CN215099832U - 多规格单元物料柔性分拣系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多规格单元物料柔性分拣系统，其包括：一条沿线状布置的输送系统，在输送系统的沿线间隔设置的数个柔性分拣中心，柔性分拣中心包括一个或两个退台式立体仓储系统和一个机器人，一个用于向机器人提供不同规格手爪的爪库邻近所述机器人设置；输送系统包括与柔性分拣中心匹配设置的数个输送装置和一个商品合流输送机，数个输送装置呈纵向间隔设置，商品合流输送机呈纵向且位于数个输送装置的下方、用于接收数个输送装置输送的货物。所述柔性分拣中心是将一定范围内的多规格单元物料跺摆放在对应的多个退台式立体仓储系统上，由机器人完成自动分拣货物，并通过自动换爪机构在爪库中更换手爪，可以实现多规格单元物料的自动化分拣。

Description

多规格单元物料柔性分拣系统

技术领域

本实用新型涉及一种物料分拣系统，具体涉及一种多规格的单元物料柔性分拣系统，属于物流配送中心自动化分拣设备技术领域。

背景技术

目前，随着我国现代流通体系的建立，物流产业发展非常迅速，对现代技术的应用也越来越普及，追求集光、机、电、信息技术为一体的、高柔性、高效率的自动化分拣系统成为现代化物流配送中心建设的基础。物流配送中心的建设，实现了物流业务的高效率，也实现了物流成本的有效降低。

一般一个货物订单，通常包含多种物品，各种物品的形状、规格、状态均不相同，因此，一般物流分拣系统只能针对一种规格的货物进行分拣，因此，对于一个订单中的多种物品一般采用分别包装、分别配送，而不能将一个订单的物品进行最终一次包装进行配送。例如：专利号为201920065518.1的实用新型公开了一种仓储分拣系统，该系统在普通货架下面设有模块化的支撑架，支撑架上设有若干层缓存输送带装置供物品停靠，在货架的两侧分别设有堆高车巷道和自动引导小车巷道，小车上设有侧移平台、侧向输送装置和可选的升降平台。实施物品分拣时，堆高车进到目标货架，将物品取出，然后将物品放置在缓存输送带装置上，小车经小车专用巷道行进目标货架，将侧移平台向货架探出，小车侧向输送装置和缓存输送带装置同向转动，将物品转移到小车侧向输送装置上，小车再经小车专用巷道行驶送达分拣工作站。其存在的问题是:不适合于不同规格、不同大小、复杂形状的多种包装物进行分拣并统一打包配送。

实际物流中因一个订单中存在不同的货物，导致各个批次(订单)货物的形状、大小、规格、状态不同，采用一般机器人进行分拣很难适合，因此，一种适于形状大小规格不同的特别是适合于复杂包装的单元物料配送订单的柔性分拣系统成为本领域技术人员追求的目标。

发明内容

本实用新型的目的在于解决物流现有技术中分拣系统不适合一个订单中具有大小不同、形状不同、状态不同、规格不同的复杂产品包装的货物分拣的问题。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，其包括：一条沿线状布置的用于输送货物的输送系统，在所述输送系统的沿线间隔设置的数个柔性分拣中心，所述柔性分拣中心包括一个或多个用于存储货物的退台式立体仓储系统和一个用于拣货的机器人，一个用于向机器人提供不同规格手爪的爪库邻近所述机器人设置；所述输送系统包括与柔性分拣中心匹配设置的数个输送装置和一个商品合流输送机，所述数个输送装置呈纵向间隔设置，商品合流输送机呈纵向且位于所述数个输送装置的下方、用于接收数个输送装置输送的货物。

其中，所述输送装置可以采用皮带输送机、链板输送机等，商品合流输送机也可以采用皮带输送机、链板输送机等，其中：将一个订单中的经过不同输送装置输送的所有货物集中至该商品合流输送机的过程即为合流。

本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统，其中主要的改进点在于沿输送系统设置多个柔性分拣中心，每一个柔性分拣中心均包括一个用于拣货的机器人以及一或两个退台式立体仓储系统和一个爪库，用于向机器人提供不同规格的手爪，以适合不同规格大小形状的货物的捡取。同时，每一个柔性分拣中心设有一个输送装置，在数个输送装置的下方设有商品合流输送机，可以将一个订单的经过不同柔性分拣中心提供给输送装置的货物进行合流，输送至终端。

其中，所述的柔性是指：分拣中心拣货的适应范围广大，即可伸缩性大。

作为优选方式，最好，在所述商品合流输送机)后依次设有商品缓存装置、商品码垛装置、订单商品包装装置、包件整理工作台。这些设备，均属于现有技术，使用在仓储物流拣货的系统中。

作为优选方式，最好，所述可换爪的机器人通过安装平台设置在所述输送装置的上方或侧面。

为了使机器人能够适合多规格、多尺寸、多形状的货物的抓取，其中，所述机器人包括工业机器人，设在工业机器人末端的手爪更换结构以及设在手爪更换结构上的手爪；

所述手爪包括前端的爪部和后端的手爪柄，所述手爪柄包括从前之后依次连为一体且同轴设置的呈圆盘状的夹盘、柄部和拉钉；

该手爪更换结构包括：设在工业机器人末端的连接件；一个设在所述连接件上的外套管，所述外套管呈中空管状，所述手爪的柄部与外套管前端配合，一个拉杆设在所述外套管中，所述拉杆的前端具有一个弹性开合拉爪机构，用于夹紧和松开手爪的拉钉；所述外套管的尾端设有一个液压机构，用于推动拉杆在松开和拉紧两个位置之间转换。

作为优选方案，其中，所述外套管的前端具有与所述手爪锥状的柄部配合的锥孔，锥孔的后端具有五个阶梯孔：第一孔、第二孔、第三孔、第四孔和第五孔，靠近锥孔的第一孔的直径大于第二孔；在所述拉杆上套设有碟簧，所述第三孔与所述拉杆适配；所述弹性开合拉爪机构位于所述第二孔时，其呈拉紧状态，所述弹性开合拉爪机构位于所述第一孔时，其呈松开状态；所述第四孔的直径大于所述第三孔，用于容纳所述碟簧；在所述碟簧的前端设有一个与所述第四孔适配的挡垫；所述第五孔直径大于所述第四孔，一个压垫位于所述碟簧后端且与所述第五孔适配；在所述拉杆上设有用于锁紧并止挡所述压垫的锁母；所述第五孔的里端形成一个前端止口，所述液压缸与所述外套管尾端对接处具有止挡压垫外圆的后端止口；

当所述弹性开合拉爪机构在所述液压机构的作用下，所述压垫移动至前端止口，所述弹性开合拉爪机构停留在第一孔的位置，所述弹性开合拉爪机构的前端的爪部呈张开状；所述压垫在碟簧的弹力作用下移动至后端止口时，所述弹性开合拉爪机构回退至第二孔的位置，所述弹性开合拉爪机构的前端的爪部呈收拢状，并使得所述弹性开合拉爪机构内的钢球嵌入到所述手爪的拉钉的环槽内。由此，实现更换手爪的目的。

作为优选方案，其中，所述液压机构包括：一个连接于外套管尾端的液压缸，所述液压缸具有一个隔板将液压缸分为前端的第一空腔和后端的液压腔，在所述液压腔的尾端设有液压缸盖，一个活塞设在所述液压腔内，活塞的前端前活塞杆自所述隔板伸出与所述拉杆的尾端连接，在所述液压缸上设有油进出孔。

作为优选方案，其中，所述活塞的后端具有第二活塞杆，第二活塞杆具有自所述液压缸盖伸出的延伸部，且在所述延伸部上设有检测环；一个拉紧位置检测传感器和一个松开位置检测传感器通过传感器支架一设在液压缸盖的外端面，当弹性开合拉爪机构处于第一孔的位置且呈张开状时，所述松开位置检测传感器检测到检测环；当弹性开合拉爪机构处于第二孔的位置且呈收拢状时，所述拉紧位置检测传感器检测到检测环。

本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统，作为优选方式，其中，所述爪库包括：一个旋转装置，数个手爪弹性夹持机构设在旋转装置上，在所述手爪弹性夹持机构上设有手爪；一个驱动装置与所述旋转装置连接，用于带动手爪转至换爪位置和转动离开换爪位置。

作为优选方案，其中，所述旋转装置包括一个爪库旋转盘，一个主传动轴呈垂向地通过上、下轴承座和轴承安装于一个支架上，所述爪库旋转盘设在主传动轴的顶端，并由驱动装置带动主传动轴转动；

数个所述手爪弹性夹持机构均匀地以环形形式设在所述爪库旋转盘上；所述手爪弹性夹持机构具有半圆形、开口朝外的弹性夹口；所述手爪的夹盘的外周设有一个环状的凹槽；所述手爪弹性夹持机构的弹性夹口夹持在所述凹槽处。当旋转装置的旋转部件为爪库旋转盘时，该爪库为圆盘状爪库。

其中，所述爪库旋转盘包括一个与所述主传动轴上端配合的中心套筒，沿中心套筒径向均匀布置的数个旋转臂，以及设在旋转臂端部、将旋转臂连为一体的外环板，所述手爪弹性夹持机构设在所述旋转臂的端部，且弹性夹口位于所述爪库旋转盘的同心圆上。

作为另一种优选方案，其中所述爪库为链式爪库，所述旋转装置包括一个传动链，一个主传动轴和至少一个与所述主传动轴平行间隔的从动轴分别通过上下轴承座、轴承以及从动轴上轴承座安装于支架上；所述主传动轴和从动轴的顶端设有主动链轮和从动链轮，所述传动链与所述主动链轮和从动链轮连接；

在所述传动链上均匀间隔、水平向外延伸设有数个手爪弹性夹持机构，所述手爪弹性夹持机构具有半圆形、开口朝外的弹性夹口；所述手爪的夹盘的外周设有一个环状的凹槽；所述手爪弹性夹持机构的弹性夹口夹持在所述凹槽处。

其中，在所述支架的顶板上设有用于支撑所述传动链的传动链支撑机构，所述传动链支撑机构包括内外侧间隔设置的支柱和连接于支柱之间的横梁、在所述支柱的顶部设有呈板状的耐磨支撑件。

所述驱动装置包括一个设在支架上的驱动电机，一个与驱动电机输出轴连接的蜗杆，一个设在所述主传动轴上的蜗轮，所述蜗杆与蜗轮啮合，用于将驱动电机的动力传递给所述主传动轴。

其中，其进一步包括一个传感器组件，所述传感器组件包括一个传感器，所述传感器通过一个传感器支架二设在所述支架上表面且位于机器人换爪位置。

本实用新型所述的多规格单元物料柔性分拣系统，是一种多种配送分拣领域的新的自动化设备，该多规格单元物料柔性分拣系统通过设置若干个多规格单元物料柔性分拣中心、以及每一个分拣中心配置一个可换爪的机器人和一个爪库，采用圆盘式爪库或链式爪库，进行换爪，可以实现多规格、多尺寸、多形状、多品种的货物(产品)的高柔性自动分拣。其可以根据多种规格单元物料的分拣需要，设计多种功能的手爪，在机器人的末端设置手爪更换结构，并通过输送系统，自动地完成物流配送中心单元物料的全自动化生产。

其中，多规格单元物料柔性分拣中心将一定范围内的多规格单元物料/货物跺摆放在对应的多个退台式立体仓库上，由机器人完成自动分拣取料/货；该可换爪的机器人装备有自动换爪机构和机器人手爪库，能够根据分拣需要，自动更换分拣物料用的手爪；本实用新型可以实现多规格单元物料的自动化分拣。

本实用新型进一步，通过配置圆盘式或者链式爪库，以适合不同的分拣中心对于手爪的数量的需求，链式爪库其存储周转的数量更多，但是占地面积较大，圆盘式爪库小巧是其优点，因此，本实用新型通过退台式立体仓库存储货物的需求，可以配置适应的爪库。

本实用新型结构简单，自动化程度高，可广泛应用到卷烟、医药、日用消费品、洗涤用品等多种单元物料物流配送中心的订单生产领域。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统实施例一的俯视图；

图2是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统实施例二的俯视图；

图3是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统实施例三的侧视图；

图4是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统实施例三的俯视图；

图5是发明所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的输送系统的侧视图；

图6是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的末端手爪更换结构的剖视图；

图7是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的爪库实施例一的俯视图；

图8是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的爪库实施例一的剖视图；

图9是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的爪库实施例二的俯视图；

图10是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的爪库实施例二的主动轴侧的剖视图；

图11是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的爪库实施例二的从动轴侧的剖视图；

图12a-12f是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的手爪的示意图；

图13是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的手爪柄的示意图；

图14是本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统的末端手爪更换结构以及手爪组合的剖视图；

图15是发明所述的末端手爪更换结构的外套管的剖视图；

图16是发明所述的末端手爪更换结构的液压机构的剖视图；

图17是采用本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统与现有的专机自动化分拣线组合构成订单生产系统的示意图。

附图标记说明：输送系统1，输送装置11，倾斜部分111，商品合流输送机 12；柔性分拣中心2，退台式立体仓储系统21，取货站台211，自动滚珠链板输送机212，安装平台22，爪库23，手爪弹性夹持机构231，弹性夹口2311，夹持臂2312；旋转装置232，爪库旋转盘2321，旋转臂23211，中心套筒23212，加强筋23213，外环板23214；主传动轴2322，传动链2323，从动轴2324，主动链轮2325，从动链轮2326，下轴承座2327，上轴承座2328，从动轴上轴承座2328’，端盖2329；驱动装置233，驱动电机2331，蜗杆2332，蜗轮2333；支架234，顶板2342，底板2341，立板2343；传感器组件235，传感器2351，传感器支架二2352；传动链支撑机构236，支柱2361，横梁2362，耐磨支撑件 2363；机器人24，工业机器人241，手爪更换结构242，连接件2420，外套管 2421，锥孔24211，第一孔24212，第二孔24213，第三孔24214、第四孔24215、第五孔24216；拉杆2422，弹性开合拉爪机构24221，锁母24222；液压机构2423，液压缸24231，隔板24232，第一空腔24233，液压腔24234，液压缸盖24235，活塞24236，油进出孔24237；碟簧2424，拉紧位置检测传感器24251，松开位置检测传感器24252，传感器支架一24253；挡垫2426，压垫2427，检测环2428；手爪243，爪部2431，手爪柄2432，夹盘24321，柄部24322，拉钉24323；包件整理工作台3，订单商品包装装置4，商品码垛装置5，商品缓存装置6。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的举例说明，但并不能使用该优选实施例来限定本实用新型的保护范围。

实施例一，参见图1，图中展示了本实用新型所述的一种多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，其包括：一条沿线状布置的用于输送产品的输送系统1，在所述输送系统1的沿线上间隔地设置有4个柔性分拣中心2，每一个所述柔性分拣中心2包括一个退台式立体仓储系统21、一个机器人24以及一个爪库23，退台式立体仓储系统21用于存储货物，爪库23邻近所述机器人24设置，用于向机器人24提供不同规格手爪；参见图5，所述输送系统1包括与柔性分拣中心2匹配设置的4个输送装置11和一个商品合流输送机12，即每一个柔性分拣中心2配置有一个输送装置11，4个输送装置11呈纵向间隔依次设置，即沿线状布置，商品合流输送机12呈纵向(沿线状)设置且位于数个输送装置 11的下方、用于接收数个输送装置11输送的货物，也就是，输送装置11与商品合流输送机12为上下层设置，每一个输送装置11的末端都具有一个向下延伸的倾斜部分111，以便与商品合流输送机12接近，利于将商品输送至商品合流输送机12上，其中输送装置11与商品合流输送机12可以采用皮带输送机或者链板输送机等；在所述商品合流输送机12后依次设有商品缓存装置6、商品码垛装置5、订单商品包装装置4、包件整理工作台3，用于将一个订单中的货物进行整理打包。

本实用新型所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其中主要的改进点在于沿输送系统1设置多个柔性分拣中心2，每一个柔性分拣中心2均包括一个用于拣货的机器人24、一或两个退台式立体仓储系统21和一个爪库23，爪库23用于向机器人24提供不同规格、不同形状、不同大小的手爪，以适合不同规格、大小、形状的货物的拣取。同时，每一个柔性分拣中心2设有一个输送装置11，在数个输送装置11的下方设有商品合流输送机12，可以将一个订单的经过不同柔性分拣中心2提供给输送装置11的货物进行合流，输送至终端。

其中，商品缓存装置6、商品码垛装置5、订单商品包装装置4、包件整理工作台3均属于现有技术，是物流行业拣货包装常用设备。

参见图1，其中，所述机器人24通过安装平台22设置在所述输送系统1的侧面。

其中，四个柔性分拣中心2的所述爪库23分别采用两个是圆盘式爪库，两个链式爪库，后面对两种爪库详细描述。

实施例二，参见图2，图中展示本实用新型所述的多规格单元物料柔性分拣系统的另一种方式，与上一实施例不同之处在于：机器人24通过安装平台22 设置在所述输送系统1的上方。

实施例三，参见图3、4，图中展示本实用新型所述的多规格单元物料柔性分拣系统的另一种方式，与上一实施例不同之处在于：每个柔性分拣中心2设置两个退台式立体仓储系统21，位于机器人24以及输送系统1的两边。

参见图3、4，上述实施例中，所述的退台式立体仓储系统21，用于存储不同规格的单元货物，退台式立体仓储系统21具有若干列、每一列多层叠置的自动滚珠链板输送机212，位于上方的自动滚珠链板输送机比位于下方的自动滚珠链板输送机后退一个单元物料垛的长度，本实施例中是5列，每一列有4层自动滚珠链板输送机212，该长出的一个单元物料垛的部位，即在每层自动滚珠链板输送机的终端配置有取货站台211，取货站台211的输送速度比自动滚珠链板输送机212快。在工作时，如果取货站台211上有货，机器人24直接拣货；如果取货站台211上空闲，则自动滚珠链板输送机212动作，将存放进退台式立体仓储系统的存货通道中的单元物料垛(货物)快速分离，输送至取货站台211，供机器人拣货。该退台式立体仓储系统21系申请人在先申请：2018103630472 号，名称为：退台式立体仓储及机器人取货自动化系统的专利中记载，此处不再赘述。

参见图3、图6、图14，其中，所述机器人24包括工业机器人241，设在工业机器人241末端的手爪更换结构242以及设在手爪更换结构上的手爪243；

参见图12a-12f、13，所述手爪243包括前端的爪部2431、后端的手爪柄 2432，所述手爪柄2432包括从前之后依次连为一体且同轴设置夹盘24321、柄部24322和拉钉24323；夹盘24321呈圆盘状，柄部24322呈圆锥状，与手爪更换结构242的外套管配合，最好按1：10的锥度设计，拉钉24323为台柱状、且末端的直径大，从而在其主体部位形成一个环槽，用于与手爪更换结构242 的弹性开合拉爪机构24221配合。

参见图3、图6、图14、图15、图16，工业机器人241为现有的工业机器人，在其末端设置有手爪更换结构242，该手爪更换结构242包括：设在工业机器人241末端的连接件2420；一个设在所述连接件2420上的外套管2421，所述外套管2421呈中空管状，所述手爪243锥状的柄部24322与外套管2421前端的锥孔24211配合，一个拉杆2422设在所述外套管2421中，所述拉杆2422 的前端具有一个弹性开合拉爪机构24221，用于夹紧和松开手爪243的拉钉24323；所述外套管2421的尾端设有一个液压机构2423，用于推动拉杆2422在松开和拉紧两个位置之间转换；所述外套管2421锥孔的后端具有两个阶梯孔，靠近锥孔的第一孔24212的直径大于第二孔24213，当所述弹性开合拉爪机构 24221在所述液压机构2423的作用下，移动至第一孔24212的位置时，所述弹性开合拉爪机构24221的前端的爪部呈张开状，当所述弹性开合拉爪机构24221 移动至第二孔24213的位置时，所述弹性开合拉爪机构24221的前端的爪部呈收拢状，并使得所述弹性开合拉爪机构24221内的钢球嵌入到所述手爪243的尾部拉钉的环槽内。

作为优选方式，其中，所述液压机构2423包括：一个连接于外套管2421尾端的液压缸24231，所述液压缸24231具有一个隔板24232将液压缸分为前端的第一空腔24233和后端的液压腔24234，在所述液压腔24234的尾端设有液压缸盖24235，一个活塞24236设在所述液压腔24234内，活塞24236的前端前活塞杆自所述隔板24232伸出与所述拉杆2422的尾端连接，在所述液压缸24231上设有油进出孔24237，通过油进出孔24237可以在液压腔24234的左或右进入压力有，由此带动活塞左右移动，向拉杆2422提供动力。

当弹性开合拉爪机构24221抱住手爪243的尾部拉钉的环槽时，呈工作状态，为了减小液压机构2423的负载，其中，在所述拉杆2422上套设有碟簧2424，所述外套管内自前至后依次设有：锥孔24211、第一孔24212、第二孔24213、第三孔24214、第四孔24215、第五孔24216；第三孔24214直径最小、与拉杆 2422外径配合，第三孔24214、第四孔24215直径依次增大，第四孔24214用于容纳所述碟簧2424，在所述碟簧2424的前端别设有一个与所述第四孔适配的挡垫2426，一个压垫2427位于所述碟簧2424后端且与所述第五孔适配，在所述拉杆2422上设有用于止挡所述压垫2427的两个锁母24222；所述第五孔24216 的里端形成一个前端止口，所述液压缸24231与所述外套管2421尾端对接处具有止挡压垫2427外圆的后端止口，所述压垫2427在碟簧2424的弹力作用下移动至后端止口时，所述弹性开合拉爪机构24221停留在第二孔24213的位置，当所述压垫移动至前端止口时，所述弹性开合拉爪机构24221停留在第一孔 24212的位置。通过碟簧2424、挡垫2426、压垫2427的作用，使得弹性开合拉爪机构24221保持停留在夹紧位置，从而可以减小液压机构2423的负荷，同时，当液压机构2423推动拉杆2422向前移动时，可以起到缓冲的作用。

进一步，所述活塞24236的后端具有第二活塞杆，第二活塞杆具有自所述液压缸盖伸出的延伸部，且在所述延伸部上设有检测环2428；拉紧位置检测传感器24251和松开位置检测传感器24252通过传感器支架一24253设在液压缸盖 24235的外端面，当所述松开位置检测传感器24252检测到检测环时，弹性开合拉爪机构24221处于第一孔的位置且呈张开状；当所述拉紧位置检测传感器 24251检测到检测环时，弹性开合拉爪机构24221处于第二孔的位置且呈收拢状。通过两个传感器的设置可以实时监测弹性开合拉爪机构24221处于张开位置、夹紧位置。检测环2428、拉紧位置检测传感器24251和松开位置检测传感器24252可以实现实时监测弹性开合拉爪机构的拉紧、松开的两个状态。

参见图7、8，上述实施例一、二、三所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其中，所述爪库23包括：一个旋转装置232，6个手爪弹性夹持机构231设在旋转装置232上，在所述手爪弹性夹持机构231上设有手爪243；一个驱动装置 233与所述旋转装置232连接，用于带动手爪243转至换爪位置和转动离开换爪位置。本实施方式中，所述爪库23采用圆盘式爪库，其中，旋转装置232包括：一个爪库旋转盘2321，用于安装存储手爪243，一个支架234用于支撑爪库旋转盘2321，一个主传动轴2322呈垂向地通过上、下轴承座和轴承安装于支架 234上，爪库旋转盘2321设在主传动轴2322的顶端，并由驱动装置233带动主传动轴2322转动；

6个所述手爪弹性夹持机构231均匀地以环形形式设在所述爪库旋转盘2321 上；所述手爪弹性夹持机构231具有半圆形、开口朝外的弹性夹口2311，该弹性夹口2311用于夹持夹爪的尾端；参见图12a-12f、13，所述手爪243的夹盘 24321的外周设有一个环状的凹槽，凹槽的截面呈等腰梯形；所述手爪弹性夹持机构231的弹性夹口2311夹持在所述凹槽处。

参见图8，为了减轻爪库旋转盘2321的重量，最好，所述爪库旋转盘2321 包括中心套筒23212，中心套筒23212沿径向设有均匀布置的数个旋转臂23211，在旋转臂23211端部设有外环板23214，用于将数个旋转臂23211连为一体，如此设计，既可以保证与所述主传动轴2322上端配合，又可以将旋转臂23211制作的较薄一些，为了提高旋转臂23211的强度，在中心套筒23212和旋转臂23211 之间可以增加加强筋23213，中心套筒23212套设在主传动轴2322顶端部，并通过键连接，在主传动轴2322端部设有端盖2329，通过螺钉将端盖2329固定在主传动轴2322端部，用于爪库旋转盘2321轴向定位；所述手爪弹性夹持机构231设在所述旋转臂23211的端部，且弹性夹口位于所述爪库旋转盘2321的同心圆上。所述手爪弹性夹持机构231包括两个对称设置的弧形的夹持臂2312，两个夹持臂2312形成一个所述半圆形的弹性夹口2311，所述夹持臂2312具有朝向中心转动的弹性夹紧力。

所述支架234包括水平设置的顶板2342和底板2341，以及连接于顶板2342 和底板2341之间的立板2343，下轴承座2327通过法兰固定在底板2341上面，上轴承座2328通过法兰固定在顶板2342上，所述主传动轴2322的上下两端通过轴承可以转动地安装在上、下轴承座2328、2327上。

其中，所述驱动装置233包括一个驱动电机2331，驱动电机2331设在支架 234的立板2343上；一个蜗杆2332，与驱动电机2331的输出轴连接，该蜗杆 2332可以通过支座固定安装在支架234上，一个蜗轮2333，设在所述主传动轴 2322上，所述蜗杆2332与蜗轮2333啮合，用于将驱动电机2331的动力传递给所述主传动轴2322。

为了使其准确检测爪库的手爪弹性夹持机构231以及手爪是否到换爪位置，爪库23进一步包括一个传感器组件235，所述传感器组件235包括传感器2351，该传感器2351通过一个传感器支架二2352设在所述支架234顶板的上表面，且传感器2351处于机器人换爪位置，用于检测该需要更换夹爪的旋转臂23211 旋转至换爪位置。

参见图9、10、11，本实用新型所述的多规格单元物料柔性分拣系统，与上一实施例不同之处在于，所述爪库23还可以采用链式结构，其中，所述旋转装置232包括一个传动链2323，水平设置，一个主传动轴2322和一个与所述主传动轴2322平行间隔的从动轴2324，主传动轴2322通过上下轴承座2328、2327、轴承安装于支架234上，从动轴2324通过从动轴上轴承座2328’安装于支架 234上，两个轴间隔设置；所述主传动轴2322和从动轴2324的顶端设有主动链轮2325和从动链轮2326，所述传动链2323与所述主动链轮2325和从动链轮2326连接；

在所述传动链2323上均匀间隔、水平向外延伸设有14个手爪弹性夹持机构231，手爪弹性夹持机构231的末端具有半圆形、开口朝外的弹性夹口2311，通过弹性夹口2311可以将不同规格、形状、尺寸的夹爪存放于手爪弹性夹持机构 231上，形成一个可以自动供给夹爪的夹爪库，该手爪弹性夹持机构231的结构与上一圆盘式爪库结构一致，包括两个对称设置的弧形的夹持臂2312，两个夹持臂2312形成所述半圆形的弹性夹口2311，用于夹持所述手爪243的夹盘24321 的凹槽处；所述夹持臂2312具有朝向中心转动的弹性夹紧力，即两个夹持臂2312 具有相向的弹力，该弹力可以通过以下结构实现:夹持臂2312与手爪弹性夹持机构231本体之间采用连接轴连接，在该连接轴上设有扭簧，使夹持臂2312具有保持朝向另一个夹持臂2312方向旋转的弹力。参见图10，驱动装置233与上一实施例的圆盘型爪库的相同，其包括一个设在支架234上的驱动电机2331，一个与驱动电机2331输出轴连接的蜗杆2332，一个设在所述主传动轴2322上的蜗轮2333，所述蜗杆2332与蜗轮2333啮合，用于将驱动电机2331的动力传递给所述主传动轴2322。通过驱动装置233带动主传动轴转动进而带动主动链轮2325以及传动链2323转动。

支架234，用于支撑所述传动链2323以及驱动装置233，所述支架234包括水平设置的底板2341和顶板2342，顶板2342通过立板2343支撑设置。在所述底板2341、顶板2342上分别设有下轴承座2327和上轴承座2328，主传动轴2322 的两端的通过轴承安装在下轴承座2327和上轴承座2328上，所述主传动轴2322 顶端自上轴承座伸出并设有主动链轮2325，主动链轮2325与主传动轴2322间通过键连接，在主传动轴2322端部设有端盖2329，通过螺钉将端盖2329固定在主传动轴2322端部，用于主动链轮2325轴向定位；在所述主传动轴2322中间位置上设有蜗轮2333，一个与所述蜗轮2333啮合的蜗杆2332与驱动电机2331 的输出轴连接，蜗杆2332可以转动地安装于支架234上，所述驱动电机2331 设在支架234上。从动轴2324，与所述主传动轴2322并列间隔设置、位于传动链的另一端，在支架的顶板2342上设有从动轴上轴承座2328’，所述从动轴 2324通过轴承安装于所述从动轴上轴承座2328’上；所述从动轴2324顶端设置从动链轮2326，在从动轴2324端部设有端盖2329，用于从动链轮2326轴向定位；所述传动链2323与主动链轮2325、从动链轮2326啮合。

在所述支架234的顶板2342上设有传动链支撑机构236，用于支撑所述传动链2323，所述传动链支撑机构236包括内外侧两个间隔设置的支柱2361和连接于两个支柱之间的横梁2362、在所述支柱2361的顶部设有呈板状的耐磨支撑件2363。其中，外侧的支柱2361最好是与支架234的立板连为一体，耐磨支撑件2363可以选择耐磨材料制成，或者采用金属板材上面涂一层耐磨材料均可。内侧和外侧的支柱2361可以均为连续的呈板状沿传动链2323布置，也可以间隔的设置，旨在支撑传动链2323。

本实施例的链式的爪库23，进一步包括一个传感器组件235，所述传感器组件235包括一个传感器2351，所述传感器2351通过一个传感器支架二2352 设在所述支架234的侧面且位于机器人换爪位置。

参见图17，本实用新型所述多规格单元物料柔性分拣系统应用于物流配送中心，其可以与现有的专机自动化分拣线组合构成，从而构成物流配送中心的订单生产系统(或车间)，一个订单生产系统(或车间)包括本实用新型所述的多规格单元物料柔性分拣系统和各种专机自动化分拣线组成，柔性分拣系统包含若干柔性分拣中心。订单生产系统根据商品分拣作业的需求进行数据分析，从而确定柔性分拣中心的退台式立体仓储系统上商品的分配以及爪库内手爪的配置。

因此，本实用新型所述的多规格单元物料柔性分拣系统，在使用时，首先可以收集物流配送中心商品分拣作业需求数据，进行研究分析，据此设计用于存贮货物/商品的退台式立体仓库，并分别将商品存入退台式立体仓库21的相应自动滚珠链板输送机212上；根据物流配送中心商品分拣作业需求数据的分析结果，设计有针对性的取货一系列手爪243；手爪243的柄部统一按1：10的锥度设计为规范、标准、统一结构。根据物流配送中心商品分拣作业需求数据的分析结果，以及存入退台式立体仓库商品的分拣作业需要，设计有针对性的“爪库”，即选择链式爪库或者圆盘式爪库。

进行拣货时，可以根据货品在入库前借助信息识别系统将货物大小、重量、包装强度等信息存储在计算机系统中，计算机系统采集到消费者需求订单后，计算机系统对订单货物进行分配，向订单生产车间下达分拣命令，位于订单生产车间的多规格单元物料柔性分拣系统接收命令，根据分拣商品的特性拆单，向相应的柔性分拣中心2下达具体拣货指令，即将分配信息传达到柔性分拣中心，再由机器人完成分拣，机器人根据拣货需要，可以自动更换手爪，机器人拣取订单货物后放置到输送系统上，通过商品缓存装置对数个柔性分拣中心的多台机器人同时拣选的货物进行集合，再形成一个订单包件进行包装、出库等环节，能充分发挥机器人拣选高准确率的优点，提升系统分拣效率。

本实用新型所述多规格单元物料柔性分拣系统在分拣货物时，首先，计算机系统根据货物订单，根据货物存放位置数据，进行拆单，并向数个存放该货物的柔性分拣中心2发出拣货指令；计算机系统根据货物的规格判断机器人24 的手爪243是否与货物的规格匹配？若是，直接进行拣货，若不是，先进行换爪，计算机系统向柔性分拣中心2的机器人24以及爪库23输出更换手爪的指令，爪库23将待更换的手爪243转至换爪位置，机器人24根据更换手爪的指令，更换手爪；进行拣货时，判断待拣货物是否在取货站台22上，如果不是，退台式立体仓储系统21根据指令输送待拣货物至取货站台22；机器人24按指令完成拣货；并放置配送周转箱或者投放在输送系统1上；输送系统1将货物输送至商品缓存装置6；待订单全部货物齐全后，进入商品码垛装置5进行码垛；订单商品包装装置4对全部商品进行包装。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本实用新型旨在提供一种机器人末端手爪更换结构，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，例如将退台式立体仓储系统21改为单列呈星状布置在机器人的周围等，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，其包括：一条沿线状布置的用于输送货物的输送系统(1)，在所述输送系统(1)的沿线间隔设置的数个柔性分拣中心(2)，所述柔性分拣中心(2)包括一个或多个用于存储货物的退台式立体仓储系统(21)和一个用于拣货的机器人(24)，一个用于向机器人(24)提供不同规格手爪的爪库(23)邻近所述机器人(24)设置；所述输送系统(1)包括与柔性分拣中心(2)匹配设置的数个输送装置(11)和一个商品合流输送机(12)，数个所述输送装置(11)呈纵向间隔设置，商品合流输送机(12)呈纵向且位于所述数个输送装置(11)的下方、用于接收数个输送装置(11)输送的货物。

2.根据权利要求1所述多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，在所述商品合流输送机(12)后依次设有商品缓存装置(6)、商品码垛装置(5)、订单商品包装装置(4)、包件整理工作台(3)。

3.根据权利要求2所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，

所述可换爪的机器人(24)通过安装平台(22)设置在所述输送装置(11)的上方或侧面。

4.根据权利要求3所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，所述机器人(24)包括工业机器人(241)，设在工业机器人(241)末端的手爪更换结构(242)以及设在手爪更换结构(242)上的手爪(243)；

所述手爪(243)包括前端的爪部(2431)和后端的手爪柄(2432)，所述手爪柄(2432)包括从前之后依次连为一体且同轴设置的呈圆盘状的夹盘(24321)、呈圆锥状的柄部(24322)和拉钉(24323)；

该手爪更换结构(242)包括：设在工业机器人(241)末端的连接件(2420)；一个设在所述连接件(2420)上的外套管(2421)，所述外套管(2421)呈中空管状，所述手爪(243)的柄部(24322)与外套管(2421)前端配合，一个拉杆(2422)设在所述外套管(2421)中，所述拉杆(2422)的前端具有一个弹性开合拉爪机构(24221)，用于夹紧和松开手爪(243)的拉钉(24323)；所述外套管(2421)的尾端设有一个液压机构(2423)，用于推动拉杆(2422)在松开和拉紧两个位置之间转换。

5.根据权利要求4所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，所述液压机构(2423)包括：一个连接于外套管(2421)尾端的液压缸(24231)，所述液压缸(24231)具有一个隔板(24232)将液压缸分为前端的第一空腔(24233)和后端的液压腔(24234)，在所述液压腔(24234)的尾端设有液压缸盖(24235)，一个活塞(24236)设在所述液压腔内，活塞(24236)的前端前活塞杆自所述隔板伸出与所述拉杆(2422)的尾端连接，在所述液压缸上设有油进出孔(24237)。

6.根据权利要求5所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，

所述外套管(2421)的前端具有与所述手爪(243)锥状的柄部(24322)配合的锥孔(24211)，锥孔(24211)的后端具有五个阶梯孔：第一孔(24212)、第二孔(24213)、第三孔(24214)、第四孔(24215)和第五孔(24216)，靠近锥孔的第一孔(24212)的直径大于第二孔(24213)；在所述拉杆(2422)上套设有碟簧(2424)，所述第三孔(24214)与所述拉杆(2422)适配；所述弹性开合拉爪机构(24221)位于所述第二孔(24213)时，其呈拉紧状态，所述弹性开合拉爪机构(24221)位于所述第一孔(24212)时，其呈松开状态；所述第四孔(24215)的直径大于所述第三孔(24214)，用于容纳所述碟簧(2424)；在所述碟簧(2424)的前端设有一个与所述第四孔适配的挡垫(2426)；所述第五孔(24216)直径大于所述第四孔，一个压垫(2427)位于所述碟簧(2424)后端且与所述第五孔(24216)适配；在所述拉杆(2422)上设有用于锁紧并止挡所述压垫(2427)的锁母(24222)；所述第五孔(24216)的里端形成一个前端止口，所述液压缸(24231)与所述外套管(2421)尾端对接处具有止挡压垫(2427)外圆的后端止口；

当所述弹性开合拉爪机构(24221)在所述液压机构(2423)的作用下，所述压垫(2427)移动至前端止口，所述弹性开合拉爪机构(24221)停留在第一孔(24212)的位置，所述弹性开合拉爪机构(24221)的前端的爪部呈张开状；所述压垫(2427)在碟簧(2424)的弹力作用下移动至后端止口时，所述弹性开合拉爪机构(24221)回退至第二孔(24213)的位置，所述弹性开合拉爪机构(24221)的前端的爪部呈收拢状，并使得所述弹性开合拉爪机构(24221)内的钢球嵌入到所述手爪(243)的拉钉(24323)的环槽内。

7.根据权利要求6所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，所述活塞(24236)的后端具有第二活塞杆，第二活塞杆具有自所述液压缸盖(24235)伸出的延伸部，且在所述延伸部上设有检测环(2428)；一个拉紧位置检测传感器(24251)和一个松开位置检测传感器(24252)通过传感器支架一(24253)设在液压缸盖(24235)的外端面，当弹性开合拉爪机构(24221) 处于第一孔(24212)的位置且呈张开状时，所述松开位置检测传感器(24252)检测到检测环(2428)；当弹性开合拉爪机构(24221)处于第二孔(24213)的位置且呈收拢状时，所述拉紧位置检测传感器(24251)检测到检测环(2428)。

8.根据权利要求1-7其中任意一项所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，所述爪库(23)包括：一个旋转装置(232)，数个手爪弹性夹持机构(231)设在旋转装置(232)上，在所述手爪弹性夹持机构(231)上设有手爪(243)；一个驱动装置(233)与所述旋转装置(232)连接，用于带动手爪(243)转至换爪位置和转动离开换爪位置。

9.根据权利要求8所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，

所述旋转装置(232)包括一个爪库旋转盘(2321)，一个主传动轴(2322)呈垂向地通过上、下轴承座和轴承安装于一个支架(234)上，所述爪库旋转盘(2321)设在主传动轴(2322)的顶端，并由驱动装置(233)带动主传动轴(2322)转动；

数个所述手爪弹性夹持机构(231)均匀地以环形形式设在所述爪库旋转盘(2321)上；所述手爪弹性夹持机构(231)具有半圆形、开口朝外的弹性夹口(2311)；所述手爪(243)的夹盘(24321)的外周设有一个环状的凹槽；所述手爪弹性夹持机构(231)的弹性夹口(2311)夹持在所述凹槽处。

10.根据权利要求9所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，所述爪库旋转盘(2321)包括一个与所述主传动轴(2322)上端配合的中心套筒(23212)，沿中心套筒(23212)径向均匀布置的数个旋转臂(23211)，以及设在旋转臂(23211)端部、将旋转臂(23211)连为一体的外环板(23214)，所述手爪弹性夹持机构(231)设在所述旋转臂(23211)的端部，且弹性夹口(2311)位于所述爪库旋转盘(2321)的同心圆上。

11.根据权利要求8所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，

所述旋转装置(232)包括一个传动链(2323)，一个主传动轴(2322)和至少一个与所述主传动轴(2322)平行间隔的从动轴(2324)分别通过上下轴承座、轴承以及从动轴上轴承座安装于支架(234)上；所述主传动轴(2322)和从动轴(2324)的顶端设有主动链轮(2325)和从动链轮(2326)，所述传动链(2323)与所述主动链轮(2325)和从动链轮(2326)连接；

在所述传动链(2323)上均匀间隔、水平向外延伸设有数个手爪弹性夹持机构(231)，所述手爪弹性夹持机构(231)具有半圆形、开口朝外的弹性夹口(2311)；所述手爪(243)的夹盘(24321)的外周设有一个环状的凹槽；所述手爪弹性夹持机构(231)的弹性夹口(2311)夹持在所述凹槽处。

12.根据权利要求11其中任意一项所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，

在所述支架(234)的顶板(2342)上设有用于支撑所述传动链(2323)的传动链支撑机构(236)，所述传动链支撑机构(236)包括内外侧间隔设置的支柱(2361)和连接于支柱之间的横梁(2362)、在所述支柱(2361)的顶部设有呈板状的耐磨支撑件(2363)。

13.根据权利要求12所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，

所述驱动装置(233)包括一个设在支架(234)上的驱动电机(2331)，一个与驱动电机(2331)输出轴连接的蜗杆(2332)，一个设在所述主传动轴(2322)上的蜗轮(2333)，所述蜗杆(2332)与蜗轮(2333)啮合，用于将驱动电机(2331)的动力传递给所述主传动轴(2322)。

14.根据权利要求12所述的多规格单元物料柔性分拣系统，其特征在于，其进一步包括一个传感器组件(235)，所述传感器组件(235)包括一个传感器(2351)，所述传感器(2351)通过一个传感器支架二(2352)设在所述支架(234)上表面且位于机器人换爪位置。

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