关于同步电机的中心轴线中心对称，对应两个夹爪上的铰接结构的连线通过同步电机的中心轴线而且平行于齿条。
7.根据权利要求4所述的码垛机器人，其特征在于：所述夹取部包括驱动箱，驱动箱包括第一限位槽和安装槽，所述齿条上固连有平行的滑条，所述滑条在第一限位槽中导向移动，所述同步电机固定安装在安装槽中。
8.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：码垛机器人包括固定在地面的固定部和转动安装在固定部上的第一转动部，第一转动部通过传动结构连接有第二转动部，第二转动部上安装有所述夹取部。
9.根据权利要求8所述的码垛机器人，其特征在于：第一转动部和第二转动部之间通过多轴机械臂连接。
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