CN113021288A - 适用于机械手自动抓取工件的料架及其取放料方法 - Google Patents

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王佳
周峰
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Abstract

本发明公开了适用于机械手自动抓取工件的料架及其取放料方法。适用于机械手自动抓取工件的料架包括一底板，底板的前后两侧设有至少一个用于支撑工件外边缘的支撑件，支撑件包括立柱以及至少五个从上至下依次排布的支撑板，支撑板通过第一销轴与立柱铰接，支撑板上还安装有与第一销轴平行设置的第二销轴，立柱上开设有引导第二销轴运动轨迹的弧形引导槽；所有的支撑板中相邻的支撑板通过穿过第二销轴的连接片传动连接；第一销轴上还套设有用于支撑板复位的扭簧。本发明通过优化料架的结构，实现了工件直上直下的取料与放料，适用于直上直下的机械手的取放料。

Description

适用于机械手自动抓取工件的料架及其取放料方法
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体是料架。
背景技术
料架是工业生产过程中摆放物料的必不可少的工装。
现有的料架在进行板状工件分隔摆放，目前主要有两种摆放方式，方式一，将工件水平设置后横向***料架的插槽。方式二，将工件竖直设置后纵向***料架的插槽。
然而，上述两种方式，都无法适用于直上至下的机械手的抓取操作。
目前缺乏一种适用于直上直下的机械手抓取工件的料架。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供适用于机械手自动抓取工件的料架及其取放料方法，以解决以上至少一个技术问题。
本发明提供适用于机械手自动抓取工件的料架的取放料方法，以解决以上至少一个技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供了适用于机械手自动抓取工件的料架，包括一底板，其特征在于，所述底板的左右两侧设有竖直设置的限位件；
所述底板的前后两侧设有至少一个用于支撑工件外边缘的支撑件，所有的支撑件的中心围成多边形；
所述支撑件包括立柱以及至少五个从上至下依次排布的支撑板，所述支撑板通过第一销轴与所述立柱铰接，所述支撑板上还安装有与所述第一销轴平行设置的第二销轴，所述立柱上开设有用于支撑板绕着第一销轴旋转过程中引导第二销轴运动轨迹的弧形引导槽；
所有的弧形引导槽中位于最下方的弧形引导槽的圆心角小于其余弧形引导槽；且位于最下方的弧形引导槽是其余弧形引导槽的下端部；
位于最下方的支撑板沿着最下方的弧形引导槽进行水平设置的支撑状态、倾斜设置的半收纳状态的两个状态的旋转切换，其余的支撑板沿着弧形引导槽依次进行水平设置的支撑状态、倾斜设置的半收纳状态以及倾斜设置的收纳状态的三个状态的旋转切换；
所述支撑板处于收纳状态下，所述支撑板的正投影区域位于所述立柱的正投影区域内；
所述支撑板处于半收纳状态下，所述支撑板的正投影区域远离所述第一销轴侧外露出所述立柱的正投影区域；
所有的支撑板中相邻的支撑板通过穿过第二销轴的连接片传动连接，所述连接片上开设有用于给予第二销轴运动空间的开口槽；
所述第一销轴上还套设有用于支撑板复位的扭簧。
本发明通过优化料架的结构，实现了工件直上直下的取料与放料，适用于直上直下的机械手的取放料。通过支撑件以及限位杆实现工件的限位支撑。通过支撑板的角度可调，便于工件的纵向摆放以及取出。
当放料时，最下方的支撑板处于半收起状态，当第一个工件放下时，工件的下压力大于扭簧的扭力，最下方的支撑板被下压至与地面平行。放好一个工件后，最下方支撑板下压至与地面平行，而倒数第二个支撑板则被自动下拉至半收起状态，以此类推，直至所有支撑板上都放满工件。
当取料时，最上方的工件从支撑板上取出，此时支撑板靠着扭簧的力向上自动抬起至半收起状态，第二销轴沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的中间位置。当抓取第二个工件时，第二个支撑板通过扭簧的力向上自动抬起至半收起状态，此时，最上方的支撑板则通过扭簧回弹至收起状态，且第二销轴沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的顶部位置。重复上述步骤，可顺利取完全部工件。
进一步优选的，所述立柱的顶部安装有用于下压最上方的支撑板上摆放的工件的下压机构。
便于提高工件的摆放稳定性。
进一步优选的，所述下压机构是夹钳。
进一步优选的，所述底板上开设有定位销孔。
便于工件摆放后，将定位杆依次穿过工件上的定位孔以及定位销孔。实现定位。
进一步优选的，所述支撑板远离与所述立柱铰接的端部覆盖有橡胶层。
减少与工件接触处的磨损。
进一步优选的，所述限位件的内侧安装有第一PE块；
所述第一PE块以及所述第二PE块的顶部均为从外至内倾斜向下的引导部。
便于工件纵向摆入的引导，此外，通过PE材质避免工件与料架之间的相互磨损。
进一步优选地，所述立柱包括一呈U形的主框架、左挡板以及右挡板，所述弧形引导槽开设在主所述框架的左右两侧上，所述左挡板以及所述右挡板用于遮挡弧形引导槽；
所述左挡板以及右挡板通过螺栓与所述主框架可拆卸连接。
实现弧形引导槽的防护。
进一步优选的，所述底板的中央为网格板。
进一步优选地，所述支撑板远离所述第一销轴的顶部设有向上延伸的外凸部；
所述支撑板远离所述第一销轴的底部开设有嵌入位于下方的支撑板的外凸部的凹槽；
所述支撑板远离第一销轴侧的端部的下表面设有从邻近第一销轴侧至远离第二销轴侧倾斜向上的引导面；
所述引导面与所述凹槽相邻设置。
通过凹槽，便于相邻支撑板处于收纳状态下的紧贴，通过外凸弧形曲面，便于工件的向上抬升取出。
进一步优选地，所述扭簧的一个扭簧臂与所述立柱的内壁相抵，所述扭簧的另一个扭簧臂与所述第二销轴相抵，且位于所述第二销轴与所述支撑板之间区域。
便于支撑板的复位。
适用于机械手自动抓取工件的料架的取放料方法，包括一机械手，其特征在于，还包括所述适用于机械手自动抓取工件的料架；
所述机械手安装在一带动机械手上下运动的纵向运动机构上，所述纵向运动机构安装在一输送轨道上，所述机械手的底部安装有吸盘；
当放料时，机械手底部的吸盘吸附固定住工件；
初始状态下，最下方的支撑板处于半收起状态，当机械手将第一个工件放下时，工件的下压力大于扭簧的扭力，最下方的支撑板被下压至与地面平行，放好一个工件后，最下方支撑板下压至与地面平行，而倒数第二个支撑板则被自动下拉至半收起状态，重复上述步骤，直至所有支撑板上都放满工件；
当取料时，机械手底部的吸盘吸附住位于最上方的工件；
机械手向上提拉取出工件时，最上方的工件从最上方的支撑板上取出，此时，最上方的支撑板靠着扭簧的力向上自动抬起至半收起状态，第二销轴沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的中间位置，当抓取第二个工件时，第二个支撑板通过扭簧的力向上自动抬起至半收起状态，此时，最上方的支撑板则通过扭簧回弹至收起状态，且第二销轴沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的顶部位置，重复上述步骤，取完全部工件。
附图说明
图1为本发明具体实施例1的一种结构示意图；
图2为本发明具体实施例1另一视角下的一种结构示意图；
图3为本发明具体实施例1的一种俯视图；
图4为本发明具体实施例1摆放有工件状态下的一种结构示意图。
图5为本发明具体实施例1最下方的支撑板从半收起状态转化为支撑状态的局部结构示意图；
图5(A)为本发明具体实施例1最下方的支撑板处于半收起状态的局部结构示意图；
图5(B)为本发明具体实施例1最下方的支撑板处于支撑状态的局部结构示意图；
图6为本发明具体实施例1最下方的支撑板处于半收起状态的局部结构示意图；
图7为本发明图6结构的另一视角下的一种结构示意图；
图8为本发明具体实施例1最下方的支撑板处于半收起状态的局部结构示意图；
图9为本发明具体实施例1的支撑件的顶部的局部放大图；
图10为本发明具体实施例1的限位件的***分解图；
图11为本发明具体实施例1的支撑件的***分解图。
其中：1为底板、2为左限位杆，3为立柱，4为支撑板，6为右限位杆，7为支撑件，101为第一定位销孔，102为网纹钢板，103为第二定位销孔，201为矩形管、202为第一PE块、203为第一内六角螺栓、204为第一外六角螺栓，301为左挡板、302为主框架，303为右挡板，304为夹钳，305为第二PE块、306为第二内六角螺栓、307为沉头螺栓、308为第二外六角螺栓，310为第一销轴，312为第一连接片，313为第二销轴、314为第一支撑板、315为扭簧，316为第二连接片，317为第二支撑板，318为第三支撑板，319为销轴孔，320为弧形引导槽，321为底部引导槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
具体实施例1，参见图1至图3，适用于机械手自动抓取工件的料架，包括一底板1，底板1的左右两侧设有竖直设置的限位件。分别为左限位杆2以及右限位杆6。
底板1上开设有两个定位销孔(分别为第一定位销孔101以及第二定位销孔103)。便于料架摆放的定位。底板1的中央设有网纹钢板102。
底板的前后两侧设有至少一个用于支撑工件外边缘的支撑件7，所有的支撑件7的中心围成多边形；支撑件7包括立柱3以及至少五个从上至下依次排布的支撑板，支撑板通过第一销轴310与立柱3铰接。立柱上开设有第一销轴穿过的销轴孔319。支撑板上还安装有与第一销轴310平行设置的第二销轴313，立柱3上开设有用于支撑板绕着第一销轴310旋转过程中引导第二销轴313运动轨迹的弧形引导槽320；所有的弧形引导槽中位于最下方的弧形引导槽(底部引导槽321)的圆心角小于其余弧形引导槽；且位于最下方的弧形引导槽(底部引导槽321)是其余弧形引导槽的下端部；位于最下方的支撑板沿着最下方的弧形引导槽进行水平设置的支撑状态、倾斜设置的半收纳状态的两个状态的旋转切换，其余的支撑板沿着弧形引导槽依次进行水平设置的支撑状态、倾斜设置的半收纳状态以及倾斜设置的收纳状态的三个状态的旋转切换；支撑板处于收纳状态下，支撑板的正投影区域位于立柱的正投影区域内；支撑板处于半收纳状态下，支撑板的正投影区域远离第一销轴侧外露出立柱的正投影区域；所有的支撑板中相邻的支撑板通过穿过第二销轴313的连接片传动连接，连接片上开设有用于给予第二销轴313运动空间的开口槽；第一销轴310上还套设有用于支撑板复位的扭簧315。扭簧315的一个扭簧臂与立柱3的内壁相抵，扭簧315的另一个扭簧臂与第二销轴313相抵，且位于第二销轴313与支撑板4之间区域。便于支撑板4的复位。
所有的弧形引导槽中位于最下方的弧形引导槽(底部引导槽321)的圆心角不大于其余弧形引导槽的圆心角的一半。
所有的弧形引导槽中位于最下方的弧形引导槽(底部引导槽321)的圆心角为25°-35°。优选为31°。
所有的弧形引导槽除了最下方的弧形引导槽的其余弧形引导槽的圆心角为60°-78°。优选为69°。
收纳状态下，支撑板的支撑面与水平面的夹角为69°。半收起状态，支撑板的支撑面与水平面的夹角为31°。支撑状态下，支撑板的支撑面与水平面平行。
本发明通过优化料架的结构，实现了工件直上直下的取料与放料，适用于直上直下的机械手的取放料。通过支撑件7以及限位杆实现工件的限位支撑。通过支撑板的角度可调，便于工件的纵向摆放以及取出。
当放料时，最下方的支撑板处于半收起状态，当第一个工件放下时，工件的下压力大于扭簧315的扭力，最下方的支撑板被下压至与地面平行。放好一个工件后，最下方支撑板下压至与地面平行，而倒数第二个支撑板则被自动下拉至半收起状态，以此类推，直至所有支撑板上都放满工件。
当取料时，最上方的工件从支撑板上取出，此时支撑板靠着扭簧315的力向上自动抬起至半收起状态，第二销轴313沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的中间位置。当抓取第二个工件时，第二个支撑板通过扭簧315的力向上自动抬起至半收起状态，此时，最上方的支撑板则通过扭簧315回弹至收起状态，且第二销轴313沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的顶部位置。重复上述步骤，可顺利取完全部工件。
支撑板远离第一销轴的顶部设有向上延伸的外凸部；支撑板远离第一销轴的底部开设有嵌入位于下方的支撑板的外凸部的凹槽；支撑板远离第一销轴侧的端部的下表面设有从邻近第一销轴侧至远离第二销轴侧倾斜向上的引导面；引导面与凹槽相邻设置。通过凹槽，便于相邻支撑板处于收纳状态下的紧贴，通过外凸弧形曲面，便于工件的向上抬升取出。
立柱3的顶部安装有用于下压最上方的支撑板上摆放的工件的下压机构。便于提高工件的摆放稳定性。下压机构是夹钳304。
支撑板远离与立柱铰接的端部覆盖有橡胶层。减少与工件接触处的磨损。支撑板是包胶支撑板。
立柱3的顶部安装有用于下压最上方的支撑板4上摆放的工件的下压机构。便于提高工件的摆放稳定性。下压机构是夹钳304。
支撑板4远离与立柱3铰接的端部覆盖有橡胶层。减少与工件接触处的磨损。
限位件的内侧安装有第一PE块202。第一PE块的顶部均为从外至内倾斜向下的引导部。便于工件纵向摆入的引导，此外，通过PE材质避免工件与料架之间的相互磨损。限位件包括矩形管201，第一PE块202通过第一内六角螺栓203固定在矩形管上。矩形管201通过第一外六角螺栓204可拆卸安装在底板1上。
立柱3包括一呈U形的主框架302、左挡板301以及右挡板303，弧形引导槽开设在主框架302的左右两侧上，左挡板301以及右挡板303用于遮挡弧形引导槽。左挡板以及右挡板通过沉头螺栓307与主框架302可拆卸连接。主框架通过第二外六角螺栓308与底板1可拆卸连接。立柱3的内侧安装有第二PE块305。第二PE块305的顶部均为从外至内倾斜向下的引导部。便于工件纵向摆入的引导，此外，通过PE材质避免工件与料架之间的相互磨损。第二PE块305通过第二内六角螺栓306与主框架302可拆卸连接。第二PE块305可拆卸安装在右挡板上。右挡板包括相互垂直的安装部以及弯折部，安装部与主框架的侧壁贴合，弯折部与第二PE块可拆卸连接。
适用于机械手自动抓取工件的料架的取放料方法，包括一机械手，其特征在于，还包括适用于机械手自动抓取工件的料架；
机械手安装在一带动机械手上下运动的纵向运动机构上，纵向运动机构安装在一输送轨道上，机械手的底部安装有吸盘；
当放料时，机械手底部的吸盘吸附固定住工件；
初始状态下，最下方的支撑板处于半收起状态，当机械手将第一个工件放下时，工件的下压力大于扭簧的扭力，最下方的支撑板被下压至与地面平行，放好一个工件后，最下方支撑板下压至与地面平行，而倒数第二个支撑板则被自动下拉至半收起状态，重复上述步骤，直至所有支撑板上都放满工件；
当取料时，机械手底部的吸盘吸附住位于最上方的工件；
机械手向上提拉取出工件时，最上方的工件从最上方的支撑板上取出，此时，最上方的支撑板靠着扭簧的力向上自动抬起至半收起状态，第二销轴沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的中间位置，当抓取第二个工件时，第二个支撑板通过扭簧的力向上自动抬起至半收起状态，此时，最上方的支撑板则通过扭簧回弹至收起状态，且第二销轴沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的顶部位置，重复上述步骤，取完全部工件。
机械手安装在一带动机械手上下运动的纵向运动机构上，纵向运动机构安装在一输送轨道上，机械手的底部安装有吸盘。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.适用于机械手自动抓取工件的料架，包括一底板，其特征在于，所述底板的左右两侧设有竖直设置的限位件；
所述底板的前后两侧设有至少一个用于支撑工件外边缘的支撑件，所有的支撑件的中心围成多边形；
所述支撑件包括立柱以及至少五个从上至下依次排布的支撑板，所述支撑板通过第一销轴与所述立柱铰接，所述支撑板上还安装有与所述第一销轴平行设置的第二销轴，所述立柱上开设有用于支撑板绕着第一销轴旋转过程中引导第二销轴运动轨迹的弧形引导槽；
所有的弧形引导槽中位于最下方的弧形引导槽的圆心角小于其余弧形引导槽；且位于最下方的弧形引导槽是其余弧形引导槽的下端部；
位于最下方的支撑板沿着最下方的弧形引导槽进行水平设置的支撑状态、倾斜设置的半收纳状态的两个状态的旋转切换，其余的支撑板沿着弧形引导槽依次进行水平设置的支撑状态、倾斜设置的半收纳状态以及倾斜设置的收纳状态的三个状态的旋转切换；
所述支撑板处于收纳状态下，所述支撑板的正投影区域位于所述立柱的正投影区域内；
所述支撑板处于半收纳状态下，所述支撑板的正投影区域远离所述第一销轴侧外露出所述立柱的正投影区域；
所有的支撑板中相邻的支撑板通过穿过第二销轴的连接片传动连接，所述连接片上开设有用于给予第二销轴运动空间的开口槽；
所述第一销轴上还套设有用于支撑板复位的扭簧。
2.根据权利要求1所述的适用于机械手自动抓取工件的料架，其特征在于：所述立柱的顶部安装有用于下压最上方的支撑板上摆放的工件的下压机构。
3.根据权利要求2所述的适用于机械手自动抓取工件的料架，其特征在于：所述下压机构是夹钳。
4.根据权利要求1所述的适用于机械手自动抓取工件的料架，其特征在于：所述底板上开设有定位销孔。
5.根据权利要求1所述的适用于机械手自动抓取工件的料架，其特征在于：所述支撑板远离与所述立柱铰接的端部覆盖有橡胶层。
6.根据权利要求1所述的适用于机械手自动抓取工件的料架，其特征在于：所述限位件的内侧安装有第一PE块；
所述立柱的内侧安装有第二PE块；
所述第一PE块以及所述第二PE块的顶部均为从外至内倾斜向下的引导部。
7.根据权利要求1所述的适用于机械手自动抓取工件的料架，其特征在于：所述支撑板远离所述第一销轴的顶部设有向上延伸的外凸部；
所述支撑板远离所述第一销轴的底部开设有嵌入位于下方的支撑板的外凸部的凹槽；
所述支撑板远离第一销轴侧的端部的下表面设有从邻近第一销轴侧至远离第二销轴侧倾斜向上的引导面；
所述引导面与所述凹槽相邻设置。
8.根据权利要求1所述的适用于机械手自动抓取工件的料架，其特征在于：所述立柱包括一呈U形的主框架、左挡板以及右挡板，所述弧形引导槽开设在主所述框架的左右两侧上，所述左挡板以及所述右挡板用于遮挡弧形引导槽；
所述左挡板以及右挡板通过螺栓与所述主框架可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的适用于机械手自动抓取工件的料架，其特征在于：所述扭簧的一个扭簧臂与所述立柱的内壁相抵，所述扭簧的另一个扭簧臂与所述第二销轴相抵，且位于所述第二销轴与所述支撑板之间区域。
10.适用于机械手自动抓取工件的料架的取放料方法，包括一机械手，其特征在于，还包括根据权利要求1至9中任意一项所述适用于机械手自动抓取工件的料架；
所述机械手安装在一带动机械手上下运动的纵向运动机构上，所述纵向运动机构安装在一输送轨道上，所述机械手的底部安装有吸盘；
当放料时，机械手底部的吸盘吸附固定住工件；
初始状态下，最下方的支撑板处于半收起状态，当机械手将第一个工件放下时，工件的下压力大于扭簧的扭力，最下方的支撑板被下压至与地面平行，放好一个工件后，最下方支撑板下压至与地面平行，而倒数第二个支撑板则被自动下拉至半收起状态，重复上述步骤，直至所有支撑板上都放满工件；
当取料时，机械手底部的吸盘吸附住位于最上方的工件；
机械手向上提拉取出工件时，最上方的工件从最上方的支撑板上取出，此时，最上方的支撑板靠着扭簧的力向上自动抬起至半收起状态，第二销轴沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的中间位置，当抓取第二个工件时，第二个支撑板通过扭簧的力向上自动抬起至半收起状态，此时，最上方的支撑板则通过扭簧回弹至收起状态，且第二销轴沿着弧形引导槽运动至弧形引导槽的顶部位置，重复上述步骤，取完全部工件。
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