CN117817291A - 取件装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供用于拾取工件的取件装置。其中浮台通过万向节连接到本体。复位机构能在松开位置与复原位置之间移动地安装在本体与浮台之间。抓取机构相对于浮台能在释放位置与抓取位置之间移动地安装于浮台。在释放位置，抓取机构的开口的开度大于工件的尺寸以便工件能进入抓取机构的开口中。在抓取位置，抓取机构的开口的开度相对于释放位置缩小从而将工件固定于抓取机构。该装置可以准确抓取摆放位置不精确的工件，实现自动化取件，并能良好地支持自动化组装工作。

Description

取件装置

技术领域

本申请涉及自动化设备，尤其涉及取件装置，用于抓取工件。

背景技术

在组装洗衣机时，需要将通常是水泥做的平衡块组装到洗衣机桶身上。然而，平衡块原料的摆放位置精度很低，机器难以准确抓取平衡块，并实现准确的组装。由于平衡块重量大，人工的手动装配劳动强度大，操作过程中平衡块还有掉落引发工伤的风险。另外，装配时由于视线被平衡块本身遮挡，需要凭感觉去判断平衡块孔是否对准，操作难度也大。

发明内容

本申请主要解决现有技术中存在的至少一个技术问题。

为解决上述技术问题，本申请提供取件装置，其用于拾取工件，其包括：

本体，其相对于机架能移动地安装于机架；

浮台，其通过万向节连接到所述本体；

复位机构，其能在松开位置与复原位置之间移动地安装在所述本体与所述浮台之间，在所述松开位置，所述浮台能以所述万向节为连接点相对于所述本体偏转，在所述复原位置，所述浮台相对于所述本体固定到预定的方位；

抓取机构，其相对于所述浮台能在释放位置与抓取位置之间移动地安装于所述浮台，在所述释放位置，所述抓取机构的开口的开度大于所述工件的尺寸以便所述工件能进入所述抓取机构的开口中，在所述抓取位置，所述抓取机构的开口的开度相对于所述释放位置缩小从而将所述工件固定于所述抓取机构。

在一些具体实施方式中，所述抓取机构包括两个夹爪，两个限位柱从所述浮台的下面突出，所述限位柱包括用于接触工件顶面的限位面，所述限位面在侧向上远离所述万向节。

在一些具体实施方式中，所述复位机构包括三个伸缩块，所述伸缩块相对于所述本体能伸缩地安装于所述本体，在每个所述伸缩块的伸长方向上在所述浮台上设置定位面，以便所述伸缩块伸长时能接触到所述定位面，当所述三个伸缩块均抵靠于所述浮台的所述定位面时，所述浮台相对于所述本体固定。

在一些具体实施方式中，所述浮台包括沿纵向延伸的长形板，所述万向节安装于所述长形板上面的中部，一个所述定位面位于所述长形板上面，所述定位面在侧向上与所述万向节相间隔。

在一些具体实施方式中，所述浮台包括沿横向延伸的横梁，所述横梁的中部固定于所述长形板且相对的两个梁端部超出所述长形板，每个所述梁端部上设置一个所述定位面，所述伸缩块的下端面呈球面形状，所述定位面呈平面形状，从而所述伸缩块的下端面与所述定位面呈点接触。

在一些具体实施方式中，所述万向节为十字轴式万向节，所述复位机构的所述伸缩块与所述定位面的三个接触点分别位于三角形的三个顶点，所述万向节位于所述三角形的中央，所述限位柱设置为在取件前可自动或者手动地调节，而在取件时保持不变。

在一些具体实施方式中，每个所述夹爪分别包括竖抓面及横抓面，所述限位柱靠近所述夹爪，在所述限位柱接触到所述工件的顶面时，所述竖抓面位于所述工件的侧面，且所述横抓面位于所述工件的下面。

在一些具体实施方式中，所述浮台设置爪驱动器，所述爪驱动器驱动两个所述夹爪沿所述纵向相对移动以实现所述抓取机构分别处于所述释放位置与抓取位置，所述横抓面与所述限位面配置为在所述抓取位置时，将所述工件被限制在所述横抓面与所述限位面之间不能翻转。

在一些具体实施方式中，所述取件装置包括用于摄取所述工件的图像的摄像头，所述取件装置能根据所述图像判断所述工件的位置，根据所述工件的位置所述抓取机构自动移动到所述工件的上方，并驱动处于所述释放位置的所述抓取机构降到所述工件上。

在一些具体实施方式中，所述摄像头为三维摄像头，所述取件装置包括探测头，当所述探测头探测到所述取件装置正常接触到所述工件时，所述抓取机构自动移动到所述抓取位置，在每个所述限位柱附近设置一个所述探测头。

根据本申请的技术方案，取件装置通过浮台适应工件的方向，即使工件的初始摆放位置不精确，该装置可以准确抓取工件。因此不需要将工件的位置事先精确地摆放，也能容易地实现自动化取件，并良好地支持接下来的自动化组装工作。

附图说明

以下结合附图详细说明本申请的具体实施方式，其中：

图1显示一种具体实施方式的取件装置在拾取工件前的示意图，其中工件来到工位时可能摆放位置不确定，图中以实线显示一个摆放倾斜的工件，以双点划线显示一个摆放端正的工件；

图2显示图1所示取件装置接近倾斜的工件时的示意图；

图3局部显示抓取机构在释放位置时的示意图；

图4局部显示抓取机构在抓取位置时的示意图；

图5显示从另一角度局部显示抓取机构在抓取位置时的示意图；

图6显示一种具体实施方式的万向节的局部示意图，其中为方便显示万向节的细节而省略浮台，当万向节处于该姿态时，浮台基本位于水平位置；及

图7显示图6所示万向节的局部示意图，其中万向节的姿态发生了改变，当万向节处于该姿态时，浮台位于倾斜位置。

具体实施方式

请参阅图1至图7所示，根据本申请一种具体实施方式的取件装置100其用于拾取工件8。取件装置100包括本体1、浮台2、复位机构3及抓取机构4。

本体1相对于机架10能移动地安装于机架10。在本申请的图1中以双点划线示意表示机架10，本领域的普通技术人员知道机架10能以可能的各种结构形式实施，不赘述。

在一些具体实施方式中，浮台2包括沿纵向延伸的长形板20及沿横向延伸的横梁21。横梁21的中部固定于长形板20且相对的两个梁端部210超出长形板20。浮台2通过万向节12连接到本体1。万向节12为十字轴式万向节12。万向节12的下部和上部通过呈十字交叉的两个轴连接，万向节12的下部相对于上部可以分别绕呈十字交叉的两个水平的轴偏转，但是不会绕竖直方向的轴线旋转。万向节12的上部安装于本体1的底部，万向节12的下部安装于长形板20上面的中部。因此，尽管浮台2会偏转，但是在竖直方向上不会相对于本体1大幅地偏移位置。

复位机构3能在松开位置与复原位置之间移动地安装在本体1与浮台2之间，在松开位置，浮台2能以万向节12为连接点相对于本体1自由偏转，在复原位置，浮台2相对于本体1固定到预定的方位。在一些具体实施方式中，复位机构3包括三个伸缩块30，伸缩块30相对于本体1能伸缩地安装于本体1。例如，伸缩块30由自动程序控制被伸缩驱动器32驱动。在每个伸缩块30的伸长方向上在浮台2上设置定位面26，以便伸缩块30伸长时能接触到定位面26。浮台2具有三个定位面，其中一个定位面26位于长形板20上面，定位面26在侧向上与万向节12相间隔。压力作用在定位面26上时，则驱动浮台2绕万向节12偏转。此外，每个梁端部210上设置一个定位面26。定位面26呈平面形状。当三个伸缩块30均抵靠于浮台2的定位面26时，浮台2相对于本体1固定。伸缩块30的下端面呈球面形状，从而伸缩块30的下端面与平面形状的定位面26呈点接触。如图7的点划线所示三角形，复位机构3的伸缩块30与定位面26的三个接触点分别位于三角形的三个顶点，万向节12位于三角形的中央。

浮台2上安装两个限位柱22，限位柱22从浮台2的下面突出。限位柱22包括限位面23。限位面23位于限位柱22的底部，用于接触工件8顶面。限位面23在侧向上位于远离万向节12，在限位面23受到压力的情况下，能驱动浮台2绕万向节12偏转。抓取机构4相对于浮台2能在释放位置(如图3所示)与抓取位置(如图4及5所示)之间移动地安装于浮台2。例如，抓取机构4包括两个夹爪40，浮台2设置爪驱动器28。爪驱动器28能驱动两个夹爪40沿纵向相对移动以实现抓取机构4分别处于释放位置与抓取位置。在释放位置，抓取机构4的开口的开度大于工件8的尺寸以便工件8能进入抓取机构4的开口中。在抓取位置，抓取机构4的开口的开度相对于释放位置缩小从而将工件8固定于抓取机构4。

每个夹爪40分别包括竖抓面41及横抓面42，横抓面42基本垂直于竖抓面41。在限位柱22接触到工件8的顶面时，竖抓面41位于工件8的侧面，且横抓面42位于工件8的下面。限位柱22靠近夹爪40，尽可能地高精度地确定浮台2与工件8之间的位置配合精度，并且准确地抓取到工件8的预定部位。

限位柱22设置为在取件前可自动或者手动地调节长度和/或位置，从而改变限位面23的位置，从而可以适用于不同形状的工件8。在取件时保持限位柱22长度不变，从而能在限位面23接触到工件8时准确确定浮台2与工件8的相对位置。

在实际生产中，来料的各个工件8有的高有的低，有的平有的倾斜，往往摆放位置并不一致地堆在一起。在一些具体实施方式中，取件装置100包括用于摄取工件8的图像的摄像头5。在工作时，取件装置100能根据图像判断工件8的位置，根据工件8的位置在驱动装置(未图示)的驱动下使抓取机构4自动移动到工件8的上方，并使处于释放位置的抓取机构4降到工件8上。例如，摄像头5为三维摄像头，通过摄像头5不但能初步判断工件8在水平二维空间中的位置，而且能判断工件8在垂直于水平面的竖直方向上的位置。因此，不但能初步确定抓取机构4的目标水平位置，而且能初步确定抓取机构4在竖直方向上的目标行程。取件装置100控制抓取机构4快速地移动到目标位置，并且在接近目标位置时降低速度避免高速的抓取机构4撞击到工件8而损伤工件8。

取件装置100包括探测头6。例如，在每个限位柱22附近设置一个探测头6。当探测头6探测到取件装置正常接触到工件8时，抓取机构4在爪驱动器28的驱动下自动移动到抓取位置。

处于释放位置的抓取机构4下降的过程中，取件装置100通过浮台2适应工件8的方向，即使来料工件8的初始摆放位置不精确，该取件装置100仍可以准确抓取工件8。因此，不需要将工件8的位置事先精确地摆放，也能容易地实现自动化取件，并良好地支持接下来的自动化组装工作。

在抓取位置时，竖抓面41避免过大的夹紧力损伤工件。尤其能很好地保护好易碎脆弱的工件8。例如，通过在爪驱动器28与夹爪40之间安装弹性缓冲元件，以很小的弹性力量接触工件8的侧面，或者竖抓面41与工件8的侧面呈间隙配合。横抓面42与限位面23的形状及位置被合适地配置，以便在抓取位置时，将工件8限制在横抓面42与限位面23之间不能翻转。例如，横抓面42与限位柱22在纵向上至少部分地重合，在竖直方向上横抓面42与限位柱22之间的距离与工件的预定厚度相匹配。在抓取工件8时工件8被限制在横抓面42与限位面23之间不能翻转，即使竖抓面41没有大的夹紧力固定工件8，仍然能有效固定工件8在抓取机构4中。如果探测头6探测到取件装置不能正常接触到工件8时，则取件装置100发出报警，提醒处置异常情况。

虽然有以上说明，但是本申请的专利保护范围由权利要求限定。

附图标记列表

取件装置 100

本体 1

机架 10

万向节 12

浮台 2

长形板 20

横梁 21

梁端部 210

限位柱 22

限位面 23

定位面 26

爪驱动器 28

复位机构 3

伸缩块 30

伸缩驱动器 32

抓取机构 4

夹爪 40

竖抓面 41

横抓面 42

摄像头 5

探测头 6

工件 8

Claims (10)

1.取件装置，其用于拾取工件，其特征在于，其包括：

本体(1)，其相对于机架(10)能移动地安装于机架(10)；

浮台(2)，其通过万向节(12)连接到所述本体(1)；

复位机构(3)，其能在松开位置与复原位置之间移动地安装在所述本体(1)与所述浮台(2)之间，在所述松开位置，所述浮台(2)能以所述万向节(12)为连接点相对于所述本体(1)偏转，在所述复原位置，所述浮台(2)相对于所述本体(1)固定到预定的方位；

抓取机构(4)，其相对于所述浮台(2)能在释放位置与抓取位置之间移动地安装于所述浮台(2)，在所述释放位置，所述抓取机构(4)的开口的开度大于所述工件的尺寸以便所述工件能进入所述抓取机构(4)的开口中，在所述抓取位置，所述抓取机构(4)的开口的开度相对于所述释放位置缩小从而将所述工件固定于所述抓取机构(4)。

2.根据权利要求1所述的取件装置，其中，所述抓取机构(4)包括两个夹爪(40)，两个限位柱(22)从所述浮台(2)的下面突出，所述限位柱(22)包括用于接触工件顶面的限位面(23)，所述限位面(23)在侧向上远离所述万向节(12)。

3.根据权利要求2所述的取件装置，其中，所述复位机构(3)包括三个伸缩块(30)，所述伸缩块(30)相对于所述本体(1)能伸缩地安装于所述本体(1)，在每个所述伸缩块(30)的伸长方向上在所述浮台(2)上设置有定位面(26)，以便所述伸缩块(30)伸长时能接触到所述定位面(26)，当所述三个伸缩块(30)均抵靠于所述浮台(2)的所述定位面(26)时，所述浮台(2)相对于所述本体(1)固定。

4.根据权利要求3所述的取件装置，其中，所述浮台(2)包括沿纵向延伸的长形板(20)，所述万向节(12)安装于所述长形板(20)上面的中部，一个所述定位面(26)位于所述长形板(20)上面，所述定位面(26)在侧向上与所述万向节(12)相间隔。

5.根据权利要求4所述的取件装置，其中，所述浮台(2)包括沿横向延伸的横梁(21)，所述横梁(21)的中部固定于所述长形板(20)且相对的两个梁端部(210)超出所述长形板(20)，每个所述梁端部(210)上设置一个所述定位面(26)，所述伸缩块(30)的下端面呈球面形状，所述定位面(26)呈平面形状，从而所述伸缩块(30)的下端面与所述定位面(26)呈点接触。

6.根据权利要求5所述的取件装置，其中，所述万向节(12)为十字轴式万向节(12)，所述复位机构(3)的所述伸缩块(30)与所述定位面(26)的三个接触点分别位于三角形的三个顶点，所述万向节(12)位于所述三角形的中央，所述限位柱(22)设置为在取件前可自动或者手动地调节，而在取件时保持不变。

7.根据权利要求2所述的取件装置，其中，每个所述夹爪(40)分别包括竖抓面(41)及横抓面(42)，所述限位柱(22)靠近所述夹爪(40)，在所述限位柱(22)接触到所述工件的顶面时，所述竖抓面(41)位于所述工件的侧面，且所述横抓面(42)位于所述工件的下面。

8.根据权利要求7所述的取件装置，其中，所述浮台(2)设置爪驱动器(28)，所述爪驱动器(28)能驱动两个所述夹爪(40)沿所述纵向相对移动以实现所述抓取机构(4)分别处于所述释放位置与所述抓取位置，所述横抓面(42)与所述限位面(23)配置为在所述抓取位置时，将所述工件被限制在所述横抓面(42)与所述限位面(23)之间不能翻转。

9.根据权利要求2所述的取件装置，其中，所述取件装置包括用于摄取所述工件的图像的摄像头(5)，所述取件装置能根据所述图像判断所述工件的位置，根据所述工件的位置所述抓取机构(4)能自动到所述工件的上方，并驱动处于所述释放位置的所述抓取机构(4)降到所述工件上。

10.根据权利要求9所述的取件装置，其中，所述摄像头(5)为三维摄像头，所述取件装置包括探测头(6)，当所述探测头(6)探测到所述取件装置正常接触到所述工件时，所述抓取机构(4)自动移动到所述抓取位置，在每个所述限位柱(22)附近设置一个所述探测头(6)。