CN217555145U - 筒体搬运堆码机器人的夹爪结构 - Google Patents

Abstract

筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，包括半边爪体；半边爪体包括平面框架和竖向框架；平面框架外轮廓呈三角形框架，其由外侧边、内侧边和连接边合围而形成，其内侧边呈弧形并向平面框架内部凹陷；竖向框架包括多根平行布置的竖杆和依次与每根竖杆上端头固接的横杆；竖向框架位于平面框架的上端，其每根竖杆均与平面框架的外侧边固定连接，其横杆平行于平面框架的外侧边布置。本实用新型应用于筒体搬运堆码机器人，用于抓取筒体外壁。其内侧边呈弧形使其能较好的贴合筒体的外圆面。

Description

筒体搬运堆码机器人的夹爪结构

技术领域

本实用新型涉及物料转运机械技术领域，特别是一种筒体搬运堆码机器人的。

背景技术

在化工及制药企业中，随处可见用于盛装原料和成品的筒体，原料和成品通常会以筒体作为最小转运单元，进行入库存放或工序间转运操作。

目前，上述入库存放或工序间转运的操作通常采用人工操作，自动化程度较低，具体过程是由工人将装有物料的筒体搬运至推车上，再推运至指定地点后卸货及堆码。上述人工操作存在以下不足之处：人工装车和卸载劳动强度大，费时费力，并且，当筒体的初始位置或目标位置处于高位时，还存在筒体掉落砸伤人员的安全风险。

因此，设计一种筒体搬运堆码机器人应用于工业生产中，以代替人工执行筒体搬运堆码操作显得非常有必要。在筒体搬运堆码机器人结构设计中，夹爪作为抓取筒体的关键部件，一方面要求能较大程度贴合筒体外壁，再一方面要求能在一定程度上避免打滑和晃动，这就对夹爪的结构设计提出了较高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，它应用于筒体搬运堆码机器人，解决了在工业生产中，人工搬运及堆码筒体作业劳动强度大，费时费力，存在安全风险的问题。

本实用新型的技术方案是：筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，包括半边爪体；半边爪体包括平面框架和竖向框架；平面框架外轮廓呈三角形框架，其由外侧边、内侧边和连接边合围而形成，其内侧边呈弧形并向平面框架内部凹陷；竖向框架包括多根平行布置的竖杆和依次与每根竖杆上端头固接的横杆；竖向框架位于平面框架的上端，其每根竖杆均与平面框架的外侧边固定连接，其横杆平行于平面框架的外侧边布置。

本实用新型进一步的技术方案是：平面框架的数量为一个。

本实用新型进一步的技术方案是：平面框架的数量为多个，所有平面框架的外侧边均沿竖杆的延伸方向间隔且平行布置。

本实用新型再进一步的技术方案是：平面框架的内侧边上粘接固定有橡胶缓冲条，橡胶缓冲条上设有间隔布置的凸棱。

本实用新型更进一步的技术方案是：平面框架的内部设有平行布置的多条加强筋，加强筋一端固定连接在内侧边上，另一端固定连接在外侧边上。

本实用新型更进一步的技术方案是：竖向框架上沿横杆从前端至后端的方向，分别设有第一铰接处、第二铰接处、第三铰接处和第四铰接处。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、其应用于筒体搬运堆码机器人，用于抓取筒体外壁。其内侧边呈弧形使其能较好的贴合筒体的外圆面，其内侧边上设置的橡胶缓冲条和凸棱能增加抓握筒体时的把持力，其采用多个平面框架间隔平行布置的设计能使其适应于抓取狭长的筒体，并能在较大程度上提升抓持后的稳定性。

2、其在平面框架内设置有多条加强筋，能增加平面框架整体的结构强度，加强筋的两端分别与内侧边和外侧边固定连接，可有效抵抗因夹持力导致的平面框架变形，进而使平面框架能承受更大的夹持力。

应用了本实用新型的筒体搬运堆码机器人具有如下优点：

1、其用于搬运及码放筒体，可广泛应用于工业生产中的入库存放操作或工序间转运操作，解决了人工搬运及堆码筒体作业劳动强度大，费时费力，存在安全风险的问题。

2、其通过低位翻转装置和高位夹取装置的配合，可实现筒体的翻转调姿，以便于筒体的堆码，提升了整体的可操作性和自动化程度。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

图3筒体搬运堆码机器人的结构示意图；

图4为筒体夹持机构的结构示意图；

图5为框架的结构示意图；

图6为低位翻转装置在一种视角下的结构示意图；

图7为低位翻转装置在另一视角下的结构示意图。

图例说明：框架1；滚轮安装区域11；操作区域12；电动滚轮2；固定架31；滑槽311；滑动架32；安装面321；滑块322；电机A331；主动轮A332；从动轮A333；同步带A334；旋转单元34；承载板A351；气缸352；夹板353；夹持口354；电机B41；主动轮B42；从动轮B43；同步带B44；导向柱45；基座51；半边爪体52；平面框架521；外侧边5211；内侧边5212；连接边5213；加强筋5214；竖向框架522；竖杆5221；横杆5222；第一铰接处5223；第二铰接处5224；第三铰接处5225；第四铰接处5226；连杆53；气缸B54；夹取口55。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，包括半边爪体52。

半边爪体52包括平面框架521和竖向框架522。平面框架521外轮廓呈三角形框架，其由外侧边5211、内侧边5212和连接边5213合围而形成，其内侧边5212呈弧形并向平面框架521内部凹陷。竖向框架522包括多根平行布置的竖杆5221和依次与每根竖杆5221上端头固接的横杆5222。竖向框架522位于平面框架521的上端，其每根竖杆5221均与平面框架521的外侧边固定连接，其横杆平行于平面框架的外侧边布置。

优选，平面框架521的内侧边5212上粘接固定有橡胶缓冲条，橡胶缓冲条上设有间隔布置的凸棱。基于该结构，可增加筒体夹持机构抓持筒体外壁时的抓持力，起到防止滑脱的效果。

优选，平面框架521的内部设有平行布置的多条加强筋5214，加强筋5214一端固定连接在内侧边5212上，另一端固定连接在外侧边5211上。基于该结构，增加了平面框架521整体的结构强度，可有效抵抗因夹持力导致的平面框架521变形，进而使平面框架521能承受更大的夹持力。

本实施例中，平面框架521的数量为两个，两个平面框架521的外侧边均沿竖杆5221的延伸方向间隔且平行布置。

实施例2：

如图2所示，本实施例与实施例1相比，区别仅在于：平面框架521的数量为一个。

如图1-7所示，筒体搬运堆码机器人，包括机架总成、低位翻转装置和高位夹取装置。

机架总成包括框架1和电动滚轮2。框架1下端设有呈矩形分布的四处滚轮安装区域11，框架1内部设有用于夹持和翻转箱体的操作区域12，框架1前端设有连通至操作区域的敞口。四个电动滚轮2分别安装在四处滚轮安装区域11中。

低位翻转装置包括固定架31、滑动架32、推拉组件、旋转单元34和夹持组件。

固定架31固定安装在框架1下端中部，其上设有水平布置的滑槽311。

滑动架32上设有安装面321和滑块322，滑动架32通过滑块322滑动安装在固定架31的滑槽311上，其上的安装面321朝向操作区域12。

推拉组件设在框架1与滑动架32之间，其用于驱动滑动架32沿固定架31的滑槽311做水平方向的滑动，进而使夹持组件伸入或退出操作区域12。推拉组件包括电机A331、主动轮A332、从动轮A333和同步带A334。电机A331固定安装在框架1上。主动轮A332固定安装在电机A331的机轴上。从动轮A333可转动安装在框架1上，并与主动轮A332等高布置。同步带A334张紧绕设在主动轮A332与从动轮A333之间，并与滑动架32固定连接，同步带A334在电机A331的驱动下运转，以带动滑动架32沿固定架31的滑槽331做水平方向的滑动，进而使滑动架32的安装面321远离或靠近操作区域12。

旋转单元34安装在滑动架32的安装面321与夹持组件之间，其用于驱动夹持组件做竖直平面内的旋转。

夹持组件包括承载板A351、气缸A352和夹板353。承载板A351固定安装在旋转单元34上，其在旋转单元34的驱动下做竖直平面内的旋转。两个气缸A352固定安装在承载板A351上，并且，两个气缸A352的伸缩杆相对布置。两个夹板353分别固定安装在两个气缸A352的活塞杆上，并相对布置，两个夹板353分别在相对布置的表面上设有橡胶垫层(图中未示出)，两个夹板353之间的区域定义为夹持口354，夹持口354的开度可通过控制两个气缸A352的活塞杆同步伸出或同步缩回来调节，当两个气缸A352的活塞杆同步伸出时，夹持口354的开度缩小，当两个气缸A352的活塞杆同步缩回时，夹持口354的开度增大。

高位夹取装置包括升降驱动机构和筒体夹持机构。

升降驱动机构安装在框架1上，其动作执行件(同步带B44)可做竖直方向的往复直线移动。升降驱动机构包括电机B41、主动轮B42、从动轮B43、同步带B44和导向柱45。电机B41固定安装在框架1下端。主动轮B42固定安装在电机B41的机轴上。从动轮B43可转动安装在框架1上端。同步带B44张紧绕设在主动轮B42与从动轮B43之间。多根导向柱45竖直布置并固定连接在框架1上端与下端之间。所述动作执行件为同步带B44。升降驱动机构共有两组，两组升降驱动机构相对布置在操作区域12的两侧。

筒体夹持机构与升降驱动机构的动作执行件(同步带B44)关联，并被升降驱动机构的动作执行件带动做竖直方向的往复直线移动。筒体夹持机构包括基座51、半边爪体52、连杆53和气缸B54。基座51在两端一方面分别与两组升降驱动机构的同步带B44固定连接，另一方面分别与两组升降驱动机构的导向柱45形成滑动配合。半边爪体52包括平面框架521和竖向框架522。平面框架521外轮廓呈三角形框架，其由外侧边5211、内侧边5212和连接边5213合围而形成，其内侧边5212呈弧形并向平面框架521内部凹陷。竖向框架522包括多根平行布置的竖杆5221和依次与每根竖杆5221上端头固接的横杆5222，竖向框架522沿横杆5222从前端至后端的方向，分别设有第一铰接处5223、第二铰接处5224、第三铰接处5225和第四铰接处5226。竖向框架522位于平面框架521的上端，其每根竖杆5221的下端头固定连接在平面框架521的外侧边5211上，其横杆5222平行于平面框架521的外侧边5211布置。两个半边爪体52分别通过竖向框架522的第二铰接处5224铰接安装在基座51的两端，并使两个半边爪体52的内侧边5212相对布置，从而在两个半边爪体52之间形成夹取口55。定义两个半边爪体52分别为半边爪体A和半边爪体B。当两个半边爪体52背向转动时，夹取口55开度增大，当两个半边爪体52相向转动时，夹取口55开度缩小。连杆53一端铰接在半边爪体A的第三铰接处5225，另一端铰接在半边爪体B的第一铰接处5223上。气缸B54位于半边爪体A的外侧区域，气缸B54的缸体铰接在基座51的一端，气缸B54的活塞杆铰接在半边爪体A的第四铰接处5226上。气缸B54的活塞杆伸缩时，通过连杆53带动两个半边爪体52同步相向转动或同步背向转动，进而实现夹取口55开度的调节。

低位翻转装置的夹持口354水平移动扫过的路径与高位夹取装置的夹取口55竖直移动扫过的路径存在交汇区域，交汇区域位于操作区域12的下端中部，从而使低位翻转装置与高位夹取装置能实现物料的交接。

优选，电动滚轮2包括驱动电机、轮轴和全向轮。驱动电机固定安装在框架的滚轮安装区域的一侧边处，其机轴水平伸出；轮轴呈水平布置，其一端通过轴承和轴承座可转动安装在框架的滚轮安装区域的另一侧边处，其另一端通过联轴器与驱动电机的机轴连接；全向轮固定安装在轮轴上，并位于滚轮安装区域中，任意两个相邻的全向轮之间的夹角为90°。

筒体搬运堆码机器人用于搬运和码放刚性筒体(圆柱形)，具体的搬运码放操作可分为以下两种场景：1、筒体的初始放置姿态与堆码姿态一致，此状态下，在初始位置抓取物料后移动至目标位置执行堆码操作即可，无需转动调整物料的姿态。2、筒体的初始放置姿态为口部朝下放置的倒置姿态，码放姿态为口部朝上的正置姿态，此状态下，在初始位置抓取物料后，需要翻转180°，再移动至目标位置执行堆码操作。

低位翻转装置的工作原理如下：

1、推拉组件的电机A331启动可带动同步带A334运转，进而带动滑动架32沿固定架31的滑槽331做水平方向的滑动，进而使夹持组件退出或伸入操作区域12。当夹持组件退出操作区域12时，其预留出了筒体夹持机构竖直升降移动的空间。当夹持组件伸入操作区域12时，其可实现筒体的翻转和夹持；

2、旋转单元34启动可带动夹持组件整体做竖直平面的转动，进而实现筒体的翻转；

3、夹持组件的两个气缸A352的活塞杆同步伸出时，夹持口354的开度缩小，两个气缸A352的活塞杆同步缩回时，夹持口354的开度增大。

高位夹取装置的工作原理如下：

1、两组升降驱动机构的电机B41同步启动可带动两条同步带B44同步运转，进而通过两条同步带B44与基座51的固定连接关系，带动筒体夹持机构整体做竖直升降移动；

2、筒体夹持机构的气缸B54的活塞杆伸缩动作时，带动半边爪体A绕其上的第二铰接处5224转动，半边爪体A转动的同时，通过连杆53的动力传递，带动半边爪体B绕其上的第二铰接处5224转动。半边爪体A和半边爪体B的转动同步且反向，进而实现夹取口55开度的调节。

通过低位翻转装置和高位夹取装置的配合，即可实现刚性筒体的转运及姿态调整。

Claims (6)

1.筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，其特征是：包括半边爪体；半边爪体包括平面框架和竖向框架；平面框架外轮廓呈三角形框架，其由外侧边、内侧边和连接边合围而形成，其内侧边呈弧形并向平面框架内部凹陷；竖向框架包括多根平行布置的竖杆和依次与每根竖杆上端头固接的横杆；竖向框架位于平面框架的上端，其每根竖杆均与平面框架的外侧边固定连接，其横杆平行于平面框架的外侧边布置。

2.如权利要求1所述的筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，其特征是：平面框架的数量为一个。

3.如权利要求1所述的筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，其特征是：平面框架的数量为多个，所有平面框架的外侧边均沿竖杆的延伸方向间隔且平行布置。

4.如权利要求2或3所述的筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，其特征是：平面框架的内侧边上粘接固定有橡胶缓冲条，橡胶缓冲条上设有间隔布置的凸棱。

5.如权利要求4所述的筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，其特征是：平面框架的内部设有平行布置的多条加强筋，加强筋一端固定连接在内侧边上，另一端固定连接在外侧边上。

6.如权利要求5所述的筒体搬运堆码机器人的夹爪结构，其特征是：竖向框架上沿横杆从前端至后端的方向，分别设有第一铰接处、第二铰接处、第三铰接处和第四铰接处。

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