CN219747995U - 一种能够自动组装货架的机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够自动组装货架的机械臂，属于物流仓储辅助设备技术领域，为了解决现有技术中采用人工组装货架效率低的问题，所述能够自动组装货架的机械臂包括依次连接的第一支架(1)、第二支架(2)和机械臂模块(3)，机械臂模块(3)能够沿第二支架(2)的延伸方向移动，机械臂模块(3)的机械手(33)能够沿前后方向移动，第二支架(2)能够沿左右方向或沿上下方向移动。所述能够自动组装货架的机械臂能够快速、自动组装货架，省时省力，并减少安全隐患。

Description

一种能够自动组装货架的机械臂

技术领域

本实用新型涉及物流仓储辅助设备技术领域，具体的是一种能够自动组装货架的机械臂。

背景技术

仓库中，货架的数量是最多的，而且占仓库绝大部分的空间。在货架部署环节，需要大量的人力和时间进行货架组装，通常还需要多人配合。对于较高的货架，在实施中还需要吊车/吊带等设备，不仅增加了施工的难度，还有安全隐患。

实用新型内容

为了解决上述人工组装货架效率低的问题，本实用新型提供了一种能够自动组装货架的机械臂，所述能够自动组装货架的机械臂能够快速、自动组装货架，省时省力，并减少安全隐患。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种能够自动组装货架的机械臂，包括依次连接的第一支架、第二支架和机械臂模块，机械臂模块含有机械臂外壳和机械臂底座，机械臂外壳上设置有机械手，第二支架沿上下方向或左右方向延伸，所述能够自动组装货架的机械臂还包括第二支架驱动单元，机械臂模块还含有机械臂模块第一移动单元和机械臂模块第二移动单元，机械臂模块第一移动单元能够驱动机械臂模块沿第二支架的延伸方向移动，机械臂模块第二移动单元能够驱动机械臂外壳和机械手沿前后方向移动；当第二支架沿上下方向延伸时，第二支架驱动单元能够驱动第二支架沿左右方向移动；当第二支架沿左右方向延伸时，第二支架驱动单元能够驱动第二支架沿上下方向移动。

第一支架呈门式结构，第一支架含有上横梁、下横梁、左立柱和右立柱，上横梁和下横梁均沿左右方向延伸，左立柱和右立柱均沿上下方向延伸。

当第二支架沿上下方向延伸时，第二支架的上下两端分别与上横梁和下横梁连接。

当第二支架沿左右方向延伸时，第二支架的左右两端分别与左立柱和右立柱连接。

机械臂外壳含有前后设置的前安装板和后壳体，机械手位于前安装板上；后壳体内设置有机械臂模块转动单元，机械臂模块转动单元能够驱动机械手和前安装板均绕第一轴线转动设定角度，第一轴线与前后方向平行。

前安装板的前侧面上设置有依次连接的滑道和滑轨，滑道的延伸方向和滑轨的延伸方向均与前安装板的前侧面平行，滑道的延伸方向和滑轨的延伸方向垂直，机械手的后端与滑轨连接，机械臂模块还含有机械手移动单元和滑轨移动单，机械手移动单元能够驱动机械手沿滑轨的延伸方向移动，滑轨移动单元能够驱动滑轨沿滑道的延伸方向移动。

机械手含有从后向前依次设置的连接座、连接杆和多个手指，连接杆的延伸方向与前后方向平行。

机械手含有从后向前依次设置的连接座、连接杆和四个手指，连接杆的延伸方向与前后方向平行，四个手指沿连接杆的周向均匀间隔排列，手指为直杆结构，手指与连接杆垂直。

机械手含有从后向前依次设置的连接座、连接杆和吸盘。

机械手含有从后向前依次设置的连接座和插板，插板呈躺倒的L型结构，插板含有前后连接的下平板和后立板。

本实用新型的有益效果是：所述能够自动组装货架的机械臂能够快速、自动组装货架，省时省力，并减少安全隐患。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述能够自动组装货架的机械臂的第二支架沿上下方向延伸的示意图。

图2是本实用新型所述能够自动组装货架的机械臂的第二支架沿左右方向延伸的示意图。

图3是本实用新型所述能够自动组装货架的机械臂含有两个沿上下方向延伸的第二支架的示意图。

图4是本实用新型所述能够自动组装货架的机械臂含有两个沿左右方向延伸的第二支架的示意图。

图5是机械臂模块与第二支架连接的立体示意图。

图6是第二支架驱动单元的示意图。

图7是机械臂模块第一移动单元和机械臂模块第二移动单元的示意图。

图8是机械臂模块转动单元的示意图。

图9是滑轨移动单元的示意图。

图10是机械手移动单元的示意图。

图11是机械手位置调整前的示意图。

图12是机械手位置调整后的示意图。

图13是外抓式机械手的示意图。

图14是内撑式机械手的示意图。

图15是吸盘式机械手的示意图。

图16是平台式机械手的示意图。

附图标记说明如下：

1、第一支架；2、第二支架；3、机械臂模块；4、第二支架驱动单元；

11、上横梁；12、下横梁；13、左立柱；14、右立柱；

31、机械臂外壳；32、机械臂底座；33、机械手；34、机械臂模块第一移动单元；35、机械臂模块第二移动单元；36、机械臂模块转动单元；37、机械手移动单元；38、滑轨移动单元；

41、电机；42、摩擦轮；

311、前安装板；312、后壳体；313、滑道；314、滑轨；

331、连接座；332、连接杆；333、手指；334、吸盘；335、插板；336、下平板；337、后立板；

361、第一轴线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种能够自动组装货架的机械臂，包括依次连接的第一支架1、第二支架2和机械臂模块3，机械臂模块3含有机械臂外壳31和机械臂底座32，机械臂外壳31上设置有机械手33，第二支架2沿上下方向或左右方向延伸，所述能够自动组装货架的机械臂还包括第二支架驱动单元4，机械臂模块3还含有机械臂模块第一移动单元34和机械臂模块第二移动单元35，机械臂模块第一移动单元34能够驱动机械臂模块3沿第二支架2的延伸方向移动至所需位置，机械臂模块第二移动单元35能够驱动机械臂外壳31和机械手33沿前后方向移动至所需位置；当第二支架2沿上下方向延伸时，第二支架驱动单元4能够驱动第二支架2沿左右方向移动至所需位置；当第二支架2沿左右方向延伸时，第二支架驱动单元4能够驱动第二支架2沿上下方向移动至所需位置，如图1至图7所示。

在本实施例中，第一支架1可以呈一字形、L形、凹字形或门式结构，优选，第一支架1可以呈门式结构。第一支架1含有上横梁11、下横梁12、左立柱13和右立柱14，上横梁11、左立柱13、下横梁12和右立柱14依次连接固定。上横梁11和下横梁12均沿左右方向延伸，左立柱13和右立柱14均沿上下方向延伸。

在本实施例中，当第二支架2沿上下方向延伸时，第二支架2的上下两端分别与上横梁11和下横梁12连接。当第二支架2沿左右方向延伸时，第二支架2的左右两端分别与左立柱13和右立柱14连接。机械臂外壳31通过机械臂底座32与第二支架2连接，如图1至图5所示。

所述能够自动组装货架的机械臂可以包括一个或多个第一支架1，一个第一支架1可以连接有一个或多个第二支架2，一个第二支架2可以连接有一个或多个机械臂模块3。第二支架驱动单元4与第一支架1和第二支架2连接，机械臂模块第一移动单元34与第二支架2和机械臂模块3连接，机械臂模块第二移动单元35与机械臂外壳31和机械臂底座32连接。

在现有技术中，使一个部件相对于另一个部件沿直线移动可以有多种实现方式。在本实施例中，第二支架驱动单元4可以为电驱动单元，第二支架驱动单元4含有依次连接的电机41和摩擦轮42，电机41的输出轴与摩擦轮42连接，电机41可以驱动摩擦轮42转动，第一支架1的表面设置有滑槽，第二支架2的端部设置有滑块，所述滑块与滑槽匹配连接，第二支架驱动单元4位于第一支架1和第二支架2外，电机41的壳体与第二支架2连接固定，摩擦轮42的外周面与第一支架1接触，如图6所示。

当第二支架2沿上下方向延伸时，第一支架1的表面的滑槽沿左右方向延伸；当第二支架2沿左右方向延伸时，第一支架1的表面的滑槽沿上下方向延伸。当电机41驱动摩擦轮42转动时，第二支架驱动单元4带动第二支架2相对于第一支架1移动，电机41可以采用现有的步进电机，从而可以精确的控制摩擦轮42的转动圈数和转动角度。进而实现驱动第二支架2沿左右方向移动至所需位置或沿上下方向移动至所需位置。

在本实施例中，机械臂模块第一移动单元34的构造、机械臂模块第二移动单元35的构造与第二支架驱动单元4的构造可以相同，机械臂模块第一移动单元34使机械臂模块3沿第二支架2的延伸方向移动的实现方式、机械臂模块第二移动单元35使机械臂外壳31和机械手33沿前后方向移动的实现方式与第二支架驱动单元4使第二支架2相对于第一支架1移动的实现方式相同，如图6至图7所示。

例如，机械臂模块第一移动单元34位于机械臂模块3外，机械臂模块第一移动单元34含有依次连接的电机和摩擦轮，机械臂模块第一移动单元34的电机的壳体与机械臂底座32连接固定，机械臂模块第一移动单元34的摩擦轮的外周面与第二支架2接触。机械臂底座32的表面设置有滑块，第二支架2的表面设置有滑槽，所述滑块与滑槽匹配连接，滑块与滑槽可以为燕尾型以防止机械臂底座32与第二支架2脱离。

例如，机械臂模块第二移动单元35位于机械臂外壳31外，机械臂模块第二移动单元35含有依次连接的电机和摩擦轮，机械臂模块第二移动单元35的电机的壳体与机械臂外壳31连接固定，机械臂模块第二移动单元35的摩擦轮的外周面与机械臂底座32接触。机械臂外壳31固定连接有滑块，机械臂底座32的表面设置有滑槽，所述滑块与滑槽匹配连接，滑块与滑槽可以为燕尾型以防止机械臂外壳31与机械臂底座32脱离。

在本实施例中，机械臂外壳31含有前后设置的前安装板311和后壳体312，机械手33位于前安装板311上；后壳体312内设置有机械臂模块转动单元36，机械臂模块转动单元36能够驱动机械手33和前安装板311均绕第一轴线361转动设定角度，第一轴线361与前后方向平行。机械臂模块转动单元36可以采用现有的步进电机，所述步进电机的输出轴与前安装板311连接固定，所述步进电机的输出轴的轴线与第一轴线361重合，所述步进电机的壳体与后壳体312连接固定，如图8所示。

在本实施例中，前安装板311的前侧面上设置有依次连接的滑道313和滑轨314，滑道313的延伸方向和滑轨314的延伸方向均与前安装板311的前侧面平行，滑道313的延伸方向和滑轨314的延伸方向垂直，滑轨314可以沿左右方向或上下方向延伸，机械手33的后端与滑轨314连接，机械臂模块3还含有机械手移动单元37和滑轨移动单元38，机械手移动单元37能够驱动机械手33沿滑轨314的延伸方向移动，滑轨移动单元38能够驱动滑轨314沿滑道313的延伸方向移动，如图11和图12所示。

在本实施例中，前安装板311的前侧面上可以设置有一条或多条滑道313，前安装板311的前侧面上可以设置有一条或多条滑轨314，一条滑轨314可以连接有一个或多个机械手33。滑轨314朝向滑道313的表面设置有滑块，滑块与滑道313匹配连接，滑块和滑道313均可以为燕尾型，以避免滑轨314脱离滑道313。机械手33的后端设置有滑块，滑轨314的表面设置有滑槽，滑块与滑槽匹配连接，滑块和滑槽均可以为燕尾型，以避免机械手33脱离滑轨314，如图6和图10所示。。

机械手移动单元37的构造、滑轨移动单元38的构造和机械臂模块第一移动单元34的构造可以相同。机械手移动单元37使机械手33沿滑轨314的延伸方向移动的实现方式、滑轨移动单元38使滑轨314沿滑道313的延伸方向移动的实现方式与机械臂模块第一移动单元34使机械臂模块3沿第二支架2的延伸方向移动的实现方式相同，如图6至图10所示。

例如，机械手移动单元37含有依次连接的电机和摩擦轮，机械手移动单元37的电机的壳体与机械手33连接固定，机械手移动单元37的摩擦轮的外周面与滑轨314接触。滑轨移动单元38含有依次连接的电机和摩擦轮，滑轨移动单元38的电机的壳体与滑轨314连接固定，滑轨移动单元38的摩擦轮的外周面与滑道313或前安装板311的前侧面接触。

机械手33可以有多种实现方式，例如，机械手33可以含有从后向前依次设置的连接座331、连接杆332和多个(如四个)手指333，连接座331为四棱柱形结构，连接座331沿前后方向延伸，连接杆332的延伸方向与前后方向平行，多个手指333沿连接杆332的周向均匀间隔排列，手指333为弯曲的杆状结构，手指333具有弹性，手指333能够弯曲变形，机械手33可以依靠多个手指333抓取物体。此机械手33可以称为外抓式机械手，如图13所示。

或者，机械手33还可以含有从后向前依次设置的连接座331、连接杆332和四个手指333，连接杆332的延伸方向与前后方向平行，四个手指333沿连接杆332的周向均匀间隔排列，手指333为直杆结构，四个手指333呈十字形结构，手指333与连接杆332垂直，此机械手33可以称为内撑式机械手，如图14所示。或者，机械手33还可以含有从后向前依次设置的连接座331、连接杆332和吸盘334，此机械手33可以称为吸盘式机械手，如图15所示。或者，机械手33还可以含有从后向前依次设置的连接座331和插板335，插板335呈躺倒的L型结构，插板335含有前后连接的下平板336和后立板337，此机械手33可以称为平台式机械手，如图16所示。机械臂模块3可以根据需要设置上述一种或多种机械手33。

下面介绍所述能够自动组装货架的机械臂的工作过程。

机械臂模块第一移动单元34能够驱动机械臂模块3沿第二支架2的延伸方向移动至所需位置，机械臂模块第二移动单元35能够驱动机械臂外壳31和机械手33沿前后方向移动至所需位置；第二支架驱动单元4能够驱动第二支架2沿左右方向移动至所需位置，或者第二支架驱动单元4能够驱动第二支架2沿上下方向移动至所需位置。机械臂模块转动单元36能够驱动机械手33和前安装板311均绕第一轴线361转动设定角度。

组装货架时，机械手33抓取货格，并将货格移动至货架平台进行组装，对于折叠的货格，也可采用多个机械手33结构配合进行，可自动将折叠的货架展开。外抓式的机械手33可以对目标的外部进行抓取，内撑式的机械手33可以从抓取目标的内部支撑实现抓取，吸盘式的机械手33采用吸盘吸抓取目标的前表面实现抓取，平台式的机械手33可以托起抓取目标的底面实现抓取。多种抓手结构可以独自完成也可以相互配合完成组装工序。

所述能够自动组装货架的机械臂包括但不限于以下场景方案。另外还可以配备其他的自动化设备进行包装的拆除、零部件的归拢等，进行配合使用，实现全流程的自动化

移动式货架

在仓库的货架部署时，可以采用本实用新型进行货架的组装，对于移动式货架，完成组装后，可采用潜伏式移动机器人将货架移动至货架存储区。

固定式货架

固定式货架在货架组装区，机械臂前进行组装，组装完毕后，一个移动平板可放置于货架底部，并通过移动平板本身或者其他举升机构将货架抬起，通过移动平台运输至指定位置，到达指定位置后将货架放置于地面上，后续可再采用地脚或其他方式将货架固定于地面上，也可不再进行固定。

为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，方位词“下”表示图1中的下侧方向，方位词“左”表示图1中的左侧方向，方位词“右”表示图1中的右侧方向，方位词“前”表示垂直于图1中的纸面并指向纸面外侧的方向，方位词“后”表示垂直于图1中的纸面并指向纸面内侧的方向。本实用新型采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案、实施例与实施例之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，所述能够自动组装货架的机械臂包括依次连接的第一支架(1)、第二支架(2)和机械臂模块(3)，机械臂模块(3)含有机械臂外壳(31)和机械臂底座(32)，机械臂外壳(31)上设置有机械手(33)，第二支架(2)沿上下方向或左右方向延伸，所述能够自动组装货架的机械臂还包括第二支架驱动单元(4)，机械臂模块(3)还含有机械臂模块第一移动单元(34)和机械臂模块第二移动单元(35)，机械臂模块第一移动单元(34)能够驱动机械臂模块(3)沿第二支架(2)的延伸方向移动，机械臂模块第二移动单元(35)能够驱动机械臂外壳(31)和机械手(33)沿前后方向移动；当第二支架(2)沿上下方向延伸时，第二支架驱动单元(4)能够驱动第二支架(2)沿左右方向移动；当第二支架(2)沿左右方向延伸时，第二支架驱动单元(4)能够驱动第二支架(2)沿上下方向移动。

2.根据权利要求1所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，第一支架(1)呈门式结构，第一支架(1)含有上横梁(11)、下横梁(12)、左立柱(13)和右立柱(14)，上横梁(11)和下横梁(12)均沿左右方向延伸，左立柱(13)和右立柱(14)均沿上下方向延伸。

3.根据权利要求2所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，当第二支架(2)沿上下方向延伸时，第二支架(2)的上下两端分别与上横梁(11)和下横梁(12)连接。

4.根据权利要求2所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，当第二支架(2)沿左右方向延伸时，第二支架(2)的左右两端分别与左立柱(13)和右立柱(14)连接。

5.根据权利要求1所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，机械臂外壳(31)含有前后设置的前安装板(311)和后壳体(312)，机械手(33)位于前安装板(311)上；后壳体(312)内设置有机械臂模块转动单元(36)，机械臂模块转动单元(36)能够驱动机械手(33)和前安装板(311)均绕第一轴线(361)转动设定角度，第一轴线(361)与前后方向平行。

6.根据权利要求5所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，前安装板(311)的前侧面上设置有依次连接的滑道(313)和滑轨(314)，滑道(313)的延伸方向和滑轨(314)的延伸方向均与前安装板(311)的前侧面平行，滑道(313)的延伸方向和滑轨(314)的延伸方向垂直，机械手(33)的后端与滑轨(314)连接，机械臂模块(3)还含有机械手移动单元(37)和滑轨移动单元(38)，机械手移动单元(37)能够驱动机械手(33)沿滑轨(314)的延伸方向移动，滑轨移动单元(38)能够驱动滑轨(314)沿滑道(313)的延伸方向移动。

7.根据权利要求1所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，机械手(33)含有从后向前依次设置的连接座(331)、连接杆(332)和多个手指(333)，连接杆(332)的延伸方向与前后方向平行。

8.根据权利要求1所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，机械手(33)含有从后向前依次设置的连接座(331)、连接杆(332)和四个手指(333)，连接杆(332)的延伸方向与前后方向平行，四个手指(333)沿连接杆(332)的周向均匀间隔排列，手指(333)为直杆结构，手指(333)与连接杆(332)垂直。

9.根据权利要求1所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，机械手(33)含有从后向前依次设置的连接座(331)、连接杆(332)和吸盘(334)。

10.根据权利要求1所述的能够自动组装货架的机械臂，其特征在于，机械手(33)含有从后向前依次设置的连接座(331)和插板(335)，插板(335)呈躺倒的L型结构，插板(335)含有前后连接的下平板(336)和后立板(337)。