CN201229260Y - 轻质圆柱体柔性抓取装置 - Google Patents

Abstract

一种轻质圆柱体柔性抓取装置，属用于卷烟生产线中对卷烟或滤棒进行采样的装置。由水平导轨和纵向导轨组成的二维移动机构，纵向导轨下端设置有样品抓取机构：多个吸头通过转轴首尾连接在一起，位于后端的吸头的尾部通过转轴铰接在纵向导轨上，每个吸头顶部的圆弧槽上开有多个小孔，各小孔与吸头内的一个长孔连通，长孔上设置有接管，接管连接抽取负压的软管。它具有一次多个采样、样品变形小、吸头安装位置有较大适应能力的优点。

Description

轻质圆柱体柔性抓取装置

技术领域

本实用新型涉及柱状产品抓取装置，特别是轻质圆柱体产品如卷烟和滤棒的抽样抓取装置制造领域。

背景技术

卷烟机或滤棒生产线在工作时需要对产品(卷烟和滤棒)的物理或化学指标进行测量，然后用测量结果来调整生产线，使得产品的实际指标靠近设定指标。以前的监控方法是人工巡回采样，使用离线的测量装置测量，然后把测量结果反馈回生产线进行控制。由于卷烟或滤棒在生产完成后，其物理指标会随着环境和时间的发生变化，所以离线太久后，样品的物理指标已不能与生产线上的产品完全一致，以至于调控生产线时只能靠经验调整。另外，由于现代的生产线生产速度已达到14000支/分，甚至达到30000支/分，离线测量后再反馈会生产线时，生产线其间已生产大量的产品。如果出现问题，就会造成大量的废品，带来高额的损失。如上所述，离线的方试的存在较大的问题，现在正在寻求尽量缩短时延的最佳方法。由于传感器和测量方法的限制，还不能实现在线测量，目前的普遍的解决方法是将测量装置安置在生产线附近，采用自动取样的方法将样品从生产线移动到测量装置。

目前自动取样有以下几种方法：(1)采用橡胶吸盘真空吸附的方式吸取被测样品。采用吸盘的方法无损于样品，但是吸头的定位比较困难。(2)改造生产线，在样品经过的路线的底部安装凹槽，用机械的方法将滚入凹槽的样品推出生产线。这种方法的弊端是需要改装生产线，而且部分生产线没有改装的空间。以上两种方法还存在一个共同的问题，那就是连续取多支样品时，时间间隔太长，不同样品代表的是不同时间点的情况。由于样品，特别是卷烟的物理特性测量结果离散性比较大，单支样品的物理特性有可能出现较大的偏离，不能代表该时间点的样品的平均状况，所以不能直接用来调整生产线的对应设置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种一次多支取样、样品变形小、吸头定位方便的轻质圆柱体柔性抓取装置。

本新型的目的是这样实现的：一种轻质圆柱体柔性抓取装置，包括，由水平导轨和纵向导轨组成的二维移动机构，纵向导轨下端设置有样品抓取机构：多个吸头通过转轴首尾连接在一起，位于尾端的吸头的尾部通过转轴铰接在纵向导轨上，每个吸头底部的圆弧槽上开有多个小孔，各小孔与吸头内的一个长孔连通，长孔上设置有气管接头(即接管)，连接抽取负压的软管。

本新型采用的方法是将多个钩形的吸头，柔性地连接在一起，从空中降落到样品导流槽中，调整吸头的方向，对准样品，并伸入样品流中。利用吸头对样品的阻碍，迫使样品进入吸头的弧形槽中，并利用弧形槽的真空气流将样品吸附在吸头内。然后利用提升和平移机构将样品放到测量装置的料斗中。

本实用新型的优点是：

1、避免对生产线进行改造，适应范围更广。

2、同时多支取样，避免单支样品不能代表平均值的问题。

3、抓取吸头的对于抓取装置的安装位置、安装角度有较大的适应能力。

纵向导轨安装在水平导轨的滑块上，与水平导轨的滑块一同水平移动。水平导轨、纵向导轨配合实现抓取头(即吸头)的两维移动功能。抓取头顶部通过一个旋转机构安装在纵向导轨的末端。旋转机构的功能是完成抓取头与样品的对齐。

4、样品采集可靠、样品变形小。

抓取装置上平行安装多个吸头，吸头的圆弧槽上开有多个小孔，各小孔与一个长孔连通，长孔与真空气流接通。当长孔接上真空气流后，吸头的圆弧槽将对周围产生真空吸力，能将附近的轻质样品吸附在圆弧槽上。

附图说明

图1是本实用新型(含样品测试装置)的示意图；

图2是图1所示抓取机构(处于工作状况)的结构示意图；

图3是图2所示抓取机构的剖面图；

图4是图3所示一个吸头的纵向剖面图。

具体实施方式

图1图2示出，立柱2固定在支座1上，水平导轨3设置在立柱上。纵向导轨4下端设置有旋转装置16和立轴11，立轴11下部固定有斜撑杆9，吸头53尾部通过转轴与斜撑杆铰接。水平导轨3和纵向导轨4组成二维移动机构，纵向导轨4下端设置有样品抓取机构5：多个吸头51、52、53通过转轴(如，吸头51尾部经转轴51a铰接在吸头52首部)首尾连接在一起，位于后端(图中右端)的吸头53的尾部通过转轴与斜撑杆9铰接，斜撑杆固定在纵向导轨4上(吸头53尾部也可通过转轴与纵向导轨铰接)。参见图3图4，每个吸头顶部的圆弧槽上开有多个小孔，各小孔与吸头内的一个长孔连通，长孔上设置有接管12，接管连接抽取负压的软管10。长孔的开口上设置有堵头15。吸头的圆弧槽的侧面呈钩形，其包覆样品的圆弧的一端低于样品6下表面，另一端略低于样品上表面(从另一角度也可以说，另一端超过样品上表面)。吸头与吸头之间用软管连接。每个吸头的软管10上设置有真空开关10a。每个吸头上设有正压气流接管13，该接管与吸头内的吹出孔连通。当吸头抓取样品6并移动到测试装置7上的料斗8上方位置时，通入正压气流，使样品脱离吸头，落入料斗中。前端第一个吸头51后的所有吸头52、53的接管12上固定有单向旋转挡板14。抓取装置由多个吸头通过转轴连接在一起，由于重力的关系，各吸头自由下落并被单向旋转挡板14阻挡而成一个平面，抓取头之间由于单向旋转挡板的作用，前部的吸头51、52只能向上旋转，而不能向下旋转。

吸头的小孔沿径向设置(即吸头的弧形槽所在圆弧的径向)，吸头内的长孔位于水平方向。

概括而言，整个装置由三大部分组成：

1、立柱及支座部分：立柱和支座是用来固定真空***；

2、水平导轨、纵向导轨及旋转机构：纵向导轨安装在水平导轨的滑块上，与水平导轨的滑块一同水平移动。水平导轨、纵向导轨主要完成抓取头的两维移动功能。抓取头安装在旋转机构上，旋转机构安装在纵向导轨的末端。旋转机构的功能是完成抓取头与样品的对齐；

3、抓取装置。

此外，配套的有抽真空装置等。

本测量夹持装置的工作过程：

1、水平导轨的滑块从测试装置移向生产线，然后纵向导轨从顶部下降，旋转装置转动直到吸头的圆弧槽和样品平行。纵向导轨下降过程是先快后慢，既节约时间又保证缓慢接触样品。

2、吸头进入样品区后，接通真空管路，吸取样品。在接触样品的过程中，吸头之间的挠性连接使其可以随着样品的起伏而起伏，既保持紧贴又不至于使样品变形。

3、当吸头吸取样品后，真空管路的真空度变大，置于真空管路中的真空开关会输出“已抓取”信号。当所有吸头都抓取到样品后，纵向导轨提起抓取装置，水平导轨横移到测试装置上方。

4、纵向导轨下降到合适高度，旋转装置转动，使样品对齐测试装置的料斗进料方向，断开真空管路，把样品放入料斗。

本装置的特点如下：

1、***由横向导轨、纵向导轨、旋转装置组成三自由度运动***。

2、纵向导轨下降时采用先快后慢的方式。

3、每个吸头配备一个真空开关，及时检测吸头内是否有样品。

4、采用多个吸取头，避免单一样品的测量误差。

5、吸头之间采用挠性连接，因重力原因自动下垂，又可向上单向转动，确保样品既不被破坏，又可靠接触。

6、吸头包覆样品的圆弧两端，一边低于样品下表面，一边接近样品的上表面，既保证只有一只样品被吸取，又保证样品堆积时有一定疏散空间，即吸头的圆弧槽的钩形弧面大于样品圆形断面周长的一半。

Claims (6)

1、一种轻质圆柱体柔性抓取装置，包括，由水平导轨(3)和纵向导轨(4)组成的二维移动机构，其特征是：所述纵向导轨(4)下端设置有样品抓取机构：多个吸头(51、52、53)通过转轴首尾连接在一起，位于后端的吸头(53)的尾部通过转轴(53a)铰接在纵向导轨(4)上，每个吸头顶部的圆弧槽上开有多个小孔，各小孔与吸头内的一个长孔连通，长孔上设置有接管(12)，接管连接抽取负压的软管(10)。

2、根据权利要求1所述轻质圆柱体柔性抓取装置，其特征是：所述前端第一个吸头(51)后的所有吸头(52、53)的接管(12)上固定有单向旋转挡板(14)。

3、根据权利要求2所述轻质圆柱体柔性抓取装置，其特征是：所述吸头的圆弧槽的侧面呈钩形，其包覆样品的圆弧的一端低于样品(6)下表面，另一端略低于样品上表面。

4、根据权利要求3所述轻质圆柱体柔性抓取装置，其特征是：所述每个吸头的软管(10)上设置有真空开关(10a)；每个吸头上设有正压气流接管(13)，该接管与吸头内的吹出孔连通。

5、根据权利要求1或2或3或4所述轻质圆柱体柔性抓取装置，其特征是：所述纵向导轨(4)下端设置有立轴(11)，立轴(11)下部固定有斜撑杆(9)，吸头(53)尾部通过转轴(53a)与斜撑杆铰接。

6、根据权利要求5所述轻质圆柱体柔性抓取装置，其特征是：还具有支座(1)和立柱(2)，立柱固定在支座上；水平导轨(3)设置在立柱上。

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