CN206590571U - 一种分拣机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种分拣机，包括伺服驱动系统、机架和位于机架内的连杆机构、抓取机构；连杆机构包括彼此铰接的第一、二连杆，第一连杆铰接在顶板上，第二连杆铰接在底板上；抓取机构包括彼此紧密相接的设有气压腔的气缸块、气缸块垫块；气压腔包括采用小圆柱通道连通的圆柱腔和圆锥腔；在气压腔内设有可沿气压腔上下移动的活塞；当活塞向下运动时，圆柱塞以下的气压腔内的空气被压缩，滚珠伸入圆锥凸台内；伺服驱动系统与第一连杆相连并驱动第一连杆转动。该机构可快速实现零部件的快速更换，避免物料的划伤，使用安全可靠。

Description

一种分拣机

技术领域

本实用新型属于包装分拣技术领域，尤其涉及一种用于更换包装分拣用夹爪接头的快换装置。

背景技术

日常生产中，许多产品都需要经过机械性的抓取、分拣等流程来完成物料的运输、分类和存放，例如对输液塑料袋或者其他物料的抓取分拣，在使用中需要在诸如机械臂上更快多种类型的卡爪类的抓取机构，目前的相关零部件的更换比较繁琐，不适应批量化、规格繁多的快速生产，且快换连接结构不稳定，亟待设计一种快速可靠的机构来实现各种各样的配件的更换。另一方面，对于某些表面光滑的零件或者是如输液用的塑料袋等稍微柔软的零件，机械性抓取容易损坏其表面。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种分拣机，该机构可快速实现零部件的快速更换，不会对零件表面产生机械性划伤，使用安全可靠。

本实用新型的技术方案如下：

一种分拣机，包括伺服驱动系统、机架和位于机架内的连杆机构和抓取机构；

所述连杆机构由上至下依次包括固定于机架顶部的顶板，顶板周围设有三个凸缘，每个凸缘与第一连杆的一端铰接，第一连杆的另一端设有垂直贯穿第一连杆两侧面的可自由转动的第一芯轴，所述第一芯轴的两端分别铰接有一根第二连杆且两根第二连杆互相平行，两第二连杆的另一端分别铰接在第二芯轴的两端，所述第二芯轴垂直贯穿底板周围的三个长方体状的凸耳上；

所述抓取机构由上至下依次包括彼此紧密相接的气缸块、气缸块垫块；所述气缸块内部设有开口朝下的气压腔，所述气压腔包括呈上下分布的圆柱腔和圆锥腔，所述圆柱腔和圆锥腔之间采用小圆柱通道连通；在气压腔内设有可沿气压腔上下移动的呈工字型的活塞；所述活塞的底端为小端面朝下的圆锥塞，顶端为圆柱塞，圆锥塞和圆柱塞之间采用小圆柱杆连为一体；所述圆锥腔位于气缸块底端的圆锥凸台内，所述圆锥凸台嵌入所述气缸块垫块内，在圆锥腔的二分之一深度处的侧壁内设有一圈位于同一水平面上的滚珠，当所述活塞向下运动时，圆柱塞以下的气压腔内的空气被压缩，使所述滚珠的一部分伸出圆锥腔外侧壁后伸入气缸垫块的圆锥凸台嵌入孔内壁中，所述圆锥塞的厚度不小于滚珠在圆锥腔侧壁内滚动时所能达到的最大高度，圆锥塞与圆锥腔内壁之间的单边间隙小于滚珠的直径；还包括吸爪组件，所述吸爪组件包括紧贴所述气缸块垫块底端面设置的爪柄，所述爪柄底端设有三个呈圆形阵列的吸气盘，所述吸气盘顶端与爪柄的吸气孔的一端相通，吸气孔的另一端位于爪柄的侧壁且连有吸气接头，所述吸气接头与抽气机相连；

所述底板的底面与所述气缸块的顶端面紧密相接并连接固定，从而使连杆机构和抓取机构连为一体；所述伺服驱动系统与所述第一连杆相连并驱动第一连杆转动。

进一步地，所述活塞采用气动推进，在所述气缸块的顶端开有与圆柱腔相通的通气口，所述通气口上设有进气接头，所述进气接头与压缩气源相通。所述气缸块、气缸块垫块之间设有密封垫，气缸块、气缸块垫块采用螺栓拉紧联接。滚珠在所述圆锥腔侧壁内滚动的通孔为圆锥通孔，且所述通孔的小端口朝圆锥腔侧壁的外壁。

进一步地，所述圆锥塞与圆锥腔内壁之间的单边间隙等于滚珠的半径。在所述气压腔内预充有压缩气体。

进一步地，所述吸气盘由上至下包括呈波纹管状的导气管和呈喇叭状的吸盘，在所述吸气盘底端的大端面上设有柔软的圆环状的弹性胶垫。所述导气管的顶端设有中空的导气螺栓，所述导气螺栓的螺帽压在导气管顶端止口的内壁，并通过螺钉将导气管顶端面和爪柄底端面严实地紧贴在一起。

进一步地，所述导气管内衬有圆柱弹簧，所述圆柱弹簧的每圈簧丝位于导气管内壁的螺旋凹槽内。

进一步地，所述顶板的中央位置处还竖直地设有第三连杆，所述第三连杆的两端分别与顶板和底板铰接。

进一步地，所述第三连杆包括外管和内管，所述内管插入外管内且可在外管的内部自由滑动，且在外管的管壁上沿其轴线方向开有腰形孔，所述内管管壁上的与内管相垂直的限位支柱位于所述腰形孔内部。

进一步地，所述顶板的底部还设有正对传送带上的物料的摄像头，所述摄像头通过PC端与所述伺服驱动系统相连。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用活塞来压缩压气腔内的空气来增加压强，使位于圆锥腔壁内的滚珠被挤压至腔壁外侧并进入气缸块垫块内，实现气缸块和气缸块垫块之间的连接紧固，并通过释放压强来使滚珠完全滚回圆锥腔壁的滚珠安装的通孔内，实现气缸块和气缸块垫块之间的分离，可快速实现爪柄(气缸块垫块)及其连接附件的快速更换，使用时只需释放压气腔内的压强，即可使滚珠滚回，两组构件轻松卸下，在更换安装时，将气缸块垫罩在气缸块的圆锥凸台上并充入一定量的压缩气体即可；此外，设置的一圈滚珠可保证气缸块和气缸块垫块之间连接传力的均匀稳定性，整个快换结构稳定可靠。在保证可以快速更换所需要的爪柄的前提下，为充分保证上述有益效果，需要进一步对保证抓取的无损坏性，避免机械性划伤，于是本实用新型还采用了用气压差来吸引抓取诸如输液用的塑料袋等具备气压差吸附性的零件，通过抽走吸气盘内的空气来使塑料袋紧紧地附着在吸气盘上，抓取安全可靠，有效避免了划伤。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为连杆机构倾斜放置时的结构示意图。

图3为连杆机构竖直放置时的结构示意图。

图4为图2中椭圆标识处第三连杆的局部放大图。

图5为抓取机构的结构示意图。

图6为本实用新型除去爪柄和吸气盘之后的爆炸图。

图7为图6所示结构的全剖视图。

图8为图5中I处的放大视图。

图9为本实用新型局部爆炸图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种分拣机，包括机架11和位于机架11内的连杆机构a和抓取机构b。如图2—3所述连杆机构a由上至下依次包括固定在机架11顶部的顶板12，顶板12周围设有三个凸缘1201，每个凸缘1201与第一连杆13的一端铰接，第一连杆13的另一端设有垂直贯穿第一连杆13两侧面的可自由转动的第一芯轴14，所述第一芯轴14的两端分别铰接有一根第二连杆15且两根第二连杆15互相平行，两第二连杆15的另一端分别铰接在第二芯轴16的两端，所述第二芯轴16垂直贯穿底板17周围的三个长方体状的凸耳1701上，并可在凸耳1701内自由转动；本实施例中的所有铰接连接宜选择为球铰链。

如图5—7和图9所示，所述抓取机构b由上至下依次包括彼此紧密相接的气缸块1、气缸块垫块2。所述气缸块2内部设有开口朝下的气压腔，所述气压腔包括呈上下分布的圆柱腔201和圆锥腔202，所述圆柱腔201和圆锥腔202之间采用小圆柱通道203连通；在气压腔内设有可沿气压腔上下移动的呈工字型的活塞3；所述活塞3的底端为小端面朝下的圆锥塞301，顶端为圆柱塞302，圆锥塞301和圆柱塞之302间采用小圆柱杆303连为一体。

所述圆锥腔202位于气缸块1底端的圆锥凸台101内，所述圆锥凸台101嵌入所述气缸块垫块2内，在圆锥腔202的二分之一深度处的侧壁内设有一圈位于同一水平面上的滚珠4，当所述活塞向下运动时，圆柱塞302以下的气压腔内的空气被压缩，使所述滚珠4的一部分伸出圆锥腔202外侧壁后伸入气缸垫块2的圆锥凸台嵌入孔内壁中，所述圆锥塞301的厚度D不小于滚珠4在圆锥腔侧壁内滚动时所能达到的最大高度H，圆锥塞301与圆锥腔202内壁之间的单边间隙小于滚珠4的直径，即在任一截面内圆锥塞301的半径与圆锥腔202半径之差不大于滚珠4的直径；以保证活塞3在运动时，滚珠4对于未设置防滚珠4滚出结构的圆锥腔202侧壁上的通孔，不会滚出，在圆锥塞301的外壁的阻挡下，始终不会使滚珠4从通孔内完全滚出。

基于上述快换结构，本实用新型还包括了一个吸爪组件，所述吸爪组件包括紧贴所述气缸块垫块2底端面设置的爪柄7，爪柄7与气缸块垫块2可采用螺栓6连接，之间宜设置密封垫，所述爪柄7底端设有三个呈圆形阵列的吸气盘8，吸气盘8两两互为120度夹角。所述吸气盘8顶端与爪柄7的吸气孔701的一端相通，吸气孔701的另一端位于爪柄7的侧壁且连有吸气接头9，所述吸气接头9与抽气机(图中未示出)相连。使用时，将爪柄7与气缸块垫块2连接好后，迅速通过气缸块垫块2将吸气盘8安装在本分拣机的底端，待分拣机移动到所要抓取的零件的光滑表面上方时，向下压在光滑表面上，并启动抽气机不断将吸气盘8和零件之间的空气抽走，使零件紧紧地贴在吸气盘8上，达到吸引抓取的目的。

最后，本实施例中所述底板17的底面与所述气缸块1的顶端面紧密相接并采用螺栓连接固定，从而使上述连杆机构a和抓取机构b连为一体。所述伺服驱动系统(图中未示出)与所述第一连杆13相连并驱动第一连杆13转动，从而通过第二连杆15带动抓取机构b在机架11的内部运动到不同位置处，以便抓取机构b的吸气盘8可以到达所要抓取的输液用塑料带或者类似薄玻璃片等可以被吸附的物品的表面，从而抓取货物。所述伺服驱动系统可以是常见的数控用伺服系统加上驱动电机来实现，驱动电机也可以是带反馈调节的步进电机，驱动电机可以得主轴与第一连杆13相连，其具体连接方式为本领域技术人员可以做适应性设计即可实现，因此本实施例不对伺服驱动系统的驱动电机如何驱动第一连杆13做详细举例描述。

进一步地，所述活塞3采用气动推进，在所述气缸块1的顶端开有与圆柱腔201顶端相通的通气口，所述通气口上设有进气接头5，所述进气接头5与压缩气源相通。启动推进稳定可靠，可减少刚性冲击，与活塞3顶端面全面接触均匀受力，利于保持系统结构稳定，尤其适于柔性连接和气缸块垫块2加工精度难以精确控制的情形。本实用新型在拆卸更换气缸块垫块2时，可直接通过进气接头5排除气体，也可采用现成的设有排气阀的气缸装置排气，即现有气缸装置与进气接头5相连的管路中设有三通阀门，可以选择通入压缩气体或者排除压缩气体，都为现有技术可以实现，故此处不对气压腔内如何进气、排气做具体说明。所述活塞3采用液压杆(图中未标出)推进，所述液压杆的输出轴的末端竖直向下伸入所述圆柱腔201内，在气缸块1顶端的所述输出轴伸入孔的孔壁内设有毛毡圈(图中未标出)，采用液压杆是为了更换更为迅速，直接快速推动活塞3运动，适合较大尺寸的配件的更换。如图8所示，滚珠4在所述圆锥腔202侧壁内滚动的通孔为圆锥通孔，且所述通孔的小端口朝圆锥腔202侧壁的外壁。

进一步地，所述圆锥塞301与圆锥腔202内壁之间的单边间隙等于滚珠4的半径，以保证滚珠4既能与圆锥塞301外壁接触辊滚动，又能使压缩气流充分地流入滚珠4所在的通孔内，以便将滚珠4压至圆锥腔202的腔壁外侧，通过滚珠4与气缸块垫块2之间的挤压接触，将气缸块1和气缸块垫块2连接起来。在所述气压腔内预充有压缩气体，这样设计可以满足较大的压缩压强，如果单单靠活塞3与气压腔内自然存在的空气进行压缩，其产生的压强局限性太小，或者气压腔要设计得很大。

进一步地，所述吸气盘8由上至下包括呈波纹管状的导气管801和呈喇叭状的吸盘802，在所述吸盘802底端的大端面上设有柔软的圆环状的弹性胶垫803，以便使吸气盘8可以牢牢地与零件的光滑表面接触。所述导气管801的顶端设有中空的导气螺栓9，所述导气螺栓9的螺帽压在导气管顶端止口804的内壁，并通过螺钉将导气管801顶端面和爪柄7底端面严实地紧贴在一起，提高导气管801与爪柄7的连接密封性。

进一步地，所述导气管801内衬有圆柱弹簧10，所述圆柱弹簧10的每圈簧丝位于导气管801内壁的螺旋凹槽内，提升导气管801的强度和韧性，以便在与表面较粗糙的零件接触时，可以通过提高正压力来实现吸盘802与零件表面的密封接触。

进一步地，所述顶板12的中央位置处还竖直地设有第三连杆18，所述第三连杆18的两端分别与顶板12和底板17铰接。在所述连杆机构a的三对第二连杆15之间设置上述第三连杆18可提高连杆机构a的稳定性，减小连杆机构a的运动幅度，防止连杆机构a过位移。

进一步地，所述第三连杆18包括外管1802和内管1801，所述内管1801插入外管1802内且可在外管1802的内部自由滑动，且在外管1802的管壁上沿其轴线方向开有腰形孔18021，所述内管1801管壁上的与内管1801相垂直的限位支柱19位于所述腰形孔18021内部。以便在第一、二连杆运动时，第三连杆18可以随之伸长或者缩短，在保证连杆机构a结构稳定性的同时，进一步协调其运动精度和幅度。

进一步地，所述顶板12的底部还设有正对传送带(图中未示出)上的物料的摄像头20，所述摄像头20通过PC端与所述伺服驱动系统相连。摄像头将传送带上的物料信息影响传给PC端，PC端分析物料货物的表面信息，发现有不良品时，由PC端反馈给伺服驱动系统一个信息指令，从而驱动连杆机构a运动，将不良物料抓取出来，进行分离筛选。此种设计适用于流水线上的无人自动分拣。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种分拣机，其特征在于：包括伺服驱动系统、机架和位于机架内的连杆机构、抓取机构；

所述连杆机构由上至下依次包括固定于机架内部顶端的顶板，顶板周围设有三个凸缘，每个凸缘与第一连杆的一端铰接，第一连杆的另一端设有垂直贯穿第一连杆两侧面的可自由转动的第一芯轴，所述第一芯轴的两端分别铰接有一根第二连杆且两根第二连杆互相平行，两第二连杆的另一端分别铰接在第二芯轴的两端，所述第二芯轴垂直贯穿底板周围的三个长方体状的凸耳上；

所述抓取机构由上至下依次包括彼此紧密相接的气缸块、气缸块垫块；所述气缸块内部设有开口朝下的气压腔，所述气压腔包括呈上下分布的圆柱腔和圆锥腔，所述圆柱腔和圆锥腔之间采用小圆柱通道连通；在气压腔内设有可沿气压腔上下移动的呈工字型的活塞；所述活塞的底端为小端面朝下的圆锥塞，顶端为圆柱塞，圆锥塞和圆柱塞之间采用小圆柱杆连为一体；所述圆锥腔位于气缸块底端的圆锥凸台内，所述圆锥凸台嵌入所述气缸块垫块内，在圆锥腔的二分之一深度处的侧壁内设有一圈位于同一水平面上的滚珠，当所述活塞向下运动时，圆柱塞以下的气压腔内的空气被压缩，使所述滚珠的一部分伸出圆锥腔外侧壁后伸入气缸垫块的圆锥凸台嵌入孔内壁中，所述圆锥塞的厚度不小于滚珠在圆锥腔侧壁内滚动时所能达到的最大高度，圆锥塞与圆锥腔内壁之间的单边间隙小于滚珠的直径；还包括吸爪组件，所述吸爪组件包括紧贴所述气缸块垫块底端面设置的爪柄，所述爪柄底端设有三个呈圆形阵列的吸气盘，所述吸气盘顶端与爪柄的吸气孔的一端相通，吸气孔的另一端位于爪柄的侧壁且连有吸气接头，所述吸气接头与抽气机相连；

所述底板的底面与所述气缸块的顶端面紧密相接并连接固定，从而使连杆机构和抓取机构连为一体；所述伺服驱动系统与所述第一连杆相连并驱动第一连杆转动。

2.根据权利要求1所述分拣机，其特征在于：所述活塞采用气动推进，在所述气缸块的顶端开有与圆柱腔相通的通气口，所述通气口上设有进气接头，所述进气接头与压缩气源相通；所述气缸块、气缸块垫块之间设有密封垫，气缸块、气缸块垫块采用螺栓拉紧联接；滚珠在所述圆锥腔侧壁内滚动的通孔为圆锥通孔，且所述通孔的小端口朝圆锥腔侧壁的外壁。

3.据权利要求2所述分拣机，其特征在于：所述圆锥塞与圆锥腔内壁之间的单边间隙等于滚珠的半径；在所述气压腔内预充有压缩气体。

4.根据权利要求1所述分拣机，其特征在于：所述吸气盘由上至下包括呈波纹管状的导气管和呈喇叭状的吸盘，在所述吸气盘底端的大端面上设有柔软的圆环状的弹性胶垫；所述导气管的顶端设有中空的导气螺栓，所述导气螺栓的螺帽压在导气管顶端止口的内壁，并通过螺钉将导气管顶端面和爪柄底端面严实地紧贴在一起。

5.根据权利要求4所述分拣机，其特征在于：所述导气管内衬有圆柱弹簧，所述圆柱弹簧的每圈簧丝位于导气管内壁的螺旋凹槽内。

6.根据权利要求1所述分拣机，其特征在于：所述顶板的中央位置处还竖直地设有第三连杆，所述第三连杆的两端分别与顶板和底板铰接。

7.根据权利要求6所述分拣机，其特征在于：所述第三连杆包括外管和内管，所述内管插入外管内且可在外管的内部自由滑动，且在外管的管壁上沿其轴线方向开有腰形孔，所述内管管壁上的与内管相垂直的限位支柱位于所述腰形孔内部。

8.根据权利要求1所述分拣机，其特征在于：所述顶板的底部还设有镜头正对传送带上的物料的摄像头，所述摄像头通过PC端与所述伺服驱动系统相连。