CN201410662Y - 一种用于箱体的柔性抓取系统 - Google Patents

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张耀荔
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张旭凤
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一种用于箱体的柔性抓取系统，属于物流工程技术领域，目的就在于解决配送中心内箱式货物尺寸不统一所造成的作业难题，本实用新型包括控制装置、抓取机构运动执行装置和抓取机构，其特征在于，所述的抓取机构包括夹取钳、双旋丝杠(12)、直线轴(19)、伺服减速电机(16)和基础安装板(11)，所述的夹取钳的二个夹取钳臂夹取多尺寸箱体，每个夹取钳臂包括开合板(10)、升降气缸(9)、过渡架(8)、夹紧气缸(7)、摆动板(5)、夹紧座板(2)、转轴(3)和夹板(1)；双旋丝杠(12)、直线轴(19)、伺服减速电机(16)分别固定安装在所述的基础安装板(11)上。本实用新型可以实现抓取对象的位置调整，具有垂直和水平两个方向的自由度，抓取对象的几何尺寸和重量可以调整，结构紧凑，是一种适合多尺寸箱体夹取使用的柔性抓取系统。

Description

一种用于箱体的柔性抓取系统
技术领域
本实用新型属于物流工程技术领域，尤其是涉及一种适合多尺寸箱体夹取使用的柔性抓取系统。
背景技术
目前配送中心中采用箱体形式进行商品包装越来越普遍，但是受到运输以及商品自身物理化学等属性的限制，箱体外尺寸并未完全标准化，使得物流作业自动化不易完成，特别是箱式货物的抓取作业，往往需要不断地调整抓取系统，目前一般的抓取系统大多是针对某一具体箱式货物进行设计，作业对象固定，不适合在配送中心内抓取多种箱式货物；同时对于箱式货物的定位有严格的要求，抓取系统无法调整箱式货物防止位置，往往出现货物不能被夹取的问题，需要人工进行箱式货物的位置调整，降低了工作效率。
发明内容
本实用新型的目的就在于解决配送中心内箱式货物尺寸不统一所造成的作业难题，并能够辅助解决箱式货物存放位置不标准所带来的货物取放难题，采用了新型的柔性抓取思想设计。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的一种用于箱体的柔性抓取系统，包括控制装置、抓取机构运动执行装置和抓取机构，其特征在于，所述的抓取机构包括夹取钳、双旋丝杠、直线轴、伺服减速电机和基础安装板，所述的夹取钳的二个夹取钳臂夹取多尺寸箱体，每个夹取钳臂包括开合板、升降气缸、过渡架、夹紧气缸、摆动板、夹紧座板、转轴和夹板，开合板上开有两个开孔，一个开孔安装有直线轴承，另一个开孔内壁加工有螺纹，升降气缸的缸体固定安装在开合板上并且其活塞与地面垂直，过渡架的上端固定安装在升降气缸的活塞的端部，夹紧气缸固定安装在过渡架的中部并且其活塞与地面平行，摆动板上端通过关节接头与夹紧气缸的活塞端部转动连接并基本垂直于地面，过渡架的的下端固定安装夹紧座板，摆动板的中部通过转轴与夹紧座板的一端转动连接，摆动板的下部安装夹板；所述的双旋丝杠与地面平行，其两端至中心分别加工有螺旋方向相反的螺纹，二个夹取钳臂的开合板分别通过带有螺纹的开孔安装在双旋丝杠上，开孔上的螺纹与双旋丝杠上的螺纹相配合；所述的直线轴与双旋丝杠平行，二个夹取钳臂的开合板分别通过直线轴承安装在直线轴上；所述的伺服减速电机安装在双旋丝杠的一端，通过联轴器与双旋丝杠连接，带动双旋丝杠旋转；双旋丝杠通过丝杠固定座、直线轴通过直线轴座和伺服减速电机通过电机座分别固定安装在所述的基础安装板上。
本实用新型的柔性抓取系统的夹板上还可安装有压力传感器，夹板夹取箱体的一面可贴有橡胶片。
本实用新型可以实现抓取对象的位置调整，具有垂直和水平两个方向的自由度，抓取对象的几何尺寸和重量可以调整，结构紧凑，是一种适合多尺寸箱体夹取使用的柔性抓取系统。
附图说明
图1为柔性抓取系统主视图；
图2为柔性抓取系统后视图；
图3为柔性抓取系统侧视图。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本实用新型的结构和工作过程。本实用新型中所述箱体为长方形纸质箱体，多尺寸是指在对大夹取范围之内的箱体尺寸可以变化，本系统的最大夹取范围可以在本实用新型介绍的原理指导下通过更改具体的零件几何参数进行调整。
如图1、2、3所示，本实用新型的一种用于箱体的柔性抓取系统，包括控制装置、抓取机构运动执行装置和抓取机构，其特征在于，所述的抓取机构包括夹取钳、双旋丝杠12、直线轴19、伺服减速电机16和基础安装板11，所述的夹取钳的二个夹取钳臂夹取多尺寸箱体，每个夹取钳臂包括开合板10、升降气缸9、过渡架8、夹紧气缸7、摆动板5、夹紧座板2、转轴3和夹板1，开合板10上开有两个开孔，一个开孔安装有直线轴承17，另一个开孔内壁加工有螺纹，升降气缸9的缸体固定安装在开合板上并且其活塞与地面垂直，过渡架8的上端固定安装在升降气缸9的活塞的端部，夹紧气缸7固定安装在过渡架8的中部并且其活塞与地面平行，基本垂直于地面的摆动板5上端通过关节接头6与夹紧气缸7的活塞的端部转动连接，过渡架的8的下端固定安装夹紧座板2，摆动板5的中部通过转轴3与夹紧座板2的一端转动连接，摆动板5的下部安装夹板1；所述的双旋丝杠12与地面平行，其两端至中心分别加工有螺旋方向相反的螺纹，二个夹取钳臂的开合板10分别通过带有螺纹的开孔安装在双旋丝杠12上，开孔上的螺纹与双旋丝杠12上的螺纹相配合；所述的直线轴19与双旋丝杠12平行，二个夹取钳臂的开合板10分别通过带有直线轴承17的开孔安装在直线轴19上；所述的伺服减速电机16安装在双旋丝杠12的一端，带动双旋丝杠12旋转；双旋丝杠12通过丝杠固定座13、直线轴19通过直线轴座18和伺服减速电机16通过电机座15分别固定安装在所述的基础安装板11上。
基础安装板11是柔性抓取系统抓取机构部件的安装基准，固定在抓取机构运动执行装置上，伺服减速电机16安装在基础安装板11一侧，并通过电机座15安装在基础安装板11下表面上。伺服减速电机16的动力通过联轴器14传递给双旋丝杠12，升降气缸9通过开合板10与双旋丝杠12连接，双旋丝杠12发生旋转运动时可以带动升降气缸9实现水平运动，升降气缸9共有两个，对称安装在基础安装板11两侧，两个升降气缸9的运动方向相反。夹紧气缸7通过过渡架8安装在升降气缸9的前端，升降气缸9通过控制内部伸缩杆的伸缩可以实现夹紧气缸7、过渡架8、夹板1、夹紧座板2、转轴3、支座4、摆动板5、关节接头6等部件的上下垂直运动，关节接头6安装在夹紧气缸7前端，夹紧座板2与夹紧气缸7采用螺钉实现固定连接，前端安装转轴3，摆动板5通过支座4与转轴3连接，夹紧气缸7、关节接头6、摆动板5、夹紧座板2、转轴3、支座4等共同构成一个四杆机构，夹紧气缸7通过控制内部伸缩杆的伸缩可以实现关节接头6的水平运动，并带动摆动板5运动，并最终带动夹板1实现旋转运动。压力传感器20安装在夹板1上，可以测量夹板1的压力值。
夹板1、夹紧座板2、转轴3、支座4、摆动板5、关节接头6、夹紧气缸7、过渡架8、升降气缸9、开合板10均为两个，对称安装在基础安装板11两侧，构成抓取系统的两个夹取钳臂。
为了保证升降气缸9在双旋丝杠12的带动下实现稳定的水平运动，直线轴座18安装基础安装板11，升降气缸9通过直线轴承17与直线轴19实现连接，并可以在直线轴19上实现水平移动，在双旋丝杠12旋转带动升降气缸9运动时，直线轴19可以提高升降气缸9水平运动的平稳性。
在柔性抓取系统工作时，抓取机构运动执行装置带动抓取机构接近被夹取货物，首先控制夹紧气缸7内部伸缩杆的运行实现夹板1的开合角度变化，根据箱体的实际尺寸应使夹板1以大角度打开，防止运动过程中与箱体发生干涉，然后控制升降气缸9运动将夹板1移动至箱体的两侧，控制夹板1的开合角度，使其张开角度变小，并最终与箱体侧向平面平行，伺服减速电机16开始启动，带动双旋丝杠12做旋转运动，并带动升降气缸9以及安装在其上的夹板1、夹紧座板2、转轴3、支座4、摆动板5、关节接头6、夹紧气缸7、过渡架8等同步运动，使夹板1与箱体相接触，压力传感器20实时测量夹板1与箱体相接触的压力值，控制装置接收该压力值，当达到预定压力设定值，通过发送控制信号控制伺服减速电机16停止运行，防止箱体由于受力过大而破损。
为了提高系统的稳定性，可以在夹板1的内侧安装橡胶皮，以提高夹板1与抓取对象之间的摩擦系数。

Claims (4)

1.一种用于箱体的柔性抓取系统，包括控制装置、抓取机构运动执行装置和抓取机构，其特征在于，所述的抓取机构包括夹取钳、双旋丝杠(12)、直线轴(19)、伺服减速电机(16)和基础安装板(11)，所述的夹取钳的二个夹取钳臂夹取多尺寸箱体，每个夹取钳臂包括开合板(10)、升降气缸(9)、过渡架(8)、夹紧气缸(7)、摆动板(5)、夹紧座板(2)、转轴(3)和夹板(1)，开合板(10)上开有两个开孔，一个开孔安装有直线轴承(17)，另一个开孔内壁加工有螺纹，升降气缸(9)的缸体固定安装在开合板上并且其活塞与地面垂直，过渡架(8)的上端固定安装在升降气缸(9)的活塞的端部，夹紧气缸(7)固定安装在过渡架(8)的中部并且其活塞与地面平行，摆动板(5)上端通过关节接头(6)与夹紧气缸(7)的活塞端部转动连接并基本垂直于地面，过渡架(8)的下端固定安装夹紧座板(2)，摆动板(5)的中部通过转轴(3)与夹紧座板(2)的一端转动连接，摆动板(5)的下部安装夹板(1)；所述的双旋丝杠(12)与地面平行，其两端至中心分别加工有螺旋方向相反的螺纹，二个夹取钳臂的开合板(10)分别通过带有螺纹的开孔安装在双旋丝杠(12)上，开孔上的螺纹与双旋丝杠(12)上的螺纹相配合；所述的直线轴(19)与双旋丝杠(12)平行，二个夹取钳臂的开合板(10)分别通过直线轴承(17)安装在直线轴(19)上；所述的伺服减速电机(16)安装在双旋丝杠(12)的一端，带动双旋丝杠(12)旋转；双旋丝杠(12)通过丝杠固定座(13)、直线轴(19)通过直线轴座(18)、伺服减速电机(16)通过电机座(15)分别固定安装在所述的基础安装板(11)上。
2.如权利要求1所述的一种用于箱体的柔性抓取系统，其特征在于，所述的伺服减速电机(16)通过联轴器(14)与双旋丝杠(12)连接。
3.如权利要求2所述的一种用于箱体的柔性抓取系统，其特征在于，所述的夹板(1)上安装有压力传感器(20)。
4.如权利要求3所述的一种用于箱体的柔性抓取系统，其特征在于，所述的夹板(1)夹取箱体的一面贴有橡胶片。
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