CN203185343U - 装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂 - Google Patents

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何德平
江彩苗
黄毅峰
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Abstract

本实用新型公开了一种装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,包括:相互垂直设置的支撑立柱、水平横梁、抓瓶机械臂,支撑立柱上设置有能驱动升降横梁能上下移动的升降驱动装置;水平横梁上设置能驱动抓瓶机械臂沿水平横梁来回移动的平移驱动装置;在抓瓶机械臂的外端设置有带若干抓手的装箱抓瓶机构,抓手的结构包括:支撑套管,其底部设置有抓壳,抓壳的内部设置有带喇叭形抓瓶口的抓瓶空腔,抓瓶空腔内的活塞与抓瓶空腔之间形成活塞空腔,活塞空腔与进气通道相连通,喇叭形抓瓶口顶部的抓壳内壁上设置有O型弹簧,向进气通道内通入压缩空气后活塞能向下移动,直至其底部向内挤压O形弹簧的外侧使其内圈缩小、并卡住瓶子的瓶口。

Description

装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂
技术领域
[0001] 本实用新型涉及包装机械领域中的装箱机,尤其涉及装箱机上的机械手臂。
背景技术
[0002] 装箱机是一种常用于啤酒、饮料等各种瓶装食品的装箱设备。装箱机上的机械手臂能够将PET瓶、玻璃瓶、易拉罐等物品垂直装入包装箱中。目前市场上常用的四连杆装箱机、摇臂式装箱机、曲臂式装箱机中的机械手臂结构都十分复杂,制作成本高,安装和调整繁琐。
实用新型内容
[0003] 本实用新型需要解决的技术问题是:提供一种适合多瓶型装箱、且能大大提高装箱效率的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂。
[0004] 为解决上述问题,本实用新型采用的技术方案是:装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,包括底座,底座上固定安装有支撑立柱,支撑立柱上设置有水平横梁,水平横梁上设置有抓瓶机械臂,支撑立柱、水平横梁、抓瓶机械臂两两相互垂直,其中支撑立柱与水平横梁之间的连接结构包括:支撑立柱上设置有升降导轨,水平横梁上设置有与升降导轨配合使用的升降滑块,支撑立柱上设置有升降驱动装置,在升降驱动装置的驱动下水平横梁能沿支撑立柱上下移动;水平横梁与抓瓶机械臂的连接结构包括:在水平横梁上设置有水平导轨,抓瓶机械臂的内端部设置有与水平导轨配合使用的平移滑块,水平横梁上还设置有平移驱动装置,在平移驱动装置的驱动下抓瓶机械臂能沿水平横梁来回移动;在抓瓶机械臂的外端设置有装箱抓瓶机构,装箱抓瓶机构的结构包括:安装在抓瓶机械臂外端底部的抓手安装架,抓手安装架上设置有若干抓手,每个抓手的结构包括:安装在抓手安装架上的支撑套管,支撑套管中从上至下贯穿设置有进气通道,支撑套管的底部设置有抓壳,抓壳内部设置有容纳瓶子头部的抓瓶空腔,抓壳底部设置有与抓瓶空腔相贯通的喇叭形抓瓶口,喇叭形抓瓶口顶部的抓壳内壁上设置有一圈安装面,安装面上设置有O型弹簧,抓瓶空腔内设置有能沿抓瓶空腔壁上下移动的活塞,活塞的上端与抓瓶空腔之间设置有密封的活塞空腔,活塞空腔与进气通道相连通,活塞的底部呈由里向外倾斜的斜面,向进气通道内通入压缩空气后活塞能向下移动,直至活塞底部的斜面向内挤压O形弹簧的外侧使其内圈缩小、并卡住瓶子的瓶口。
[0005] 进一步地,前述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其中,所述的升降驱动装置的结构包括:设置在支撑立柱顶部的升降伺服电机,升降伺服电机两端的输出轴上分别设置有一个升降链轮,每个升降链轮上均啮合悬挂有升降链条,两升降链条的一端均与水平横梁相连接,两升降链条的另一端分别设置有与水平横梁的重量相适应的配重,在升降伺服电机的驱动下,升降链条能带动水平横梁上下移动。
[0006] 进一步地,前述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其中,所述的平移驱动装置的结构包括:在水平横梁的两端分别设置有主动同步带轮和从动同步带轮,主动同步带轮和从动同步带轮上设置有同步带,所述的同步带的一条侧边与抓瓶机械臂的底部固定连接,在主动同步带轮同一端的水平横梁上设置有平移伺服电机,主动同步带轮由平移伺服电机驱动,在平移伺服电机的驱动下,抓瓶机械臂能沿水平横梁来回移动。
[0007] 更进一步地,前述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其中,在活塞空腔内设置有密封圈,密封圈的外壁密封贴合在抓壳的内壁上,密封圈的内圈卡挡在活塞的顶部的卡槽中,使密封圈能随着活塞一起在抓瓶空腔内上下移动。
[0008] 再进一步地,前述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其中,O型弹簧底部的安装面上设置有调整垫圈。
[0009] 本实用新型的有益效果:采用压缩空气挤压活塞从而向内挤压O型弹簧、使其卡住瓶口的抓瓶方式,适合多种瓶型、结构简单可靠,用户无需根据不同的瓶型而频繁更换抓手,大大省却了更换和安装的时间,从而提高了生产效率;通过升降伺服电机和平移伺服电机的伺服同步,可精确实现装箱抓瓶机构的运动定位,且在抓瓶装箱的运动过程中抓瓶机械臂运行平稳、可靠。
附图说明
[0010]图1是本实用新型所述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂的结构示意图。
[0011] 图2是图1左视方向的结构示意图。
[0012] 图3是图1中单个抓手的内部结构示意图。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图和最优实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0014] 如图1、图2、图3所示,装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,包括底座1,底座I上固定安装有支撑立柱2,支撑立柱2上设置有水平横梁3,水平横梁3上设置有抓瓶机械臂4,支撑立柱2、水平横梁3、抓瓶机械臂4两两相互垂直,其中支撑立柱2与水平横梁3之间的连接结构包括:支撑立柱2上设置有升降导轨5,水平横梁3上设置有与升降导轨5配合使用的升降滑块6,支撑立柱2上设置有升降驱动装置,所述的升降驱动装置的结构包括:设置在支撑立柱2顶部的升降伺服电机7,升降伺服电机7两端的输出轴上分别设置有一个升降链轮9,每个升降链轮9上均啮合悬挂有升降链条8,两升降链条8的一端均与水平横梁3相连接,两升降链条8的另一端分别设置有与水平横梁3的重量相适应的配重26,设置配重26可以减小升降伺服电机7的输出功率,从而减小能耗。在升降伺服电机7的驱动下,两条升降链条8能带动水平横梁3以及水平横梁3上的升降滑块6沿升降导轨5上、下滑动,采用两条升降链条8进行提升,使得水平横梁3在升降过程中更加平稳、可靠。水平横梁3与抓瓶机械臂4的连接结构包括:在水平横梁3上设置有水平导轨10,抓瓶机械臂4的内端部设置有与水平导轨10配合使用的平移滑块11,水平横梁3上还设置有平移驱动装置,所述的平移驱动装置的结构包括:在水平横梁3的两端分别设置有主动同步带轮12和从动同步带轮13,主动同步带轮12和从动同步带轮13上设置有同步带14,所述的同步带14的一条侧边与抓瓶机械臂4的底部固定连接,在主动同步带轮12同一端的水平横梁3上设置有平移伺服电机15,主动同步带轮12由平移伺服电机15驱动,在平移伺服电机15的驱动下,抓瓶机械臂4以及抓瓶机械臂4内端部的平移滑块11能在水平导轨10上来回滑动。在抓瓶机械臂4的外端设置有装箱抓瓶机构16,装箱抓瓶机构16的结构包括:安装在抓瓶机械臂4外端底部的抓手安装架17,抓手安装架17上设置有若干抓手28,本实施例中设置了三组抓手28,每组抓手28呈三列,每列五个进行排布,抓手28的组数可以根据一次装箱的箱子数量进行设置,每组抓手28的数量和排布可以根据单个箱子尺寸规格进行设置。单个抓手28的结构包括:安装在抓手安装架17上的支撑套管18,支撑套管18中从上至下贯穿设置有进气通道19,支撑套管18的底部设置有抓壳20,抓壳20的内部设置有容纳瓶子头部的抓瓶空腔21,抓壳20的底部设置有与抓瓶空腔21相贯通的喇叭形抓瓶口22,喇叭形抓瓶口 22顶部的抓壳20内壁上设置有一圈安装面201,安装面201上设置有O型弹簧25,O型弹簧25底部的安装面201上还设置有调整垫圈202,调整垫圈202的高度可以根据不同瓶型进行更换,抓瓶空腔21内设置有能沿抓壳20内壁上下移动的活塞23,活塞23的上端与抓瓶空腔21之间设置有密封的活塞空腔24,活塞空腔24与进气通道19相连通,为了保证活塞空腔24的密封性能,在活塞空腔24内设置有密封圈27,密封圈27的外壁密封贴合在抓壳20的内壁上,密封圈27的内圈卡挡在活塞23的顶部的卡槽中,使密封圈27能随着活塞23 —起沿抓壳20内壁上下移动。活塞23的底部呈由里向外倾斜的斜面231,向进气通道19内通入压缩空气后活塞23能向下移动,直至使活塞23底部的斜面231挤压到O形弹簧25的外侧、使其内圈缩小并卡住瓶子的瓶口。
[0015] 本实用新型的工作原理如下:水平横梁4的方向即X方向,支撑立柱2的方向即Y方向。启动升降伺服电机7,升降伺服电机7驱动两升降链轮9转动,从而驱动两升降链条8带动水平横梁3沿升降导轨5向上或向下移动,从而改变抓瓶机械臂4端部的装箱抓瓶机构16在Y方向上的位置;启动平移伺服电机15,平移伺服电机15驱动主动同步带轮12转动,主动同步带轮12上的同步带14带动抓瓶机械臂4在水平导轨10上来回滑动,从而调整抓瓶机械臂4端部的装箱抓瓶机构16在X方向上的位置;通过伺服同步,可同时调整装箱抓瓶机构16在X和Y方向的位置,从而精确实现装箱抓瓶机构16在平面内的位置调整。装箱工作时,只需根据瓶子所在的位置将装箱抓瓶机构16调整到相应的位置,使得装箱抓瓶机构16上每个抓手28的抓瓶口 22分别套装在瓶子头部,然后向每个抓手中的活塞空腔24内通入压缩气体,每个活塞空腔24内的压强增大、并向下推动密封圈27和活塞23,直至活塞23底部的斜面231向下挤压在O形弹簧25的外侧,使其内圈缩小、并卡在瓶子的瓶口,此抓瓶方式适合多种瓶型;然后通过驱动升降伺服电机7和平移伺服电机15来调整装箱抓瓶机构16在X方向和Y方向上的位置,从而将夹有瓶子的装箱抓瓶机构16移动至装箱位置处,并使每组抓手28分别位于一个箱子之上,然后再解除活塞空腔24内的压力,在大气压强的作用下,活塞23向上移动,从而解除对O型弹簧25的压力,O型弹簧25向外恢复变形,从而松开瓶口,这样每组抓手28中的瓶子分别落入到对应空箱子内,即完成装箱。
[0016] 本实用新型的优点为:采用压缩空气挤压活塞从而向内挤压O型弹簧25、使其卡住瓶口的抓瓶方式,适合多种瓶型、结构简单可靠,用户无需根据不同的瓶型频繁更换和调整装箱抓瓶机构,大大省却了更换和安装的时间,从而提高了生产效率;通过升降伺服电机7和平移伺服电机15的伺服同步,可精确实现装箱抓瓶机构16的运动定位,且在抓瓶装箱的运动过程中抓瓶机械臂4运行平稳、可靠。

Claims (6)

1.装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其特征在于:包括底座,底座上固定安装有支撑立柱,支撑立柱上设置有水平横梁,水平横梁上设置有抓瓶机械臂,支撑立柱、水平横梁、抓瓶机械臂两两相互垂直,其中支撑立柱与水平横梁之间的连接结构包括:支撑立柱上设置有升降导轨,水平横梁上设置有与升降导轨配合使用的升降滑块,支撑立柱上设置有升降驱动装置,在升降驱动装置的驱动下水平横梁能沿支撑立柱上下移动;水平横梁与抓瓶机械臂的连接结构包括:在水平横梁上设置有水平导轨,抓瓶机械臂的内端部设置有与水平导轨配合使用的平移滑块,水平横梁上还设置有平移驱动装置,在平移驱动装置的驱动下抓瓶机械臂能沿水平横梁来回移动;在抓瓶机械臂的外端设置有装箱抓瓶机构,装箱抓瓶机构的结构包括:安装在抓瓶机械臂外端底部的抓手安装架,抓手安装架上设置有若干抓手,每个抓手的结构包括:安装在抓手安装架上的支撑套管,支撑套管中从上至下贯穿设置有进气通道,支撑套管的底部设置有抓壳,抓壳内部设置有容纳瓶子头部的抓瓶空腔,抓壳底部设置有与抓瓶空腔相贯通的喇叭形抓瓶口,喇叭形抓瓶口顶部的抓壳内壁上设置有一圈安装面,安装面上设置有O型弹簧,抓瓶空腔内设置有能沿抓瓶空腔壁上下移动的活塞,活塞的上端与抓瓶空腔之间设置有密封的活塞空腔,活塞空腔与进气通道相连通,活塞的底部呈由里向外倾斜的斜面,向进气通道内通入压缩空气后活塞能向下移动,直至活塞底部的斜面向内挤压O形弹簧的外侧使其内圈缩小、并卡住瓶子的瓶口。
2.根据权利要求1所述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其特征在于:所述的升降驱动装置的结构包括:设置在支撑立柱顶部的升降伺服电机,升降伺服电机两端的输出轴上分别设置有一个升降链轮,每个升降链轮上均啮合悬挂有升降链条,两升降链条的一端均与水平横梁相连接,两升降链条的另一端分别设置有与水平横梁的重量相适应的配重,在升降伺服电机的驱动下,升降链条能带动水平横梁上下移动。
3.根据权利要求1或2所述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其特征在于:所述的平移驱动装置的结构包括:在水平横梁的两端分别设置有主动同步带轮和从动同步带轮,主动同步带轮和从动同步带轮上设置有同步带,所述的同步带的一条侧边与抓瓶机械臂的底部固定连接,在主动同步带轮同一端的水平横梁上设置有平移伺服电机,主动同步带轮由平移伺服电机驱动,在平移伺服电机的驱动下,抓瓶机械臂能沿水平横梁来回移动。
4.根据权利要求1或2所述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其特征在于:在活塞空腔内设置有密封圈,密封圈的外壁密封贴合在抓壳的内壁上,密封圈的内圈卡挡在活塞的顶部的卡槽中,使密封圈能随着活塞一起在抓瓶空腔内上下移动。
5.根据权利要求3所述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其特征在于:在活塞空腔内设置有密封圈,密封圈的外壁密封贴合在抓壳的内壁上,密封圈的内圈卡挡在活塞的顶部的卡槽中,使密封圈能随着活塞一起在抓瓶空腔内上下移动。
6.根据权利要求5所述的装箱机上的单立柱平面坐标机械手臂,其特征在于:0型弹簧底部的安装面上设置有调整垫圈。
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