CN117773975B - 一种拆码垛机器人末端执行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拆码垛机器人末端执行器，涉及码垛机器人技术领域，包括机架、驱动机构、夹持机构、清洁机构以及视觉模块，驱动机构包括驱动组件、设置在机架上的导轨组件、滑动设置在导轨组件上且与驱动组件连接的滑动组件；夹持机构与滑动组件相连接，其包括与滑动组件相连接的第一驱动单元、与第一驱动单元固定连接且滑动设置在导轨组件上的支撑单元、设置在支撑单元上的第一夹持单元与第二夹持单元，第一夹持单元与第二夹持单元的位置可以相互变换；本发明解决了现有的拆码垛机器人长时间使用后夹板会出现污染物，并且在夹持侧面存在凸起部的产品时夹持力不足，进而导致产品在转运时会出现滑动、脱落的问题。

Description

一种拆码垛机器人末端执行器

技术领域

本发明涉及码垛机器人相关技术领域，具体为一种拆码垛机器人末端执行器。

背景技术

码垛机器人，是机械与计算机程序有机结合的产物。为现代生产提供了更高的生产效率，码垛机器在码垛行业有着相当广泛的应用。码垛机器人大大节省了劳动力，节省空间，码垛机器人运作灵活精准、快速高效、稳定性高，作业效率高，在许多智能制造行业，如电子制造、机械制造、食品加工等，在生产过程中逐渐采用码垛机器人代替传统的人工码垛，提高工作效率，还可以减少人工操作中的事故风险。

但是在实际使用时，待转运产品的外侧在生产加工时可能会出现水渍、油污等污染物，这些污染物传递至码垛机器人的末端夹板上之后，如果长时间不被清理，会逐渐积累，并影响夹板的正常夹持效果，在夹持产品时，产品会出现滑动、脱落等现象，现有技术中大多都是人工定期检查夹板的外观情况，如果出现污染物，再停机进行清理，这样会影响正常的转运工作，降低了生产效率；

同时，在实际转运时，部分产品的四个侧面可能会设置有把手等凸起部，在对该产品进行夹持搬运时，现有技术只能避开这些凸起部，使用夹板夹持凸起部的上端平整部，但是这样一来，会使得夹板仅夹持产品的局部侧面，存在夹持力不足的现象，产品在转运时也会出现滑动、脱落等现象。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种拆码垛机器人末端执行器。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种拆码垛机器人末端执行器，包括：

机架；

驱动机构，包括驱动组件、设置在所述机架上的导轨组件、滑动设置在所述导轨组件上且与所述驱动组件连接的滑动组件；

夹持机构，与所述滑动组件相连接，其包括与所述滑动组件相连接的第一驱动单元、与所述第一驱动单元固定连接且滑动设置在所述导轨组件上的支撑单元、设置在所述支撑单元上的第一夹持单元与第二夹持单元，所述第一夹持单元与所述第二夹持单元的位置可以相互变换；

清洁机构，设置在所述驱动机构的上端，其包括控制组件、与所述控制组件相连接的清洁组件以及设置在所述清洁组件下端的收集箱；

视觉模块，至少设置有一组且固定安装在所述机架的下端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述导轨组件包括分别设置在所述机架下端的第一导轨以及设置在所述机架上端的第二导轨，所述第一导轨与所述第二导轨相对设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滑动组件沿所述第一导轨的长度方向设置有两组，两组所述滑动组件分别设置在所述驱动组件的两侧，所述滑动组件包括与所述第一导轨滑动连接的第一滑块、与所述第二导轨滑动连接的第二滑块以及固定设置在所述第一滑块与所述第二滑块之间的滑动板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动组件包括：

伸缩单元，至少设置有一组且固定设置在所述机架上，所述伸缩单元的一端与其中一组所述滑动板铰接；

传动杆，设置有两组且分别与两组所述滑动板铰接设置；

转动杆，转动设置在所述机架上，且两端分别与两组所述传动杆铰接设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑单元包括与所述第一驱动单元相连接的竖直支撑板以及设置在所述竖直支撑板上、下两端的水平支撑板；

所述竖直支撑板在对应于所述导轨组件的位置处开设有通孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑单元分别与所述第一夹持单元、所述第二夹持单元可拆卸设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水平支撑板上开设有若干个第一安装孔，所述第一夹持单元、所述第二夹持单元在对应于所述第一安装孔的位置处开设有若干个第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔之间设置有紧固螺栓。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二夹持单元包括：

固定板，与所述水平支撑板相连接；

固定杆，沿所述固定板的一侧面固定阵列设置有若干组；

滑动套管，套设在所述固定杆的外侧且通过缓冲弹簧与所述固定杆相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制组件包括固定设置在所述机架上的第二驱动单元、转动设置在所述机架上且与所述第二驱动单元传动设置的螺纹杆、套设在所述螺纹杆外侧且开设有两组竖直槽的保护套管以及与所述螺纹杆传动设置的转动环。

作为本发明的一种优选技术方案，所述清洁组件包括与所述转动环固定连接且穿过所述竖直槽的清洁杆以及与所述清洁杆固定连接的清洁单元。

本发明的有益效果是：

1.本发明中通过在末端执行器上设置视觉模块以及清洁机构，利用视觉模块可以自动识别夹持机构上是否出现污染物，如果出现污染物，再配合清洁机构进行自动清洁处理即可，无需人工定期检查，保证了夹持机构的工作效果。

2.本发明中通过设置夹持机构包括第一夹持单元以及第二夹持单元，在工作时只需要第一夹持单元、第二夹持单元中的其中一组进行工作，如果其中一组夹持单元上出现污染物，则可以将第一夹持单元与第二夹持单元的位置进行变换，这样一来，可以使用另一组夹持单元继续进行夹持工作，无需停机对夹持单元进行清理，同时出现污染物的夹持单元可以配合清洁机构完成清洁工作，以备后续使用。

3.本发明中通过设置第二夹持单元包括固定板、固定杆以及滑动套管，在使用第二夹持单元对产品进行夹持时，利用第二夹持单元中设置的滑动套管可以对不规则产品的侧面进行夹持，同时也可以保证对产品稳定的夹持效果，避免产品在转运时出现滑动、脱落等现象。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的正视结构示意图。

图3为夹持机构的结构示意图。

图4为驱动机构的结构示意图。

图5为图4中A处的局部放大示意图。

图6为驱动机构的俯视结构示意图。

图7为支撑单元的结构示意图。

图8为第二夹持单元的结构示意图。

图9为图8中B处的局部放大示意图。

图10为第二夹持单元的局部剖视图。

图11为清洁机构的结构示意图。

图12为图11中C处的局部放大示意图。

图中：1、机架；2、驱动机构；21、驱动组件；211、伸缩单元；212、传动杆；213、转动杆；22、导轨组件；221、第一导轨；222、第二导轨；23、滑动组件；231、第一滑块；232、第二滑块；233、滑动板；3、夹持机构；31、第一驱动单元；32、支撑单元；321、竖直支撑板；3211、通孔；322、水平支撑板；3221、第一安装孔；33、第一夹持单元；331、第二安装孔；34、第二夹持单元；341、固定板；342、固定杆；343、滑动套管；344、缓冲弹簧；35、紧固螺栓；4、清洁机构；41、控制组件；411、第二驱动单元；412、螺纹杆；413、保护套管；4131、竖直槽；414、转动环；42、清洁组件；421、清洁杆；422、清洁单元；43、收集箱；5、视觉模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1-图4所示，一种拆码垛机器人末端执行器，包括机架1、驱动机构2、夹持机构3、清洁机构4以及视觉模块5，驱动机构2包括驱动组件21、设置在所述机架1上的导轨组件22、滑动设置在所述导轨组件22上且与所述驱动组件21连接的滑动组件23；夹持机构3与所述滑动组件23相连接，其包括与所述滑动组件23相连接的第一驱动单元31、与所述第一驱动单元31固定连接且滑动设置在所述导轨组件22上的支撑单元32、设置在所述支撑单元32上的第一夹持单元33与第二夹持单元34，所述第一夹持单元33与所述第二夹持单元34的位置可以相互变换；清洁机构4设置在所述驱动机构2的上端，其包括控制组件41、与所述控制组件41相连接的清洁组件42以及设置在所述清洁组件42下端的收集箱43；视觉模块5至少设置有一组且固定安装在所述机架1的下端。

其中，通过设置视觉模块5配合清洁机构4，利用视觉模块5可以自动识别夹持机构3上是否出现污染物，如果出现污染物，再配合清洁机构4进行自动清洁处理即可；

再通过夹持机构3配合清洁机构4，其中，夹持机构3中设置有第一夹持单元33与第二夹持单元34，当其中一组夹持单元上出现污染物，可以将第一夹持单元33与第二夹持单元34的位置进行变换，这样一来，可以使用另一组夹持单元继续进行夹持工作，无需停机对夹持单元进行清理；

如：在使用时首先利用第一夹持单元33对产品进行夹持、转运，当视觉模块5检测到第一夹持单元33上出现污染物时，首先控制驱动组件21工作并使支撑单元32脱离导轨组件22，随后利用第一驱动单元31带动支撑单元32转动180°，进而带动第一夹持单元33与第二夹持单元34的位置进行变换，此时第二夹持单元34用于对产品进行夹持，第一夹持单元33则配合清洁机构4完成清洁工作，再控制驱动组件21反向工作使支撑单元32与导轨组件22完成配合即可。

举例说明，在对水产箱进行转运时，由于水产箱所处的环境，使得水产箱的表面难免附着有较多的水分，因此，在对水产箱进行转运时，在转运一定数量之后，需要对夹持单元进行清洁，以确保第一夹持单元33或第二夹持单元34保持干燥，进而确保夹持、转运的效果。

进一步，如图4-图6所示，所述导轨组件22包括分别设置在所述机架1下端的第一导轨221以及设置在所述机架1上端的第二导轨222，所述第一导轨221与所述第二导轨222相对设置；

所述滑动组件23沿所述第一导轨221的长度方向设置有两组，两组所述滑动组件23分别设置在所述驱动组件21的两侧，所述滑动组件23包括与所述第一导轨221滑动连接的第一滑块231、与所述第二导轨222滑动连接的第二滑块232以及固定设置在所述第一滑块231与所述第二滑块232之间的滑动板233，其中，滑动板233主要用于固定第一驱动单元31。

其中，通过设置导轨组件22配合滑动组件23可以保证滑动组件23在水平移动时的稳定性。

详细地说，设置导轨组件22包括第一导轨221与第二导轨222的目的是，第一导轨221与第二导轨222不仅仅起到支撑第一滑块231或第二滑块232的作用，同时，第一导轨221、第二导轨222还起到对夹持机构3中支撑单元32的支撑效果，利用第一导轨221与第二导轨222对支撑单元32的共同作用，可以确保支撑单元32在导轨组件22上滑动时的稳定性，同时将滑动板233设置在第一导轨221与第二导轨222之间，也提高了滑动板233移动时的稳定性，为后续第一夹持单元33、第二夹持单元34的稳定工作提供了基础。

进一步，如图4-图6所示，所述驱动组件21包括伸缩单元211、传动杆212以及转动杆213，伸缩单元211至少设置有一组且固定设置在所述机架1上，所述伸缩单元211的一端与其中一组所述滑动板233铰接；传动杆212设置有两组且分别与两组所述滑动板233铰接设置；转动杆213转动设置在所述机架1上，且两端分别与两组所述传动杆212铰接设置。

其中，通过设置驱动组件21配合导轨组件22以及滑动组件23，可以实现滑动组件23在导轨组件22上的水平往复移动。

详细地说，伸缩单元211工作时会直接带动其中一组滑动板233在导轨组件22上滑动，该组滑动板233在移动的过程中会通过与其相连接的传动杆212带动转动杆213转动，转动杆213会带动另一组传动杆212移动，进而带动另一组滑动板233与上一组滑动板233反向移动，进而可以实现第一夹持单元33或第二夹持单元34中的两组夹板反向移动。

进一步，如图7所示，所述支撑单元32包括与所述第一驱动单元31相连接的竖直支撑板321以及设置在所述竖直支撑板321上、下两端的水平支撑板322；所述竖直支撑板321在对应于所述导轨组件22的位置处开设有通孔3211。

其中，通过设置支撑单元32包括竖直支撑板321以及水平支撑板322，竖直支撑板321可以滑动设置在导轨组件22上以保持第一夹持单元33、第二夹持单元34的移动稳定性，水平支撑板322可以与第一夹持单元33、第二夹持单元34相互连接，其中，在竖直支撑板321上开设的通孔3211可以与导轨组件22中的第一导轨221、第二导轨222相互配合，需要说明的是，通孔3211的高度等于第一导轨221或第二导轨222加上用于支撑第一导轨221或第二导轨222的机架1的高度，这样一来，竖直支撑板321可以与第一导轨221、第二导轨222、机架1保持稳定的配合，为了确保在支撑单元32转动180°之后，第一导轨221、第二导轨222仍可以穿过通孔3211，需要将第一驱动单元31设置在上、下两组通孔3211正中间的位置处。

进一步，如图7-图9所示，所述支撑单元32分别与所述第一夹持单元33、所述第二夹持单元34可拆卸设置。

其中，通过设置支撑单元32与第一夹持单元33、第二夹持单元34可拆卸设置，便于更换、维修第一夹持单元33、第二夹持单元34；

作为可选的一种可拆卸方式，所述水平支撑板322上开设有若干个第一安装孔3221，所述第一夹持单元33、所述第二夹持单元34在对应于所述第一安装孔3221的位置处开设有若干个第二安装孔331，所述第一安装孔3221与所述第二安装孔331之间设置有紧固螺栓35，优选地，水平支撑板322上的第一安装孔3221为圆柱孔，第二安装孔331为螺纹孔，在安装第一夹持单元33、第二夹持单元34时，将第一安装孔3221与第二安装孔331对齐，再使用紧固螺栓35固定即可。

进一步，如图8-图10所示，所述第二夹持单元34包括固定板341、固定杆342以及滑动套管343，固定板341与所述水平支撑板322相连接；固定杆342沿所述固定板341的一侧面固定阵列设置有若干组；滑动套管343套设在所述固定杆342的外侧且通过缓冲弹簧344与所述固定杆342相连接。

其中，通过设置第二夹持单元34包括固定板341、固定杆342以及滑动套管343，便于对侧面不平整的产品进行夹持、转运。

详细地说，在对侧面不平整的产品进行夹持时，首先控制固定板341靠近产品的侧面，随着固定板341的持续移动，对应于凸起部的部分滑动套管343首先与凸起部接触，这部分滑动套管343会在凸起部的挤压下压缩缓冲弹簧344并向固定杆342靠近，直至剩余部分的滑动套管343与侧面的平整部进行接触，这样一来，固定板341外侧设置的若干组滑动套管343均与产品侧面的平整部或凸起部完成贴合、挤压，此时，在对产品进行夹持搬运时，可以保证良好的稳定性。

此外，为了避免滑动套管343对产品侧面的平整部或凸起部造成划伤，在滑动套管343的端面以及侧面棱角处均设置圆角。

需要特别说明的是，本实施例中仅给出了第一夹持单元33为普通平板结构、第二夹持单元34包括固定板341、固定杆342以及滑动套管343的结构，这样设置的优点在于，在搬运侧面全部平整以及侧面存在凸起部的产品时，可以通过切换第一夹持单元33、第二夹持单元34的方式来达到快速搬运的效果；

在实际生产使用时，还应考虑到第一夹持单元33与第二夹持单元34均可以为普通平板结构，这样设置便于搬运侧面均是平整部的产品，并且在搬运过程中，切换第一夹持单元33与第二夹持单元34时也不会影响产品的正常搬运进度；

同理，第一夹持单元33与第二夹持单元34均可以为包括固定板341、固定杆342以及滑动套管343的结构，具体使用情况需要根据产品的特点来选择。

实施例二

其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：

进一步，如图11-图12所示，所述控制组件41包括固定设置在所述机架1上的第二驱动单元411、转动设置在所述机架1上且与所述第二驱动单元411传动设置的螺纹杆412、套设在所述螺纹杆412外侧且开设有两组竖直槽4131的保护套管413以及与所述螺纹杆412传动设置的转动环414；

所述清洁组件42包括与所述转动环414固定连接且穿过所述竖直槽4131的清洁杆421以及与所述清洁杆421固定连接的清洁单元422。

其中，通过设置控制组件41配合清洁组件42可以实现对第一夹持单元33或第二夹持单元34中夹持端表面的清洁工作。

详细地说，如：需要对第一夹持单元33进行清洁时，控制驱动组件21工作并使支撑单元32脱离导轨组件22，随后利用第一驱动单元31带动支撑单元32转动180°，进而带动第一夹持单元33与第二夹持单元34的位置进行变换，再控制驱动组件21反向工作使支撑单元32与导轨组件22完成配合，并使第一夹持单元33的端面靠近清洁单元422；

随后第二驱动单元411工作并带动螺纹杆412转动，螺纹杆412转动时会带动转动环414移动，由于转动环414与螺纹杆412螺纹连接且转动环414在清洁杆421的限位作用下只会上、下移动，因此，转动环414会带动清洁杆421升降，进而带动清洁单元422升降并对第一夹持单元33的端面完成清洁工作。

需要说明的是，清洁单元422在对第一夹持单元33或第二夹持单元34进行清洁之前的初始位置位于最上端，在开始清洁时，第二驱动单元411控制清洁单元422下降并对夹持单元的表面进行清洁，这样可以确保将第一夹持单元33或第二夹持单元34表面的污染物向下刮除并将这些污染物推送至收集箱43的内部；

清洁单元422可以为吸水海绵，吸水海绵不仅可以将夹持单元表面的水分吸收，还可以将油污等污染物刮除；

通过设置收集箱43可以将从清洁单元422中滴落的污染物进行收集，此外，为了便于污染物的集中处理，可以在收集箱43的下端设置出水管，并连接设置在机器人旁的废料回收箱，此外，收集箱43的高度需要低于水平支撑板322的高度，这样才可以确保污染物掉落在收集箱43的内部且收集箱43不会与第一夹持单元33、第二夹持单元34干涉。

工作过程：

在正常进行转运工作时，驱动组件21控制滑动组件23在导轨组件22上滑动，滑动组件23同步带动两组第一夹持单元33或两组第二夹持单元34对产品进行夹持，再配合转运机器人对产品进行转运；

当视觉模块5检测到第一夹持单元33上出现污染物时，首先控制驱动组件21工作并使支撑单元32脱离导轨组件22，随后利用第一驱动单元31带动支撑单元32转动180°，进而带动第一夹持单元33与第二夹持单元34的位置进行变换，此时第二夹持单元34用于对产品进行夹持，再控制驱动组件21反向工作使支撑单元32与导轨组件22完成配合即可，并使第一夹持单元33靠近清洁组件42，最后控制组件41配合清洁组件42可以实现对第一夹持单元33中夹持端表面的清洁工作。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种拆码垛机器人末端执行器，其特征在于，包括：

机架（1）；

驱动机构（2），包括驱动组件（21）、设置在所述机架（1）上的导轨组件（22）、滑动设置在所述导轨组件（22）上且与所述驱动组件（21）连接的滑动组件（23）；

夹持机构（3），与所述滑动组件（23）相连接，其包括与所述滑动组件（23）相连接的第一驱动单元（31）、与所述第一驱动单元（31）固定连接且滑动设置在所述导轨组件（22）上的支撑单元（32）、设置在所述支撑单元（32）上的第一夹持单元（33）与第二夹持单元（34），所述第一夹持单元（33）与所述第二夹持单元（34）的位置可以相互变换；

清洁机构（4），设置在所述驱动机构（2）的上端，其包括控制组件（41）、与所述控制组件（41）相连接的清洁组件（42）以及设置在所述清洁组件（42）下端的收集箱（43）；

视觉模块（5），至少设置有一组且固定安装在所述机架（1）的下端；

所述导轨组件（22）包括分别设置在所述机架（1）下端的第一导轨（221）以及设置在所述机架（1）上端的第二导轨（222），所述第一导轨（221）与所述第二导轨（222）相对设置；

所述滑动组件（23）沿所述第一导轨（221）的长度方向设置有两组，两组所述滑动组件（23）分别设置在所述驱动组件（21）的两侧，所述滑动组件（23）包括与所述第一导轨（221）滑动连接的第一滑块（231）、与所述第二导轨（222）滑动连接的第二滑块（232）以及固定设置在所述第一滑块（231）与所述第二滑块（232）之间的滑动板（233）；

所述驱动组件（21）包括：

伸缩单元（211），至少设置有一组且固定设置在所述机架（1）上，所述伸缩单元（211）的一端与其中一组所述滑动板（233）铰接；

传动杆（212），设置有两组且分别与两组所述滑动板（233）铰接设置；

转动杆（213），转动设置在所述机架（1）上，且两端分别与两组所述传动杆（212）铰接设置；

所述支撑单元（32）包括与所述第一驱动单元（31）相连接的竖直支撑板（321）以及设置在所述竖直支撑板（321）上、下两端的水平支撑板（322）；

所述竖直支撑板（321）在对应于所述导轨组件（22）的位置处开设有通孔（3211）；

所述水平支撑板（322）上开设有若干个第一安装孔（3221），所述第一夹持单元（33）、所述第二夹持单元（34）在对应于所述第一安装孔（3221）的位置处开设有若干个第二安装孔（331），所述第一安装孔（3221）与所述第二安装孔（331）之间设置有紧固螺栓（35）；

所述控制组件（41）包括固定设置在所述机架（1）上的第二驱动单元（411）、转动设置在所述机架（1）上且与所述第二驱动单元（411）传动设置的螺纹杆（412）、套设在所述螺纹杆（412）外侧且开设有两组竖直槽（4131）的保护套管（413）以及与所述螺纹杆（412）传动设置的转动环（414）。

2.根据权利要求1所述的一种拆码垛机器人末端执行器，其特征在于，所述支撑单元（32）分别与所述第一夹持单元（33）、所述第二夹持单元（34）可拆卸设置。

3.根据权利要求2所述的一种拆码垛机器人末端执行器，其特征在于，所述第二夹持单元（34）包括：

固定板（341），与所述水平支撑板（322）相连接；

固定杆（342），沿所述固定板（341）的一侧面固定阵列设置有若干组；

滑动套管（343），套设在所述固定杆（342）的外侧且通过缓冲弹簧（344）与所述固定杆（342）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种拆码垛机器人末端执行器，其特征在于，所述清洁组件（42）包括与所述转动环（414）固定连接且穿过所述竖直槽（4131）的清洁杆（421）以及与所述清洁杆（421）固定连接的清洁单元（422）。