CN210557174U - 一种码垛机器人用抓手 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于物流仓储设备领域，具体涉及一种码垛机器人用抓手。本抓手包括安装座，安装座下方设置水平导向板；铲板、水平导向板及竖向连接板共同配合形成开口朝向水平导向板动作方向的直角槽状的滑台机构；安装座处还设置有以第二动力源驱动，以便配合铲板压紧位于滑台机构的槽腔内箱体的压板，所述压板位于滑台机构的槽腔内；本抓手还包括板面平行竖向连接板的竖向挡板，所述竖向挡板同样位于滑台机构的槽腔内，且竖向挡板的顶端向上延伸并避让开水平导向板后与安装座间彼此固接。本实用新型在实现便捷化的箱体抓取及搬运功能的同时，还能通过独特的侧部出料的方式，从而能确保箱体码垛后各箱体贴合紧密。

Description

一种码垛机器人用抓手

技术领域

本实用新型属于物流仓储设备领域，具体涉及一种码垛机器人用抓手。

背景技术

在现代生产中，每天需要对大量的成品包装纸箱进行码垛；如果这些繁杂的工作让人工去完成的话，不但麻烦，同时效率低且劳动强度大，显然不适合现代化的生产需要。为了提高工作效率，改善工作环境，大多数企业都采用自动包装码垛生产线来进行大规模批量生产，以便代替人工完成上述繁杂的工作。现有的自动包装码垛生产线主要由滚筒输送线及码垛机配合构成，以实现自动码垛。对于传统码垛机而言，其抓取多通过以下两种方式实现：其一是通过真空吸盘吸附物品顶部，然后将物品输送到理想的位置，再松开真空吸盘。另一种则是通过夹持爪来夹持物品侧面，之后将物品输送到理想的位置，再松开夹持爪。上述两种方式中，前者也即真空吸盘在输送质量较重的物品时，易出现物品坠毁和物品外壳损坏等情况，故应用领域较少。后者也即夹持爪的应用场合较多，并产生了诸多的衍生结构，诸如专利公告号为“CN204802657U”的实用新型名称为“一种码垛机抓取装置”以及专利公告号为“CN206795860U”的实用新型名称为“一种物流探测码垛机器抓手”的文本中均有相应描述。现有这类夹持爪型的抓手的使用缺陷在于：其一，由于采用的捏握抓取方式，因此在夹持较软的箱体时，易导致箱体损坏。其二，由于抓手夹持的是箱体的两相对侧面，因此箱体堆放后，箱体与箱体之间必须存在可供抓手伸入及退出的空隙，进而导致箱体与箱体之间间隙过大，这不仅极大的影响了箱体摆放的稳定性，同时也使得箱体摆放空间无谓增大，最终给实际仓储和搬运均带来诸多困扰。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理的码垛机器人用抓手，其在实现便捷化的箱体抓取及搬运功能的同时，还能通过独特的侧部出料的方式，从而能确保箱体码垛后各箱体贴合紧密，箱体存储时的空间利用率可得到显著提升。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种码垛机器人用抓手，其特征在于：本抓手包括固定于机器臂上的安装座，安装座下方设置水平导向板且两者间构成滑轨配合关系，所述水平导向板通过第一动力源驱动而可相对安装座产生导向滑移动作；水平导向板的下方布置可伸入箱体底部以便铲起箱体的铲板，铲板尾端与水平导向板尾端间通过竖向连接板固接彼此，以使得铲板、水平导向板及竖向连接板共同配合形成开口朝向水平导向板动作方向的直角槽状的滑台机构；安装座处还设置有以第二动力源驱动，以便配合铲板压紧位于滑台机构的槽腔内箱体的压板，所述压板位于滑台机构的槽腔内；本抓手还包括板面平行竖向连接板的竖向挡板，所述竖向挡板同样位于滑台机构的槽腔内，且竖向挡板的顶端向上延伸并避让开水平导向板后与安装座间彼此固接。

优选的，所述安装座包括外形呈长方板状的安装挡板以及固接于安装挡板上板面处的用于固接机械臂的安装法兰；所述第一动力源及第二动力源均为气缸；第二动力源为两组且分置于水平导向板的两板侧处且动作方向铅垂设置，压板水平状布置于水平导向板正下方处，且压板上板面固接第二动力源的活塞杆端；第一动力源的活塞缸及活塞杆端分别固接于安装座及水平导向板处，以便驱使水平导向板作往复直线导向动作。

优选的，水平导向板板面处铅垂向的贯穿有可供竖向挡板顶端穿过的穿行孔，所述穿行孔外形呈长方孔状且穿行孔的孔型长度方向平行水平导向板动作方向；所述穿行孔为两组且彼此并列布置，两组穿行孔之间区域构成可供第一动力源安置的安置区域，两组穿行孔的外侧分别布置一组导轨；两组导轨配合形成双列式轨道，安装挡板下板面处铅垂向下凸设有滑块以便与相应导轨间构成滑轨导向配合。

优选的，安装挡板的下板面处固接有用于增大安装挡板与水平导向板之间间隙的垫高块，垫高块的底端固接滑块顶端面，滑块再与导轨间构成滑轨配合；第一动力源的活塞缸通过固定块而固接于安装挡板下板面处，第一动力源的活塞杆端沿水平导向板动作方向而向水平导向板尾端方向延伸后，再通过浮动接头而固接于水平导向板上板面处。

优选的，本抓手还包括用于在第一动力源作回程动作时限位滑台最大回程位移量的限位块，所述限位块固接于水平导向板尾端上板面处，限位块与第一动力源的活塞杆端之间以所述浮动接头衔接彼此；限位块顶端固接阻尼限位器，所述阻尼限位器的感应端水平布置并指向安装挡板的尾端面处。

优选的，本抓手还包括阻止箱体从滑台机构的开口处滑出的阻挡机构，所述阻挡机构包括拨板，拨板的下侧杆身通过第一铰接座而铰接于安装挡板处；导向气缸的活塞缸通过第三铰接座而铰接于安装挡板上，所述拨板的尾端通过第二铰接座而铰接于导向气缸的活塞杆端处；所述第一铰接座、第二铰接座及第三铰接座的铰接轴线均水平设置且均垂直水平导向板的动作方向，以使得导向气缸作进程动作时，拨板可作下翻铰接动作。

优选的，所述安装挡板的前端侧部处铅垂向下延伸有延伸杆，延伸板底端再水平向外延伸出外翻边，外翻边的上板面的两端处分别布置所述第一铰接座及第三铰接座；以位于安装挡板一侧处的延伸杆、外翻边、导向气缸、拨板以及各铰接座而构成一组阻挡单元，所述阻挡单元为两组且对称分置于安装挡板两侧处。

优选的，所述拨板的前端设置有用于增大与箱体摩擦力的防滑齿。

优选的，铲板的前端处设置便于铲起箱体的斜坡段。

优选的，铲板下板面处、铲板与竖向连接板的衔接处以及竖向连接板与水平导向板衔接处均设置加强筋。

本实用新型的有益效果在于：

1)、在结合现***垛机器人的机械臂的基础上，本实用新型另辟蹊径的采用了开口方向朝向水平导向板动作方向的侧部进出料结构，其在实现便捷化的箱体抓取及搬运功能的同时，还能通过独特的侧部出料的方式，从而能确保箱体码垛后各箱体贴合紧密，箱体存储时的空间利用率可得到显著提升。

具体而言，一方面，通过将铲板、水平导向板及竖向连接板共同配合形成开口朝向水平导向板动作方向的直角槽状的滑台机构，使用时将滑台机构的开口朝向箱体而铲起箱体，此时箱体会自然的位于滑台机构内。之后，搭配压板的下压动作，可实现箱体的便捷固定及输送目的。而另一方面，安装座搭配竖向挡板而构成相对机械臂的静件，而滑台机构则构成动件。每当机械臂带动本实用新型及箱体运动至堆放点时，第一动力源驱动滑台机构相对安装座而产生直线动作，而位于滑台机构的槽腔内的箱体却因竖向挡板的存在而被阻挡，从而不会产生随动动作。这样，滑台机构会逐渐脱离箱体，使得箱体因无滑台机构的承载而自然下落至堆放点处，最终实现箱体逐层堆放目的。由于箱体在从本实用新型处卸货时，是从滑台机构的开口处脱出的，而该脱出方向又无任何额外部件阻挡，因此新卸货的箱体可紧贴之前已卸货的箱体而放置，从而确保箱体码垛后各箱体能贴合紧密。

2)、对于安装座而言，其是作为机械臂与滑台机构之间的衔接件而存在的。一方面，安装座通过安装法兰，从而实现了与机械臂之间的固接目的。另一方面，安装挡板的设置，提供了第一动力源及第二动力源以安装基体，并为水平导向板乃至整个滑台机构的往复直线位移动作提供了基础保证。两组气缸布置在水平导向板两侧，从而通过气缸的进程及回程动作，实现了位于滑台机构的槽腔内的压板的升降动作，以配合铲板压紧或放松箱体。一组气缸则布置在安装挡板与水平导向板之间的夹缝处，从而通过其伸缩动作，来实现整个滑台机构相对安装座的前后进退动作。滑台机构进，则为复位状态，此时竖向挡板位于滑台机构的槽底处，滑台机构的槽腔可在机械臂的带动下铲起箱体并容纳箱体。滑台机构退，则因竖向挡板的存在而使得箱体被留在原地，最终落入堆放点的指定位置处，其动作极为简洁稳定。

3)、由于竖向挡板位于水平导向板下方，而安装挡板则位于水平导向板上方，此时需在水平导向板处开设穿行孔，以便供竖向挡板的顶端从该穿行孔处穿出从而固接安装挡板。当水平导向板乃至整个滑台机构产生前后滑动动作时，竖向挡板与安装挡板作为静件是固定不动的，从而利用竖向挡板与滑台机构的相对动作而“推”出位于滑台机构槽腔内的箱体。

4)、垫高块的设置，目的在于抬升安装挡板，从而增大安装挡板与水平导向板之间间隙，以便于第一动力源的安装。浮动接头目的在于起到对第一动力源的动作方向的精准度的补偿功能，以确保第一动力源与滑台机构的动作方向的一致性。

5)、考虑到第一动力源在作回程动作时，由于竖向挡板的存在，可能出现滑台机构复位过度进而导致滑台机构撞击竖向挡板的状况发生。为避免上述状况，本实用新型增设了限制滑台机构复位时的最大位移量的限位块，以保证滑台机构的复位动作的精确性。与此同时，本实用新型还在限位块处增设阻尼限位器，该类型限位器市面有售，目的在于将原本限位块相对安装挡板尾端面的直接撞击，转变为更为柔和的缓冲碰触，保证本实用新型的实际使用寿命，并避免因撞击振动而导致的噪音过大等诸多问题的发生。

6)、阻挡机构的设置为本实用新型另一个重点部分。当箱体滑入滑台机构的槽腔内时，理论上通过压板的下压动作足以保证箱体的固定功能。然而，对于质地相对薄弱的箱体而言，压板往往不能足够的力道来固定箱体，此时需要配合阻挡机构，来实现对箱体的联合阻挡功能。当箱***于滑台机构的槽腔内时，首先压板下行而配合铲板初步固定箱体，之后导向气缸动作而带动拨板产生下翻铰接动作，从而使得拨板的顶端在下翻后直接施力抵靠在箱体外沿处；此时，箱体下行动作被铲板限位，箱体的前后动作分别被竖向挡板及拨板限位，而箱体的上行动作则被压板限位，这显然确保了箱体在搬运时的可靠固定目的。当然，第二铰接座的铰接轴线线应当高于第一铰接轴及第三铰接座的铰接轴线，以避免处于死点位置而无法动作，此处就不再赘述。

7)、进一步的，阻挡机构固定于安装挡板处延伸出的外翻边处，且分置于安装挡板的两侧，以保证对箱体的双点定位功能。必要时，拨板的前端还可设置有用于增大与箱体摩擦力的防滑齿，以进一步的提升相对箱体的固定效果。

8)、铲板的前端处设置便于铲起箱体的斜坡段，以提升铲板相对箱体的推进效率。而铲板下板面处、铲板与竖向连接板的衔接处以及竖向连接板与水平导向板衔接处均设置加强筋，目的在于提升上述部位的结构强度，以提升其实际使用寿命。

附图说明

图1为压板为平板结构时，本实用新型的立体结构示意图；

图2为图1所示结构的主视图；

图3为图2的左视图；

图4为图2的俯视图；

图5-6为压板处增设第二组阻挡件时，本实用新型的动作流程图。

本实用新型各标号与部件名称的实际对应关系如下：

10-安装座 11-竖向挡板 12-安装挡板

12a-垫高块 12b-滑块 12c-延伸杆 12d-外翻边 13-安装法兰

20-滑台机构 21-水平导向板 21a-穿行孔 21b-导轨

22-铲板 22a-斜坡段 23-竖向连接板

31-第一动力源 32-固定块 33-浮动接头

34-限位块 35-阻尼限位器

41-第二动力源 42-压板

51-拨板 51a-防滑齿 52-第一铰接座 53-第二铰接座

54-第三铰接座 55-导向气缸

60-加强筋

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-6，对本实用新型的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本实用新型的具体结构如图1-6所示，其主体结构由与码垛机器人的机械臂直接固接的静件、可相对静件作往复位移动作的动件、用于压紧箱体的下压件以及阻挡箱体外移的阻挡件四大部分组成。其中：

静件包括安装法兰13、安装挡板12以及竖向挡板11。安装法兰13底端与安装挡板12顶端固接，从而组合构成直接配合于机械臂处的安装座10。安装座10的尾端也即图3所述的左端与竖向挡板11的顶端相固接，也即整体形成类似角“L”字状布局，以保证竖向挡板11相对安装座10的结构一体化目的。

动件则为滑台机构20，主体部分由水平导向板21、竖向连接板23以及铲板22三部分组成，三者彼此衔接而形成如图1-3及图5-6所示的开口朝向水平导向板21动作方向的直角槽状结构。在图1、图3及图5-6中可看出，竖向挡板11在安装后是位于滑台机构20的槽腔内的，而当滑台机构20在第一动力源31驱动以及滑台与导轨21b的导向作用下而产生前后向往复导向动作时，又因水平导向板21上的穿行孔21a的存在，从而可保证竖向挡板11始终处于相对安装座10的静止状态，从而如图6所示的推出箱体。第一动力源31优选气缸，此时，如图3所示的，第一动力源31的活塞缸通过固定块32直接固定安装挡板12的右端下板面处或者说是前端下板面处，而第一动力源31的活塞杆端则依序固接浮动接头33以及限位块34后，再通过限位块34而固定在水平导向板21的左端上板面或者说是尾端上板面处。如图3-4所示的阻尼限位器35的设置，目的在于将原本限位块34相对安装挡板12尾端面的直接的刚性撞击，转变为更为柔和的缓冲碰触，保证本实用新型的实际使用寿命，并避免因撞击振动而导致的噪音过大等诸多问题的发生。由于整个滑台机构20为侧部偏心进出料，竖向连接板23需有足够的强度及刚度用以承载箱体重量，因此，可考虑以钣金件方式制作竖向连接板23，并在竖向连接板23的板背面处一体钣金出加强板筋结构，以进一步的保证其承力可靠性。

下压件则包括了水平布置的长方板状的压板42，压板42板长方向平行滑台机构20的槽长方向，且压板42上板面通过两组第二动力源41而产生升降动作，具体参照图1-3及图5-6所示。

而对于阻挡件也即阻挡机构而言，其由位于安装挡板12两侧处的延伸杆12c、外翻边12d、导向气缸55、拨板51以及各铰接座配合构成。当箱***于滑台机构20的槽腔内时，首先压板42下行而配合铲板22初步固定箱体，之后导向气缸55动作而带动拨板51产生下翻铰接动作，从而使得拨板51的顶端在下翻后直接施力抵靠在箱体外沿处。此时，箱体下行动作被铲板22限位，箱体的前后动作分别被竖向挡板11及拨板51限位，而箱体的上行动作则被压板42限位，这显然确保了箱体在搬运时的可靠固定目的。而实际上，具体表现在图5-6所示结构中时，压板42的前端也可以增设上述阻挡件，从而起到对相对小型的箱体的外移限位功能。换言之，由于阻挡机构包括了位于水平导向板21前端的第一组阻挡件以及位于压板42前端的第二组阻挡件：当用于装卸常规尺寸的箱体时，第一组阻挡件工作而第二组阻挡件不工作；而当装卸相对更小尺寸的箱体时，可第一组阻挡件不工作而第二组阻挡件工作，以提升本实用新型的适用面。

为便于理解本实用新型，此处结合图1-6，给出本实用新型具体工作流程如下：

1)、装箱：

本实用新型处于初始状态时，是如图1所示状态而固定于码垛机器人的机械臂上的。当需要进行码垛操作时，首先滚筒输送线输送箱体至指定位置，此时滚筒输送线末端处的顶升机构将箱体顶起，机械臂动作而带动本实用新型产生位移乃至旋转动作，以使得滑台机构20的开口也即图2所示的右侧口部能正对箱体。之后，机械臂继续动作，直至滑台机构20的铲板22由箱体下方铲入，整个箱体自然滑入滑台机构20的槽腔内。之后，压板42在第二动力源41作用下下行并压住箱体。同时，拨板51在导向气杆作用下产生下翻动作，从而阻挡箱体外移。此时本实用新型的工作状态参照图5所示，箱体被有效固定。

2)、搬运：

码垛机器人的机械臂动作，驱使本实用新型连带位于滑台机构20内的箱体一同动作至堆放点处。

3)、卸箱码垛：

当本实用新型在机械臂动作下位移至指定堆放点时。首先码垛机器人会根据堆放点处已堆放的箱体，而判断并旋转本实用新型的开口朝向。之后，压板42上行，拨板51打开以放开对箱体的外移限制。第一动力源31动作，推动整个滑台机构20如图6所示的产生直线位移动作。由于竖向挡板11的存在，箱体在滑台机构20位移时自身会不产生随动动作。滑台机构20位移至终点，而箱体则因滑台机构20的离开而在重力下自然下落至堆放点处，以完成码垛堆放操作。

4)、复位：

当箱体被码垛至堆放点后，第一动力源31重新驱动滑台组件复位。机械臂带动本实用新型重新位移至滚筒输送线末端处，以便进行下一轮的箱体码垛操作，以此循环。

Claims (10)

1.一种码垛机器人用抓手，其特征在于：本抓手包括固定于机器臂上的安装座(10)，安装座(10)下方设置水平导向板(21)且两者间构成滑轨配合关系，所述水平导向板(21)通过第一动力源(31)驱动而可相对安装座(10)产生导向滑移动作；水平导向板(21)的下方布置可伸入箱体底部以便铲起箱体的铲板(22)，铲板(22)尾端与水平导向板(21)尾端间通过竖向连接板(23)固接彼此，以使得铲板(22)、水平导向板(21)及竖向连接板(23)共同配合形成开口朝向水平导向板动作方向的直角槽状的滑台机构(20)；安装座(10)处还设置有以第二动力源(41)驱动，以便配合铲板(22)压紧位于滑台机构(20)的槽腔内箱体的压板(42)，所述压板(42)位于滑台机构(20)的槽腔内；本抓手还包括板面平行竖向连接板(23)的竖向挡板(11)，所述竖向挡板(11)同样位于滑台机构(20)的槽腔内，且竖向挡板(11)的顶端向上延伸并避让开水平导向板(21)后与安装座(10)间彼此固接。

2.根据权利要求1所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：所述安装座(10)包括外形呈长方板状的安装挡板(12)以及固接于安装挡板(12)上板面处的用于固接机械臂的安装法兰(13)；所述第一动力源(31)及第二动力源(41)均为气缸；第二动力源(41)为两组且分置于水平导向板(21)的两板侧处且动作方向铅垂设置，压板(42)水平状布置于水平导向板(21)正下方处，且压板(42)上板面固接第二动力源(41)的活塞杆端；第一动力源(31)的活塞缸及活塞杆端分别固接于安装座(10)及水平导向板(21)处，以便驱使水平导向板(21)作往复直线导向动作。

3.根据权利要求2所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：水平导向板(21)板面处铅垂向的贯穿有可供竖向挡板(11)顶端穿过的穿行孔(21a)，所述穿行孔(21a)外形呈长方孔状且穿行孔(21a)的孔型长度方向平行水平导向板(21)动作方向；所述穿行孔(21a)为两组且彼此并列布置，两组穿行孔(21a)之间区域构成可供第一动力源(31)安置的安置区域，两组穿行孔(21a)的外侧分别布置一组导轨(21b)；两组导轨(21b)配合形成双列式轨道，安装挡板(12)下板面处铅垂向下凸设有滑块(12b)以便与相应导轨间构成滑轨导向配合。

4.根据权利要求3所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：安装挡板(12)的下板面处固接有用于增大安装挡板(12)与水平导向板(21)之间间隙的垫高块(12a)，垫高块(12a)的底端固接滑块(12b)顶端面，滑块(12b)再与导轨间构成滑轨配合；第一动力源(31)的活塞缸通过固定块(32)而固接于安装挡板(12)下板面处，第一动力源(31)的活塞杆端沿水平导向板(21)动作方向而向水平导向板(21)尾端方向延伸后，再通过浮动接头(33)而固接于水平导向板(21)上板面处。

5.根据权利要求4所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：本抓手还包括用于在第一动力源(31)作回程动作时限位滑台最大回程位移量的限位块(34)，所述限位块(34)固接于水平导向板(21)尾端上板面处，限位块(34)与第一动力源(31)的活塞杆端之间以所述浮动接头(33)衔接彼此；限位块(34)顶端固接阻尼限位器(35)，所述阻尼限位器(35)的感应端水平布置并指向安装挡板(12)的尾端面处。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：本抓手还包括阻止箱体从滑台机构(20)的开口处滑出的阻挡机构(50)，所述阻挡机构(50)包括拨板(51)，拨板(51)的下侧杆身通过第一铰接座(52)而铰接于安装挡板(12)处；导向气缸(55)的活塞缸通过第三铰接座(54)而铰接于安装挡板(12)上，所述拨板(51)的尾端通过第二铰接座(53)而铰接于导向气缸(55)的活塞杆端处；所述第一铰接座(52)、第二铰接座(53)及第三铰接座(54)的铰接轴线均水平设置且均垂直水平导向板(21)的动作方向，以使得导向气缸(55)作进程动作时，拨板(51)可作下翻铰接动作。

7.根据权利要求6所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：所述安装挡板(12)的前端侧部处铅垂向下延伸有延伸杆(12c)，延伸板底端再水平向外延伸出外翻边(12d)，外翻边(12d)的上板面的两端处分别布置所述第一铰接座(52)及第三铰接座(54)；以位于安装挡板(12)一侧处的延伸杆(12c)、外翻边(12d)、导向气缸(55)、拨板(51)以及各铰接座而构成一组阻挡单元，所述阻挡单元为两组且对称分置于安装挡板(12)两侧处。

8.根据权利要求6所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：所述拨板(51)的前端设置有用于增大与箱体摩擦力的防滑齿(51a)。

9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：铲板(22)的前端处设置便于铲起箱体的斜坡段(22a)。

10.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种码垛机器人用抓手，其特征在于：铲板(22)下板面处、铲板(22)与竖向连接板(23)的衔接处以及竖向连接板(23)与水平导向板(21)衔接处均设置加强筋(60)。

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