CN219468994U - 料箱抓取机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种料箱抓取机构，包括可升降的抓手平台以及安装在所述抓手平台上的抓手、对位机构，所述抓手用于抓住所述料箱，所述对位机构包括设置在所述抓手平台转角位置的多个对位件，每一所述对位件配置一驱动机构，所述驱动机构用于驱动对应的所述对位件沿其所处转角的角平分线方向移动。当料箱出现位置不正或倾斜等情况时，可控制一个或多个对位件先向外扩张，然后再聚拢，以导正料箱。当需要抓取不同尺寸的料箱时，可根据实际尺寸调节对位机构，使得本申请的料箱抓取机构能够兼具料箱导正和适应不同尺寸料箱的功能。

Description

料箱抓取机构

技术领域

本实用新型涉及一种自动仓库装置，特别是涉及一种自动仓库装置的料箱抓取机构。

背景技术

现有的自动密集仓库装置，为了提升仓库的空间利用率，需要将料箱分成多层并堆叠放置，利用取箱机器人实现取放料箱的动作。由于多个料箱直接在竖直方向上堆叠在一起，需要保持上面和下面的料箱在竖直方向上对正，以便于取箱机器人取放料箱。然而，在一些情景下，不可避免地会出现料箱位置不正或者倾斜等情况，此时就需要取箱机器人加以导正，而且，现有的取箱机器人无法适应不同尺寸的料箱，其应用范围受到限制。有人提出可以使用精密的位置检测机构，但这种方式增加了成本，且仅有检测的功能，无法对料箱进行导正动作。

实用新型内容

有鉴于此，本文提出一种料箱抓取机构，其采用物理结构设计，可有效解决料箱不正、倾斜等问题，实现料箱在堆叠时的自动对正功能，同时可适应不同尺寸的料箱。

本申请提供的一种料箱抓取机构，包括可升降的抓手平台以及安装在所述抓手平台上的抓手、对位机构，所述抓手用于抓住所述料箱，所述对位机构包括设置在所述抓手平台转角位置的多个对位件，每一所述对位件配置一驱动机构，所述驱动机构用于驱动对应的所述对位件沿其所处转角的角平分线方向移动。

在一实施例中，所述驱动机构包括电机、第一转动连接件、第二转动连接件、传动连接件和固定连接件，所述第一转动连接件与所述电机驱动连接以被所述电机驱动而转动，所述第二转动连接件的一端可转动连接于所述第一转动连接件的端部，另一端可转动连接于所述传动连接件，所述固定连接件分别与所述传动连接件和所述对位件固定连接。

在一实施例中，所述第一转动连接件沿第一轴向转动，所述第二转动连接件沿第二轴向转动，所述第一轴向与所述第二轴向平行，且二者均垂直于对应的转角的角平分线方向。

在一实施例中，所述抓手平台上固设有导向座和多个位置传感器，所述导向座上可滑动设有导向柱，所述导向柱一端与所述固定连接件固定，另一端连接有与所述位置传感器配合的挡板。

在一实施例中，所述导向柱沿对应的转角的角平分线方向延伸，多个所述位置传感器沿对应的转角的角平分线方向间隔排布。

在一实施例中，所述抓手平台上固设有固定板，所述固定板上设有电机安装座，所述电机安装在所述电机安装座上，所述第一转动连接件可转动连接于所述电机安装座上。

在一实施例中，所述对位件包括垂直向下延伸的垂直延伸部及连接于所述垂直延伸部外侧的固定部，所述固定连接件与所述固定部固定连接，当所述料箱抓取机构已抓取所述料箱时，所有对位件的垂直延伸部都与所述料箱的边框外表面贴靠。

在一实施例中，所述垂直延伸部与所述固定部之间还设有滑条，所述滑条上设有滑轨，所述固定部上沿竖直方向设有若干滑轮，所述若干滑轮可滚动装设于所述滑轨上，使得所述固定部与所述垂直延伸部滑动配合。

在一实施例中，所述对位件还包括从所述垂直延伸部的底端向下并向外延伸的对位斜面，当所述料箱抓取机构已抓取所述料箱时，所述对位斜面全部位于所述料箱的底部下方，且所述对位斜面构造成用以当已抓取的所述料箱与一个下方的第二料箱在竖直方向有偏差时，所述对位斜面与所述第二料箱的边框上缘滑动接触。

在一实施例中，所述对位机构包括四个所述的对位件，分别对应所述料箱的四个角设置。

综上所述，本申请提供一种料箱抓取机构，设有对位机构，对位机构包括多个对位件，每个对位件配置一驱动机构，驱动机构用以驱动对位件沿其所处转角的角平分线方向移动。当料箱出现位置不正或倾斜等情况时，可控制一个或多个对位件先向外扩张，然后再聚拢，以导正料箱。当需要抓取不同尺寸的料箱时，可根据实际尺寸调节对位机构，使得本申请的料箱抓取机构能够兼具料箱导正和适应不同尺寸料箱的功能。无需在取箱机器人上设置高成本的位置检测机构，有效降低成本。

附图说明

图1为本申请的料箱抓取机构与料箱配合的立体示意图。

图2为图1中料箱抓取机构和料箱的分解示意图。

图3为图1中料箱抓取机构和料箱在另一角度的立体示意图。

图4为图3中A部分的放大示意图。

图5为图1中料箱抓取机构中对位件部分分解的示意图。

图6为图5中料箱抓取机构中对位件部分分解的另一角度的示意图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本实用新型不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本实用新型可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本实用新型并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。

本申请公开了一种料箱抓取机构10，该料箱抓取机构10可用于仓储系统，该仓储系统包括：若干料箱12、轨道组件、取箱机器人及拣选机器人，若干个料箱12位于仓储区，每个料箱12用于容纳商品，轨道组件安装在料箱12上方。取箱机器人可滑动地安装在轨道组件上并位于料箱12上方，取箱机器人用于将订单商品所在的料箱从仓储区搬运至出库台。拣选机器人用于从位于出库台上的料箱12中拣选订单商品。

具体地，若干料箱12在三维方向密集排列形成立体仓库，无需设置货架，料箱12直接相互堆叠，进一步提升料箱密度。具体而言，仓储区在水平面上具有多个以二维坐标定义的料箱位置，而在每个料箱位置上有多个料箱12在竖直方向上堆叠。因此，每个料箱12可以根据三维坐标(横向坐标、长度方向坐标、高度坐标)加以识别。更具体而言，若干料箱12在横向上分为三列，在长度方向上分为四行，同时在高度方向上有四层，因此可以根据料箱12所在的列数，行数和层数加以识别。

料箱12包括四个侧壁14和一个底壁16，侧壁14和底壁16围成一个用于容纳商品的容纳空间18，料箱12上端形成一正对底壁16的开口20。底壁16的底面形成一凸台，该凸台的形状与开口20的形状一致，当多个料箱12竖直方向堆叠时，上一个料箱12的凸台收容在紧挨着的下一个料箱12的开口20中。由于凸台与开口20的形状一致，因此，一旦凸台容纳在开口20中，堆叠的料箱12在水平面上就不会发生相对移动，可以保证竖直方向上堆叠地非常整齐。所示的料箱12呈长方体形状，从上往下看，具有四个角，开口20和凸台都呈矩形。但应当理解的是，所示的形状只是一种举例，还可以采用其他合适的形状。

料箱12的其中两相对的侧壁14上各设有一抓持位24，用于供取箱机器人的抓手抓取。在所示的实施例中，料箱12的其中两相对的短边侧壁14上分别设有凹槽26，凹槽26的顶壁形成抓持位24。

为了使取箱机器人能够准确的取到料箱12或放置料箱12到准确的位置，出库位上设有料箱定位机构，料箱定位机构分别用于在横向和纵向上定位料箱12在出库位上的位置。

取箱机器人包括行走机构和悬吊在行走机构下方并可相对于行走机构升降的料箱抓取机构10。行走机构可滑动地安装在轨道组件上以沿轨道组件水平移动从而带动料箱抓取机构10水平移动。行走机构两侧设有行走滚轮和导向轮，内部设有驱动行走滚轮滚动的驱动装置。四个行走滚轮分设在行走机构两侧，每侧两个。其中一侧的两个行走滚轮行走在轨道单元的其中一导轨的底边上，另一侧的两个行走滚轮行走在轨道单元的另一导轨的底边上。而两侧的导向轮行走在两个导轨的侧壁上。通过内部的驱动装置带动行走滚轮，行走机构即可沿着导轨在纵向上移动。

在驱动装置的驱动下，使4个行走滚轮同步获得动力在轨道内运动，取箱机器人的负重比较均匀的分散到4个行走滚轮。由于行走滚轮在轨道内运动，可能发生滚轮与导轨侧壁的接触，为此，导向轮可以解决此问题，在导向轮的作用下，行走滚轮与导轨的侧壁保持稳定的距离，而且可以减小和控制车身的抖动，增加车身的平稳性，避免料箱12在取箱机器人下面发生不利的晃动。

如图1-6所示，料箱抓取机构10包括抓手平台28、抓手30以及对位机构。

抓手平台28与行走机构之间设有升降机构，用于升降抓手平台28。升降机构例如可包括提升条以及提升驱动装置。提升条的上端与提升驱动装置连接，提升条的下端固定在抓手平台28上。通过提升驱动装置向上提拉或向下放下提升条，可以实现抓手平台28的升降。提升驱动装置可设置在行走机构内，包括驱动电机和与驱动电机连接的卷绕器，提升条的上端卷绕在卷绕器上，卷绕器在驱动电机的驱动下进行卷绕动作，从而实现提升条的提拉和放下动作。提升条可以为柔性的钢条或钢绳等。

抓手30设置在抓手平台28侧边，用以抓住料箱12的抓持位24。在所示的实施例中，抓手30设置两个，分别位于抓手平台28相对的两侧边，分别用于抓住料箱12的两个抓持位24。抓手平台28上还设有抓手驱动装置，用于驱动抓手30在抓取位置和释放位置之间绕转动轴转动。

对位机构包括设置在抓手平台28转角位置的若干对位件32，每一对位件32配置一驱动机构34，驱动机构34用于驱动对应的对位件沿其所处转角的角平分线方向移动。在所示的实施例中，对位件32的数量为四个，分别对应料箱12的四个角。对应地，驱动机构34也设置四个，每一驱动机构34设置在抓手平台28上的一角部位置。

在所示的实施例中，驱动机构34包括电机36、第一转动连接件38、第二转动连接件40、传动连接件42和固定连接件44。其中，第一转动连接件38与电机36驱动连接以被电机36驱动而转动，第二转动连接件40的一端可转动连接于第一转动连接件38的端部，另一端可转动连接于传动连接件42，固定连接件44分别与传动连接件42和对位件32固定连接。当电机36运转时驱动第一转动连接件38转动，第一转动连接件38转动带动第二转动连接件40转动，第二转动连接件40转动带动传动连接件42沿其所处转角的角平分线方向来回移动，进而带动固定连接件44和对位件32沿其所处转角的角平分线方向来回移动，以达到调整对位件32对位尺寸的效果。

当料箱12出现不正或倾斜时，可通过驱动机构34控制一个或多个对位件32向外张开，然后向内聚拢，以导正料箱12。或者，当需要抓取不同尺寸的料箱12时，可通过驱动机构34同时控制所有的对位件32向外张开、向内聚拢以得到适配的对位尺寸，以适应不同尺寸的料箱12。

更具体地，第一转动连接件38沿第一轴向转动，第二转动连接件40沿第二轴向转动，第一轴向与第二轴向平行，且二者均垂直于对应的转角的角平分线方向。

抓手平台28上固设有导向座46和多个位置传感器48，导向座46例如通过螺丝固定在抓手平台28上，导向座46上可滑动设有导向柱50，例如，导向座46上设有贯穿的滑孔，导向柱50可滑动穿设于滑孔。导向柱50一端与固定连接件44固定，例如通过螺丝固定，另一端连接有与位置传感器48配合的挡板52。在所示的实施例中，导向柱50设置两根，两根导向柱50沿竖直方向间隔排布。优选地，导向柱50沿对应的转角的角平分线方向延伸，多个位置传感器48沿对应的转角的角平分线方向间隔排布。本实施例中，位置传感器48设置两个，当驱动机构34驱动对位件32移动时带动导向柱50在对应的转角的角平分线方向上滑动。对位件32可被驱动机构34驱动在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置时，对位件32贴靠在料箱12的角部外表面上，挡板52遮挡住远离角部一侧的位置传感器48，在第二位置时，对位件32远离料箱12的角部表面，挡板52遮挡住靠近角部一侧的位置传感器48，从而利用位置传感器48检测出对位件32的当前位置。

在所示的实施例中，抓手平台28上固设有固定板54，固定板54上设有电机安装座56，电机36安装在电机安装座56上，第一转动连接件38可转动连接于电机安装座56一侧。

每个对位件32包括垂直向下延伸的垂直延伸部58、从所述垂直延伸部58的底端向下并向外延伸的对位斜面60及连接于垂直延伸部58外侧的固定部62。当料箱抓取机构10抓住一个料箱12后，所有对位件32的垂直延伸部58都与料箱12的侧壁外表面贴靠，且垂直延伸部58向下延伸的长度设置成对位斜面60全部位于被抓住的料箱12的底部下方。在将被抓住的料箱12堆叠在一个下方料箱12的过程中，如果被抓住的料箱12和下方料箱12没有正对，则被抓住的料箱12的凸台将与下方料箱12的开口20错位，无法实现正常的堆叠。此时，对位斜面60会与下方料箱12的侧壁上缘滑动接触，从而在水平面上微调上面的料箱12的位置，从而使被抓住的料箱12与下方料箱12对正，进一步提升料箱抓取机构10的对位效果。

在所示的实施例中，每个对位件32的垂直延伸部58包括第一对位板58A和第二对位板58B。第一对位板58A和第二对位板58B相互垂直，使得对位件32平行于水平面的横截面呈L形。第一对位板58A和第二对位板58B用于贴靠被抓取的料箱12的两相邻侧壁的外表面，即形成其中一个角的两相邻侧壁的外表面。相应地，对位斜面60包括从第一对位板58A的底端向下并向外延伸的第一对位斜面60A和从第二对位板58B的底端向下并向外延伸的第二对位斜面60B。

每个对位件32的第一对位斜面60A与第二对位斜面60B相交或者之间存在较小的缝隙(可以视为相交)。对于每一对位件32，其第一对位板58A和第二对位板58B具有第一相交线，其第一对位斜面60A和第二对位斜面60B具有第二相交线，第一相交线和第二相交线位于同一竖直平面内。如此，利用第一对位斜面60A与第二对位斜面60B可顺利地矫正上下两个料箱12的相对位置。

当料箱抓取机构10抓取一料箱并移动至某一料箱位置时，该料箱可能是位于另一料箱之上(即料箱在高度方向是位于第一层之上)，也可能是直接放置在一平台或地面上(即，料箱在高度方向上是位于第一层)。如果是后者，则对位件32会与平台或地面先接触，导致在对位件32已经与平台或地面接触的情况下，被抓取的料箱无法与平台或地面接触。如果此时贸然释放抓手30，料箱12会跌落在平台或地面上而有可能会损坏料箱12内的商品。本申请中，固定部62与固定连接件44固定连接，例如通过螺丝固定，第二对位板58B与固定部62之间还设有滑条64，滑条64上设有滑轨，滑轨可实施为滑槽66，固定部62上沿竖直方向设有若干滑轮68，若干滑轮68可滚动装设于滑槽66内，使得固定部62与垂直延伸部58滑动配合，使得对位件32可在平台或地面反作用力的作用下而向上滑动，让料箱12缓慢落地。如前所述，在将被抓住的料箱12堆叠在下方料箱12的过程中，如果被抓住的料箱12和下方料箱12没有正对，则对位件32的对位斜面60会与下方料箱12的侧壁上缘滑动接触，此时下方料箱12的侧壁上缘会对对位斜面60施加一个斜向上的推力，该推力在水平方向上的分力用于对被抓住的料箱12进行导正，而对位斜面60在此过程中起到导向的作用，使得被抓住的料箱12往正对下方料箱12的位置移动。垂直延伸部58的内侧面与已被抓手30抓住的料箱12的外表面之间接触，因此垂直延伸部58的内侧面与料箱12的外表面之间会产生一相互作用力，该相互作用力例如为阻尼力。为了防止该推力推动对位件32向上滑动，本申请将上述的相互作用力(阻尼力)设计成大于下方料箱对对位斜面60施加的推力在竖直方向上的分力。

更具体而言，当料箱12在高度方向上是位于第一层时，对位件32可在平台或地面反作用力的作用下而向上滑动，让料箱12缓慢落地；当料箱12在高度方向是位于第一层之上时，也即被抓取的料箱12下方还有其它料箱12，且未正对，下方料箱12的侧壁上缘对对位斜面60施加的斜向上的推力无法推动对位件32向上滑动，而仅能在对位斜面60的导向作用下沿水平方向移动，以与下方料箱12正对。

在所示的实施例中，垂直延伸部58的外表面上还设有附加件70。

综上所述，本申请提供一种料箱抓取机构，设有对位机构，对位机构包括多个对位件，每个对位件配置一驱动机构，驱动机构用以驱动对位件沿其所处转角的角平分线方向移动。当料箱出现位置不正或倾斜等情况时，可控制一个或多个对位件先向外扩张，然后再聚拢，以导正料箱。当需要抓取不同尺寸的料箱时，可根据实际尺寸调节对位机构，使得本申请的料箱抓取机构能够兼具料箱导正和适应不同尺寸料箱的功能。无需在取箱机器人上设置高成本的位置检测机构，有效降低成本。

本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本实用新型的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种料箱抓取机构，其特征在于，包括可升降的抓手平台以及安装在所述抓手平台上的抓手、对位机构，所述抓手用于抓住所述料箱，所述对位机构包括设置在所述抓手平台转角位置的多个对位件，每一所述对位件配置一驱动机构，所述驱动机构用于驱动对应的所述对位件沿其所处转角的角平分线方向移动。

2.如权利要求1所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述驱动机构包括电机、第一转动连接件、第二转动连接件、传动连接件和固定连接件，所述第一转动连接件与所述电机驱动连接以被所述电机驱动而转动，所述第二转动连接件的一端可转动连接于所述第一转动连接件的端部，另一端可转动连接于所述传动连接件，所述固定连接件分别与所述传动连接件和所述对位件固定连接。

3.如权利要求2所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述第一转动连接件沿第一轴向转动，所述第二转动连接件沿第二轴向转动，所述第一轴向与所述第二轴向平行，且二者均垂直于对应的转角的角平分线方向。

4.如权利要求2所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述抓手平台上固设有导向座和多个位置传感器，所述导向座上可滑动设有导向柱，所述导向柱一端与所述固定连接件固定，另一端连接有与所述位置传感器配合的挡板。

5.如权利要求4所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述导向柱沿对应的转角的角平分线方向延伸，多个所述位置传感器沿对应的转角的角平分线方向间隔排布。

6.如权利要求2所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述抓手平台上固设有固定板，所述固定板上设有电机安装座，所述电机安装在所述电机安装座上，所述第一转动连接件可转动连接于所述电机安装座上。

7.如权利要求2所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述对位件包括垂直向下延伸的垂直延伸部及连接于所述垂直延伸部外侧的固定部，所述固定连接件与所述固定部固定连接，当所述料箱抓取机构已抓取所述料箱时，所有对位件的垂直延伸部都与所述料箱的边框外表面贴靠。

8.如权利要求7所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述垂直延伸部与所述固定部之间还设有滑条，所述滑条上设有滑轨，所述固定部上沿竖直方向设有若干滑轮，所述若干滑轮可滚动装设于所述滑轨上，使得所述固定部与所述垂直延伸部滑动配合。

9.如权利要求7所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述对位件还包括从所述垂直延伸部的底端向下并向外延伸的对位斜面，当所述料箱抓取机构已抓取所述料箱时，所述对位斜面全部位于所述料箱的底部下方，且所述对位斜面构造成用以当已抓取的所述料箱与一个下方的第二料箱在竖直方向有偏差时，所述对位斜面与所述第二料箱的边框上缘滑动接触。

10.如权利要求1-9任一项所述的料箱抓取机构，其特征在于，所述对位机构包括四个所述的对位件，分别对应所述料箱的四个角设置。