CN114476664A - 上料机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上料机，用于药物合成工艺中原料药的上料，所述上料机包括：工作台；上料机器人；存放区；开盒区；以及扫码器；其中上料机器人所配夹爪总成所配夹持头至少一个盒类物件的夹持和至少一个适于瓶类物件的夹持。基于本发明的上料机生产周期相对可控性更好。

Description

上料机

技术领域

本发明涉及一种适于对多种原料进行上料的上料机。

背景技术

2019年以来，新型冠状病毒肺炎疫情的流行引起了国际社会的关注，mRNA疫苗作为预防COVID-19的主力军之一，也已经证明了它的功效与市场潜力。在新型冠状病毒抗原蛋白确定之后，需要针对氨基酸序列设计相应的mRNA序列。因为每种氨基酸对应的密码子有多种选择，这就对密码子的筛选提出了新的挑战，人工筛选存在着速度慢、易出错等缺陷，急需mRNA高通量合成设备的替代。需知，例如合成药物往往需要在一个相对洁净的环境内操作，而相对洁净的环境往往适配于一个相对密闭的舱室，因此对于例如用于移液的枪头，需要成盒地被布置在所述舱室内，而需要为枪头盒适配料仓装置，以在一次备料后可以满足一个周期的生产。

同样地，对于药品合成的其他原料、耗材等，都需要配备满足一个生产周期的全部物料，因而上料机的配置变的非常必要。

在一些应用场景中，上料机需要完成多种原料的上料，在传统的应用中，通常为每一种原料配置一个独立的上料机构，显而易见的是，上料机构的齐备也必然会导致空间占用的相对较大，并且考虑到各个上料机构间可能存在的运动干涉，上料机整体的设计难度和整体的装配要求会有更高的技术要求。另需说明的是，在越来越多的应用中，生产线需要被布设在一个相对洁净的环境中，因此，包括上料机构在内的工艺设备往往需要被设置在一个相对密闭的环境中，一般而言，相对密闭的环境越大，其洁净的一致性和保持的难度也往往越大。

在例如中国专利文献CN214346302U所公开药品合成用医药中间体上料装置，其实质相当于单种原料上料的机构，其在一个桶状的料斗内设有搅拌装置，以及疏通装置等，在该种上料装置中，即便是只用于单种物料的上料，其整体结构仍相对较大，如果使用该种上料装置为多种原料上料时，势必会占据更大的空间。

相对于西药，中药原料药相对较多，中国专利文献CN113651088A公开了一种中药饮片调剂机自动上料***及其方法，其中，中药饮片调剂机自动上料***包括排布设置有多个调剂柜的自动调剂模块、药斗模块以及上料执行模块；其中上料执行模块包括一条轨道，轨道上运行有上料机械臂，在轨道的两侧则排布有调剂柜。在调剂柜阵列方向的一端，也就是相应于轨道的一端设有暂存台，暂存台上则用于药斗单元的暂存。使用时，上料机械臂夹持药斗单元至目的调剂柜，借以实现上料。该种方式只需要配一个上料机构，通过机械臂的通用性，以料斗单元为操作对象，以调机柜为目的给料方向实现上料。该专利文献给出了一个思路，即通过一个可以移动的机械臂，在较大的范围内进行配料，但由于其上料端，具体是暂存台基于水平流转的方式放置药斗单元，进而依靠在零点位置处扫码并拾取药斗单元的方式，实现不同药物的上料，换言之，每一个生产周期，药斗单元都要从前之后滚动一遍，功能实现上相对单一。

发明内容

在本发明的实施例中，提供了一种生产周期相对可控性更好的上料机。

在本发明的实施例中，所提供一种上料机，用于药物合成工艺中原料药的上料，所述上料机包括：

工作台，具有前后方向和左右方向，记左右方向为上料方向；

上料机器人，该上料机器人的座部固定安装在工作台上，上料机器人的多自由度机械臂的末端装有具备多个夹持头的夹爪总成；

存放区，为有序分布在工作台上的多个功能区的总成，至少用于分区存放原料药瓶、合成药瓶，以及枪头盒；

开盒区，位于工作台上并配有开盒机构，以对上料机器人移转过来的枪头盒进行开盒；以及

扫码器，位于工作台上料方向的末端，用于对上料机器人所拾取物件的扫描确认；

相应地，所述夹爪总成所配夹持头至少一个盒类物件的夹持和至少一个适于瓶类物件的夹持。

可选地，所述功能区中用于存放原料药瓶的第一区域配有恒温装置。

可选地，恒温装置具有多个子区域，以适配于不同的原料药。

可选地，存放枪头盒的第二区域位于工作台上料方向的最前级；

相应地，用于开盒的第三区域配有开盒装置，并且第三区位于第二区域的后级。

可选地，在第二区域内，将枪头盒分类分区存放，所对应移液枪头配有两种，并根据移液量的相对大小区分为大枪头和小枪头；

用于盛装小枪头的枪头盒被放置在小枪头盒料仓，用于盛装大枪头的枪头盒被放置在大枪头盒料仓。

可选地，小枪头盒料仓的存储容量大于大枪头盒料仓的存储容量；

其中，小枪头盒料仓配有竖向给料机构，以在竖直方向上对竖向堆叠码放的小枪头盒给料。

可选地，大枪头盒料仓内大枪头盒依单行、单列或者行列方式码放，在大枪头盒的仓体上相应于每个大枪头盒的放置位置设有用于检测大枪头盒有无的检测装置；

小枪头盒料仓在竖向设有满仓位和空仓位检测装置。

可选地，所述小枪头盒料仓包括：

机架；

约束总成，在机架上围合成进出料方向的料仓；

顶升部件，用于自料仓底部向出口顶升容置在料仓内的小枪头盒；

驱动机构，用于驱动所述顶升部件在进出料方向上做给定运动形式的运动；

其中，所述给定运动形式为每次驱动使顶升部件运行一个小枪头盒高度的行程。

可选地，所述顶升部件构造为：

第一结构，构成料仓的活动底板；

第二结构，为单个或多个顶持头，若为单个时，相应顶持头顶持的型心与位于最下面的小枪头盒下表面的型心吻合，若为多个时，多个顶持头顶持的合力为进出料方向的力，且该合力作用于小枪头盒的翻转力矩为0；

第三结构，料仓配有静定底板，顶升部件位于该静定底板的上方；或

第四结构，料仓配有静定底板，静定底板上开有槽或过孔，顶升部件为容置在槽内的部件或能够经由过孔而在进出料方向上穿越静定底板的部件；若底板上开槽，初始状态时顶升部件完全容置在槽内；

其中，相应于第四结构中静定底板上开槽时或第三结构，驱动机构自料仓一侧介入到料仓内以与顶升部件连接。

可选地，第四结构中，过孔与静定底板用于承托小枪头盒的表面部分共中轴线；或

在顶升部件对小枪头盒顶持力的作用线与小枪头盒的重力线重合的条件下，过孔一侧开有侧孔，该侧孔位于驱动机构所在侧，以避免运动干涉。

可选地，静定底板为开有U型过孔的静定底板；

U型过孔的U型口部构成所述侧孔。

可选地，大枪头盒料仓和小枪头盒料仓均配有防呆结构。

可选地，所述夹爪总成包括：

座板，用于夹爪总成在上料机器人上的连接；

第一电动夹爪，具有第一工作行程，且安装在座板预定方向的一端，以用于盒类物件的夹持；以及

第二电动夹爪，具有第二工作行程，且安装在座板预定方向的另一端，该第二电动夹爪的工作面中间设有圆柱面轮廓件定位结构，以用于瓶类物件的夹持，对应圆柱轮廓的轴线为竖直线；

其中，第一工作行程大于第二工作行程。

可选地，所述圆柱面轮廓件定位结构为V型槽或圆心角小于180度的圆柱面槽。

可选地，第一电动夹爪的夹爪体具有对合的一对夹板，相应的两夹板工作面设有弹性内衬。

在本发明的实施例中，利用机器人的机械臂的多自由度属性，在机械臂的末端安装具备多个夹持头的夹爪总成，夹爪总成则具有多个夹持头，且所配夹持头至少一个盒类物件的夹持和至少一个适于瓶类物件的夹持，从而适配不同物料的上料。进而，利用机械臂的多自由度属性，在机械臂运动的范围内分区放置物料，进而可以按照既定的上料顺序，依次拾取相关物料进行上料。在工作台存放区所承载的范围内，基于承载能力确定一个生产周期，从而使整体的生产周期在预先配料的情况下得到较好的控制，进而相关的上料机等可以位于一个整体的舱室内，而利于控制生产环境的相对洁净性。

附图说明

图1为一实施例中上料机前侧结构示意图。

图2为一实施例中上料机后侧结构示意图。

图3为一实施例中大枪头盒料仓结构示意图。

图4为一实施例中小枪头盒料仓结构示意图。

图5为一实施例中夹爪结构示意图。

图中：1.底框，2.脚轮，3.螺旋支脚，4.电控柜，5.循环泵，6.立柱，7.开盒区，8.大枪头盒料仓，9.第一开盒装置，10.第一原料药上料区，11.小枪头盒料仓，12.第二开盒装置，13.工作台，14.第二原料药上料区，15.第三原料药上料区，16.夹爪总成，17.上料机器人，18.显示装置，19第四原料药上料区，20.第三原料药上料区，21.扫码器，22.上框，23.控制器，24.散热水排区，25.仓体，26.传感器，27.大枪头盒，28.隔板，29.防呆槽，30.基座，31.滑块，32.下光电传感器，33.感应片，34.直线导轨，35.第一加强板，36.第一座板，37.第一减荷孔，38.第二加强板，39.第一安装板，40.第二减荷孔，41.上光电传感器，42.第三加强板，43.排气管接头，44.导向限位杆，45.过孔，46.托板，47.顶升板，48.转接板，49.伺服电机，50.第一电动夹爪，51.第二安装板，52.定位槽，53.第一安装孔，54.第二安装孔，55.座孔，56.第二座板，57.第三安装板，58.第二电动夹爪，59.橡胶内衬，60.V型槽。

具体实施方式

在机械领域，机器人***简称机器人，是指由视觉传感器、机械臂***（简称机械臂）及主控计算机组成，其中，机器人所配机械臂是指高精度、多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂***。因其独特的操作灵活性，而在机械领域得到了广泛的应用。

其中，机械臂普遍为多自由度机械臂，基于多自由度间的耦合，借以调整末端位姿。其中多自由度通常表现为级联的机械臂关节，鉴于机械臂已经是本领域的成熟技术，对于其基本结构在此不再赘述。

在本发明的实施例中，采用机器人，以及其所配机械臂的多自由度属性，利用多个自由度间的强耦合属性，调整末端位姿，理论上，在机械臂所及的范围内，其末端可以在任何一个位置停靠，本发明的实施例即对其的基本应用，利用多自由度机械臂的属性，而在工作台上划分多个区域，从而在使用时，将物料预先规律地放置在相应区域，由机械臂按照与之相配的预定的算法逐一的拾取相关物料。从而在一个生产周期内，按照预定的方案备料，在物料消耗完毕后进入下一个生产周期，再进行人工备料。

应知，对于上料一般都会有确定的上料方向，而在本发明的实施例中，例如工作台13，其台面用于存放物料、开盒装置等，在工作台的一个方向确定的末端通常为上料侧（上料端），因而，基于上料侧，不同的功能区域会有在上料方向上的确定的位置关系。这种确定的位置关系与机器人的动作顺序是一一对应的，该种对应关系属于机器人的常规模式，而无需付出创造性劳动得到。

另需说明的是，对于工作台13，其对物料的管理，在给定的算法下是确定的，适配于机械臂的控制而易于实现对物料的按序上料。

进而，上料在给定量的物料下，以及各物料间的数量关系确定的情况下，在一个生产周期内的需备的物料量也是确定的。

进而，对于例如枪头盒内枪头的使用量及其码放位置，在依序拾取的情况下，当前组的枪头的位置也是确定的。

在本发明的实施例中，所提供上料机适用于药物合成工艺中原料药的上料，在更具体的实施例中，原料药的凝聚形态为液态，原料药对应为液态原料药，以利于定量的使用移液枪取药，进而，将枪头盒也作为物料的组成部分，适配于移液枪的枪头盒（内装移液枪头，简称枪头）为必要的物料之一。

上料机的基本构成包括主机架、安装在主机架上的上料机器人17，以及配套的控制柜、散热装置、恒温装置等。其中，主机架是其他部件的安装基体，在图1例示的结构中其包括主框架和安装在主框架的上框22上的工作台13，关于框架结构的主框架，同时，上框22与底框1间使用立柱6进行连接，形成刚性框架，该种结构属于机械领域的常规配置，在图1和图2例示的结构中已经比较清楚的显示出来，在此不再赘述。

进而，主机架的主框架为型材或管材的焊接、铆接或者螺栓连接所形成的组装体，所采用型材可以是钢型材（型钢）、铝型材、工程塑料型材等，管材优选方管、矩形管管材，例如方钢管。

图1例示的结构中，在工作台13的下方构成一个柜体，该柜体可以是封闭的，也可以开放或者半开放结构，采用柜体结构时，需要配置柜门。

柜体所形成的舱室可以用于布设如图1中所示的电控柜4、散热水排区24、控制器23、循环泵5等。

加以对应的，于主框架的下部装有柜体部分用于托底的底柜板。

对应地，主框架的下部用于支撑底柜板的部分为图1中例示的底框1。

主框架下部装有螺旋支脚3，以支撑主框架，并进而用于例如工作台13的调平。

此外，在图1例示的结构中，主框架下部还装有脚轮2，以方便上料机的移动。

在静稳状态下，例如调整螺旋支脚3，提升主框架使脚轮2脱离支撑其的例如地面，以保证上料机的相对稳定性。而在需移动上料机时，调整螺旋支脚3，使脚轮2支撑在底面上，而螺旋支脚3脱离与地面的接触，进而可利用脚轮2移动上料机。

工作台13为物料的主要支撑体，为了方便描述，使用前后左右描述工作台13，即工作台13具有前后方向和左右方向。进一步地，记左右方向为上料方向。应知，在本发明的实施例中，采用前后左右描述工作台13仅用于方便描述工作台13，以及位于工作台13上的物件、其他部件等的位置关系，并不表示工作台13实际的方位与该用于描述工作台13的构成间位置关系的方位是一致的。

进而，为方便描述位置关系，在图1例示的结构中，以上料机器人17在工作台13上的位置为后，图1中的左右与工作台13的左右一致。

图1中，上料机器人17向后侧偏置，或者说在前后方向上向前或向后偏置，作为基本方位，此处的前后与前述的左右垂直。

在图1例示的结构中，将工作台13分成若干功能区，其中位于上料机器人17前侧的功能区主要有第一原料药上料区10、第二原料药上料区14、第三原料药上料区15和第四原料药上料区19，以及第五原料药上料区20，在确定各功能区位置的条件下，利于上料机器人17的上料操作。

该种以偏置方式布设上料机器人17有利于工作台13上各个功能区的在位置上的连续性，并降低运动干涉，也符合上料机器人17上机械臂的运动规律。

上料机器人17的具有多个自由度的机械臂用于控制夹爪总成16的位姿，从而载置夹爪总成16移动到例如小枪头盒料仓11的上方，下降，然后夹持一个小枪头盒，然后上升并移转至小枪头盒开盒装置处，下放，复位，小枪头盒开盒装置开盒，然后将开盒后的小枪头盒移转到其他位置，以利于例如移液枪直接拾取枪头。

关于夹爪总成16，其主要用于两类物料的夹取，其中一种物料是盒类物料，如枪头盒，另一类是瓶类物料，如原料药瓶。其中例如枪头盒，其具有规则的长方盒形结构，而对于原料药瓶，其具有圆柱面轮廓，均属于机械领域最常见物件的外形，因此适配相应的夹爪即可，相适配夹爪也属于机械领域的成熟产品，在此不再赘述。

进而，上料机器人17通过例如地脚螺栓固定安装在工作台13上。上料机器人17的固定设置，在于在大多数的配药应用中，在较长的时间内，上料机仅用于单一药品的配药，例如10年内仅用于制备同一种药品，因而在较长的时间内无需调整上料机器人17在工作台13上的安装位置。

有序化是上料机器人17按照预设方式依次上料的前提，因此，在本发明的实施例中对工作台13承载部分进行分区，从而形成存放区，其用于存放不同物料的单元记为功能区，或者说存放区为功能区的总成。功能区可以根据原料药、目的合成药，以及所配的耗材进行数量和位置上的匹配。

作为必要的组成部分，功能区至少包括用于存放原料药瓶的区域、用于存放目的合成药瓶的合成药瓶区域，以及耗材，例如用于存放枪头盒的区域。

在工作台上还设计有开盒区7，用于安置开盒机构，利用该开盒机构对上料机器人17移转过来的枪头盒进行开盒。

由于人工配料时，有可能会放错物料的位置，为此，配置扫码器21，将其配置在工作台13上料方向的末端，如图1中工作台13的右端，用于对上料机器人17所拾取物件的扫描确认，如果不是按序取得的正确物料，通过例如报警的方式提示人工在工作台13上的配料出现错误。

加以对应的，在上料机或者生产线的某个位置设置独立的报警器或者集成在其他输出设备上的报警装置，以及例如图1中例示的显示装置18等能够输出为操作人员所识别信号的、数据等的装置。

在配药工艺中，部分药物对环境温度有比较高的要求，因此在本发明的实施例中，于所述功能区中用于存放原料药瓶的第一区域配有恒温装置。

加以匹配的，所述恒温装置可以是例如水浴装置，而为其配置闭环的温控装置，例如在水浴的池内设置温度传感器，接入的控制器根据预设的温度区间调整例如电加热器的功率或者启闭，以使水浴内的水温维持在预设的范围内。

水浴还可以表现为是制冷方式，因某些原料药需要在相对低温的环境下保存，例如2~5℃，因此，需要配置相应的冷却循环，因而可以配置冷媒循环***，匹配有如图1中所示的散热水排区24，用作冷媒循环***的散热器部分。

有鉴于上料机只是生产线上的一个部分，对于例如前述的散热水排区24，可以适配于其他需要加热的部件，例如药物混合反应的位置，以提高整体的热利用率。具体地，需要冷却的原料药区域的热量通过冷媒循环***输送至需要加热的反应区或者说目的药制备区，即所述的散热器部分可以配置在合成目的药的工位。

进而，有鉴于不同的原料药合适的存放温度可能会有所不同，比如有些原料药适合存放的温区为2~5℃，有些则是4~6℃，有些可能是1~3℃，采用单一温区控制的难度相对较大，因此，将恒温装置分配成多个子区域，以适配于不同的原料药。

为获得相对较小的流转路径，以及较短的路径，存放枪头盒的第二区域位于工作台13上料方向的最前级。

相应地，用于开盒的第三区域（如图1中例示的开盒区7）配有开盒装置，并且第三区域位于第二区域的后级。

为了减少耗材的浪费，在第二区域内，将枪头盒分类分区存放，所对应移液枪头配有两种，并根据移液量的相对大小区分为大枪头和小枪头；

用于盛装小枪头的枪头盒被放置在小枪头盒料仓11，用于盛装大枪头的枪头盒被放置在大枪头盒料仓8。

应知，关于枪头盒，其适应枪头的高度而具有稍大于枪头高度的高度；枪头盒的侧面为柱面，该柱面具有四个相对明显的平面特征，即四个侧面，以及一个比较明显的以利于实现防呆的特征，即用于开启枪头盒的盒盖扣，同时某些枪头盒正面与背面形状稍有差异，这种差异也利于防呆结构的设计。枪头盒的正面为盒盖扣所在的一面。

此外，应知，对于枪头盒，基于层叠或者堆叠的方式码料，无论相邻物件间是否存在正上方或者正下方的特征，均可以使用上下进行描述。并且，在大多数的应用中，基于小枪头盒料仓11，枪头盒通常基于后入先出的方式进行出料。

关于约束，是理论物理学术语，是指对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体，在机械领域用作机械约束或限位件；应知，在本发明的实施例中，约束总成所限制的是枪头盒水平方向的自由度，其基本作用是对枪头盒起到围合作用。因此，可以理解的是，满足限制枪头盒水平方向的自由度即可，而并不表示只能是板体所形成的对侧向无遗漏的封隔。

在发明的实施例中，为了描述方便，而将例如小枪头盒依次堆叠的方向记为进出料方向，需知，在满足依次堆叠的情况下，该进出料方向并不要求是竖直方向，正如车辆爬坡时向上行驶，实质是斜向上，但使用向上行驶描述时并不会使人产生误解。

同样地，作为利于描述的内容，约束所限制的小枪头盒的水平自由度，更为准确的表述为与例如小枪头盒依次堆叠方向相垂直的平面内的自由度。若考虑防呆，该自由度包括转动自由度，如果不考虑防呆，该自由度可以只包括移动自由度。

在机械领域，机架既可以作为抽象概念，又可以作为具体概念，作为抽象概念时，其用作机构中相对静定的构件，而作为具体概念时则是指装置、设备或机器中的基础构架，例如减速箱的箱体。在发明的实施例中，除非特别说出，机架指小枪头盒料仓11的基础构架，如图4中例示的第一安装板39。

另外，作为第一安装板39的附属结构体，例如用于对第一安装板39进行结构加强的第三加强板42等，也构成机架的组成部分。

关于第三加强板42，在图4例示的结构中，其开有第二减荷孔40，以在满足对第一安装板39进行结构加强的情况下，使小枪头盒料仓11具备相对较小的重量。

基于同样的构思，图4例示的结构中还存在几处加强，如用于第一座板36与第一安装板39间连接结构加强的第二加强板38，用于顶升板47与转接板48间连接结构加强的第一加强板35，第一加强板35和第二加强板38也均可以开用于减轻其中量的结构，如图1中所示的第一减荷孔37等。

作为例如小枪头盒料仓11基础的构成，机架、约束总成、顶升部件和驱动机构被有序安排在小枪头盒料仓11的合理位置。其中，关于机架，如前所述，在发明的实施例中作为小枪头盒料仓11的基础构架，应知，例如图4中所示的第一座板36，本质上也可以作为机架的组成，但为了描述方便，而将其独立描述，该种描述方式并不影响本领域对机架的一般认知。

需知，在本发明的实施例中，区分了大小枪头盒料仓的盛装结构，但应当理解的是，大枪头盒相对于小枪头盒仅仅是尺寸规格的变化，因此，基于竖直方向给料的小枪头盒料仓11在调整了规格适应性后，也能够满足大枪头盒的盛装。同样地，适用于大枪头盒盛装的大枪头盒料仓8，在规格适配的情况下，也适用于小枪头盒的盛装。

图4中，作为机架主构成的第一安装板39处于竖直设置的状态，以满足无尘模组，例如无尘电动滑台的竖向安装。例如无尘模组，借助于结构刚度相对较佳的第一安装板39而维持相对较高的静刚度，从而确保无尘模组的运行精度。

基于前述的描述可推知，若例如约束总成自身具有较好的刚度，而顶升部件的工作并不依赖于例如第一安装板39的竖直状态时，第一安装板39可不具有前述的竖直状态，而整体上表现为一个座部。

图4例示的结构中由于作为顶升部件的顶升板47悬伸安装，实现其顶升的驱动机构为丝母丝杠机构，为了确保丝杠具有相对较好的静刚度，而采用竖向设置的第一安装板39。

此外，图4的丝母丝杠机构所采用的是套件，即市购的无尘模组（配有排气管接头43），自身具有相对较高的刚度，该无尘模组固定在第一安装板39上。

关于约束总成，基于前述的描述可知，主要用于限制例如小枪头盒水平方向的自由度，具体是移动自由度，而在优选的实施例中则同时限制水平面内的转动自由度。该转动自由度以例如小枪头盒进出料方向为轴向。

作为方位性特征，约束总成在小枪头盒的四周产生限位，从而小枪头盒在例如水平面内的移动自由度被限制。如物件为六面体，例如整体特征为长方体形状的盒子，可以使用面面配合的方式实现约束，例如使用板体限制盒子的侧面，在此条件下也同时限制了例如小枪头盒转动的自由度，最终保留的自由度是料仓进出料方向的自由度。

即便侧面为非规则的例如非圆柱侧面、底面为矩形的四棱柱侧面等，例如小枪头盒仍为前面所述的方位性特征所限制，不因其为异型而不受四方这一基本方位性特征的限制。

因在大多数的应用中，用作例如小枪头盒进出料的小枪头盒料仓11的进出料方向为竖直方向，因此在发明的实施例中以此为参考，该参考仅用于清楚的描述相关组成间的位置关系，而不构成对基础方位的限制。

具体例如顶升部件，其基于“顶升”，字面上具有上下方向的含义，但在发明基于顶升来确定进出料方向，该方向包括但不限于竖直方向。

进而，顶升部件被配置在料仓底部，相应地，顶升部件用于自料仓底部向上顶升容置在料仓内的例如小枪头盒；此处的“向上顶升”包括但不限于竖直向上顶升。

此外，顶升部件本身就有承托的能力，但并不表示其必然要独立承担承托功能的实现，例如图4所示的结构中枪头盒在装入料仓时，用作顶升部件的顶升板47与位于最下面的枪头盒间并不产生接触，以获得枪头盒初始的相对较高的位置精度。此时，枪头盒最初的位置精度由托板46提供。而在另一些实施例中，托板46可以省略，从而枪头盒装入料仓后，初始的位置精度由顶升板47提供。

关于驱动机构，则用于驱动所述顶升部件在进出料方向上做给定运动形式的运动。其中，所述给定运动形式为每次驱动使顶升部件运行一个物件高度的行程，从而在例如小枪头盒被取走一个后，驱动机构驱动顶升部件顶升物件组，使位于最上面的当前的小枪头盒处于适于被例如机械手所抓取的位置。

作为一般特征，例如小枪头盒的底面具有一定的面积，从而适于采用多种形式进行顶升，典型地则是直接使用例如板体进行顶升，如图4中所示的顶升板47。

作为可用的多种选择，在一些实施例中，顶升部件作为第一结构而被配置成料仓的活动底板，换言之，此时顶升部件既构成料仓的底板，又构成顶升板47。

作为进一步的考虑，如果顶升部件构成料仓的活动底板，在一些实施例中可以对其初始状态进行限位，具体是下行止点，可以采用刚性的约束，以获得相对较高的停靠精度，例如在机架上设置限位板，相应于预设的下行止点处承持顶升部件。

在一些实施例中，顶升部件可以被配置成顶持头，顶持头可以为一个，也可以为多个。从图4例示的结构中可以看出，在一些实施例中，约束可以采用具有导向功能的部件，如图4中所示的导向限位杆44，约束具有一定的导向性能，即便是顶升部件用于顶持位于最下面的例如钢板的面积比较小，也能够顺利地将例如小枪头盒顶出。

进一步地，若顶持头为单个时，相应顶持头顶持的型心与位于最下面的例如小枪头盒下表面的型心吻合。此处的顶持的型心是指顶持接触面的型心。如顶持头的上端面为圆，其型心为其圆心。如果是正方形，其型心为正方形的中心。

若顶持头为单个，其用于直接与例如小枪头盒接触的部分优选为端面结构，且端面面积不宜过小，避免盒体产生过量变形而对盒体所盛装物品产生损坏或者产生不可恢复的位置变动。

但综合而言，顶持头顶持物件时，以不产生翻转力矩为原则，即作用于例如小枪头盒的力恰好是进出料方向的力，从而作用于小枪头盒的翻转力矩为0。

加以对应的，若顶持头为多个时，多个顶持头顶持的合力为进出料方向的力，且该合力作用于物件的翻转力矩为0。

同时，作为对应性的选择，顶持头为多个时，对其中单个顶持头的承托面积相对有较低的要求。

顶持部件的第一结构，除了用作顶持的作动件外，还被复用为承托件；顶持部件的第二结构可以具有第一结构的两用性，也可以配合其他独立的承托部件。关于是否设置独立的承托部件，顶持部件的第三和第四结构中优先设置，此时，在这两种结构中，料仓配有独立的静定底板，如图4中例示的托板46。

其中，关于顶升部件的第三结构，料仓相应配有独立的静定底板，此时顶升部件位于该静定底板的上方，静定底板可以构成顶升部件的刚性限位部件，初始状态时顶升部件相当于位于料仓内的底部。

受静定底板对顶升部件限位的考虑，以及物件的形态，静定底板相应于顶升部件的第三结构，对自身形状的要求相对较低，因此，对于静定底板而言，在第三结构中不受“板”这一字面意思的限制，而仅用于术语的命名。

为降低位置干涉而影响例如小枪头盒在料仓内的位置精度（上下方向的位置精度），在一些实施例中采用顶升部件的第四结构，该第四结构如前所述，也配有独立的静定底板，相对于第三结构，静定底板上开有槽或过孔45，需要特别说明的是，该槽和过孔45用于容纳顶升部件，从而降低顶升部件与静定底板的干涉而影响物件在料仓内的位置精度，并不表示相应于第三结构静定底板不能开槽或者开孔，所开槽或孔与相应于第四结构的槽或过孔功能不同。

相应于顶升部件的第四结构，顶升部件可以容置在槽内的部件或能够经由过孔45而在进出料方向上穿越静定底板的部件；若底板上开槽，初始状态时顶升部件完全容置在槽内，从而避免初始状态时顶升部件与例如小枪头盒产生干涉或者相对于影响静定底板的支撑定位，换言之，小枪头盒的初始位置精度由静定底板所确定，静态的静定底板相对于可动的顶升部件，易于实现相对较高的位置精度。

有鉴于第三结构和第四结构中静定底板开槽的示例中，驱动机构在料仓下方设置相对困难，因此，相应于第四结构中静定底板上开槽时的示例或第三结构中，驱动机构自料仓一侧介入到料仓内以与顶升部件连接。

在顶升部件的第四结构的一些实现中，过孔45与静定底板用于承托例如小枪头盒的表面部分共中轴线，顶升部件借以易于实现顶升部件承托小枪头盒底部中心。而在另一些实现中，在顶升部件对小枪头盒顶持力的作用线与小枪头盒的重力线重合的条件下，过孔一侧开有侧孔，该侧孔位于驱动机构所在侧，以避免运动干涉，侧孔可以认为是介入孔，借以避免运动干涉。

图4例示的结构中，托板46所开过孔45使得托板46整体上表现为一个U型板，过孔45的侧口用于顶升板47与滑块31的连接。

将例如托板46配置成U型板，过孔45的成型难度相对较低，如果考虑整体的刚度，U型板的侧口处可以收窄，从而形成狭缝，狭缝满足顶升板47与例如滑块31的连接即可。

为方便描述，U型板状的例如托板46所开过孔45，整体上仍可被认为是U型孔，尽管在形制上表现为矩形口的形状。

关联于顶升部件和静定底板的部件为所述驱动机构，在发明的实施例中，驱动机构所提供的是直线运动。

在一些实施例中，作为驱动机构优选实施例的第一机构为丝母丝杠机构，丝母丝杠机构属于精密机构的一种，例如数控机床常用滚珠丝母丝杠机构作为主机构。相应地，所述顶升部件相应安装在丝母丝杠机构的丝杠螺母上，丝杠螺母与顶升部件间可以直连。而在更多的应用中，丝母丝杠机构配有导引结构，例如导杆或者导轨，进而提供与导杆或导轨配合成移动副的滑块31（在机床技术领域可称为拖板），丝杠螺母安装在滑块31上，滑块31为载体，进而将例如顶升板47安装在滑块31上。

在一些实施例中，可以采用运行相对平稳，且精度相对较高的液压缸作为驱动机构，记为第二机构。液压缸基于液压油的量而产生与之相应的运动量，由于液体压缩比几乎可以忽略不计，因此液压缸具有相对较高的精度，通过液压回路的给液量可以精确控制液压缸推杆的运动行程。在此类应用中往往需要配置流量计，以作为馈送元件。

此外，对于液压缸而言，还可以配置液压锁，以利于获得相对稳定的停靠位置。

相应地，第二机构中，所述顶升部件安装在液压缸的推杆上，液压缸可以立式地安装在料仓的下方，也可以偏置在料仓的一侧，当偏置在料仓一侧时，液压缸可以同时推动两块顶升板47工作，即配置有两个料仓，两个料仓间关于液压缸推杆的轴线对称，以平衡翻转力矩。

相应地，对于并列设置的两个料仓，也可以采用前述的对称设置的方式，由一个驱动机构驱动两块顶升板47，两块顶升板47作用于例如滑块31的力矩相互抵消。

独立驱动的优点是，如果下游工艺设备每次取一个例如枪头盒，驱动机构可以直接响应，而向上运动一个枪头盒的距离。

对应地，如果一个驱动机构驱动两块顶升板47，则需要两个顶升板47同高度的两个例如枪头盒被取走后，驱动机构才会做出响应。

在一些实施例中，还可以采用精度相对次之的第三机构，该第三机构以链机构和同步带机构为代表的，其精度相对较低，在于其配合间隙相对较大，但在采用精度相对较高的动力机的情况下，仍可获得可用的精度。

相应地，于链或同步带上装有连接部，所述顶升部件借由所述连接部安装在相应链或同步带上。

在图4例示的结构中，若所述驱动机构位于料仓的一侧，相应顶升部件自驱动机构向料仓的另一侧悬伸，图4中可见，用作顶升部件的顶升板47固定在滑块31上；悬伸会产生自然的挠曲，为此，图4中可见，顶升板47的下表面和滑块31间设有第一加强板35。

第一加强板35还可以表现为斜撑，斜撑可以采用杆件，而支撑在顶升板47的下表面与滑块31之间。

在一些实施例中，顶升板47还可以表现为自身刚度的增加，例如顶升板47的下表面设置加强筋。

加强筋的方向可以是纵横方向，也可以是单独的顶升板47的悬伸方向的加强筋，还可以是斜筋，即与顶升板47的悬伸方向成15~75度夹角的斜筋。

以上顶升板47的加强方式也同样适用于第一安装板39，图4中有具体的示意。此外，例如用于对第一安装板39进行加强的第三加强板42上开有第二减荷孔40，以减轻整体的重量。

例如顶升板47在图4的形制是矩形板，整体上是矩形板块结构，而对于例如枪头盒的支撑，如前关于顶升部件多种结构的描述可知，顶升板47即便是被配置成板块形状，仍有较多的可选择性，例如图4中所示的矩形实板，还可以选择为U型铲板、多孔板或环形板等具有等效的相对较大支撑面积的结构体。

如前所述，例如枪头盒，其相对的两面，尤其是前面（带有盒扣的一面）和后面（带有铰链的一面）往往存在差异，这种差异有利于防呆。

公知的，防呆是机械领域的一种常见术语，是指一种预防矫正的行为约束手段，运用避免产生错误的限制方法，让操作者不需要花费注意力、也不需要经验与专业知识即可直接无误地完成正确的操作，例如常见的手机有缺角的SIM卡，该缺口即防呆缺口，如果插反了，则插不进去。

因此，作为优选的结构，所述料仓具有防呆结构。

关于防呆结构，可以结合下文的围合成料仓的构造物进行说明。

如前文所述，料仓并不必然是具有侧面严格封隔的结构体，因此可具备多种构造方式。在图4例示的结构中，存在六根导向限位杆44，导向限位杆44的下端依次固定在托板46上，围合成料仓。相应地，围合根据物件的侧面轮廓进行设计。一般而言，例如盒盖扣通常具有突出于盒体的前表面，如果后侧的构造物相应于盒体装反时的位置设有例如导向限位杆44，该根导向限位杆44的设计位置与盒体后侧面相切，必然在盒体装反时盒盖扣与该根导向限位杆44会产生干涉而无法装入，借以实现防呆。

料仓的第二种构造形态记为第二构造物，整体上采用竖筒结构，于例如相应于盒盖扣的位置的料仓的前面板上开例如竖直槽，如果盒体装反，因料仓的后面板没有该竖直槽而无法装入。

料仓的第三构造物则是板条结构，相当于将第二构造物中的面板替换为板条，因物件为整体的物件，而非粉料或液体等，板条间间隙并不影响物件的装设，原理同第一构造物。

在一些实施例中还可以采用板条和杆件配合使用的形式，记为料仓的第四构造物，原理同第一构造物。

关于驱动机构所配的动力机，优选可以进行精确输出的伺服电机，可以根据输出的脉冲数精确的控制驱动机构的驱动量。

在前述的实施例中包含采用液压缸的驱动方式，如果采用液压缸，所适配的动力机则是液压站。

在一些实施例中，在机架上设有用于检测顶升部件上下止点位置和/或全程位置的检测部件。

在图4例示的结构中，配有两个光电传感器，一个用于检测滑块31下行到位的下光电传感器32和用于检测滑块31上行到位的上光电传感器41，其中，上光电传感器41检测到滑块31上行到位后，可以驱动报警器报警，需要装料，即上光电传感器41用于检测是否空仓。下光电传感器32检测滑块31到位，表示满仓。

到位检测的另一种检测元件是行程开关，其位置同光电传感器。

图4中，为了利于光电传感器的检测，在滑块31上还装有一感应片33，感应片33介入到光电传感器的口部，遮挡光线而为光电传感器所采样。同样地，感应片33具备一定的刚度，可以直接推动例如行程开关而使行程开关的状态翻转。

关于检测部件，还可以进行全程检测，全程检测主要采用两种方式，一种方式是采用光栅尺，另一种方式是采用例如旋转编码器，旋转编码器可以装设在驱动机构中具有转动运动能力的部件上。

全程检测与止点检测可以配合使用，可以理解的是，全程检测也可以完成止点检测。

图3为例示的一种大枪头盒料仓8的盛装状态，其前后与料盒的前后可以采用相同的参考系，也可以采用不同的参考系，可以根据料仓装置在生产线上的位置，以及与其他工艺设备间的整体布局去考量，在此不再赘述。就图3例示的结构而言，图3中的前面板与图中的大枪头盒27的前后不一致。

在本发明的实施例中，对例如大枪头盒27和对应的料仓装置采用不同的参考系进行描述。

一般而言，例如大枪头盒27，其盛装功能部主要是其盒体，因此，一般情况下盒体相对于盒盖有更大的深度。

图3例示一种料仓装置整体上表现为槽式结构，三个大枪头盒27容置在槽内，对于例如大枪头盒27而言，能够对其进行定位的方式有很多种，而不限于图3中例示的结构，因此，在整体上将料仓装置的构成分成三个主体构成，即前后约束、左右约束和承托部，并由此确定出料仓装置的基本参考系，即前后约束在位置上的前后，左右约束在位置上的左右，承托部在位置上的上下，从而确定出上下左右前后。

需说明的是，“给料”字面上有“主动”的含义，但在本发明的实施例中仅用于表示提供“料”，而不是通过给料机构上料。

关于前后约束，用以限定单行或双行排列的料盒的行向，如图3中所示的前面板；基于该部分内容可以理解的是“行向”由前后约束限定出来，而不表示在双行排列的实施例中粮仓装置的前后约束仅具有例如前面板、后面板，前后约束还可以包括中间面板，用于行间间隔。

同样地，基于前文的构思，行间间隔也并不必然选择为板体，只要能够有效的将两行料盒分隔开即可，例如可以是挡销、挡块或者其他能够将两行料盒分隔开的手段。

作为整体上的描述，关于前后约束和左右约束的结构确定，所使用的是基于所实现的功能所进行的确定，尽管图3例示的结构中侧板与前面板为两个板条，但应知，对于盒体而言，可以使用例如角件进行定位，或者仅使用两个对角配置的两个角件即可完成盒体的定位，一个角件实质包含了左右约束的构成，也包含了前后约束的构成，换言之，在本发明的实施例中，前后约束和左右约束并不是部件特征，而是结构特征。

同样地，对于左右约束，则用以限定料仓装置所盛装料盒的最大数量，换言之，左右约束中的左约束和右约束的间距决定了所盛装料盒的单行盛装量，借以限定出料仓装置所能够盛装料盒的最大数量。

关于左右约束的其余结构、位置、装配等方面的示例都可参照前后约束，在此不再赘述。

对于承托部，基本功能是承持料盒，如图3中所示的大枪头盒27。承托部的基本功能是承持或者说支撑，同样仅需要限制例如大枪头盒27的位置高度，或者说是料仓内料盒拾取工位的位置高度，例如大枪头盒27的底板通常为平板或者周缘相对较高、中间相对较低的凹面板，使用板对料盒进行支撑时，支撑的稳定性比较好。但对于例如大枪头盒27的支撑，以平面支撑为优选，以多点支撑为备选。

承托部在一些实施例中直接采用钢板或其他金属板、工程塑料板制作，为了减轻整体的重量，承托部可以使用例如网板（多孔板的一种）或者在钢板上开减荷孔的板体，例如盒体可以采用四角或对角的两角支撑的方式进行支撑，因此，对于承托部还可以使用环形件，只需确保例如大枪头盒27的周缘支撑在环形件上即可形成可靠支撑。

为描述方便，将承托部与所述前后约束和左右约束组配成的结构体称为定位总成，整体上用来定位料盒。

作为自动化生产线上的工艺设备，在料仓装置上配装检测元件，以整合入生产线的控制***中。

需要说明的是，在本发明的实施例中，前述的检测元件仅构成自动化生产线的组成部分，而不是全部，因此，在本发明的实施例中侧重于检测元件的存在设置以及其位置设置，而不涉及任何控制方面的内容。

设置检测元件的目的在于检测料盒的存在，整合入自动化生产线的控制***中，以用于料盒流转的基础。

图3例示的结构中，采用与大枪头盒27一一对应的传感器26来检测大枪头盒27的存在，传感器26安装在前面板，前面板在预定位置开有定位槽，用于传感器26的定位，以及传感器26上感性元件的介入。

传感器26可以采用例如光电传感器，也可以采用例如行程开关，还可以使用例如超声传感器。

对于例如行程开关的位置，其可以设置在如图3中所示的前面板上，也可以设置在承托部上，例如行程开关的推杆自承托部的下面探出，有料盒存在时，料盒将推杆压下，料盒被取走时，推杆复位，借以检测料盒的存在。

一般料仓装置位于整个生产线的最前端，其所盛装的例如大枪头盒27位置的正确性会影响后续工艺设备的操作难度，因此在优选的实施例中，该料仓装置设有防呆结构或防呆部件。

防呆通常利用例如料盒的自身轮廓，如前所述的盒扣、铰链相对于料盒前面板或后面板的突出性。在本发明的实施例中，防呆结构为相应于料盒的盒扣和/或铰链的让位槽或让位孔。

在图3例示的结构中，于隔板28上开有防呆槽29，防呆槽29在前后方向的位置与盒扣对位，而与隔板28相对的另一块板则是平板，在此条件下，如果大枪头盒27装反，则无法装下，从而实现防呆。

由于料盒普遍具有盒扣和铰链两个显著特征，且例如大枪头盒27基于料仓装置的结构特点而有多种装入方式，因此，防呆结构在本发明的实施例中的设置方式也相对灵活。

进一步地，若定位总成确定出单一长仓，防呆结构可以设置在左右约束或前后约束上，单一长仓需要料盒顺序布置，其总长度决定了料盒的放置产生了一处错就不能将最后一个料盒装入的问题，因此可以仅在左约束或者右约束上设置防呆结构。

同时，在只有一个长仓时，可以在例如前面板上针对每个料盒各设置一个防呆结构。

理论上，相对于单一的料盒，存在一个防呆结构即可满足防呆要求，但设置两个仍为可选。

若定位总成确定出一长形仓，于长形仓内设有给定数量的前后向的隔板28，而将长形仓分隔成若干分仓，在此情况下，相应于分仓，一个分仓、部分分仓或全部分仓设有防呆结构。其中全部分仓均设置防呆结构相对容易理解，对于一个分仓和部分分仓设置防呆结构，可以理解的是，工人装入料盒时，通常逐一的装入，基于防呆分仓的装入，非常容易发现装入的正确方向，因此，可以仅在部分分仓上设置防呆结构。

图3例示的结构中，大枪头盒27的数量为3个，在于这种平面布置料盒的应用中适用于一个工艺周期内料盒的用量相对较少，如果所需料盒数量较多，建议使用堆垛方式给料，避免平面布局时料盒占用较大的空间。

一般而言，一行料盒的数量为3~5个为宜，如果是两行，每行为3~5个为宜。

作为一种选择，左右约束中的一个约束为游动约束，并适配有用于左右约束在前后约束或承托部上锁合的锁合结构，以调整最大容置量。

进一步地，所述锁合结构配置为：

于前后约束或承托部上开有多组调整螺钉孔，游动约束上相应设有副孔，以通过调整螺钉锁合游动约束；

相应地，每组紧定螺钉孔确定游动约束的一个位置。

图3例示的结构中，在前面板上能够看到4个圆孔，表示为沉头螺钉孔，图中的沉头螺钉孔构成前述的调整螺钉孔，在不存在隔板28的实施例中，通过调整一个侧板的位置限定料仓的最大容置量。

为了方便例如机械手的操作，至少前后约束的高度低于料盒盒体的高度。从图3例示的结构可以比较明显的看出，例如前面板的高度低于大枪头盒27中间结合线的位置，该中间结合线表示盒盖扣合在盒体上的结合位置，暴露出槽的部分越大，越有利于例如机械手对大枪头盒27的拾取。

电动夹爪种类繁多，在本发明的实施例中优选平动电动夹爪。

本发明设计定型的上料机器人17所配夹爪总成16选配的电动夹爪为深圳市大寰机器人科技有限公司生产的电动夹爪，可以理解的是，电动夹爪的基本运动形式不因厂家的不同而不同。

需知，对于电动夹爪合钳的方向，一般定位向内，反之为向外。

另外，电动夹爪一般在四周均设有用于其固定的结构，以提高对不同机器人机械臂末端结构的适应性，并且在大多数情况下，所说的用于电动夹爪固定的结构一般是螺钉孔。

一般情况下，电动夹爪的夹爪往往配置于其下端，表现为如图5中所示的悬垂状态，换言之，用于电动夹爪安装的座，如图5中所示的第二座板56位于电动夹爪的上侧。

关于例如第二座板56，并不表示其必然具有板的属性，而仅用于表示其构成座。但作为必要技术特征的用于两电动夹爪间留出预定距离的限定，至少在选定的方向上，第二座板56应有合适的延展空间，以适配于相应的工艺设备，避免产生运动干涉。本领域的技术人员基于此可获得相应的设计依据，属于根据本发明可易于实现的内容。

前述的合适的延展空间，在选定的方向上被确定，该被选定的方向为权利要求书中所说的预定方向，为方便描述，在下文中统一参考图5而使用“左右方向”替代。

需知，关于电动夹爪，其一个重要参数是有效工作行程，在有效工作行程内夹持物件的夹持力大致是恒定力，该恒定力即其夹持力（工作参数之一），因此，夹持力也是电动夹爪的选型参数之一。例如对于瓶的抓取，过大的夹持力会导致瓶身碎裂。

一般而言，电动夹爪的有效工作行程与夹持力正相关，或者说电动夹爪越大，所提供的夹持力也越大。

为了方便描述，在下文中使用工作行程表示电动夹爪的有效工作行程。

图5例示的机器人夹爪总成，其基本结构包括一个第二座板56和安装在该第二座板56上的两个电动夹爪。其中第二座板56是该机器人夹爪总成在机械臂末端载置结构上安装的基础，可以理解的是，第二座板56的形状除了受两电动夹爪设计间距的影响外，还需考虑与机械臂末端载置结构的适配性，因此，第二座板56并不必然具有板的属性，尽管板体是第二座板56的优选结构。

第二座板56可以选用金属件，也可以选用工程塑料件，尤其是工程塑料在较多的应用中已经可以取代金属的情况下，在于工程塑料有不弱于金属的强度，且通常具有更小的密度。

图5例示的结构中，两电动夹爪在图5中表示为第一电动夹爪50和第二电动夹爪58，两电动夹爪分居于第二座板56的左右，其中第一电动夹爪50的工作行程相对较小，第二电动夹爪58的工作行程相对较大。两电动夹爪的夹爪均位于下端，工作时整体上呈悬垂状态，用于夹取工件后移转。

需知，随着技术的发展，具有可调工作行程的电动夹爪也已经出现，但其应用范围仍受限制，在于若特定的工艺需要相对较小的夹持行程，只需选择规格相对较小的电动夹爪即可，而没有必要选用工作行程相对较大的电动夹爪。电动夹爪工作行程的可调更多的是应用在生产线给料侧相对不稳定的场景。

需要说明的是，以上说明并没有排除工作行程可调、夹持力可调的电动夹爪在本发明实施例中的应用。但具有“相对大小”工作行程的两个电动夹爪，对于所要夹持的工件，鉴于工作行程本身提供了一定的规格裕度，两个电动夹爪即可满足较多的应用，由此确定的工作行程可调的必要性相对较低。并且两个电动夹爪分离开一定距离，避免相互间的干涉。

关于两个电动夹爪间的距离以100mm~200mm为宜。另外，需要说明的是，对于需要使用电动夹爪夹取的物件，往往位于工艺设备的给料区，该区域通常会被规范的划定，从而两电动夹爪基于适配间距可以在夹取物件时避免对给料区其他部件的干涉。

作为进一步的考虑，第一电动夹爪50和第二电动夹爪58的夹持方向平行，考虑这一手段的主要原因是电动夹爪往往在开合的方向上尺寸相对较大，且因开合而使得电动夹爪尺寸在开合的方向上变动。

关于第二座板56，在图5例示的结构中，第二座板56的座孔55向左侧偏置，而在一些实施例中第二座板56的座孔55居中设置。座孔55是与机械臂末端连接所适配的孔，其可以是用于装配而加以对位的孔，也可以是轴承座孔，从而使第二座板56具有绕座孔55轴线转动的自由度，还可以是减重孔，以减轻机器人夹爪总成的总重量。

座孔55用做轴承座孔时，表现为通过绕座孔55轴线180度的旋转，第一电动夹爪50与第二电动夹爪58间的位置调换，可以表现为工作位置的调换，其中一个夹爪处于备用状态，另一夹爪则处于工作状态。借助于该种结构可以有效减轻所载置机械臂的负担。

对于图5例示的结构，座孔55偏置图5中的左侧，可以借以区分两夹爪，不容易产生编程上的误操作。并且在大多数的应用中，两个夹爪可以不必更换位置，对应于不同的上料区，而各自适配有各自的程式。

由于电动夹爪的四周以及上端面均设有装配用的例如螺钉孔，因此，其装配灵活性比较好，考虑到整体的紧凑性，图5中第二电动夹爪58安装在第二座板56的右端侧面上，同样地，如果第一电动夹爪50安装在第二座板56的左端侧面上，在左右跨度相对较小的条件下，两电动夹爪可以具有相对较大的间距。

端面或者侧面定位的精度由第二座板56的加工精度所确定，在图5例示的结构中，于第二座板56的下表面开有定位槽52，借以提高例如第一电动夹爪50的装配精度。

对于第二电动夹爪58而言，其也可以采用定位槽52或者类似结构进行装配定位。

关于第一电动夹爪50和第二电动夹爪58的装配定位，于前述的内容中述及采用例如定位槽52进行定位，该定位可以是直接定位，也可以是间接定位，间接定位表示在装配上体现在使用连接板进行装配，如图5中所示的第二安装板51和第三安装板57，两安装板均为竖直板，而第二座板56则是水平板，竖直板与相应电动夹爪间则是侧面连接，即竖直板的侧面与电动夹爪的侧面进行对位装配。

关于电动夹爪的工作面，在大多数的应用中，电动夹爪的工作面为平面结构，平面结构具有广泛的适应性，如工件为圆柱体，夹持拾取本身在工件初始状态确定的条件下能够保证夹持以及工件在夹持状态下位姿的稳定性。平面结构对于例如长方盒体，基于面面配合形式的夹持，稳定性也相对较好。

在一些实施例中，第一电动夹爪50和/或第二电动夹爪58的工作面中间设有圆柱轮廓件定位结构，对应圆柱轮廓的轴线为竖直线；在优选的实施例中，所述圆柱轮廓件定位结构为V型槽60，V型槽60对圆柱直径具有较好的适应性。而在一些实施例中，圆柱轮廓件定位结构采用圆柱面结构，该圆柱面结构适应性稍差。如果对合的两个工作面均有V型槽60，则易于精确的拾取，在于对合的两个工作面所具有的V型槽60对夹圆柱面工件可使圆柱面工件的轴线大致构成两工作面的对称轴。

若只有一个电动夹爪设有圆柱轮廓件定位结构时，该电动夹爪为两电动夹爪中工作行程相对较小的电动夹爪，相对于盒，圆柱面结构的工件对工作行程的要求相对较低。

另外，如果采用圆柱面槽定位圆柱面轮廓件，圆柱面槽的圆心角应小于180度，以避免对夹产生的干涉而影响对夹的可靠性。

进一步地，若第一电动夹爪50或第二电动夹爪58所配工作面为平面，则该平面设有弹性内衬，如图5中所示的橡胶内衬59。

关于开盒装置，如第一开盒装置9和第二开盒装置12，其开盒原理完全相同，都基于例如枪头盒的结构特征，对于枪头盒而言，其通常是长方形盒子，其具有盒体和盒盖，盒体和盒盖在后侧通过铰链进行连接，而使盒盖相对于盒体具有绕铰链轴线转动的自由度，基于该转动而使得盒盖可以扣在盒体的口上或者向后翻转而脱开。

前述的铰链可以是单独的铰链构件，也可以是折痕，借助于折痕构造铰链也是塑料盒体比较常用的手段之一。并且基于折痕所形成的铰链，有一定的回弹力，从而在盒扣脱扣后，盒盖相对于盒体会自然张开一个角度，若盒体平放，该角度即相对于水平面的夹角。

在一些实施例中，开盒装置主要包括三个部分，依次是定位总成、开盒部分和翻盖部分。其中定位总成相对简单，只需要将盒子的合体部分嵌入即可，一般采用矩形槽即可。

而对于开盒部分，则可以上推枪头盒的锁扣即可脱锁。

而对于翻盖部分，则可以直接用推板或者能够推持盒盖下缘的摆转臂进行翻盖。

作为参照附图易于理解的部分，如仓体25、基座30、直线导轨34、伺服电机49、第一安装孔53、第二安装孔54不再一一详述。

Claims (15)

1.一种上料机，用于药物合成工艺中原料药的上料，其特征在于，所述上料机包括：

工作台，具有前后方向和左右方向，记左右方向为上料方向；

上料机器人，该上料机器人的座部固定安装在工作台上，上料机器人的多自由度机械臂的末端装有具备多个夹持头的夹爪总成；

存放区，为有序分布在工作台上的多个功能区的总成，至少用于分区存放原料药瓶、合成药瓶，以及枪头盒；

开盒区，位于工作台上并配有开盒机构，以对上料机器人移转过来的枪头盒进行开盒；以及

扫码器，位于工作台上料方向的末端，用于对上料机器人所拾取物件的扫描确认；

相应地，所述夹爪总成所配夹持头至少一个盒类物件的夹持和至少一个适于瓶类物件的夹持。

2.根据权利要求1所述的上料机，其特征在于，所述功能区中用于存放原料药瓶的第一区域配有恒温装置。

3.根据权利要求2所述的上料机，其特征在于，恒温装置具有多个子区域，以适配于不同的原料药。

4.根据权利要求1所述的上料机，其特征在于，存放枪头盒的第二区域位于工作台上料方向的最前级；

相应地，用于开盒的第三区域配有开盒装置，并且第三区域位于第二区域的后级。

5.根据权利要求4所述的上料机，其特征在于，在第二区域内，将枪头盒分类分区存放，所对应移液枪头配有两种，并根据移液量的相对大小区分为大枪头和小枪头；

用于盛装小枪头的枪头盒被放置在小枪头盒料仓，用于盛装大枪头的枪头盒被放置在大枪头盒料仓。

6.根据权利要求5所述的上料机，其特征在于，小枪头盒料仓的存储容量大于大枪头盒料仓的存储容量；

其中，小枪头盒料仓配有竖向给料机构，以在竖直方向上对竖向堆叠码放的小枪头盒给料。

7.根据权利要求6所述的上料机，其特征在于，大枪头盒料仓内大枪头盒依单行、单列或者行列方式码放，在大枪头盒的仓体上相应于每个大枪头盒的放置位置设有用于检测大枪头盒有无的检测装置；

小枪头盒料仓在竖向设有满仓位和空仓位检测装置。

8.根据权利要求5所述的上料机，其特征在于，所述小枪头盒料仓包括：

机架；

约束总成，在机架上围合成进出料方向的料仓；

顶升部件，用于自料仓底部向出口顶升容置在料仓内的小枪头盒；

驱动机构，用于驱动所述顶升部件在进出料方向上做给定运动形式的运动；

其中，所述给定运动形式为每次驱动使顶升部件运行一个小枪头盒高度的行程。

9.根据权利要求8所述的上料机，其特征在于，所述顶升部件构造为：

第一结构，构成料仓的活动底板；

第二结构，为单个或多个顶持头，若为单个时，相应顶持头顶持的型心与位于最下面的小枪头盒下表面的型心吻合，若为多个时，多个顶持头顶持的合力为进出料方向的力，且该合力作用于小枪头盒的翻转力矩为0；

第三结构，料仓配有静定底板，顶升部件位于该静定底板的上方；或

第四结构，料仓配有静定底板，静定底板上开有槽或过孔，顶升部件为容置在槽内的部件或能够经由过孔而在进出料方向上穿越静定底板的部件；若底板上开槽，初始状态时顶升部件完全容置在槽内；

其中，相应于第四结构中静定底板上开槽时或第三结构，驱动机构自料仓一侧介入到料仓内以与顶升部件连接。

10.根据权利要求9所述的上料机，其特征在于，第四结构中，过孔与静定底板用于承托小枪头盒的表面部分共中轴线；或

在顶升部件对小枪头盒顶持力的作用线与小枪头盒的重力线重合的条件下，过孔一侧开有侧孔，该侧孔位于驱动机构所在侧，以避免运动干涉。

11.根据权利要求10所述的上料机，其特征在于，静定底板为开有U型过孔的静定底板；

U型过孔的U型口部构成所述侧孔。

12.根据权利要求5所述的上料机，其特征在于，大枪头盒料仓和小枪头盒料仓均配有防呆结构。

13.根据权利要求1所述的上料机，其特征在于，所述夹爪总成包括：

座板，用于夹爪总成在上料机器人上的连接；

第一电动夹爪，具有第一工作行程，且安装在座板预定方向的一端，以用于盒类物件的夹持；以及

第二电动夹爪，具有第二工作行程，且安装在座板预定方向的另一端，该第二电动夹爪的工作面中间设有圆柱面轮廓件定位结构，以用于瓶类物件的夹持，对应圆柱轮廓的轴线为竖直线；

其中，第一工作行程大于第二工作行程。

14.根据权利要求13所述的上料机，其特征在于，所述圆柱面轮廓件定位结构为V型槽或圆心角小于180度的圆柱面槽。

15.根据权利要求13所述的上料机，其特征在于，第一电动夹爪的夹爪体具有对合的一对夹板，相应的两夹板工作面设有弹性内衬。

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