CN212331072U - 一种袋包夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物流设备技术领域，公开了一种袋包夹具，其包括：第一安装部，其顶端用于连接夹包装置的执行端；伸缩机构，其顶端连接于所述第一安装部；取放组件，其转动连接于所述伸缩机构的底端，所述取放组件用于取放所述袋包；其中，所述伸缩机构设为至少三个，且若干所述伸缩机构平行布置。本实用新型实施例的袋包夹具能解决现有技术中的拆垛机器人对剁型和货物的规格的适应性较差，经常出现严重的破包或者货物损坏的现象的问题。

Description

一种袋包夹具

技术领域

本实用新型涉及物流设备技术领域，特别是涉及一种袋包夹具。

背景技术

目前，随着自动化程度地逐步提高，智能物流领域得到迅速发展，仓库、工厂车间、港口和码头等许多场所的货物装卸工作越来越多，急需智能化程度高和柔性好的拆垛机器人来取代人工拆垛。但是，传统的拆垛机器人对剁型和货物的规格的适应性较差，经常出现严重的破包或者货物损坏的现象，因而会造成极大的经济损失。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供了一种袋包夹具，以解决现有技术中的拆垛机器人对剁型和货物的规格的适应性较差，经常出现严重的破包或者货物损坏的现象的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种袋包夹具，其包括：

第一安装部，其顶端用于连接夹包装置的执行端；

伸缩机构，其顶端连接于所述第一安装部；

取放组件，其转动连接于所述伸缩机构的底端，所述取放组件用于取放所述袋包；

其中，所述伸缩机构设为至少三个，且若干所述伸缩机构平行布置。

可选的，所述伸缩机构为四个，四个所述伸缩机构呈矩形阵列布置于所述第一安装部的底端。

可选的，所述伸缩机构的顶端连接于所述第一安装部的顶端，所述伸缩机构的动力输出端转动连接于所述取放组件的顶端。

可选的，所述伸缩机构连接有驱动其在高压状态或者低压状态下运行的调压单元。

可选的，所述伸缩机构的顶端通过第一万向连接件连接于所述第一安装部的顶端。

可选的，所述第一万向连接件包括万向关节轴承和连接杆，所述万向关节轴承设于所述第一安装部，且所述万向关节轴承套装于所述连接杆；

所述连接杆的底端与所述伸缩机构的顶端连接。

可选的，所述取放组件通过第二万向连接件连接于所述伸缩机构的底端，所述第二万向连接件为球形关节轴承，所述球形关节轴承的固定端固定于所述伸缩机构的底端，所述球形关节轴承的活动端与所述取放组件转动连接。

可选的，所述取放组件包括第二安装部、吸盘、控制阀和抽真空装置，所述第二安装部的顶部与所述第二万向连接件连接，所述吸盘连接于所述第二万向连接件的顶部，所述吸盘与所述抽真空装置通过所述控制阀连接。

可选的，所述取放组件还包括用于检测所述吸盘内是否处于真空状态的真空检测装置。

可选的，本实用新型的袋包夹具还包括用于限制所述伸缩机构在X轴上移动和在Y轴上移动的限位机构。

可选的，所述限位机构包括两个气爪和推动气缸，所述推动气缸设于所述第一安装部的底端，两个所述气爪设于所述推动气缸的动力输出端，所述推动气缸驱动两个所述气爪沿X轴或者Y轴做相对移动或者相向移动。

为了达到相同的目的，本实用新型实施例还提供了一种通过袋包夹具夹持袋包的方法，所述袋包夹具包括第一安装部、伸缩机构和取放组件，所述伸缩机构连接于所述第一安装部，所述伸缩机构的动力输出端转动连接于所述取放组件的顶端，其包括如下步骤：

S1、下降阶段：各所述伸缩机构伸出，以使所述取放组件下移至取件准备位置；

S2、阻尼准备阶段：将各所述伸缩机构调压至低压状态；

S3、阻尼拾取阶段：将所述袋包夹具下移，以使所述取放组件接触到所述袋包，并根据所述袋包的形态进行顺从变化，在顺从变化过程中，各所述伸缩机构的动力输出端会发生不同程度的收缩，若在顺从变化后，所述取放组件的吸盘能形成真空，则进行步骤S5；若在顺从变化后，所述取放组件的吸盘不能形成真空，则进行步骤S4；

S4、高压纠偏阶段：将各所述伸缩机构调压至高压状态，重复将其中一个所述伸缩机构向下压或者两个以上所述伸缩机构同时向下压或者多个所述伸缩机构按顺序向下压，直至所述取放组件的吸盘能形成真空；

S5、上提阶段：将所述袋包夹具向上提起，当所述袋包提起后，所述伸缩机构缩回，以使所述取放组件上移至放件准备位置。

本实用新型实施例一种袋包夹具与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型实施例的袋包夹具，通过设置伸缩机构，伸缩机构的伸缩运动能带动取放组件在Z轴进行移动，并且由于伸缩机构的顶端转动连接于第一安装部的顶端，从而使得伸缩机构和取放组件能沿着X轴和Y轴移动；

此外，取放组件转动连接于伸缩机构的底端，当若干伸缩机构的伸缩量为相同值时，取放组件能沿着Z轴移动；当若干伸缩机构的伸缩量不同时，取放组件的顶端会产生Z向高度差，从而使得取放组件能绕着X轴和Y轴进行转动；

同时，第一安装部的顶端用于连接夹包装置的执行端，夹包装置能带动整个袋包夹具绕着Z轴进行转动；

因此，本实用新型实施例的袋包夹具在空间具有六个自由度，取放组件能根据袋包的外形在空间内任意旋转和平移，直至取放组件的捉取面与袋包的外形相适配，从而提高袋包夹具对袋包的适应性和提高对袋包拆垛的成功率，进而具有一定的推广性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的袋包夹具在伸缩机构处于收缩状态下的结构示意图一。

图2是图1在A处的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的袋包夹具在伸缩机构处于收缩状态下的结构示意图二。

图4是图3在B处的结构示意图。

图5是本实用新型实施例的袋包夹具在伸缩机构处于伸展状态下的结构示意图一。

图6是本实用新型实施例的袋包夹具在伸缩机构处于伸展状态下的结构示意图二。

图7是本实用新型实施例的袋包夹具在顺从状态下的结构示意图。

图8是本实用新型实施例的袋包夹具的机械原理图。

图中，1、第一安装部；2、伸缩机构；3、取放组件；31、第二安装部；32、吸盘；4、第一万向连接件；41、万向关节轴承；42、连接杆；5、第二万向连接件；51、固定端；52、活动端；6、限位机构；61、气爪；62、推动气缸；7、转轴；8、支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～8所示，本实用新型实施例优选实施例提供了一种袋包夹具，其包括：

第一安装部1，其顶端用于连接夹包装置的执行端；

伸缩机构2，其顶端转动连接于第一安装部1；

取放组件3，其转动连接于伸缩机构2的底端，取放组件3用于取放袋包；

其中，伸缩机构2设为至少三个，且若干伸缩机构2围绕Z轴环形布置。

基于上述设置，本实用新型实施例的袋包夹具，通过设置伸缩机构2，伸缩机构2的伸缩运动能带动取放组件3在Z轴进行移动，并且由于伸缩机构2的顶端转动连接于第一安装部1的顶端，伸缩机构2的顶端能在第一安装部1内转动，从而使得伸缩机构2和取放组件3能沿着X轴和Y轴移动；

此外，取放组件3转动连接于伸缩机构2的底端，当若干伸缩机构2的伸缩量为相同值时，取放组件3能沿着Z轴移动；当若干伸缩机构2的伸缩量不同时，取放组件3的顶端会产生Z向高度差，从而使得取放组件3能绕着X轴和Y轴进行转动；

同时，第一安装部1的顶端用于连接夹包装置的执行端，夹包装置能带动整个袋包夹具绕着Z轴进行转动；

因此，本实用新型实施例的袋包夹具在空间具有六个自由度，取放组件3能根据袋包的外形在空间内任意旋转和平移，直至取放组件3的捉取面与袋包的外形相适配，从而提高袋包夹具对袋包的适应性和提高对袋包拆垛的成功率，进而具有一定的推广性。

本实施例中，如图1～8所示，伸缩机构2为四个，四个伸缩机构2呈矩形阵列布置于第一安装部1的底端，从而提高伸缩机构2在空间内进行移动和转动时的稳定性，经测试，相比一个伸缩机构2或者两个伸缩机构2，四个伸缩机构2能使得取放组件3在满足柔性的同时，能使得袋包夹具对袋包的抓取更稳定和不容易发生晃动；相比三个伸缩机构2，四个伸缩机构2的柔性和灵活性更好，能适应不同形状的袋包；相比伸缩机构2的数量超过四个，四个伸缩机构2带来的袋包夹具柔性更好，避免约束过多，并且能使得取放组件3的移动更加灵活，且成本更低，控制方式更简单。

优选地，四个伸缩机构2对称设置；

需要说明的是，伸缩机构2的数量可以为三个、五个、六个或者其它数目，本实用新型实施例对伸缩机构2的数量不以为限。

在一些实施例中，伸缩机构2可以是气缸、液压缸、丝杆螺母机构和连杆结构的其中一种；其中，经测试比较，伸缩机构2为丝杆螺母机构时，旋转驱动件驱动丝杆旋转，从而实现螺母的上下移动，即实现伸缩机构的伸缩运动，丝杆螺母机构虽然能实现袋包的夹持，但是丝杆螺母机构的柔性不足，柔性顺从补充较小，不能适应袋包偏差较大的情况；

伸缩机构2为连杆结构时，比如两根互相铰接的连杆，第一根连杆的上端与第一安装部连接，第二根连杆的下端与取放组件3连接，连杆结构具有行程放大的特点，虽然连杆结构的柔性顺从补偿较大，但是对于小偏差物料的夹取，连杆结构不够精确；

对于本实用新型实施例而言，伸缩机构2优选为气缸或者液压缸，气缸或者液压缸的顶端和底端可以是固定端和动力输出端中的一个。

本实施例中，如图1～8所示，伸缩机构2的固定端51通过第一万向连接件4连接于第一安装部1的顶端，伸缩机构2的动力输出端通过第二万向连接件5连接于取放组件3的顶端，其中，伸缩机构2的动力输出端的伸缩运动能实现取放组件3在Z轴上的上下移动，从而使得取放组件3的顶端产生Z轴方向上的高度差，进而使得取放组件3能绕着X轴转动和绕着Y轴转动。

本实施例中，如图1～8所示，第一万向连接件4包括万向关节轴承41和连接杆42，万向关节轴承41设于第一安装部1，且万向关节轴承41套装于连接杆42；

连接杆42的底端与伸缩机构2的顶端连接，其中，万向关节轴承41便于连接杆42进行转动，从而实现连接杆42在X轴方向上和Y轴方向上的移动，进而实现取放组件3在X轴方向上和Y轴方向上的移动。

本实施例中，如图1～8所示，第二万向连接件5为球形关节轴承，球形关节轴承的固定端51固定于伸缩机构2的动力输出端，球形关节轴承的活动端52与取放组件3转动连接，球形关节轴承包括外圈和相对于外圈转动的内圈，外圈为固定端51，内圈为活动端52，优选地，本实用新型实施例的袋包夹具包括四个支架8和四根转动轴，四个支架8可拆卸连接于取放组件3的顶端，各支架8的两个沿Y轴方向设置的两侧为开口侧，球形关节轴承的内圈位于支架8内，各转动轴转动连接于球形关节轴承的内圈和支架8，其中，转轴7便于支架8沿X轴转动，球形关节轴承的内圈便于支架8沿Y轴转动；

此外，当各伸缩机构2的动力输出端的伸出行程和收缩行程相同时，各支架8之间不会产生高度差，从而使得取放组件3只能沿着Z轴向上移动或者向下移动；

当各伸缩机构2的动力输出端的伸出行程和收缩行程不相同时，各伸缩机构2的动力输出端之间会产生高度差，从而使得取放组件3能沿X轴和Y轴转动；

为了更好地说明取放组件3绕X轴和Y轴转动的工况，下面以图1、5和7举例说明，其中，以第一轴线、第二轴线、第三轴线和第四轴线为参考，第一轴线和第二轴线为与X轴平行设置的两条轴线，第三轴线和第四轴线为与Y轴平行设置的两条轴线：

当需要取放组件3沿X轴转动时，沿第一轴线设置的两个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程一样，沿第二轴线设置的两个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程一样，且沿第一轴线设置的两个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程和沿第二轴线设置的两个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程不一样，即使得支架8绕着转轴7的轴线进行转动，以使得支架8绕着X轴进行转动；

当需要取放组件3沿Y轴转动时，沿第三轴线设置的两个气缸的活塞杆伸出行程一样，沿第四轴线设置的两个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程一样，且沿第三轴线设置的两个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程和沿第四轴线设置的两个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程不一样，即使得支架8和球形关节轴承的内圈绕着Y轴进行转动；

当需要取放组件3同时绕X轴和Y轴转动时，其中三个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程一样，且如上述所述的三个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程与另外一个伸缩机构2的动力输出端的伸出行程不一样，即使得其中一个支架8与另外三个支架8之间存在高度差，即可实现支架8能同时绕着X轴和Y轴转动；

因此，本实用新型实施例的伸缩机构2使得取放组件3适应袋包的外形，具体为适应不同的袋包的外形之间存在松散和偏差较大的情况，从而使得取放组件3具有良好的顺应性，顺应性是指在外力作用下能改变机构的位置、形状和姿态的能力。

本实施例中，如图1～8所示，伸缩机构2连接有用于驱动其在高压状态或者低压状态下运行的调压单元，由于本实用新型实施例的袋包夹具包括五个工作阶段，分别为下降阶段、阻尼准备、阻尼拾取、高压纠偏和上提阶段，当袋包夹具处于下降阶段、高压纠偏和上提阶段这三个工作阶段时，气缸处于高压状态；当袋包夹具处于阻尼准备和阻尼拾取这两个工作阶段时，气缸处于低压状态；

调压单元可以为高压阀或者电子调压阀，从而灵活调节气缸的阻尼状态。

本实施例中，如图1、3、5、6和7所示，取放组件3包括第二安装部31、吸盘32、控制阀、抽真空装置和用于检测吸盘32内是否处于真空状态的真空检测装置，第二安装部31的顶部与第二万向连接件5连接，吸盘32连接于第二安装部31的顶部，吸盘32与抽真空装置通过控制阀连接，其中，在取袋包时，控制阀开启，抽真空装置对吸盘32进行抽空，直至抽真空装置能对吸盘32进行抽真空，吸盘32可以吸取袋包，在此过程中，各伸缩机构2和取放组件3在空间上进行转动和移动，以使得吸盘32的吸附面与袋包的表面平行设置，进而便于吸盘32与袋包之间形成真空；在放置袋包时，控制阀关闭，吸盘32对袋包的吸力减退或者消失，袋包被释放到袋包放置位置处；

在一些实施例中，吸盘32为刚性吸盘，比如金属吸盘或者塑料吸盘，相较于塑料吸盘，刚性吸盘的使用寿命长，能节约后期的使用成本；

可选地，抽真空装置为空压机或者真空泵；控制阀为电磁阀。

本实施例中，如图1、3、5、6和7所示，本实用新型的袋包夹具还包括用于限制伸缩机构2在X轴上移动和在Y轴上移动的限位机构6，以防止袋包夹具在空载时在X轴上移动和在Y轴上移动。

本实施例中，如图1、3、5、6和7所示，限位机构6包括两个气爪61和推动气缸62，推动气缸62设于第一安装部1的底端，两个气爪61设于推动气缸62的动力输出端，第二驱动装置驱动两个气爪61沿X轴或者Y轴在移动，当推动气缸62驱动两个气爪61做相对运动时，各气爪61和与其相对应的伸缩机构2抵接，从而对伸缩机构2沿X轴或者Y轴的移动产生了一定阻碍；当推动气缸62驱动两个气爪61做相向运动时，各气爪61和与其相对应的伸缩机构2分离，从而使得伸缩机构2能沿X轴或者Y轴移动。

本实施例中，如图1～8所示，夹包装置可以为机器人、桁架结构、圆盘结构或者导轨结构等夹包结构。

本实施例中，如图1～8所示，第一安装部1和第二安装部31均为法兰，法兰具有结构简单和便于安装的优点。

为了实现相同的目的，本实用新型实施例优选实施例还提供了一种通过袋包夹具夹持袋包的方法，袋包夹具包括第一安装部1、伸缩机构2和取放组件3，伸缩机构2连接于第一安装部1，伸缩机构2的动力输出端转动连接于取放组件3的顶端，其包括如下步骤：

S1、下降阶段：各伸缩机构2伸出，以使取放组件3下移至取件准备位置；

S2、阻尼准备阶段：将各伸缩机构2调压至低压状态；

S3、阻尼拾取阶段：将袋包夹具下移，以使取放组件3接触到袋包，并根据袋包的形态进行顺从变化，在顺从变化过程中，各伸缩机构2的动力输出端会发生不同程度的收缩，若在顺从变化后，取放组件3的吸盘32能形成真空，则进行步骤S5；若在顺从变化后，取放组件3的吸盘32不能形成真空，则进行步骤S4；

S4、高压纠偏阶段：将各伸缩机构2调压至高压状态，重复将其中一个伸缩机构2向下压或者两个以上伸缩机构2同时向下压或者多个伸缩机构2按顺序向下压，直至取放组件3的吸盘32能形成真空；

S5、上提阶段：将袋包夹具向上提起，当袋包提起后，伸缩机构2缩回，以使取放组件3上移至放件准备位置。

基于上述设置，本实用新型实施例的夹持袋包方法，通过在下降阶段将各伸缩机构2伸出，直至取放组件3下移至取件准备位置，以使得袋包夹具能在取件区域内对袋包进行夹取；通过在阻尼准备阶段将各伸缩机构2调压至低压状态，以使得伸缩机构2的动力输出端能够平稳地移动，进而便于袋包夹具的顺从变化过程；通过在阻尼拾取阶段进行袋包夹具整体向下移动以及各伸缩机构2进行顺从变化，以使得取放组件3实现对袋包的初步吸取；通过在高压纠偏阶段将各伸缩机构3调压至高压状态，并且重复将其中一个伸缩机构2向下压或者两个伸缩机构2向下压或者多个伸缩机构2按顺序向下压，伸缩机构2在下压过程中，取放组件3的顶端会产生Z向的高度差，取放组件3能绕着X轴和Y轴进行转动，同时配合伸缩机构2在X轴、Y轴和Z轴方向上的移动、以及整个袋包夹具绕着Z轴的转动，从而使得取放组件2能适应不同形态的袋包，进而使得取放组件3的吸盘32能形成真空；通过将各伸缩机构2缩回，避免袋包夹具在运行过程中对处于伸出状态的伸缩机构2造成损坏。

因此，本实用新型实施例的夹持袋包方法能提高袋包夹具对袋包的适应性和对袋包拆垛的成功率，从而具有一定的推广性。

步骤S1～步骤S5中的伸缩机构2优选为气缸或者液压缸，气缸或者液压缸在调压单元的调压作用下能在高压状态或者低压状态下进行切换。

在步骤S1中，各伸缩机构2通过调压单元的调节处于高压状态，且各伸缩机构2的动力输出端在高压动力源的驱动下同时向外伸出，取放组件3在各伸缩机构2的驱动下沿Z轴移动，直至取放组件3的吸盘32位于最低位置。

在步骤S2中，各伸缩机构2通过调压单元的调节处于低压状态，此时各伸缩机构2成为阻尼式缓冲伸缩机构，并且，在各伸缩机构2成为阻尼式缓冲伸缩机构的同时，推动气缸62驱动两个气爪61做相对运动；

其中，阻尼式缓冲伸缩机构能平稳地进行伸缩，以使得伸缩机构2的动力输出端能够平稳地移动，进而便于袋包夹具的顺从变化过程；

推动气缸62驱动两个气爪61做相对运动，从而使得各气爪和与其相对应的伸缩机构2抵接，以限制袋包夹具在处于空载状态时伸缩机构2能沿X轴或者Y轴移动。

在步骤S3中，在取放组件3与袋包接触之前，推动气缸62驱动两个气爪61做相向运动，以使得各气爪和与其相对应的伸缩机构2分离，以使得各伸缩机构2能沿X轴或者Y轴分离；

袋包夹具的下移依靠夹包装置进行，以便于取放组件能更好地与袋包进行接触。

在步骤S4中，根据各个磁性开关触发的先后顺序，选择将其中一个伸缩机构2向下压或者两个以上伸缩机构2同时向下压或者多个伸缩机构2按顺序向下压，以便于不同的伸缩机构2之间产生Z向高度差，从而便于取放组件3在空间内进行转动和移动。

本实用新型实施例的袋包夹具能提高袋包夹具对袋包的适应性和提高对袋包拆垛的成功率，从而具有一定的推广性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种袋包夹具，其特征在于，包括：

第一安装部，其顶端用于连接夹包装置的执行端；

伸缩机构，其顶端连接于所述第一安装部；

取放组件，其转动连接于所述伸缩机构的底端，所述取放组件用于取放所述袋包；

其中，所述伸缩机构设为至少三个，且若干所述伸缩机构平行布置。

2.如权利要求1所述的袋包夹具，其特征在于，所述伸缩机构为四个，四个所述伸缩机构呈矩形阵列布置于所述第一安装部的底端。

3.如权利要求1所述的袋包夹具，其特征在于，所述伸缩机构的顶端通过第一万向连接件连接于所述第一安装部的顶端。

4.如权利要求3所述的袋包夹具，其特征在于，所述第一万向连接件包括万向关节轴承和连接杆，所述万向关节轴承设于所述第一安装部，且所述万向关节轴承套装于所述连接杆；

所述连接杆的底端与所述伸缩机构的顶端连接。

5.如权利要求1所述的袋包夹具，其特征在于，所述伸缩机构连接有驱动其在高压状态或者低压状态下运行的调压单元。

6.如权利要求1所述的袋包夹具，其特征在于，所述取放组件通过第二万向连接件连接于所述伸缩机构的底端，所述第二万向连接件为球形关节轴承，所述球形关节轴承的固定端固定于所述伸缩机构的底端，所述球形关节轴承的活动端与所述取放组件转动连接。

7.如权利要求6所述的袋包夹具，其特征在于，所述取放组件包括第二安装部、吸盘、控制阀和抽真空装置，所述第二安装部的顶部与所述第二万向连接件连接，所述吸盘连接于所述第二万向连接件的顶部，所述吸盘与所述抽真空装置通过所述控制阀连接。

8.如权利要求7所述的袋包夹具，其特征在于，所述取放组件还包括用于检测所述吸盘内是否处于真空状态的真空检测装置。

9.如权利要求1～8任一项所述的袋包夹具，其特征在于，还包括用于限制所述伸缩机构在X轴上移动和在Y轴上移动的限位机构。

10.如权利要求9所述的袋包夹具，其特征在于，所述限位机构包括两个气爪和推动气缸，所述推动气缸设于所述第一安装部的底端，两个所述气爪设于所述推动气缸的动力输出端，所述推动气缸驱动两个所述气爪沿X轴或者Y轴做相对移动或者相向移动。

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