CN105905604B - 自动翻箱机械手及在线翻箱装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供自动翻箱机械手，其包括第一手臂、第二手臂、第三手臂、第一吸盘、第二吸盘，该机械手通过第一吸盘抓取箱体后自旋转将箱体翻转，传递至上方的第二吸盘；切换完成后，第一吸盘水平旋转让出位置，第二吸盘下降，将翻箱后的箱体放下。这样，在一个机械手上，既实现一般抓取，码垛，又可实现抓取后翻转的功能。本发明还提供在线翻箱装置，其包括自动翻箱机械手、架体、前后行进机构和左右行进机构；在线翻箱装置自由度更多，完全满足辐照生产线的在线抓取、码垛、翻箱要求，使流水线过程自动化程度大大提高，也减少了大量的人工劳动，提高了生产效率。

Description

自动翻箱机械手及在线翻箱装置

技术领域

本发明属于机械手技术领域，具体地说涉及自动翻箱机械手在机械手内部完成翻箱装置。

背景技术

水产品、肉制品、蛋类、蜂花粉等产品加工完成后，为了获得较长的保存时间，常用射线辐照杀菌。在辐照过程中，伽玛射线穿透辐照货箱内的货物，作用于微生物，直接或间接破坏微生物的核糖核酸、蛋白质和酶，从而杀死微生物，起到消毒灭菌的作用。除此之外，射线辐照还广泛用于包装材料和包装容器的表面杀菌。

常用的辐照生产线中，产品装箱后依次通过辐照室进行辐照，为了保证均匀、充分的辐照效果，产品箱经过一次辐照后，需将其翻箱，进行二次辐照。现有的生产工序中，翻箱过程由人工进行操作，少数厂家使用吸盘操作，劳动强度大、生产效率低下；此外，由于箱式产品往往重量较大，人工搬运、拆垛码垛工作量大，使用机械手进行搬运、码垛逐渐成为趋势。

因此，设计一种机械手，在满足自动翻箱、搬运、拆垛、码垛的要求的同时，又能配合辐照生产线使用，提升辐照工序的自动化水平，减少人工劳动，提高生产效率，已成为迫切的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，为了解决上述问题，本发明提出自动翻箱机械手及在线翻箱装置，实现辐照过程连续化、自动化。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

自动翻箱机械手，其包括第一手臂1、第二手臂2、第三手臂、第一吸盘101、第二吸盘202；

所述第一手臂1与第二手臂2通过垂直轴104连接；所述垂直轴104为旋转轴，第一手臂1可以垂直轴104为轴旋转；

所述第二手臂2与第三手臂3通过第二垂直轴205连接；所述第二垂直轴205为旋转轴，第三手臂3可以第二垂直轴205为轴旋转；

第一手臂1还设置自旋转机构，所述自旋转机构以水平轴105为旋转轴；所述自旋转机构与第一吸盘101固定连接；

第二手臂2侧壁设置升降轨道201，第二吸盘202与升降轨道201滑动连接。

进一步，所述自旋转机构包括第一电机102，第一电机102与水平轴105之间设置垂直啮合的齿轮，水平轴105前端连接第一吸盘101。

进一步，所述第二手臂2内设置第二电机103，所述第二电机103与垂直轴104连接。

进一步，所述第二手臂2内设置升降机构203，所述升降机构203包括电机、丝杠、传动块，所述丝杠与升降轨道201平行设置，丝杠通过传动块与第二吸盘202连接，丝杠上部连接电机，由电机带动第二吸盘202升降。

进一步，所述第三手臂3内设置第三电机204，第三电机204与第二垂直轴205之间通过相互啮合的齿轮传动。

含有自动翻箱机械手的在线翻箱装置，其还包括架体、前后行进机构7和左右行进机构8；

所述架体包括横向支架4、纵向支架5、小横向支架6；所述横向支架4、纵向支架5、小横向支架6均为双排结构；

所述横向支架4设置左右行进轨道，纵向支架5架设于所述左右行进轨道内，纵向支架5与左右行进机构8连接；

所述纵向支架5设置前后行进轨道，小横向支架6架设于所述前后行进轨道内，小横向支架6与前后行进机构7连接；

所述自动翻箱机械手的第三手臂3架设于小横向支架6上。

进一步，所述自动翻箱机械手的第三手臂3侧壁设置齿条301；所述齿条301正对的小横向支架6上还设置有上下行进机构，所述上下行进机构包括电机和与电机连接的齿轮，所述齿轮与齿条301啮合。

进一步，所述自动翻箱机械手的第三手臂3侧壁设置限位条；所述小横向支架6上设置有卡位机构601，所述卡位机构601与所述限位条卡紧。

进一步，所述左右行进机构8包括架设于架体上的电机与同步带，所述纵向支架5连接于所述同步带，由所述同步带带动沿横向支架4的左右行进轨道移动。

进一步，所述前后行进机构7包括架设于纵向支架5上的电机与同步带，所述小横向支架6连接于所述同步带，由所述同步带带动沿纵向支架5的前后行进轨道移动。

本发明的有益效果是：

第一：本发明的自动翻箱机械手实现了自动抓取、翻箱操作；机械手上设置双吸盘，通过第一吸盘抓取箱体后自旋转将箱体翻转，传递至上方的第二吸盘；切换完成后，第一吸盘水平旋转让出位置，第二吸盘下降，将翻箱后的箱体放下。这样，在一个机械手上，既实现一般抓取，码垛，又可实现抓取后翻转在码垛的功能；

第二：含有自动翻箱机械手的在线翻箱装置自由度更多，完全满足辐照生产线的在线抓取、码垛、翻箱要求，使辐照过程自动化程度大大提高，也减少了大量的人工劳动，生产效率大大提高。

附图说明

图1是本发明自动翻箱机械手的结构示意图；

图2是本发明自动翻箱机械手的第一手臂结构示意图；

图3是本发明的在线翻箱装置结构示意图；

图4是本发明的在线翻箱装置的局部放大结构示意图；

图5是辐照生产线结构示意图。

附图中：1：第一手臂；101：第一吸盘；102：第一电机；103：第二电机；104：垂直轴；105：水平轴；2：第二手臂；201：升降轨道；202：第二吸盘；203：升降机构；204：第三电机；205：第二垂直轴3：第三手臂；301：齿条；4：横向支架；5：纵向支架；6：小横向支架；601：卡位机构；7：前后行进机构；8：左右行进机构；9：上下行进机构。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本发明设计了自动翻箱机械手，既实现一般抓取，拆垛、码垛，又可实现抓取后翻转在码垛的功能；还设计了含有自动翻箱机械手的在线翻箱装置，其自由度更多，完全满足辐照生产线的在线抓取、码垛、翻箱要求，使辐照过程自动化程度大大提高。

如图1、图2所示，本发明的自动翻箱机械手，自动翻箱机械手，其包括第一手臂1、第二手臂2、第三手臂、第一吸盘101、第二吸盘202；所述第一手臂1与第二手臂2通过垂直轴104连接；所述垂直轴104为旋转轴，第一手臂1可以垂直轴104为轴旋转；所述第二手臂2内设置第二电机103，所述第二电机103与垂直轴104连接，为第一手臂1的水平旋转提供动力。

所述第二手臂2与第三手臂3通过第二垂直轴205连接；所述第二垂直轴205为旋转轴，第三手臂3可以第二垂直轴205为轴旋转；所述第三手臂3内设置第三电机204，一个优选的方案中，第三电机204与第二垂直轴205之间通过相互啮合的齿轮传动。第三电机204通过齿轮带动第二手臂旋转。

第一手臂1还设置自旋转机构，所述自旋转机构以水平轴105为旋转轴；所述自旋转机构与第一吸盘101固定连接；所述自旋转机构包括第一电机102，第一电机102与水平轴105之间优选设置垂直啮合的齿轮，水平轴105前端连接第一吸盘101，这样在第一电机102的带动下，第一吸盘101绕可水平轴105实现自旋转。

第二手臂2侧壁设置升降轨道201，第二吸盘202与升降轨道201滑动连接。所述第二手臂2内设置升降机构203，一个优选的方案中，所述升降机构203包括电机、丝杠、传动块，所述丝杠与升降轨道201平行设置，丝杠通过传动块与第二吸盘202连接，丝杠上部连接电机，由电机带动第二吸盘202升降。

上述的自动翻箱机械手，可实现对箱体自动抓取、翻箱操作，具体如下：

通过第一吸盘101抓取箱体后，可以通过第一手臂1、第二手臂2的旋转调整位置进行码垛，如需进行翻箱操作，第一吸盘101自旋转将箱体翻转，传递至上方的第二吸盘202；切换完成后，第一吸盘101水平旋转让出位置，第二吸盘202下降，将翻箱后的箱体放下。这样，在一个机械手上，既实现一般抓取，码垛，又可实现抓取后翻转在码垛的功能。

为了配合辐照生产线在线使用，本发明设计了在线翻箱装置（如图3、图4所示），除包含自动翻箱机械手以外，还包括架体、前后行进机构7和左右行进机构8；

所述架体包括横向支架4、纵向支架5、小横向支架6；所述横向支架4、纵向支架5、小横向支架6均为双排结构；

所述横向支架4设置左右行进轨道，纵向支架5架设于所述左右行进轨道内，纵向支架5与左右行进机构8连接；所述左右行进机构8包括架设于架体上的电机与同步带，所述纵向支架5连接于所述同步带，由所述同步带带动沿横向支架4的左右行进轨道移动。

所述纵向支架5设置前后行进轨道，小横向支架6架设于所述前后行进轨道内，小横向支架6与前后行进机构7连接；所述前后行进机构7包括架设于纵向支架5上的电机与同步带，所述小横向支架6连接于所述同步带，由所述同步带带动沿纵向支架5的前后行进轨道移动。

所述自动翻箱机械手的第三手臂3架设于小横向支架6上。

为了实现自动翻箱机械手的升降，一个优选方案中，所述自动翻箱机械手的第三手臂3侧壁设置齿条301；所述齿条301正对的小横向支架6上还设置有上下行进机构，所述上下行进机构包括电机和与电机连接的齿轮，所述齿轮与齿条301啮合。在自动翻箱机械手升降过程中，为了对升降位置进行限位，保持升降稳定，所述自动翻箱机械手的第三手臂3侧壁设置限位条；所述小横向支架6上设置有卡位机构601，所述卡位机构601与所述限位条卡紧。

实施例1

本实施中，结合如图5所示的辐照生产线，说明在线翻箱装置的使用过程。图5中，C为辐照区，U形的箱体流水线，在A、B之间的位置设置如图3所示的在线翻箱装置，图3中，为了避免混乱，只显示了双侧架体和其中一侧的自动翻箱机械手，另一侧的机械手与其完全相同。

在流水线中，通过前后行进机构、上下行进机构的移动，将摆放于流水线外的箱体由第一吸盘101抓取后，依次放置于流水线上，经过一次辐照后，实现翻箱操作。第一吸盘101自旋转将箱体翻转，传递至上方的第二吸盘202；切换完成后，第一吸盘101水平旋转让出位置，第二吸盘202下降，由于流水线的箱体一直在行进，左右行进机构在此过程中也一直在移动，保证第二吸盘202下降放箱时，将翻箱后的箱体放至原来位置。然后第一吸盘101、第二吸盘202归位，自动翻箱机械手归位，进行下一轮翻箱操作。

本实施例中，设置双侧的架体与自动翻箱机构是配合“U”形的生产线使用，满足生产线中箱体在行进过程的翻箱要求，实现自动化生产作业。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施方式而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.自动翻箱机械手，其特征在于：其包括第一手臂（1）、第二手臂（2）、第三手臂、第一吸盘（101）、第二吸盘（202）；

所述第一手臂（1）与第二手臂（2）通过垂直轴（104）连接；所述垂直轴（104）为旋转轴，第一手臂（1）可以垂直轴（104）为轴旋转；

所述第二手臂（2）与第三手臂（3）通过第二垂直轴（205）连接；所述第二垂直轴（205）为旋转轴，第三手臂（3）可以第二垂直轴（205）为轴旋转；

第一手臂（1）还设置自旋转机构，所述自旋转机构以水平轴（105）为旋转轴；所述自旋转机构与第一吸盘（101）固定连接；

第二手臂（2）侧壁设置升降轨道（201），第二吸盘（202）与升降轨道（201）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的自动翻箱机械手，其特征在于：所述自旋转机构包括第一电机（102），第一电机（102）与水平轴（105）之间设置垂直啮合的齿轮，水平轴（105）前端连接第一吸盘（101）。

3.根据权利要求1所述的自动翻箱机械手，其特征在于：所述第二手臂（2）内设置第二电机（103），所述第二电机（103）与垂直轴（104）连接。

4.根据权利要求1所述的自动翻箱机械手，其特征在于，所述第二手臂（2）内设置升降机构（203），所述升降机构（203）包括电机、丝杠、传动块，所述丝杠与升降轨道（201）平行设置，丝杠通过传动块与第二吸盘（202）连接，丝杠上部连接电机，由电机带动第二吸盘（202）升降。

5.根据权利要求1所述的自动翻箱机械手，其特征在于，所述第三手臂（3）内设置第三电机（204），第三电机（204）与第二垂直轴（205）之间通过相互啮合的齿轮传动。

6.含有如权利要求1～5任一所述的自动翻箱机械手的在线翻箱装置，其特征在于：其还包括架体、前后行进机构（7）和左右行进机构（8）；

所述架体包括横向支架（4）、纵向支架（5）、小横向支架（6）；所述横向支架（4）、纵向支架（5）、小横向支架（6）均为双排结构；

所述横向支架（4）设置左右行进轨道，纵向支架（5）架设于所述左右行进轨道内，纵向支架（5）与左右行进机构（8）连接；

所述纵向支架（5）设置前后行进轨道，小横向支架（6）架设于所述前后行进轨道内，小横向支架（6）与前后行进机构（7）连接；

所述自动翻箱机械手的第三手臂（3）架设于小横向支架（6）上。

7.根据权利要求6所述的在线翻箱装置，其特征在于：所述自动翻箱机械手的第三手臂（3）侧壁设置齿条（301）；所述齿条（301）正对的小横向支架（6）上还设置有上下行进机构，所述上下行进机构包括电机和与电机连接的齿轮，所述齿轮与齿条（301）啮合。

8.根据权利要求6所述的在线翻箱装置，其特征在于：所述自动翻箱机械手的第三手臂（3）侧壁设置限位条；所述小横向支架（6）上设置有卡位机构（601），所述卡位机构（601）与所述限位条卡紧。

9.根据权利要求6所述的在线翻箱装置，其特征在于：所述左右行进机构（8）包括架设于架体上的电机与同步带，所述纵向支架（5）连接于所述同步带，由所述同步带带动沿横向支架（4）的左右行进轨道移动。

10.根据权利要求6所述的在线翻箱装置，其特征在于：所述前后行进机构（7）包括架设于纵向支架（5）上的电机与同步带，所述小横向支架（6）连接于所述同步带，由所述同步带带动沿纵向支架（5）的前后行进轨道移动。