CN209579594U - 复合型多功能机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合型多功能机械手，包括包含有两根纵梁的架体、设在纵梁之间的连接板、臂式夹取总成、板式夹取总成及吸盘式夹取总成。臂式夹取总成的两对爪臂能在第一驱动部作用下同步地上、下翻转动作。板式夹取总成的一对夹板能在第二驱动部作用下向内、向外翻转，且其中一个夹板的下端相对另一个夹板的下端向下延伸，并在该夹板外壁面上设能够在第三驱动部作用下翻转动作的拖齿。吸盘式夹取总成中的吸盘固定安装在连接板的下部，并相对置于两夹板之间。该复合型多功能机械手，能在码垛操作中集搬运托盘式、箱式、桶式等不同形式的物料容具于一体，具有好的通用性，有助于降低码垛行业的机械手设计成本，对行业发展有重要意义。

Description

复合型多功能机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手技术领域，为一种能够在码垛操作中使用的机械手，具体为一种具有多种功用的复合型机械手。

背景技术

当前市场上的机械手(或称机械抓手)的功能均相对单一，只能够用来抓取一种或一类产品，而且不便于抓取形状不规则的产品。所以存在着通用性差的问题。此外，在实践中针对某单一产品实施非标准机械抓手的设计费用较高，投入与产出比重失调。

针对上述问题，亟待提供一种对码垛行业的发展具有重要意义，具有好的通用性，能够同时适用于对托盘、箱装料、桶装料的抓取，可靠地实施码垛操作的机械手。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合型多功能机械手，其具有良好的通用性，能够应用在对托盘、箱装料、桶装料的抓取码垛操作中，降低码垛行业的机械手设计成本，对行业发展具有重要意义。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种复合型多功能机械手，其包括：

架体、连接板，该架体包括两根纵梁，所述连接板固定在该两根纵梁之间并对应于所述纵梁的中部位置。所述两根纵梁的同侧端上部分别设有一根横向布置的第一传动轴。

臂式夹取总成，该臂式夹取总成包括两对爪臂和第一驱动部。所述的两对爪臂上部与两根第一传动轴对应匹配，使得所述爪臂能够与相匹配的第一传动轴同步转动。所述第一驱动部安装在所述纵梁上。所述第一驱动部的输出端与所述第一传动轴连接，能够同步地驱使两根第一传动轴旋转，而使得所述的两对爪臂同步地在与所述纵梁延伸方向一致的垂直面内往复摆动。

板式夹取总成，该板式夹取总成包括一对夹板、与该对夹板对应匹配的一对第二驱动部。所述第二驱动部分别通过一个横向设置的托板连接在所述纵梁上，并相对分布在所述连接板的两侧。所述夹板布设在所述连接板的两侧，夹板的上端通过横向设置的枢轴与所述纵梁匹配。所述第二驱动部的输出端通过连接臂与同侧的所述枢轴匹配，能够驱使对应的所述夹板切换地翻转至相对所述纵梁的下端面平行或垂直的位置。所述的一对夹板中，其中一个夹板的下端相对另一个夹板的下端相对向下延伸，且该下端相对靠下的夹板的外壁面上设有拖齿、承载该拖齿的第二传动轴以及能够驱使该第二传动轴旋转的第三驱动部。所述拖齿呈L状，其一端固定在所述第二传动轴上，另一端能够在所述第三驱动部驱使所述第二传动轴旋转的过程中翻转至相对应夹板的外壁面外侧，及相对应夹板的内壁面内侧的位置。在翻转至相对应夹板的内壁面内侧的位置时，拖齿的自由端臂板能够相对所述夹板垂直，自由端端面相对相对应夹板的内端面向内延伸出。

以及吸盘式夹取总成，所述吸盘式夹取总成包括吸盘，该吸盘固定安装在所述连接板的下部，并相对置于所述的一对夹板之间。

具体实施例中，所述臂式夹取总成还包括传动部。所述第一驱动部的输出端与所述第一传动轴中的一根连接而能够驱使该第一传动轴旋转。所述传动部能够使得所述的两对爪臂建立联动动作关系，而在所述第一驱动部驱使某根第一传动轴旋转时使得所述的两对爪臂同步摆动。即，两对爪臂的下端能够同时向下且相互靠近地翻动，同时，两对爪臂的下端还能够同时向上且相互远离地翻动。

具体地，所述传动部为一根传动连杆，该传动连杆的一端铰接在与所述第一驱动部直接匹配的第一传动轴的一端相匹配的爪臂的上端，另一端铰接在匹配于另一根第一传动轴上的爪臂的中部，且与所述传动连杆相连接的两个爪臂位于所述架体的同一侧。

具体实施方式中，所述爪臂呈夹角为钝角的V形。所述爪臂的下端相对所述纵梁的端部向外侧且向下延伸。具体实施例中，所述爪臂的下端形成有向爪臂内侧延伸的钩爪。所述爪臂的下部且相对于所述钩爪的上侧包设有聚氨酯垫块，进而能够保证通过爪臂抓取托盘的过程中，不会对托盘的边缘造成挤压损伤。

具体实施方式中，关于所述板式夹取总成可作如下优化：

所述托板与所述纵梁通过直线型滑轨结构匹配，使得所述托板能够沿纵向相对所述纵梁滑动并定位在某一位置。同时，所述枢轴的两端与所述纵梁通过直线型滑轨结构匹配，使得所述枢轴能够同步地与同侧的所述托板相对所述纵梁沿纵向滑动。该部分优化结构，能够通过调控两夹板的纵向垂直间距，使得其能够夹取不同尺寸的物料箱。对于调整两夹板相对纵梁滑动的传动机构，可以采取人工手动调整的手段，还可以采用动力驱动单元自动调整的手段。在具体的实施例中，可以在托板的端部设置设置朝向连接板方向水平延伸的两个平行臂板，枢轴两端对应安装在对应侧的托板上的该平行臂板上，这样比能够较容易地通过自动调整的手段，驱使托板相对纵梁滑动的同时，且保证枢轴同步相对纵梁滑动。需要指出的是，枢轴通过直线性滑轨结构与纵梁匹配的的限定语，包括了枢轴与托板同用一直线型滑轨结构与纵梁匹配及分别用不同的直线型滑轨结构与纵梁匹配的情形。

具体实施方式中，至少于所述夹板的内壁下部覆设有一层硅胶垫，以有效保护夹板夹取箱体是不会对箱体造成损伤。

具体实施方式中，所述吸盘采用丁腈橡胶材料制造，以保证其具有较大的扯断力。一般实施方式下，吸盘形状为呈圆形、中间凹陷的盘状体。所述吸盘的凹口端部内径300mm。

具体实施方式中，所述第一驱动部、第二驱动部、第三驱动部中的部分或者全部，具体可采用为气缸或者液压缸。

有益效果：

本实用新型所提供的该种复合型多功能机械手，能够在码垛操作中集搬运托盘式、箱式、桶式等不同形式的物料容具于一体，具有良好的通用性，且应用在对托盘、箱装料、桶装料的码垛操作中，具有好的使用稳定性、可靠性及安全性，有助于降低码垛行业的机械手设计成本，对行业发展具有重要意义。

附图说明

图1为本专利某种具体实施方案的立体状态结构示意图。

图2为图1所示实施方案的主视向结构示意图。

图中：1架体，2连接板，3爪臂，31第一驱动部，32第一传动轴，33传动连杆，34钩爪，35聚氨酯垫块，4夹板，41第二驱动部，42拖齿，43第二传动轴，44第二驱动部，45硅胶垫，5吸盘

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1、图2所示的一种复合型多功能机械手，其包括有架体1、连接板2、臂式夹取总成、板式夹取总成以及吸盘式夹取总成。所述架体1为铝型材框架。一般而言，所述臂式夹取总成用于搬运、换取托板，所述板式夹取总成用于搬运盛装有物料的箱体，所述吸盘式夹取总成用于搬运盛装有物料的桶体。另外，在某些场景中，所述臂式夹取总成、所述板式夹取总成、所述吸盘式夹取总成能够单独地或者两两组合地被用于搬运、换取袋装料载体等具有不规则形状的物料容器。所以，本专利所涉及的多功能机械手具有全面适用于搬运、换取不同形状、形式的物料容器的能力，在码垛操作总具有很好的通用性，解决了实践中针对某单一产品实施非标准机械抓手的设计费用高的问题，有助于极大地节省生产成本。

如图1，所述架体1包括两根左右向延伸设置的纵梁，所述连接板2固定在该两根纵梁之间并对应于所述纵梁的中部位置。所述连接板2用于将该机械手与机械手驱动臂(或称机械手臂)连接，而使得该机械手应用在自动码垛操作流程中。所述的两根纵梁的同侧端(左侧端、右侧端)上部分别设有一根横向布置的第一传动轴32，用于与所述臂式夹取总成匹配。

如图1、图2所示，所述臂式夹取总成包括两对爪臂3、一个第一驱动部31(图示实施例中具体采用的是气缸或液压缸，下面提及的第二、第三驱动部41、44同样在视图中具体采用气缸或液压缸)和一根传动连杆33。

所述的两对爪臂3上部与两根第一传动轴32对应匹配，使得所述爪臂3能够与相匹配的第一传动轴32同步转动。可使所述爪臂3与第一传动轴32之间通过张紧套连接。所述第一驱动部31安装在所述纵梁上，并对应于右侧设置的第一传动轴32。所述第一驱动部31的输出端铰接有传动杆臂，该传动杆臂的另一端与右侧设置的第一传动轴32后端侧连接，而使得第一驱动部31能够驱使该第一传动轴32旋转，进而带动该第一传动轴32端部上设置的一对爪臂3翻转。所述传动连杆33的一端铰接在与右侧设置的第一传动轴32匹配连接的且靠前端的爪臂3上端，另一端铰接在与左侧设置的第一传动轴32匹配连接的且靠前侧的爪臂3上，相对该爪臂3与第一传动轴32连接位置靠下或者说靠外侧的位置处。这样所述传动连杆33能够在所述的两对爪臂3(或者说两根第一传动轴32)之间建立联动动作关系，而在所述第一驱动部31驱使右侧设置的第一传动轴32旋转时通过传动连杆33驱使左侧设置的第一传动轴32同步旋转，最终使得所述的两对爪臂3同步地在竖直面内沿纵梁延伸方向(左右向)上下地往复摆动。所述爪臂3向上摆动时能够摆至纵梁的上方，向下摆动时能够摆至纵向的下方且自由端能够在相对纵梁的左、右端端面向左和向右偏的位置区间切换移动。图示的实施例中，所述爪臂3设置在相对纵梁的前端面或后端面靠外的位置，以保证下面提及的夹板4不会对所述爪臂3的动作形成干涉，因为图示中的夹板4前后向宽度虽然不大于两纵梁(于前后方向上的)两外侧壁面间的垂直宽度距离，但大于两纵梁(于前后方向上的)两内侧壁面间的垂直宽度距离。

如图1所示实施例，驱使右侧前端所设爪臂3的下端朝左下方移动时，该爪臂3的上端会向右上方移动，进而拉动所述传动连杆33右移，而向右侧拉动左侧前端的爪臂3转动，使左侧前端的爪臂3下端向右下方移动。反之，驱使右侧前端所设爪臂3的下端朝右上方移动时，该爪臂3的上端会向左下方移动，进而推动所述传动连杆33左移，而向左侧推动左侧前端的爪臂3转动，使左侧前端的爪臂3下端向左上方移动所述传动连杆33的轴向长度能够调整，进而能够在一定范围内控制左右两侧的两对爪臂3开合的大小，而适应于不同长度尺寸的托盘。

所述的第一驱动部31还可在具体实施例中设置为两个，此时可以省去所述传动连杆33，而通过控制两个第一驱动部31能够同步地驱使各自对应的一根第一传动轴32旋转，实现能够同步地驱使两对爪臂3同步地在与所述纵梁延伸方向一致的垂直面内往复摆动的动作目的。

此外，可根据所述第一驱动部31的具体应用形式，如采用电机为驱动装置的情形，相应匹配具体的传动单元，此时促使两个第一传动轴32同步旋转的关联传动单元，可以具体设置为传动连杆之外的形式，如连杆传动单元等。

如图1、图2所示，所述爪臂3呈夹角为钝角的V形。所述爪臂3的下端相对所述纵梁的端部向外侧且向下延伸。如图所示的具体实施例中，所述爪臂3的下端形成有向爪臂3内侧延伸的钩爪34。所述爪臂3的下部且相对于所述钩爪34的上侧包设有聚氨酯垫块35，进而能够保证通过爪臂3抓取托盘的过程中，不会对托盘的边缘造成挤压损伤。所示钩爪34的内钩面与托盘上的凸缘下部结合而将托盘钩起，聚氨酯垫块35压在托盘的凸缘外壁上。

如图1、图2所示，所述板式夹取总成包括一对夹板4、与该对夹板4对应匹配的一对第二驱动部41。所述第二驱动部41分别通过一个横向设置的托板连接在所述纵梁上，并相对分布在所述连接板2的两侧。所述托板与所述纵梁通过直线型滑轨结构匹配，使得所述托板能够沿纵向(即左右方向)相对所述纵梁滑动并定位在某一位置。所述夹板布设在所述连接板2的两侧，夹板4的上端通过横向(即前后向)设置的枢轴与所述纵梁匹配。所述枢轴的两端与所述纵梁通过直线型滑轨结构匹配，使得所述枢轴能够同步地与同侧的所述托板相对所述纵梁沿纵向滑动。所述第二驱动部41的输出端铰接有连接臂，该连接臂的另一端与同侧的所述枢轴匹配，使得所述第二驱动部41能够驱使同侧与之相匹配的枢轴旋转，进而能够驱使对应的所述夹板4切换地翻转至相对所述纵梁的下端面平行或垂直的位置。如图1所示，所述第二驱动部41能够驱使对应匹配的枢轴旋转，进而带动各夹板4翻转动作，使得夹板4的板面由相对纵梁的下端面垂直的位置，绕图示箭头所指方向翻转至相对纵梁的下端面平行的位置，而为爪臂3或下面提及的吸盘5正常运行工作进行让位。在图1所示的状态下，夹板4能够正常工作而将箱体搬起，可通过调整爪臂3使其向上翻转至与纵梁相对平齐或者高于纵梁的高度位置，而进一步为夹板4的正常工作进行让位。

如图1、图2所示，所述的一对夹板4中，左侧的一个夹板的下端相对右侧的夹板的下端相对向下延伸，且左侧所设夹板的外(即左)壁面上设有一对拖齿42、承载该对拖齿42的第二传动轴43以及能够驱使该第二传动轴43旋转的第三驱动部44。其他实施例中还可为两对、三对及更多对的托齿42，甚至一个托齿42。所述拖齿42呈L状，其一端固定在所述第二传动轴43上，另一端能够在所述第三驱动部44驱使所述第二传动轴43旋转的过程中翻转至左侧所设夹板4的外壁面外侧，及左侧所设夹板4的内壁面内侧位置，且翻转至左侧所设夹板4的内壁面内侧时(如图1、图2所示状态)，所述拖齿42的自由端臂板能够相对所述夹板4垂直。图示中，所述第三驱动部44的输出端铰接在一根传动杆臂一端，该传动杆臂的另一端连接在所述第二传动轴43的中部，两个托齿相对设置在传动杆臂与第二传动轴43连接位置的两侧。工作时，夹板4与箱体的侧壁相作用，托齿42与箱体的底部相作用，而将盛装有物料的箱体搬起，托齿42施加向上的举力，辅助着夹板4发挥作用，防止箱体由两夹板4间脱落，夹板4起到定位、扶持箱体的作用。

如图1、图2所示的具体实施方式中，至少于所述夹板4的内壁下部覆设有一层硅胶垫45，以有效保护夹板4夹取箱体时不会对箱体造成损伤，且增加夹板4与箱体相接触面间的摩擦阻力，有助于使得夹板4更好地使得箱体保持定位状态，避免过分晃动，保证搬运码垛过程的稳定性、可靠性及安全性。

所述爪臂3、所述夹板4采用不锈钢材质制作，具体实施例中可为304不锈钢。架体1采用6063-T5铝合金型材。

如图1、图2所示，所述吸盘式夹取总成包括吸盘5，该吸盘5固定安装在所述连接板2的下部，并相对置于所述的一对夹板4之间。所述吸盘5的抽气孔位于吸盘5的正上方。所述吸盘5采用丁腈橡胶材料制造，以保证其具有较大的扯断力。一般实施方式下，如图所示一样，吸盘5的形状为呈圆形、中间凹陷的盘状体。所述吸盘5的凹口端部内径优选为300mm，这样即便剧烈晃动，桶仍能够牢靠地吸附在吸盘5上，不易脱落，有助于保证码垛操作的安全、可靠性。所述吸盘5的凹口端部内径可在200mm至500mm范围内取值，具体可为250mm至350mm。

上述实施方式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。本实用新型还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于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，可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 (10)

1.一种复合型多功能机械手，其特征在于，包括：

架体、连接板，该架体包括两根纵梁，所述连接板固定在该两根纵梁之间并对应于所述纵梁的中部位置；所述两根纵梁的同侧端上部分别设有一根横向布置的第一传动轴；

臂式夹取总成，其包括两对爪臂和第一驱动部；所述的两对爪臂上部与两根第一传动轴对应匹配，使得爪臂能够与相匹配的第一传动轴同步转动；所述第一驱动部安装在所述纵梁上，其输出端与所述第一传动轴连接能够同步地驱使两根第一传动轴旋转，使得所述的两对爪臂同步地在与所述纵梁延伸方向一致的垂直面内往复摆动；

板式夹取总成，其包括一对夹板及与该对夹板对应的一对第二驱动部；所述第二驱动部分别通过一个横向设置的托板连接在所述纵梁上，并相对置于所述连接板的两侧；该对夹板布设在连接板的两侧，各夹板的上端通过横向设置的枢轴与所述纵梁匹配；所述第二驱动部的输出端与同侧的枢轴匹配，能够驱使对应侧的夹板切换地翻转至相对所述纵梁的下端面平行或垂直的位置；该对夹板中，其中一个夹板的下端相对另一个夹板的下端相对向下延伸，且该下端相对靠下的夹板的外壁面上设有拖齿、承载该拖齿的第二传动轴及能够驱使该第二传动轴旋转的第三驱动部；所述拖齿呈L状，其一端固定在所述第二传动轴上，另一端能够在所述第三驱动部驱使所述第二传动轴旋转的过程中翻转至相对应夹板的外壁面外侧及相对应夹板的内壁面内侧的位置；

以及吸盘式夹取总成，其包括吸盘，该吸盘固定安装在所述连接板的下部，并相对置于所述的一对夹板之间。

2.根据权利要求1所述的复合型多功能机械手，其特征在于：所述臂式夹取总成还包括传动部；所述第一驱动部的输出端与所述第一传动轴中的一根连接而能够驱使该跟第一传动轴旋转；所述传动部能够使得所述的两对爪臂建立联动动作关系，而在所述第一驱动部驱使某根第一传动轴旋转时使得所述的两对爪臂同步摆动。

3.根据权利要求2所述的复合型多功能机械手，其特征在于：所述传动部为一根传动连杆，该传动连杆的一端铰接在与所述第一驱动部直接匹配的第一传动轴的一端相匹配的爪臂的上端，另一端铰接在匹配于另一根第一传动轴上的爪臂的中部，且与所述传动连杆相连接的两个爪臂位于所述架体的同一侧。

4.根据权利要求3所述的复合型多功能机械手，其特征在于：所述爪臂呈夹角为钝角的V形；所述爪臂的下端相对所述纵梁的端部向外侧且向下延伸；所述爪臂的下端形成有向爪臂内侧延伸的钩爪。

5.根据权利要求1所述的复合型多功能机械手，其特征在于：所述爪臂呈夹角为钝角的V形；所述爪臂的下端相对所述纵梁的端部向外侧且向下延伸；所述爪臂的下端形成有向爪臂内侧延伸的钩爪。

6.根据权利要求4或5所述的复合型多功能机械手，其特征在于：所述爪臂的下部且相对于所述钩爪的上侧包设有聚氨酯垫块。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型多功能机械手，其特征在于：所述托板与所述纵梁通过直线型滑轨结构匹配，使得所述托板能够沿纵向相对所述纵梁滑动并定位在某一位置；所述枢轴的两端与所述纵梁通过直线型滑轨结构匹配，使得所述枢轴能够同步地与同侧的所述托板相对所述纵梁沿纵向滑动。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型多功能机械手，其特征在于：

至少于所述夹板的内壁下部覆设有一层硅胶垫。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型多功能机械手，其特征在于：所述吸盘采用丁腈橡胶材料制造。

10.根据权利要求9所述的复合型多功能机械手，其特征在于：所述吸盘的凹口端部内径为300mm。