CN219448560U - 抓取装置及码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种抓取装置及码垛机器人，该抓取装置包括机架和抓取件，抓取件能向机架一侧转动地设置于机架上；当抓取件向上转动时，机架的下方形成有抓取物料的开口；当抓取件向下转动时，机架的底部与抓取件之间形成抓取空间，以将物料夹紧于抓取空间内。本实用新型解决了抓取装置在码垛物料时受空间局限性大的技术问题。

Description

抓取装置及码垛机器人

技术领域

本实用新型涉及物料运输领域，尤其涉及一种抓取装置及码垛机器人。

背景技术

码垛是一种常见的物料堆放作业，其是将物料逐个、逐层摆放成型，自从码垛机器人出现之后，自动码垛已成为常见的码垛作业方式。

现阶段，常见的码垛方式为将物料逐个摆放在栈板上，该种码垛的方式空间局限性小，因此，技术成熟、稳定高效。但是如果需要将物料码垛至具有一定深度的箱子或者存在竖向限位结构对物料的摆放位置进行限制的环境内，则对码垛机器人的抓取装置有较高要求，因为常见抓取装置为对开式机构，其简单高效，但在打开投放物料时抓取装置会与箱子的内壁或者竖向限位结构发生碰壁，不仅无法顺利对物料进行投放，甚至有可能对抓取装置造成损坏，但为了能更大限度的利用堆垛空间，物料必须保证紧贴堆垛空间的内壁或者与堆垛空间的内壁仅留存极小的间隙，但该种码垛要求对于对开式的抓取装置时无法实现的。

针对相关技术中抓取装置在码垛物料时受空间局限性大的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种抓取装置及码垛机器人，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种抓取装置及码垛机器人，能够对物料进行靠壁堆垛，避免抓取装置在堆垛物料时与箱子的内壁或者竖向限位结构发生干涉的情况，更大限度提高空间的利用率。

本实用新型的目的可采用以下方案来实现：

本实用新型提供了一种抓取装置，包括:

机架；

抓取件，其能向所述机架一侧转动地设置于所述机架上；

当所述抓取件向上转动时，所述机架的下方形成有抓取物料的开口；

当所述抓取件向下转动时，所述机架的底部与所述抓取件之间形成抓取空间，以将所述物料夹紧于所述抓取空间内。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述抓取装置还包括阻挡件，所述阻挡件能拆卸地设置于所述机架上；当所述抓取件向上转动时，所述抓取件与所述阻挡件相远离；当所述抓取件向下转动时，所述抓取空间位于所述机架的底部、所述抓取件与所述阻挡件之间。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述机架为沿水平方向设置的平板或者框架结构，所述抓取件和所述阻挡件分别相对设置于所述机架的两端。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述阻挡件沿竖向设置，所述阻挡件的顶部与所述机架可拆卸地连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述阻挡件为阻挡板或在水平方向上间隔排布的多根阻挡柱。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述抓取件包括阻挡部和承托部，所述阻挡部与所述承托部相连，且所述阻挡部能转动地连接于所述机架上；

所述抓取件对所述物料抓取状态下，所述承托部与水平方向相平行，所述物料承托于所述承托部的顶部，所述物料能夹紧于所述阻挡部与所述阻挡件之间。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述抓取装置还包括定位件，所述定位件能上下移动地设置于所述机架的底部，所述抓取件对所述物料抓取状态下，所述定位件向下移动并与所述物料的顶部相抵，以将所述物料夹紧于所述承托部与所述定位件之间。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述定位件包括动力装置和顶压板，所述动力装置设置于所述机架的底部，所述动力装置的动作端与所述顶压板的顶部连接，所述顶压板的底面与所述物料的顶部形状相适配。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述抓取装置还包括驱动件和传动件，所述驱动件设置于所述机架的顶部，所述驱动件的动作端与所述传动件铰接，所述传动件与所述抓取件铰接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述抓取件与所述机架之间设置有第一转轴；

所述驱动件为驱动缸，所述传动件为连杆，所述驱动缸的活塞杆沿水平方向延伸并与所述连杆的一端之间通过第二转轴铰接，所述连杆的另一端与所述抓取件之间通过第三转轴铰接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一转轴、所述第二转轴和所述第三转轴在以所述第一转轴为法线的平面内的投影为三个不重合的点，且所述第一转轴在以所述第一转轴为法线的平面内的投影所对应的点位于所述第二转轴和所述第三转轴在以所述第一转轴为法线的平面内的投影所对应的点的下方。

在本实用新型的一较佳实施方式中，当所述抓取件向下转动最大角度时，所述第二转轴和所述第三转轴在以所述第一转轴为法线的平面内的投影所对应的点的连线与所述驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述机架的顶部设置有滑轨，所述滑轨的延伸方向与所述驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行，所述滑轨上设置有能沿所述滑轨滑动的滑块，所述滑块与所述驱动缸的活塞杆连接。

本实用新型提供了一种码垛机器人，所述码垛机器人包括机器人本体和上述的抓取装置，所述抓取装置设置于所述机器人本体的执行端。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述抓取装置上设置有接头，所述抓取装置通过所述接头与所述机器人本体的执行端相连。

由上所述，本实用新型的抓取装置及码垛机器人的特点及优点是：抓取件能单侧转动地设置机架上，当抓取件向上转动时，在机架的下方形成抓取物料的开口，并且开口逐渐打开，以便于对物料进行抓取；当抓取件向下转动时，机架的底部与抓取件之间合围形成抓取空间，可将抓取后的物料夹紧于抓取空间内；当需要对物料进行投放时，抓取件再次向上转动即可实现抓取装置的单向打开，从而实现对物料的靠壁堆垛，由于抓取装置的单向打开可大大减小投放物料所需空间，避免抓取装置在堆垛物料时与空间内的其他结构件发生干涉，达到更大限度提高空间利用率的效果。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型抓取装置的立体图。

图2：为本实用新型抓取装置的正视图。

图3：为本实用新型抓取装置的顶部结构示意图。

图4：为本实用新型抓取装置的工作状态示意图之一。

图5：为本实用新型抓取装置的工作状态示意图之二。

图6：为本实用新型抓取装置的工作状态示意图之三。

图7：为本实用新型抓取装置对物料抓取状态下的立体图。

本实用新型中的附图标号为：

1、机架； 2、抓取件；

201、阻挡部； 202、承托部；

3、驱动件； 4、传动件；

5、定位件； 501、顶压板；

502、动力装置； 6、阻挡件；

7、接头； 8、第二转轴；

9、第三转轴； 10、第一转轴；

11、滑轨； 12、滑块；

13、连接板； 14、抓取空间；

15、物料。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型中所述的上、下、顶、底等具有指示方向性的词语，均以图2中的上、下、顶、底等方向为准，在此一并说明。

实施方式一

如图1至图7所示，本实用新型提供了一种抓取装置，该抓取装置包括机架1和抓取件2，抓取件2能向机架1的单侧转动地设置于机架1上，当抓取件2向上转动时，在机架1的下方形成抓取物料15的开口；当抓取件2向下转动时，在机架1的底部与抓取件2之间形成抓取空间14，以将物料15夹紧于抓取空间14内。

本实用新型中，在机架1上设置有能向机架1的单侧转动的抓取件2，当抓取件2向上转动时，在机架1的下方形成抓取物料15的开口，并且随着抓取件2向上转动开口逐渐打开，以便于对物料15进行抓取；当抓取件2向下转动时，在机架1的底部与抓取件2之间合围形成抓取空间14，从而可将抓取的物料15夹紧于抓取空间14内；当需要对物料15进行投放时，抓取件2再次向上转动即可实现抓取装置的单向打开，从而实现对物料15的靠壁堆垛，由于抓取装置的单向打开可大大减小投放物料15所需空间，避免抓取装置在堆垛物料15时与空间内的其他结构件(如：箱子的内壁或者其他竖向限位结构)发生干涉，达到更大限度提高空间利用率的效果。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图1至图7所示，抓取装置还包括阻挡件6，阻挡件6能拆卸地设置于机架1上，当抓取件2向上转动时，抓取件2与阻挡件6相远离；当抓取件2向下转动时，抓取空间14位于机架1的底部、抓取件2与阻挡件6之间。通过阻挡件6可对物料15起到阻挡、限位的作用，提高抓取物料15的稳定性，由于阻挡件6与机架1之间为可拆卸连接，如需要将物料15完全贴壁堆垛摆放，也可将阻挡件6拆除，则堆垛物料15时，待物料15与堆垛位置的壁面完全贴合后再释放物料15，从而达到完全贴壁堆垛的效果。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图1、图2所示，机架1为沿水平方向设置的矩形平板或者框架结构，抓取件2设置于机架1的一端，阻挡件6设置于机架1上与抓取件2相对的另一端。

进一步的，阻挡件6沿竖向设置，阻挡件6的顶部与机架1之间通过螺栓可拆卸地连接。当抓取装置对物料15进行抓取时，通过阻挡件6对物料15起到阻挡作用，保证物料15抓取的稳定性。

具体的，如图1、图2所示，阻挡件6可为沿竖向设置的多根阻挡柱，多根阻挡柱之间在水平方向(即：沿机架1的宽度方向)上间隔排布。当然，阻挡件6也可为竖向设置的阻挡板，其能够对被抓取的物料15起到阻挡的作用即可。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图2、图4至图6所示，抓取件2包括阻挡部201和承托部202，阻挡部201与承托部202相连，且阻挡部201能转动地连接于机架1上；如图2、图5、图6所示，当抓取件2处于对物料15抓取状态下，抓取件2向下转动至承托部202与水平方向相平行，从而使得物料15承托于承托部202的顶部，物料15能夹紧于阻挡部201与阻挡件6之间，达到对物料15稳定抓取的目的。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图1、图2、图4至图6所示，抓取装置还包括定位件5，定位件5能上下移动地设置于机架1的底部，当抓取件2处于对物料15抓取状态时，定位件5向下移动并与物料15的顶部相抵，以将物料15夹紧于承托部202与定位件5之间，从而达到提高物料15抓取稳定性的效果。

具体的，如图1、图2、图4至图6所示，定位件5包括动力装置502和顶压板501，动力装置502固定设置于机架1的底部，动力装置502的动作端与顶压板501的顶部连接，顶压板501的底面与物料15的顶部形状相适配。动力装置502的动作端在移动过程中任一点的轨迹均在一条直线上，动力装置502的动作端的移动轨迹与抓取件2的转轴相垂直，且动力装置502的动作端向下移动的最低位置不超出抓取件2向下转动时的最低位置。如图5、图6所示，在对物料15进行抓取后，动力装置502的动作端向下移动至与物料15的顶部相抵，从而将物料15夹紧于承托部202与顶压板501之间，保证了物料15在搬运过程中的稳定性，避免物料15被甩出。其中，动力装置502可为但不限于活塞杆竖向设置的驱动缸；顶压板501为沿水平方向设置的板状结构，顶压板501的底面可根据待抓取物料15的顶部大小以及形状进行设置，保证顶压板501的底面能与物料15的顶部相适配，保证对物料15的稳定抓取。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图1至图7所示，抓取装置还包括驱动件3和传动件4，驱动件3固定设置于机架1的顶部，驱动件3的动作端与传动件4铰接，传动件4与抓取件2铰接，通过传动件4实现驱动件3与抓取件2之间的动力传递，并将驱动件3的直线运动转换为抓取件2的转动。

具体的，如图1至图7所示，抓取件2与机架1之间设置有第一转轴10(即：抓取件2通过第一转轴10与机架1铰接)；驱动件3为驱动缸，传动件4为连杆，驱动缸的活塞杆沿水平方向延伸并与连杆的一端之间通过第二转轴8铰接，连杆的另一端与抓取件2之间通过第三转轴9铰接。其中，传动件4也可为耳轴，通过耳轴对驱动缸的活塞杆与抓取件2进行连接。

进一步的，如图3所示，机架1的顶部固定设置有滑轨11，滑轨11的延伸方向与驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行，滑轨11上设置有能沿滑轨11滑动的滑块12，滑块12通过连接板13与驱动缸的活塞杆连接。驱动缸的活塞杆在做直线运动时，滑块12随驱动缸的活塞杆同步移动，滑块12与滑轨11相配合能够分担驱动抓取件2过程中驱动缸的活塞杆所受到的径向力，从而延长驱动缸的使用寿命。

进一步的，如图4至图6所示，第一转轴10、第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影为三个不重合的点，第一转轴10、第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影之间的连线为三角形，且第一转轴10在以第一转轴10为法线的平面内的投影所对应的点位于第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影所对应的点的下方。当抓取件2向下转动最大角度(即：驱动缸的活塞杆伸出至最大长度，此时，抓取件2向下转动至极限位置)时，第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影所对应的点的连线与驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行，使得在控制抓取件2转动的过程中，保证抓取件2位于“死点”(即：第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影所对应的点的连线与驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行的位置)的上方，使得当驱动缸的活塞杆收缩时，始终带动抓取件2向上转动，避免抓取件2向下转动时第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影所对应的点的连线超过驱动缸的活塞杆的延伸方向(即：第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影所对应的点的连线位于驱动缸的活塞杆的延伸方向的下方)，进而避免对驱动缸的活塞杆进行收缩控制时抓取件2反而向下转动导致抓取装置进一步夹紧的情况发生。另外，当抓取件2向下转动最大角度(时，第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影所对应的点的连线与驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行，还能够使得抓取件2转动至该位置时驱动缸的活塞杆、滑轨11和滑块12均仅在与驱动缸的活塞杆平行的方向上受力，从而保证抓取件2转动过程中受力的合理性和对物料15抓取的稳定性。其中，可通过预设驱动缸的活塞杆最大伸出长度和/或连杆的长度，以保证当抓取件2向下转动最大角度时，第二转轴8和第三转轴9在以第一转轴10为法线的平面内的投影所对应的点的连线与驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行。

在本实用新型的一个可选实施例中，抓取件2的转动角度α范围为大于0°且小于或者等于90°(0°＜α≤90°)。当抓取件2向上转动打开时，可进行物料15的拾取和投放；当抓取件2向下转动闭合时，可进行物料15的抓取和搬运；抓取件2的动力来自与固定在机架1上的驱动件3，通过驱动件3的直线往返运动，再通过传动件4带动抓取件2完成转动动作。

本实用新型的工作过程为：

抓取物料15，如图4、图5所示，定位件5向上移动，驱动件3带动抓取件2向上转动，机架1的下方且位于抓取件2与阻挡件6之间的开口打开，可通过码垛机器人带动抓取装置到达待抓取的物料15所在位置，通过驱动件3带动抓取件2向下转动，使抓取件2与阻挡件6之间的开口逐渐闭合，实现对物料15的抓取。

固定物料15，如图6所示，控制定位件5向下移动，使物料15夹紧于定位件5与抓取件2的承托部202之间，起到对物料15的固定作用。

投放物料15，通过码垛机器人带动抓取装置到达预设的物料15投放位置，驱动件3带动抓取件2向上转动，机架1的下方且位于抓取件2与阻挡件6之间的开口再次打开，物料15落下以达到能够将物料15靠壁堆垛的目的。

本实用新型的抓取装置的特点及优点是：

该抓取装置中，机架1上的抓取件2可采用单向打开的方式对物料15进行抓取和投放，实现对物料15的靠壁堆垛，由于抓取件2的单向打开，可大大减小投放物料15所需空间，避免抓取装置在堆垛物料15时与空间内的其他结构件发生干涉，达到更大限度提高空间利用率的效果，适于大范围推广使用。

实施方式二

本实用新型提供了一种码垛机器人，该码垛机器人包括机器人本体和上述的抓取装置，抓取装置设置于机器人本体的执行端。

进一步的，如图1至图7所示，抓取装置的顶部固定设置有接头7，抓取装置通过接头7与机器人本体的执行端相连。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (15)

1.一种抓取装置，其特征在于，包括:

机架(1)；

抓取件(2)，其能向所述机架(1)一侧转动地设置于所述机架(1)上；

当所述抓取件(2)向上转动时，所述机架(1)的下方形成有抓取物料(15)的开口；

当所述抓取件(2)向下转动时，所述机架(1)的底部与所述抓取件(2)之间形成抓取空间(14)，以将所述物料(15)夹紧于所述抓取空间(14)内。

2.如权利要求1所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取装置还包括阻挡件(6)，所述阻挡件(6)能拆卸地设置于所述机架(1)上；当所述抓取件(2)向上转动时，所述抓取件(2)与所述阻挡件(6)相远离；当所述抓取件(2)向下转动时，所述抓取空间(14)位于所述机架(1)的底部、所述抓取件(2)与所述阻挡件(6)之间。

3.如权利要求2所述的抓取装置，其特征在于，所述机架(1)为沿水平方向设置的平板或者框架结构，所述抓取件(2)和所述阻挡件(6)分别相对设置于所述机架(1)的两端。

4.如权利要求3所述的抓取装置，其特征在于，所述阻挡件(6)沿竖向设置，所述阻挡件(6)的顶部与所述机架(1)可拆卸地连接。

5.如权利要求4所述的抓取装置，其特征在于，所述阻挡件(6)为阻挡板或在水平方向上间隔排布的多根阻挡柱。

6.如权利要求2所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取件(2)包括阻挡部(201)和承托部(202)，所述阻挡部(201)与所述承托部(202)相连，且所述阻挡部(201)能转动地连接于所述机架(1)上；

所述抓取件(2)对所述物料(15)抓取状态下，所述承托部(202)与水平方向相平行，所述物料(15)承托于所述承托部(202)的顶部，所述物料(15)能夹紧于所述阻挡部(201)与所述阻挡件(6)之间。

7.如权利要求6所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取装置还包括定位件(5)，所述定位件(5)能上下移动地设置于所述机架(1)的底部，所述抓取件(2)对所述物料(15)抓取状态下，所述定位件(5)向下移动并与所述物料(15)的顶部相抵，以将所述物料(15)夹紧于所述承托部(202)与所述定位件(5)之间。

8.如权利要求7所述的抓取装置，其特征在于，所述定位件(5)包括动力装置(502)和顶压板(501)，所述动力装置(502)设置于所述机架(1)的底部，所述动力装置(502)的动作端与所述顶压板(501)的顶部连接，所述顶压板(501)的底面与所述物料(15)的顶部形状相适配。

9.如权利要求2所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取装置还包括驱动件(3)和传动件(4)，所述驱动件(3)设置于所述机架(1)的顶部，所述驱动件(3)的动作端与所述传动件(4)铰接，所述传动件(4)与所述抓取件(2)铰接。

10.如权利要求9所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取件(2)与所述机架(1)之间设置有第一转轴(10)；

所述驱动件(3)为驱动缸，所述传动件(4)为连杆，所述驱动缸的活塞杆沿水平方向延伸并与所述连杆的一端之间通过第二转轴(8)铰接，所述连杆的另一端与所述抓取件(2)之间通过第三转轴(9)铰接。

11.如权利要求10所述的抓取装置，其特征在于，所述第一转轴(10)、所述第二转轴(8)和所述第三转轴(9)在以所述第一转轴(10)为法线的平面内的投影为三个不重合的点，且所述第一转轴(10)在以所述第一转轴(10)为法线的平面内的投影所对应的点位于所述第二转轴(8)和所述第三转轴(9)在以所述第一转轴(10)为法线的平面内的投影所对应的点的下方。

12.如权利要求11所述的抓取装置，其特征在于，当所述抓取件(2)向下转动最大角度时，所述第二转轴(8)和所述第三转轴(9)在以所述第一转轴(10)为法线的平面内的投影所对应的点的连线与所述驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行。

13.如权利要求10所述的抓取装置，其特征在于，所述机架(1)的顶部设置有滑轨(11)，所述滑轨(11)的延伸方向与所述驱动缸的活塞杆的延伸方向相平行，所述滑轨(11)上设置有能沿所述滑轨(11)滑动的滑块(12)，所述滑块(12)与所述驱动缸的活塞杆连接。

14.一种码垛机器人，其特征在于，所述码垛机器人包括机器人本体和权利要求1至13中任一项所述的抓取装置，所述抓取装置设置于所述机器人本体的执行端。

15.如权利要求14所述的码垛机器人，其特征在于，所述抓取装置上设置有接头(7)，所述抓取装置通过所述接头(7)与所述机器人本体的执行端相连。