CN208908050U - 智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置，其中，智能机械手包括安装支架，所述安装支架下部滑动连接有旋转基座，可夹紧或松开货物的机械手位于旋转基座上方，托物台位于所述旋转基座内。其目的是为了提供一种设置于售货机外部，安装维护方便，取货效率高的智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置。

Description

智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置

技术领域

本实用新型涉及用于旋转运动和往复运动的互相转换的传动装置及用于分发离散物品或类似分配作用的投币式设备或类似设备，具体地涉及一种智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置。

背景技术

市场上现有的自动售货机多采用重力结构、螺旋结构、传送带加升降机、小型机器手等技术构建不同规格的货道，通过货道驱动来实现货物自动售卖。其中，螺旋方式自动售货技术依靠电机驱动弹簧旋转将货物推出货道，对货物体积、重量都有严格要求，稍有偏差极容易导致货物卡住甚至弹簧损坏。履带或推进式货道可以说是弹簧货道的一个延伸，该技术主要依靠推手、传送带等将货物从货道中推出，推到传送带或升降机上，再有更多传送带和升降机组合将货物运送至出货口，此类技术的不足之处在于货道的大小限制了商品的种类，因而只适合售卖有固定包装、不容易倒的商品，对于推进过程中容易倾倒的货物会导致出货失败。S形堆积货道是专门为饮料自动售货机开发的专用货道，可以售卖各种瓶装、罐装的饮料(罐装八宝粥也可以)，饮料在货道里面层层堆积，出货口由电磁机构控制，货物依靠重力一个一个滚动下落，该种售货机只能售卖圆柱状商品，对其他不规则包装的商品无法实现自动出货。

总之，上述售货机受限于货道的结构和技术实现方式，仅能在售货机内部实现货物的输送，不但对售货机本身结构设计要求较高，且占用了售货机内部空间，减少了货物陈列数量，售货机工作效率较低。同时，由于输送及取货系统均位于售货机内部，故上述售货机对货物的外形、体积、重量等有诸多限制，取货极易出现故障，货道方式限制了SKU(SKU＝Stock Keeping Unit(库存量单位)，即库存进出计量的基本单元，可以是以件，盒，托盘等为单位)数量，不适用于货物种类繁多需频繁取货的无人超市。另外，上述售货机的货道及出货设备均设置于售货机内部，安装、维修极为不便且一旦损坏，售货机便整体报废，使用成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种设置于售货机外部，安装维护方便，取货效率高的智能机械手。

本实用新型智能机械手，包括安装支架，所述安装支架下部滑动连接有旋转基座，可夹紧或松开货物的机械手位于旋转基座上方，托物台位于所述旋转基座内。

本实用新型智能机械手，所述安装支架上装设有电控圆柱齿轮齿条驱动组件，所述机械手的两块夹紧板与所述电控圆柱齿轮齿条驱动组件连接且与安装支架之间通过导轨滑块组件B连接，两块夹紧板在电控圆柱齿轮齿条驱动组件控制下在安装支架上沿所述托物台宽度W方向相离或相向滑动。

本实用新型智能机械手，所述旋转基座内装设有电控前进驱动丝杆组件，所述安装支架与电控前进驱动丝杆组件之间通过前进拨板连接，所述安装支架两侧通过导轨滑块组件A与旋转基座的两侧连接。

本实用新型智能机械手，所述安装支架包括安装弓架，所述安装弓架底部固定连接滑动板，所述导轨滑块组件B设于所述滑动板上，所述滑动板两侧向下伸出两块安装板，所述安装板与导轨滑块组件A连接。

本实用新型智能机械手，所述旋转基座底部连接旋转气缸，后部设置有后端护板，所述安装弓架上装设有摄像头。

本实用新型还提供了一种双向行走机构，包括一上一下平行布置的两根横梁及垂直连接在两根横梁之间的竖梁，所述竖梁能够沿所述横梁往复运动，所述竖梁上设置有上述任一智能机械手，所述智能机械手能够在所述竖梁上往复运动。

本实用新型双向行走机构，所述竖梁上下两端与两根横梁通过滑块A连接，所述智能机械手固定在滑块B上且通过滑块B与所述竖梁连接，所述智能机械手靠近滑块B的一侧设置有坦克链C，所述滑块A、滑块B均与齿轮齿条传动装置固定连接，所述齿轮齿条传动装置与电控系统连接。

本实用新型双向行走机构，所述齿轮齿条传动装置包括平行布置于竖梁一侧的传动轴组件，所述传动轴组件上下两端设置有与横梁啮合传动的齿轮箱组件，所述齿轮箱组件与滑块A固定连接，所述传动轴组件顶部连接齿轮箱A，底部连接齿轮箱B，所述齿轮箱B通过同步带连接步进电机A，所述齿轮箱A、齿轮箱B内的齿轮与横梁内的齿条A啮合，所述滑块B上固定有与步进电机B 连接的齿轮箱C，所述齿轮箱C内的齿轮与竖梁上的齿条B啮合。

本实用新型还提供了一种包括上述任一智能机械手的全自动智能售货装置。

本实用新型还提供了一种包括上述任一双向行走机构的全自动智能售货装置。

本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置至少具有以下有益效果：

1、SKU不受限，通过使用可开合的机械手自动转换抓取规格，能够在货架上抓取、放置外形、体积、重量等大小不一的多种规格的货物，应用范围广；

2、当货架单元较多并前后并排设置时，将双向行走机构布置于前后货架之间，利用智能机械手可旋转的特点实现前后货架取货、补货，极大地提高了售货装置工作效率，节省了取货、补货时间；

3、采用导轨滑块配合的行进方式，行进稳定，避免了因行进过程中发生颠簸导致货物掉落损坏；

4、货架单元、双向行走结构、智能机械手均为独立装置，可根据售货需求模块化组装，可满足不同售货规模的需求，同时维修方便，售货装置整体报废率大大降低；

5、多处采用齿轮齿条啮合的方式实现传动，传动稳定、高效，故障率低，维护成本低；

6、双向行走机构在售货装置外部实现货物的输送，对售货装置自身结构设计要求较低，且外部输送的方式，便于及时发现故障，保证售货装置及时维护；

7、货物在售货装置外部输送、取放，大大节省了售货装置的货物陈列空间，提高了售货装置空间利用率，有利于节省经营成本。

总之，本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置通过电控系统控制智能机械手抓取货物并在双向行走机构上运动，实现了快速取货、送货，有效节省了人力成本，实现了货物自动管理，同时提高了售货装置运营效率。

下面结合附图对本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置中双向行走机构的结构示意图；

图2为本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置中双向行走机构的省略结构示意图；

图3为本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置中智能机械手的结构示意图；

图4为本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置中智能机械手另一视角的结构示意图；

图5为本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置中智能机械手又一视角的结构示意图；

图6为本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置中省略了托物台的智能机械手的结构示意图；

图7为本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置中全自动智能售货装置的结构示意图；

图8为本实用新型智能机械手及其双向行走机构、全自动智能售货装置中全自动智能售货装置的又一结构示意图。

具体实施方式

如图7、图8所示，本实用新型全自动智能售货装置包括双向行走机构2、智能机械手3，上述双向(X向、Y向)行走机构2布置于货架单元1后侧，电控系统位于货架单元1之间的控制柜5内。上述双向行走机构2包括一上一下平行布置的两根横梁21及垂直连接在两根横梁21之间的竖梁22，竖梁22能够沿横梁21往复运动，竖梁22上设置有智能机械手3，智能机械手3能够在竖梁 22上往复运动。

如图1、图2所示，上述双向行走机构2包括一上一下平行布置的两根横梁 21及垂直连接在两根横梁21之间的竖梁22，竖梁22能够沿横梁21往复运动，竖梁22上设置有智能机械手3，智能机械手3能够在竖梁22上往复运动。位于底部的横梁21上平行固连导向槽A211，导向槽A211内设置有坦克链A212，竖梁22一侧平行固连导向槽B221，导向槽B221内设置有坦克链B222，坦克链A212、坦克链B222的一端均固定在竖梁22上。坦克链A212、坦克链B222 的设置方便了线缆跟随，保证了行进动作的顺畅。

优选的，横梁21、竖梁22上沿各自长度方向间隔设置有若干个连接片226，导向槽A211、导向槽B221通过连接片226分别固定在横梁21、竖梁22上，既便于安装，又保证了坦克链A212、坦克链B222位置的稳定性。

竖梁22上下两端与两根横梁21通过滑块A223连接，智能机械手3固定在滑块B224上且通过滑块B224与竖梁22连接，滑块A223、滑块B224均与齿轮齿条传动装置固定连接，齿轮齿条传动装置与电控系统连接。具体地，齿轮齿条传动装置包括平行布置于竖梁22一侧的传动轴组件23，传动轴组件23包括同轴且通过联轴器依次连接的上传动轴231、中间轴232、下传动轴233，中间轴232上装设有深沟球轴承，深沟球轴承上装设的轴承座234通过角件235 与竖梁22固定连接，避免了传动过程中发生晃动，保证了传动稳定性。传动轴组件23上下两端设置有与横梁21啮合传动的齿轮箱组件24、25，齿轮箱组件 24、25与滑块A223固定连接。具体地，传动轴组件23顶部连接齿轮箱A24，底部连接齿轮箱B25，齿轮箱B25通过同步带26连接步进电机A27，横梁21、竖梁22上沿各自轴向分别内嵌设置有齿条A213、齿条B225。齿轮箱A24、齿轮箱B25内的齿轮与横梁21内的齿条A213啮合，滑块B224上固定有与步进电机B28连接的齿轮箱C29，齿轮箱C29内的齿轮与竖梁22上的齿条B225啮合。优选的，横梁21、竖梁22两端均设置有防止齿轮滑出的挡块214。

如图3至图6所示，智能机械手3包括安装支架31，安装支架31上部装设有可夹紧松开货物的机械手33，下部通过导轨滑块组件A37连接旋转基座34。具体地，安装支架31包括安装弓架313，安装弓架313底部固定连接滑动板314，导轨滑块组件B38设于滑动板314上，滑动板314两侧向下伸出两块安装板315，安装板315与导轨滑块组件A37连接。托物台32位于旋转基座34内，旋转基座34底部连接旋转气缸341，便于控制智能机械手3根据货物所在位置及时转向抓取货物。旋转基座34后部还设置有后端护板，防止零件或物品掉落。优选的，旋转基座34底部设置有托架平板342，托架平板342通过角钢343与滑块 B224固定连接，角钢343上装设有Y向零点感应开关。安装支架31下方装设有用于承载货物的托物台32。托物台32与电控前进驱动丝杆组件35连接。具体地，电控前进驱动丝杆组件35包括前进步进电机351、前进驱动丝杆352，前进步进电机351上连接的圆柱齿轮与前进驱动丝杆352后端端部连接的圆柱齿轮啮合实现动力传输。前进驱动丝杆352穿过托物台32且前端通过微型立式轴承座与托物台32连接。前进驱动丝杆352通过梯形丝杆螺母353固连前进拨板36，前进拨板36固连安装支架31，前进步进电机351启动，安装支架31可沿与图2所示横梁21轴向垂直的方向做直线往复运动。具体地，导轨滑块组件 A37包括设置于旋转基座34两侧且沿其长度方向延伸的导轨及与该导轨适配的滑块。优选的，安装支架31上装设有电控圆柱齿轮齿条驱动组件311，电控圆柱齿轮齿条驱动组件311包括装设于安装支架31上的夹紧电机3111及与夹紧电机3111啮合的夹紧圆柱齿轮齿条副3112，夹紧圆柱齿轮齿条副3112包括夹紧电机3111上连接的小圆柱齿轮3113及与该小圆柱齿轮3113啮合的大圆柱齿轮套件3114，小传动轴3115穿过大圆柱齿轮套件3114后底端连接小传动齿轮3116，小传动齿轮3116两侧分别啮合一条传动齿条3117，两条传动齿条3117延伸方向相反。机械手33的两块夹紧板331分别与夹紧圆柱齿轮齿条副3112中的两条传动齿条3117的两端连接，且两块夹紧板331与安装支架31之间通过导轨滑块组件B38连接，远离滑块B224的夹紧板331的末端装设有夹紧零点感应开关3311，该夹紧零点感应开关3311向上穿过安装弓架313。滑动板314上靠近前进拨板36处安装有前进零点感应开关3312。两块夹紧板331在电控圆柱齿轮齿条驱动组件控制下在安装支架31上沿托物台32宽度W方向相离或相向滑动，夹紧货物。优选的，智能机械手3上设置有摄像头39，摄像头39识别货物种类及数量，并将识别出的信息传输至后台云服务器。优选的，与上述坦克链A212、坦克链B222的设置目的相同，安装支架31靠近滑块B224的一侧设置有坦克链 C312。

再结合图7、图8所示，本实用新型全自动智能售货装置工作原理如下：

原始状态，竖梁22置于横梁21中部，智能机械手3位于竖梁22顶部，电控系统包括控制柜5中设置的运动控制器、人机交互模块、数据交互模块，消费者通过人机交互模块中的触摸操作面板6下达取货指令并通过微信、支付宝等移动支付完成结算，数据交互模块采集上述人机交互信息并与后台云服务器通讯，获得消费者详细的购买信息。上述人机交互模块、数据交互模块为行业内常见设备。后台云服务器确认消费者购买的本售货装置编号及其对应放置的货物数量位置、规格等货品信息，该货品信息可由机器放货、补货时自动生成并上传后台云服务器，也可根据实际需求经人工设定修改。运动控制器收到后台云服务器发出的取货指令后，根据指令中包含的数据确定取货位置信息、取货数量信息，生成取货路径，确认可以执行取货动作。运动控制器控制横梁21 上的步进电机A27驱动竖梁22由初始待机位置进行定位运动，运动到指定位置后运动控制器返回定位成功信息，并配合智能机械手3上的摄像头39对所要拣取的货物进行识别判断，确认无误后，运动控制器控制智能机械手3进行提取货物动作，货物提取执行完成后智能机械手3回传信号给运动控制器，运动控制器结合现有停止位置，计算并生成智能机械手3运动到取货仓口的路径，控制步进电机B28驱动智能机械手3执行出货定位运动，将货品送至取货仓9。过程执行完毕后，运动控制器返回出货完成信息，上传数据交互模块，并最终回传后台云服务器，对售货装置货物信息执行处理储存，并下发至人机交互模块的触摸操作面板6，提示消费者出货完成。运动控制器控制智能机械手3及竖梁 22运动至初始待机位置，确定售货装置进入等待执行状态。优选的，智能机械手3上连接有压力传感器，该压力传感器设定一个上限值，当两块夹紧板331 给货物施加的压力到达该上限值时，即表示货物被夹紧。作为另一种选择，也可根据不同货物的尺寸，在后台云服务器中预设一个参数，两块夹紧板331夹取货物时按参数执行运动位置，确保货物被夹紧。

上述行进动作的进行及智能机械手3位置的读取均受控制柜5内的电控系统控制，实现了自动化售货，极大地方便了消费者。另外，后台云服务器内设货物量警戒值，后台云服务器不停遍历每一台售货装置的货物陈列数量，当货架单元1上的货物量为可承载货物量的50％时，触摸操作面板6会发出提示信号，提醒补货，显著提高了无人商店经营者管理效率。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能机械手(3)，其特征在于：包括安装支架(31)，所述安装支架下部滑动连接有旋转基座(34)，可夹紧或松开货物的机械手(33)位于旋转基座(34)上方，托物台(32)位于所述旋转基座(34)内。

2.根据权利要求1所述的智能机械手(3)，其特征在于：所述安装支架(31)上装设有电控圆柱齿轮齿条驱动组件，所述机械手(33)的两块夹紧板(331)与所述电控圆柱齿轮齿条驱动组件连接且与安装支架(31)之间通过导轨滑块组件B(38)连接，两块夹紧板(331)在电控圆柱齿轮齿条驱动组件控制下在安装支架(31)上沿所述托物台(32)宽度W方向相离或相向滑动。

3.根据权利要求1或2所述的智能机械手(3)，其特征在于：所述旋转基座(34)内装设有电控前进驱动丝杆组件(35)，所述安装支架(31)与电控前进驱动丝杆组件(35)之间通过前进拨板(36)连接，所述安装支架(31)两侧通过导轨滑块组件A(37)与旋转基座(34)的两侧连接。

4.根据权利要求3所述的智能机械手(3)，其特征在于：所述安装支架(31)包括安装弓架(313)，所述安装弓架(313)底部固定连接滑动板(314)，所述导轨滑块组件B(38)设于所述滑动板(314)上，所述滑动板(314)两侧向下伸出两块安装板(315)，所述安装板(315)与导轨滑块组件A(37)连接。

5.根据权利要求4所述的智能机械手(3)，其特征在于：所述旋转基座(34)底部连接旋转气缸(341)，后部设置有后端护板，所述安装弓架(313)上装设有摄像头(39)。

6.一种双向行走机构(2)，其特征在于：包括一上一下平行布置的两根横梁(21)及垂直连接在两根横梁(21)之间的竖梁(22)，所述竖梁(22)能够沿所述横梁(21)往复运动，所述竖梁(22)上设置有根据权利要求1至5中任一项所述的智能机械手(3)，所述智能机械手(3)能够在所述竖梁(22)上往复运动。

7.根据权利要求6所述的双向行走机构(2)，其特征在于：所述竖梁(22)上下两端与两根横梁(21)通过滑块A(223)连接，所述智能机械手(3)固定在滑块B(224)上且通过滑块B(224)与所述竖梁(22)连接，所述智能机械手(3)靠近滑块B(224)的一侧设置有坦克链C(312)，所述滑块A(223)、滑块B(224)均与齿轮齿条传动装置固定连接，所述齿轮齿条传动装置与电控系统连接。

8.根据权利要求7所述的双向行走机构(2)，其特征在于：所述齿轮齿条传动装置包括平行布置于竖梁(22)一侧的传动轴组件(23)，所述传动轴组件(23)上下两端设置有与横梁(21)啮合传动的齿轮箱组件(24、25)，所述齿轮箱组件(24、25)与滑块A(223)固定连接，所述传动轴组件(23)顶部连接齿轮箱A(24)，底部连接齿轮箱B(25)，所述齿轮箱B(25)通过同步带(26)连接步进电机A(27)，所述齿轮箱A(24)、齿轮箱B(25)内的齿轮与横梁(21)内的齿条A(213)啮合，所述滑块B(224)上固定有与步进电机B(28)连接的齿轮箱C(29)，所述齿轮箱C(29)内的齿轮与竖梁(22)上的齿条B(225)啮合。

9.一种全自动智能售货装置，其特征在于：包括权利要求1-5中任一项所述的智能机械手(3)。

10.一种全自动智能售货装置，其特征在于：包括权利要求6-8中任一项所述的双向行走机构(2)。