CN112657845A - 一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物流运输拾取设备，具体是一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手,包括竖直设置的导向件和铰接在所述导向件端部的两个对称设置的夹持件，夹持件通过滑杆组件连接所述导向件，在所述夹持件的内侧设置有夹持齿；导向件上部滑动设置有与所述滑杆组件通过压簧弹性抵接的活动件，活动件与所述滑杆组件之间还设置有屈服结构；活动件顺着导向件竖直向下滑动从而借助压簧带动驱动件下移，摆臂跟随下移，进而带动两侧的夹持件相互靠拢闭合夹紧货物；在夹紧货物后活动件继续下移，此时驱动件不再下移，而屈服结构让位，压簧被压缩，从而使驱动件和活动件发生相对位移，进而加大夹持件对货物的弹性夹持力。

Description

一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手

技术领域

本发明涉及一种物流运输拾取设备，具体是一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手。

背景技术

随着电商的高速发展，人们享受着网购的便利也同样想尽快的拿到自己精心选购的物品。这就给物流配送带来了考研而由于每个分拨中心的仓库的规模、订单数量和货物种类不同，分拣方式也不同。

目前常见的分拣方式依旧是人工分拣，以人工肉眼分辨搬运为主，但随着电商的发展，订单分拣量迅速增大，配送区域增多，而人工成本也越来越高、效率低且错误率、管理效率和用户体验等需求都发生了变化时，单凭人工分拣必将无法完成分拣任务，甚至会拖了配送效率与服务质量的后腿。

因此，需要开发一种能够代替人工分拣的机械手以克服上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，包括弹性夹持结构，所述弹性夹持结构包括竖直设置的导向件和铰接在所述导向件端部的两个对称设置的夹持件，所述夹持件通过滑杆组件连接所述导向件，在所述夹持件的内侧设置有夹持齿；

其中，在所述导向件上部滑动设置有与所述滑杆组件通过压簧弹性抵接的活动件，所述活动件与所述滑杆组件之间还设置有用于在所述夹持件夹持重物时滑杆组件相对所述活动件弹性让位的屈服结构；

所述压簧套合在所述导向件上，所述滑杆组件包括套合在所述导向件下部的驱动件和用于连接所述驱动件与所述夹持件的摆臂，所述摆臂的一端同所述驱动件枢接，其另一端同所述夹持件外壁枢接；

带弹性夹持结构的物流分拣用机械手还包括用于固定所述导向件的顶部件，所述顶部件通过升降结构连接用于安装所述顶部件的安装座；

所述升降结构包括竖直固定在所述安装座上的缸体和同所述缸体同轴竖直滑动连接的伸缩杆，所述伸缩杆的上部同所述顶部件固定；

在所述顶部件和所述安装座之间设置有传动机构，所述传动机构通过横移组件连接所述活动件。

作为本发明进一步的方案：所述屈服结构包括竖直开设于所述活动件上的滑槽、滑动设置在所述滑槽内的滑块、以及用于连接所述滑块与所述驱动件的推杆；

所述推杆的一端同所述滑块枢接，其另一端同所述驱动件枢接，所述压簧在所述推杆的作用下保持受压。

作为本发明进一步的方案：所述安装座上竖直固定有穿过所述顶部件并与之滑动套合的竖直件，所述传动机构包括设置在所述竖直件和所述顶部件之间的旋转结构和用于连接所述旋转结构与所述横移组件的单向传输组件。

作为本发明再进一步的方案：所述旋转结构包括固定安装在所述竖直件侧壁上的直齿条和转动安装在所述顶部件上并与所述直齿条啮合的齿轮；所述单向传输组件连接所述齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述单向传输组件包括转动安装在所述顶部件上的转轮和转动嵌合在所述转轮外圈上的棘轮；

所述棘轮的内壁上沿圆周等距分布多个棘槽，在所述转轮的边缘通过弹性件摆动安装有用于同所述棘槽配合的棘齿，所述棘轮通过第一传动件连接所述齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述横移组件包括水平转动设置在所述顶部件上的丝杆、螺纹连接在所述丝杆上的丝套、以及用于连接所述丝套与所述活动件的连杆；

所述丝杆通过伞齿轮组连接所述转轮，所述连杆的两端分别同所述丝套和所述活动件铰接。

作为本发明再进一步的方案：所述伞齿轮组包括固定在所述丝杆端部的二号伞齿轮和转动设置在所述顶部件下方并与所述二号伞齿轮啮合的一号伞齿轮；

所述一号伞齿轮通过第二传动件连接所述转轮。

作为本发明再进一步的方案：所述顶部件的后部安装有卸载电机，所述卸载电机的输出轴连接所述丝杆；

所述丝杆通过链传动或带传动连接所述卸载电机的输出轴。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过活动件顺着导向件竖直向下滑动从而借助压簧带动驱动件下移，摆臂跟随下移，进而带动两侧的夹持件相互靠拢闭合夹紧货物；在夹紧货物后活动件继续下移，此时驱动件不再下移，而屈服结构让位，压簧被压缩，从而使驱动件和活动件发生相对位移，进而加大夹持件对货物的弹性夹持力，且由于两个夹持件与货物弹性接触，非刚性接触，不会破坏货物表面；

由缸体带动伸缩杆伸缩，从而带动顶部件上下升降，在顶部件下降的过程中带动传动机构动作，传动机构驱动横移组件水平活动，最终带动活动件向下移动配合两个闭合的夹持件夹持重物；在顶部件上升的过程中传动机构不动作，保证弹性夹持结构带动货物上升过程中不会松懈。

附图说明

图1为带弹性夹持结构的物流分拣用机械手的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大示意图。

图3为弹性夹持结构中活动件和滑槽以及滑块的结构示意图。

图4为带弹性夹持结构的物流分拣用机械手中竖直件和直齿条的结构示意图。

图中：1-安装座；2-竖直件；3-顶部件；4-缸体；5-伸缩杆；6-直齿条；7-齿轮；8-第一传动件；9-棘轮；10-转轮；11-棘齿；12-弹性件；13-第二传动件；14-一号伞齿轮；15-二号伞齿轮；16-丝杆；17-丝套；18-连杆；19-活动件；20-导向件；21-滑槽；22-滑块；23-压簧；24-驱动件；25-推杆；26-摆臂；27-夹持件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种弹性夹持结构，包括竖直设置的导向件20和铰接在所述导向件20端部的两个对称设置的夹持件27，所述夹持件27通过滑杆组件连接所述导向件20，在所述夹持件27的内侧设置有夹持齿；其中，在所述导向件20上部滑动设置有与所述滑杆组件通过压簧23弹性抵接的活动件19，所述活动件19与所述滑杆组件之间还设置有用于在所述夹持件27夹持重物时滑杆组件相对所述活动件19弹性让位的屈服结构；另外，所述压簧23套合在所述导向件20上，所述滑杆组件包括套合在所述导向件20下部的驱动件24和用于连接所述驱动件24与所述夹持件27的摆臂26，所述摆臂26的一端同所述驱动件24枢接，其另一端同所述夹持件27外壁枢接。

在本发明实施例中，通过活动件19顺着导向件20竖直向下滑动从而借助压簧23带动驱动件24下移，摆臂26跟随下移，进而带动两侧的夹持件27相互靠拢闭合夹紧货物；在夹紧货物后活动件19继续下移，此时驱动件24不再下移，而屈服结构让位，压簧23被压缩，从而使驱动件24和活动件19发生相对位移，进而加大夹持件27对货物的弹性夹持力，且由于两个夹持件27与货物弹性接触，非刚性接触，不会破坏货物表面。

在本发明实施例中，所述夹持齿为软性齿牙，软性齿牙可以是软质橡胶材质所制或内部充有可压缩气体的气囊，进一步增加货物的夹持弹性，保护货物表面不受损坏和划伤。

在本发明实施例中，所述导向件20为圆柱状导向杆，所述活动件19和所述驱动件24均为圆筒状轴套。

作为本发明的一种实施例，所述屈服结构包括竖直开设于所述活动件19上的滑槽21、滑动设置在所述滑槽21内的滑块22、以及用于连接所述滑块22与所述驱动件24的推杆25；

所述推杆25的一端同所述滑块22枢接，其另一端同所述驱动件24枢接，所述压簧23在所述推杆25的作用下保持受压。

在本发明实施例中，由于压簧23的弹力作用，使得滑块22保持在滑槽21内靠近驱动件24的一侧，在不夹持货物时，活动件19升降会带着驱动件24一同升降，只有在夹持货物并夹紧时，驱动件24不再跟随运动，此时滑块22在滑槽21内滑动让位，使压簧23被进一步压缩，从而借助压簧23的弹力向夹持件27施力并夹紧货物。

此外，本发明提出的一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，包括上述实施例所述的弹性夹持结构，还包括用于固定所述导向件20的顶部件3，所述顶部件3通过升降结构连接用于安装所述顶部件3的安装座1；

具体地，所述升降结构包括竖直固定在所述安装座1上的缸体4和同所述缸体4同轴竖直滑动连接的伸缩杆5，所述伸缩杆5的上部同所述顶部件3固定；

详细来说，在所述顶部件3和所述安装座1之间设置有传动机构，所述传动机构通过横移组件连接所述活动件19。

在本发明实施例中，通过缸体4带动伸缩杆5伸缩，从而带动顶部件3上下升降，在顶部件3下降的过程中带动传动机构动作，传动机构驱动横移组件水平活动，最终带动活动件19向下移动配合两个闭合的夹持件27夹持重物；在顶部件3上升的过程中传动机构不动作，即横移组件保持静止，保证弹性夹持结构带动货物上升过程中不会松懈。

在本发明实施例中，所述缸体4包括但不限于液压缸和气缸等常规动力缸体，利用气缸或者液压缸驱动伸缩杆5竖直伸缩横移组件不活动，由顶部件带动弹性夹持结构和其夹持的货物向上运动。

作为本发明的一种实施例，所述安装座1上竖直固定有穿过所述顶部件3并与之滑动套合的竖直件2，所述传动机构包括设置在所述竖直件2和所述顶部件3之间的旋转结构和用于连接所述旋转结构与所述横移组件的单向传输组件。

为了提高竖直件2和安装座1之间的稳定性，在本发明实施例中，所述安装座1上还安装有加强筋，所述加强筋呈直角三角形，直角三角形的一个直角边同所述竖直件2固定，另一直角边同所述竖直件2固定。

在本发明实施例中，通过缸体4和伸缩件5配合带动顶部件3顺着竖直件2升降，在升降过程中利用旋转结构动作带动单向传输组件与横移组件配合，实现升起时夹持件27不松懈，下降时夹持件27闭合。

作为本发明的一种实施例，所述旋转结构包括固定安装在所述竖直件2侧壁上的直齿条6和转动安装在所述顶部件3上并与所述直齿条6啮合的齿轮7；所述单向传输组件连接所述齿轮7。

在本发明实施例中，通过顶部件3升降带动齿轮7跟随升降，在升降的过程中利用固定的直齿条6驱动齿轮7转动，使得齿轮7一边升降一边自转。

作为本发明的一种实施例，所述单向传输组件包括转动安装在所述顶部件3上的转轮10和转动嵌合在所述转轮10外圈上的棘轮9；

进一步地，所述棘轮9的内壁上沿圆周等距分布多个棘槽，在所述转轮10的边缘通过弹性件12摆动安装有用于同所述棘槽配合的棘齿11，所述棘轮9通过第一传动件8连接所述齿轮7。

在本发明实施例中，当齿轮7转动时会通过第一传动件8带动棘轮9转动，棘轮9在逆时针转动时可通过棘齿11带动转轮10转动；而当棘轮9顺时针转动时，棘齿11压缩弹性件12让位，从而使得棘轮9和转轮10之间产生打滑现象。

在本发明实施例中，所述弹性件12包括但不限于扭簧。

作为本发明的一种实施例，所述横移组件包括水平转动设置在所述顶部件3上的丝杆16、螺纹连接在所述丝杆16上的丝套17、以及用于连接所述丝套17与所述活动件19的连杆18；

所述丝杆16通过伞齿轮组连接所述转轮10，所述连杆18的两端分别同所述丝套17和所述活动件19铰接。

在本发明实施例中，当顶部件3下降时带动棘轮9转动，转动的棘轮9驱动转轮10转动，转轮10带动伞齿轮组旋转，进而带动丝杆16转动，丝杆16驱动丝套17向靠近导向件20的一侧运动，利用连杆18带动活动件19向下运动，从而使两个夹持件27聚拢夹持货物。

作为本发明的一种实施例，所述伞齿轮组包括固定在所述丝杆16端部的二号伞齿轮15和转动设置在所述顶部件3下方并与所述二号伞齿轮15啮合的一号伞齿轮14；

所述一号伞齿轮14通过第二传动件13连接所述转轮10。

在本发明实施例中，在转轮10转动时利用第二传动件13带动一号伞齿轮14转动，一号伞齿轮14驱动二号伞齿轮15和丝杆16转动，从而驱动丝套17水平移动。

在本发明实施例中，所述第一传动件8和第二传动件13包括但不限于齿形带和V型带。

作为本发明的一种实施例，所述顶部件3的后部安装有卸载电机，所述卸载电机的输出轴连接所述丝杆16；

具体来说，所述丝杆16通过链传动或带传动连接所述卸载电机的输出轴。

在本发明实施例中，借助卸载电机启动带动输出轴转动，输出轴驱动丝杆16翻转，进而带动丝套17向远离导向件20的一侧运动从而使夹持于两个夹持件27之间的货物放下。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，其特征在于，包括弹性夹持结构，所述弹性夹持结构包括竖直设置的导向件(20)和铰接在所述导向件(20)端部的两个对称设置的夹持件(27)，所述夹持件(27)通过滑杆组件连接所述导向件(20)，在所述夹持件(27)的内侧设置有夹持齿；其中，在所述导向件(20)上部滑动设置有与所述滑杆组件通过压簧(23)弹性抵接的活动件(19)，所述活动件(19)与所述滑杆组件之间还设置有用于在所述夹持件(27)夹持重物时滑杆组件相对所述活动件(19)弹性让位的屈服结构；

所述压簧(23)套合在所述导向件(20)上，所述滑杆组件包括套合在所述导向件(20)下部的驱动件(24)和用于连接所述驱动件(24)与所述夹持件(27)的摆臂(26)，所述摆臂(26)的一端同所述驱动件(24)枢接，其另一端同所述夹持件(27)外壁枢接；

所述带弹性夹持结构的物流分拣用机械手还包括用于固定所述导向件(20)的顶部件(3)，所述顶部件(3)通过升降结构连接用于安装所述顶部件(3)的安装座(1)；所述升降结构包括竖直固定在所述安装座(1)上的缸体(4)和同所述缸体(4)同轴竖直滑动连接的伸缩杆(5)，所述伸缩杆(5)的上部同所述顶部件(3)固定；在所述顶部件(3)和所述安装座(1)之间设置有传动机构，所述传动机构通过横移组件连接所述活动件(19)。

2.根据权利要求1所述的一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，其特征在于，所述屈服结构包括竖直开设于所述活动件(19)上的滑槽(21)、滑动设置在所述滑槽(21)内的滑块(22)、以及用于连接所述滑块(22)与所述驱动件(24)的推杆(25)；

所述推杆(25)的一端同所述滑块(22)枢接，其另一端同所述驱动件(24)枢接，所述压簧(23)在所述推杆(25)的作用下保持受压。

3.根据权利要求1所述的一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，其特征在于，所述安装座(1)上竖直固定有穿过所述顶部件(3)并与之滑动套合的竖直件(2)，所述传动机构包括设置在所述竖直件(2)和所述顶部件(3)之间的旋转结构和用于连接所述旋转结构与所述横移组件的单向传输组件。

4.根据权利要求3所述的一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，其特征在于，所述旋转结构包括固定安装在所述竖直件(2)侧壁上的直齿条(6)和转动安装在所述顶部件(3)上并与所述直齿条(6)啮合的齿轮(7)；所述单向传输组件连接所述齿轮(7)。

5.根据权利要求4所述的一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，其特征在于，所述单向传输组件包括转动安装在所述顶部件(3)上的转轮(10)和转动嵌合在所述转轮(10)外圈上的棘轮(9)；

所述棘轮(9)的内壁上沿圆周等距分布多个棘槽，在所述转轮(10)的边缘通过弹性件(12)摆动安装有用于同所述棘槽配合的棘齿(11)，所述棘轮(9)通过第一传动件(8)连接所述齿轮(7)。

6.根据权利要求5所述的一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，其特征在于，所述横移组件包括水平转动设置在所述顶部件(3)上的丝杆(16)、螺纹连接在所述丝杆(16)上的丝套(17)、以及用于连接所述丝套(17)与所述活动件(19)的连杆(18)；

所述丝杆(16)通过伞齿轮组连接所述转轮(10)，所述连杆(18)的两端分别同所述丝套(17)和所述活动件(19)铰接。

7.根据权利要求6所述的一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，其特征在于，所述伞齿轮组包括固定在所述丝杆(16)端部的二号伞齿轮(15)和转动设置在所述顶部件(3)下方并与所述二号伞齿轮(15)啮合的一号伞齿轮(14)；

所述一号伞齿轮(14)通过第二传动件(13)连接所述转轮(10)。

8.根据权利要求6所述的一种带弹性夹持结构的物流分拣用机械手，其特征在于，所述顶部件(3)的后部安装有卸载电机，所述卸载电机的输出轴连接所述丝杆(16)；

所述丝杆(16)通过链传动或带传动连接所述卸载电机的输出轴。

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