CN103213852A

CN103213852A - 一种能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置

Info

Publication number: CN103213852A
Application number: CN2013101473794A
Authority: CN
Inventors: 杨灏泉; 杨文涛
Original assignee: YUNNAN ZHONGCHENG SHIDE FLEXIBLE AUTOMATION EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: YUNNAN ZHONGCHENG SHIDE FLEXIBLE AUTOMATION EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: CN103213852B

Abstract

本发明提供了一种能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，包括机架、机械手运动副和检测控制***，所述的机架设置机械手，所述的机械手与机械抓取运动副工作配合，且两者分别与控制***工作配合。本发明采取机械手左右抱持与兜底复合保护结构，使得机械手能够平移、升降、翻转自如，确保箱形物品平移、升降更快、更平稳、定位精度更高；到位、气压自动检测功能保证了抓取的可靠性和位置的精确性。具有断电断气自动抱闸锁死功能，确保货物转运的安全性。本发明结构简单，操作简便，工位到位检测及机械手升降安全限位保护，确保工作稳定可靠，是一种高效且具有广泛适应性的物流转移***。

Description

一种能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置

技术领域

本发明属于物流设备技术领域，进一步属于箱形物品拆码垛机械设备技术领域，具体涉及一种结构简单，可对箱形物品进行垛层拆分，箱体翻转、搬运，并确保整垛货物转运安全、摆放规整的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置。

背景技术

机械抓取装置，俗称“机械手”是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。特别适合于高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中使用，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人完成作业，因此得到日益广泛的应用。货物箱体储存叠放码垛后，需要机械手按照货物加工工艺要求将箱体整理成型，然后输送到相应的工位，在这过程中，机械手对箱体进行夹抱、兜底、挡盖、翻转等作业，以来实现货物的堆叠摆放。这些货物可以是有规则形状适宜码垛的货物，即装满货物或没有装货的包装纸箱或塑箱等。现有技术机械手在翻转、夹抱、搬运时，工作周期长，尤其翻转时动作效率不高。因货物翻转达不到要求，需要人工校正，不仅费工费时，劳动强度大，而且货物成型不规整，延长机器人搬运时间。此外，在货物搬运过程中若突然出现断电、断气等情况时，机械手失电即无法保证货物以及设备的安全。为此，研制开发一种结构简单、占地面积小、动作轻便快捷、不仅可以对货物进行拆垛，更具有自动检测与识别，以及抱闸锁死功能，确保货物全时安全，可适用于货物的拆垛、翻转、搬运的装置显得非常重要，是克服现有技术不足的有效方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、占地面积小、动作轻便快捷、安全性好的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置。

本发明的目的是这样实现的，包括机架、机械抓取运动副和检测控制***，所述的机架设置机械手，所述的机械手与机械抓取运动副工作配合，且两者分别与控制***工作配合。

本发明采取机械手左右抱持与兜底复合保护结构，使得机械手能够平移、升降、翻转自如，确保箱形物品平移、升降更快、更平稳、定位精度更高；而且抓取装置具有夹持箱形物品到位检测、气动压力检测等功能，保证了抓取的可靠性，设置了运动中自动对正功能，大大提高了***的可靠性和摆放位置的精确性。如果在运动过程中出现断电、断气等突发的不安全状况，气缸及减速电机具有抱闸锁死功能，保证烟包不会掉落，保证了设备的安全性。本发明结构简单，操作简便，工位到位检测及机械手升降安全限位保护，确保工作稳定可靠，是一种高效且具有广泛适应性的物流转移***。

附图说明

图1为本发明整体结构工作状态示意图；

图2为图1之A区放大示意图；

图3为图1之B区放大示意图；

图4为图1之俯视示意图；

图5为本发明机械手局部结构之工作状态立体视图；

图6为本发明机械手局部结构之工作状态示意图；

图7为图6之左视示意图；

图8为图6之右视示意图；

图中：1-机架，2-Y向平移轨道， 3- X向平移轨道，4- Z向纵移驱动装置，5- X向平移驱动装置，6- Y向平移驱动装置，7- Z向纵移轨道，8-货物箱体，9-连接板，10-机械手支架，11-左右夹抱动力缸，12-运动板，13-连接杆，14-升降动力缸，15-翻转电机，16-夹臂转向动力缸，17-翻转轴承，18-夹臂，19-夹抱移动轨道，20-夹板，21-升降导轨，22-固定板，23-滑块，24-锁紧控制装置，25-升降固定块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如图1~图6所示，本发明包括机架1、机械抓取运动副和检测控制***，所述的机架1设置机械手，所述的机械手与机械抓取运动副工作配合，且两者分别与控制***工作配合。

所述的机械手包括左右夹抱装置、兜底压紧装置和翻转装置。

所述的左右夹抱装置包括夹板20、连接杆13、运动板12和左右夹抱动力缸11，所述的运动板12通过滑块23设置于夹抱移动轨道19，所述的左右夹抱动力缸11设置于连接板9，所述的左右夹抱动力缸11前端与运动板12连接，所述的连接杆13一端固定于运动板12上，连接杆13另一端设置翻转轴承17，所述的夹板20与翻转轴承17一端紧固连接。

所述的兜底压紧装置包括夹臂18、固定板22、升降动力缸14、升降导轨21和夹臂转向动力缸16，所述的升降导轨21上下Z向平行设置于夹板20侧边，所述的固定板22设置于升降导轨21上，所述的升降动力缸14设置于夹板20上，升降动力缸14前端设置于固定板22上，所述的夹臂18固定于夹臂转向动力缸16上，所述的夹臂转向动力缸16通过升降固定块25设置于固定板22上。

所述的翻转装置包括翻转轴承17和翻转电机15，所述的翻转轴承17垂直设置于连接杆13靠近夹板20一端，翻转轴承17一端与夹板20连接紧固，翻转轴承17另一端与翻转电机15联接。

所述的翻转装置一侧设置翻转电机15，所述的翻转装置另一侧的翻转轴承17上设置锁紧控制装置24。

所述的夹臂18的翻转角度为±360°，所述的升降动力缸14为缓冲式动力缸，所述的翻转电机15为调速电机。

所述的机架1为龙门式结构，其采用膨胀式连接紧固件与地面联接，所述的机架1设置机械手移动轨道和驱动装置。

所述的机架1上设置机械手水平运动的X向平移轨道3、Y向平移轨道2以及升降运动的Z向纵移轨道7。所述的X向平移轨道3和Y向平移轨道2均采用齿轮齿条驱动单元结构。

所述的机械手设置于机械手支架10，所述的机械手支架10通过连接板9连接紧固于机械手上下Z向纵移轨道7，所述的机械手支架10靠近箱体8一侧设置夹抱移动轨道19。

所述的机械手包括两组相同的抓取装置。每一组抓取装置或分别夹抱一个货物，或两组抓取装置同时夹抱货物，也可单独夹抱货物。

每一组抓取装置还分别设有一组夹抱与兜底机构，其结构相同，其位置分别在上盖和底板处，夹臂可翻转±360°。

本发明为用于货物拆垛、翻转、搬运的机器手装置，下面以烟箱转移为例，进一步说明本发明工作原理和工作过程：

本发明采取机械手左右抱持与兜底复合保护结构，使得机械手能够平移、升降、翻转自如，确保烟包平移、升降更快、更平稳、定位精度更高；而且抓取装置具有夹持烟包到位检测、气动压力检测等功能，保证了抓取的可靠性，设置了运动中自动对正功能，大大提高了***的可靠性和摆放位置的精确性。整垛箱形货物输送到位后，需要用机械手送往下一工位，并用图像识别***检测所拆货物的捆扎带是否达到合格，如合格，将其抓取至货物正常摆放位置，如不合格，将其抓取至货物打带输送位置，机械手在搬运货物过程中对货物进行检测，检测所拆烟箱摆放是否倒置；如倒置，将其翻转。两组抓取装置通过动力缸翻转，通过动力缸夹紧和挡盖、兜底装置，实现烟箱在输送及翻转过程中，使货物的底部及上盖很好的封闭，使货物不会滑出，保证货物的完整无损。

本发明的工作过程：

拆垛作业：货物拆垛时，升降动力缸14和左右夹抱动力缸11张开，其中控制夹臂18的夹臂转向动力缸16收拢，使夹臂18抬起放入货物垛层中；左右夹抱动力缸11收拢，左右夹抱动力缸11驱动运动板12相向运动，同时带动连接杆13和夹板20一起相向运动，夹板20夹紧货物箱体8；机械手沿水平Y向移动轨道2平移，货物箱体8脱离垛层；控制夹臂18的夹臂转向动力缸16打开，一夹臂18翻转于货物箱体8底部，另一夹臂18翻转于货物箱体8顶部，此时升降动力缸14收拢，两夹臂18夹抱货物箱体8，为货物箱体8翻转做准备。

翻转作业：机械手通过水平运动与升降移动到达图像识别检测***检测位，经图像识别检测***的识别判断，识别判断货物箱体8上的捆扎带是否需要打带，且捆扎带是否打带合格，如合格，将其移送货物正常摆放位；如不合格，将其移送至货物打带输送位置；还要检测所拆货物箱体8摆放是否倒置，如倒置，将其翻转。翻转前，夹臂转向动力缸16张开，翻转电机15驱动翻转轴，使夹板20和货物箱体8沿夹臂18方向翻转，翻转完成后，夹臂转向动力缸16收拢，两夹臂18上下对应兜底夹持货物箱体8。

搬运作业：机械手通过手水平X向移动轨道3平移，以及上下Z向移动轨道7升降，夹臂18翻转、左右夹抱动力缸11张开，夹板20松开，将货物箱体8移送到相应工位，完成货物的搬运摆放作业。

Claims

1.一种能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，包括机架（1）、机械抓取运动副和检测控制***，其特征是：所述的机架（1）设置机械手，所述的机械手与机械抓取运动副工作配合，且两者分别与控制***工作配合。

2.根据权利要求1所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的机械手包括左右夹抱装置、兜底压紧装置和翻转装置。

3.根据权利要求2所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的左右夹抱装置包括夹板（20）、连接杆（13）、运动板（12）和左右夹抱动力缸（11），所述的运动板（12）通过滑块（23）设置于夹抱移动轨道（19），所述的左右夹抱动力缸（11）设置于连接板（9），所述的左右夹抱动力缸（11）前端与运动板（12）连接，所述的连接杆（13）一端固定于运动板（12）上，连接杆（13）另一端设置翻转轴承（17），所述的夹板（20）与翻转轴承（17）一端紧固连接。

4.根据权利要求2所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的兜底压紧装置包括夹臂（18）、固定板（22）、升降动力缸（14）、升降导轨（21）和夹臂转向动力缸（16），所述的升降导轨（21）上下Z向平行设置于夹板（20）侧边，所述的固定板（22）设置于升降导轨（21）上，所述的升降动力缸（14）设置于夹板（20）上，升降动力缸（14）前端设置于固定板（22）上，所述的夹臂（18）固定于夹臂转向动力缸（16）上，所述的夹臂转向动力缸（16）通过升降固定块（25）设置于固定板（22）上。

5.根据权利要求2所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的翻转装置包括翻转轴承（17）和翻转电机（15），所述的翻转轴承（17）垂直设置于连接杆（13）靠近夹板（20）一端，翻转轴承（17）一端与夹板（20）连接紧固，翻转轴承（17）另一端与翻转电机（15）联接。

6.根据权利要求5所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的翻转装置一侧设置翻转电机（15），所述的翻转装置另一侧的翻转轴承（17）上设置锁紧控制装置（24）。

7.根据权利要求4所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的夹臂（18）的翻转角度为±360°，所述的升降动力缸（14）为缓冲式动力缸，所述的翻转电机（15）为调速电机。

8.根据权利要求1所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的机架（1）为龙门式结构，其采用膨胀式连接紧固件与地面联接，所述的机架（1）设置机械手移动轨道和驱动装置。

9.根据权利要求8所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的机架（1）上设置机械手水平运动的X向平移轨道（3）、Y向平移轨道（2）以及升降运动的Z向纵移轨道（7）。

10.根据权利要求1所述的能够自动拆垛与翻转的多功能机械抓取搬运装置，其特征是：所述的机械手设置于机械手支架（10），所述的机械手支架（10）通过连接板（9）连接紧固于机械手上下Z向移动轨道（7），所述的机械手支架（10）靠近箱体（8）一侧设置夹抱移动轨道（19）。