分拣机械手及分拣设备
技术领域
本实用新型涉及物品分拣技术领域,尤其涉及一种分拣机械手及分拣设备。
背景技术
分拣设备作为一种自动化设备,应用行业越来越广泛,它的工作原理为:利用输送机构输送分拣物品,并通过分类装置将需要分拣的物品输送至出料机构对应的出料道口内。在分拣过程中需要对分拣物品进行精准抓取和识别。
传统锂电池的分拣,采用人工分拣及检测手段,人工将锂电池与托盘拆开,经过人工检测放入指定的分拣区域,但随着2017年锂电池取得长足发展,锂电池在乘用车市场的占有率持续扩大,与以前单一的客车市场相比,市场上对锂电池的需求,呈现爆发性增长,随着锂电池的大批量生产,人工分拣的效率和质量无法满足分拣要求,并且人工分拣成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种分拣机械手及分拣设备,旨在解决传统人工分拣的效率较低、质量较差、成本较高的问题。
一种分拣机械手,包括:
机械手机构,用于抓取或松开分拣物品;
信息采集机构,设于所述机械手机构上,用于采集分拣物品上的信息标识;以及
驱动机构,包括至少三个直线模组,至少一个所述直线模组用于驱动所述机械手机构沿第一直线方向移动,至少一个所述直线模组用于驱动所述机械手机构沿第二直线方向移动,至少一个所述直线模组用于驱动所述机械手机构沿第三直线方向移动,且所述第一直线方向与所述第二直线方向在同一平面上,所述第三直线方向与该平面呈夹角设置。
在其中一个实施例中,所述驱动机构包括横向模组、纵向模组和升降模组,所述机械手机构设于所述升降模组上,且所述机械手机构在所述升降模组的驱动下,在竖直方向上升降,所述横向模组与所述纵向模组,用于驱动所述升降模组及所述机械手机构在水平面内移动。
在其中一个实施例中,还包括龙门架模组,龙门架模组包括支撑梁、移动梁及立柱,所述立柱沿所述第三直线方向延伸,并支撑所述支撑梁,所述支撑梁沿所述第二直线方向延伸,所述移动梁沿所述第一直线方向延伸,并滑动设置在所述支撑梁上,所述纵向模组设于所述支撑梁上,并与所述移动梁连接,所述横向模组设于所述移动梁上,并与所述升降模组连接,所述机械手机构设有两组,所述升降模组及所述横向模组均与所述机械手机构一一对应设置,两组所述横向模组沿所述第三直线方向间隔设置在所述移动梁上。
一种分拣设备,包括:
机架;
输送机构,包括多个输送模组,用于输送容器,且所述容器内容纳有分拣物品;
出料机构,包括至少两个出料模组,用于输送分拣物品;以及
上述的分拣机械手,所述分拣机械手将所述分拣物品从所述容器内抓取出来,且所述分拣机械手将抓取到的所述分拣物品分拣至对应的所述出料模组处。
在其中一个实施例中,所述输送机构还包括换向模组,所述换向模组用于使所述容器在所述输送机构内实现直线或折线输送。
在其中一个实施例中,所述输送模组呈U型,包括沿容器的输送路径依次设置的上料模组、待分拣模组、分拣模组、分拣后模组和下料模组,所述换向模组包括第一换向模组和第二换向模组;
所述待分拣模组与所述上料模组的输送方向不同,所述第一换向模组设于所述待分拣模组上,且所述第一换向模组与所述上料模组的输送方向相同,用于将所述上料模组上的容器输送至所述待分拣模组上,所述分拣模组与所述待分拣模组的输送方向相同,所述分拣后模组与所述分拣模组的输送方向相同,所述第二换向模组设于所述分拣后模组上,用于将所述分拣后模组上的容器输送至所述下料模组上,且所述下料模组的输送方向与所述分拣后模组的输送方向不同,与所述第二换向模组的输送方向相同。
在其中一个实施例中,所述输送模组上设有阻挡组件,所述阻挡组件包括用于阻挡所述容器输送的阻挡结构及用于驱动所述阻挡结构升降的升降结构。
在其中一个实施例中,所述容器为托盘,所述分拣物品为锂电池。
在其中一个实施例中,所述分拣物品上的信息标识为分拣二维码,所述信息采集机构为分拣扫码枪,用于扫描并检验所述分拣二维码,且获取所述分拣物品的合格或不合格信息,进而控制所述分拣机械手将合格或不合格的所述分拣物品分拣至对应的所述出料模组。
在其中一个实施例中,还包括顶升定位模组,所述顶升定位模组包括定位组件和顶升组件,所述顶升组件安装于所述机架上,用于驱动所述定位组件升降,所述定位组件上设有与所述容器底部配合的定位部,所述定位组件用于承载所述容器,且所述定位组件控制所述容器水平定位。
实施本实用新型实施例,将具有如下有益效果:
采用了上述分拣机械手之后,驱动机构将机械手机构驱动至分拣物品及容器位置,驱动机构包括至少三个直线模组,在至少三个直线方向上快速驱动机械手机构移动,实现机械手机构在指定立体空间内的分拣,机械手机构将分拣物品从容器中抓取出来,同时,信息采集机构采集分拣物品上的信息标识,将该分拣物品分拣至对应分拣区域,采用自动化设备检测信息,检测信息更加准确,提高了分拣质量。因此,在对于锂电池的分拣中,分拣机械手的设置,替代了人工分拣,大大提高了分拣效率和分拣质量。
将上述分拣机械手应用至分拣设备中,输送机构的输送模组将容器及分拣物品输送至分拣机械手的分拣区域,分拣机械手将分拣物品从容器内抓取出来,信息采集机构根据检测的信息标识,控制分拣机械手将分拣物品分拣至出料机构的对应出料模组内。整个过程不需要人工,实现自动化的物品分拣,实现锂电池与托盘的快速分离及分拣,大大提高了分拣效率和质量,节省了人工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中:
图1为一个实施例中分拣设备的示意图。
图2为图1所示分拣设备中A处放大图。
图3为图1所示分拣设备中B处放大图。
图4为图1所示分拣设备中C处放大图。
图5为图1所示分拣设备的后视图。
图6为图5所示分拣设备中D处放大图。
图7为图1所示分拣设备的俯视图。
图8为图7所示分拣设备中E处放大图。
图9为图7所示分拣设备中F处放大图。
图10为图1所示分拣设备的侧视图。
图11为图1所示分拣设备的换向模组示意图。
图12为图1所示分拣设备的分拣机械手示意图。
图13为图12所示分拣机械手的主视图。
图14为图12所示分拣机械手的俯视图。
图15为图12所示分拣机械手的侧视图。
图16为图12所示分拣机械手的龙门架模组示意图。
图17为图16所示龙门架模组的主视图。
图18为图16所示龙门架模组的侧视图。
图19为图12所示分拣机械手的升降模组及分拣机械手示意图。
图20为图19所示升降模组及分拣机械手的后视图。
图21为图19所示升降模组及分拣机械手的侧视图。
图22为图19所示升降模组及分拣机械手的俯视图。
图23为图12所示分拣机械手的移动梁及横向模组示意图。
图24为图1所示的分拣设备及推车示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1、图5和图10所示,一实施方式的分拣设备主要用于拆分锂电池及托盘、分拣锂电池等分拣物品10,其包括:机架100、输送机构200、出料机构300和分拣机械手400,机架100放置于工作面上;输送机构200包括多个输送模组,用于输送容器,且容器内容纳有分拣物品10;出料机构300包括至少两个出料模组,用于输送分拣物品10,即分拣物品10最少分为两个类型,例如,合格或不合格;分拣机械手400设于机架上,分拣机械手将分拣物品10从容器内抓取出来,且分拣机械手将抓取到的分拣物品10分拣至对应的出料模组处,完成分拣物品10的高效率分拣,且保证分拣质量。
在本实施方式中,容器为托盘,分拣物品10为锂电池,分拣机械手将装配在托盘内的锂电池抓取出来,分拣至对应的出料模组,实现锂电池和托盘的快速拆分。当然,在其他实施方式中,容器及锂电池还可以是其他组合,例如,干电池与运输盒,可以实现容器与分拣物品10的拆分。
在本实施方式中,输送机构200还包括换向模组260,换向模组260用于使容器在输送机构200内实现直线或折线输送,利于输送模组在工作面内的布置,可以根据指定形状及尺寸的工作面,进行对应的输送模组布置,在需要转折位置,采用换向模组260与输送模组配合,实现容器的折现输送,降低输送模组布置对工作场地的限制,应用场景广泛。
请一并结合图7和图8,输送模组呈U型,包括沿容器的输送路径依次设置的上料模组210、待分拣模组220、分拣模组230、分拣后模组240和下料模组250,换向模组260包括第一换向模组261和第二换向模组262,配合实现容器在输送机构200内的输送。当然,在其他实施方式中,输送模组可以为其他输送机构,例如,传送带或传送链,其目的为实现容器在输送模组上的承载和运输。
待分拣模组220与上料模组210的输送方向不同,第一换向模组261设于待分拣模组220上,且第一换向模组261与上料模组210的输送方向相同,用于将上料模组210上的容器输送至待分拣模组220上,分拣模组230与待分拣模组220的输送方向相同,分拣后模组240与分拣模组230的输送方向相同,第二换向模组262设于分拣后模组240上,用于将分拣后模组240上的容器输送至下料模组250上,且下料模组250的输送方向与分拣后模组240的输送方向不同,与第二换向模组262的输送方向相同,输送模组的U型设置,以减少输送机构的长度,降低输送机构的占地长度,利于其他设备的安放,且分拣机械手设于分拣模组230位置,位于U型中间位置,利于分拣机械手的移动。当然,在其他实施方式中,输送模组也可以布置成L型或其他形状,其目的为根据生产需求,节省分拣设备占地对其他设备的干扰,增加分拣效率。
如图6所示,输送模组还包括传动组件201、底座组件202和滚轴组件203,底座组件201安装于机架100上,滚轴组件203安装于底座组件202上,用于承载并输送容器,传动组件201与滚轴组件203传动连接,用于驱动滚轴组件转动,实现输送模组的工作,通过滚轴组件203上滚轴的转动实现容器的运输,滚轴式传动运输,结构简单,运行平稳。
具体的,传动组件201包括电机2011和皮带2012,传动组件201安装于机架100的底板110上,底座组件202安装于机架100的顶板120上,滚轴组件203的滚轴安装于底座组件202上部框架内,其主要功能是安装和固定滚轴组件203,且滚轴组件203的滚轴采用链条传动连接,皮带2012与电机2011传动连接,驱动滚轴组件203中的一个滚轴转动,进而带动滚轴组件203整体转动,运输容器。
如图11所示,换向模组还包括升降滚轴组件2601、升降气缸组件2602和滚轴驱动组件2603,升降气缸组件2602设于机架100上,用于驱动升降滚轴组件2601的升降,当需要换向模组辅助运输,实现升降滚轴组件2601升起,不需要辅助运输时,则实现升降滚轴组件2601下降,升降滚轴组件2601包括滚轴框架2601a和安装于滚轴框架上的滚轴组2601b,滚轴驱动组件2603安装于滚轴框架2601a上,用于驱动滚轴组2601b转动,以使滚轴组2601b承载并输送容器。
优选的,换向模组设有两组,分别为第一换向模组261和第二换向模组262,第一换向模组261位于待分拣模组220上,用于实现待分拣模组220与上料模组210的接驳,第二换向模组262位于分拣后模组240上,用于实现分拣后模组240与下料模组250的接驳,主要功能是辅助待分拣模组220及分拣后模组240上的输送滚轴,实现与该输送滚轴朝向不同的容器运输。
如图9所示,输送模组上设有阻挡组件270,阻挡组件包括用于阻挡容器输送的阻挡结构271及用于驱动阻挡结构271升降的升降结构272,用于控制容器在输送模组上的位置,升降结构272安装于机架100上,当目前的输送模组上具有容器,则朝向该输送模组输送容器的其他输送模组不输送,保证当前输送模组内的容器不会发生碰撞,阻挡结构271会在升降结构272的驱动下升起,阻挡容器继续向该输送模组的工位内输送。
如图12至图15、图19至图22所示,分拣机械手包括:机械手机构410、信息采集机构420和驱动机构430;机械手机构410用于抓取或松开分拣物品10,可以实现将分拣物品10从容器内抓取出来,信息采集机构420设于机械手机构410上,用于采集分拣物品10上的信息标识,并通过信息标识获取分拣物品10的数据信息,驱动机构430包括至少三个直线模组,至少一个直线模组用于驱动机械手机构410沿第一直线方向移动,至少一个直线模组用于驱动机械手机构410沿第二直线方向移动,至少一个直线模组用于驱动机械手机构410沿第三直线方向移动,且第一直线方向与第二直线方向在同一平面上,第三直线方向与该平面呈夹角设置,机械手机构410在至少三个直线方向上快速驱动机械手机构移动,实现机械手机构410在指定立体空间内的分拣,提高了分拣效率和分拣质量。
在本实施方式中,驱动机构430包括三个直线模组,分别为横向模组431、纵向模组432和升降模组433,机械手机构410设于升降模组433上,且机械手机构410在升降模组433的驱动下,在竖直方向上升降,升降模组433驱动机械手机构410下降抓取分拣物品10,于分拣物品10上方实现分拣物品10与容器的分离,利于分件物品的抓取,横向模组与纵向模组,用于驱动升降模组及机械手机构在水平面内移动,实现机械手机构410在水平方向的指定区域内稳定、快速移动,横向模组与纵向模组水平设置,模组工作运行稳定。
请一并结合图16至图18,分拣机械手还包括龙门架模组440,龙门架模组440包括支撑梁441、移动梁442及立柱443,立柱443沿第三直线方向延伸,并支撑支撑梁441,支撑梁441沿第二直线方向延伸,移动梁442沿第一直线方向延伸,并滑动设置在支撑梁441上,纵向模组432设于支撑梁上,并与移动梁442连接,横向模组431设于移动梁442上,并与升降模组433连接,驱动结构简单,可靠。
在本实施方式中,机械手机构410设有两组,升降模组433及横向模组431均与机械手机构410一一对应设置,两组横向模组431沿第三直线方向间隔设置在移动梁上,两组机械手机构410同时工作,提高分拣效率。当然,在其他实施方式中,机械手机构410设有三组、四组或更多,在移动梁442的长度方向上形成多机械手分拣区域,其目的是使分拣机械手形成多机械手抓取机构,提高分拣效率。
请一并结合图23,横向模组431包括横向电机4311、丝杆4312和丝母,丝母固定于升降模组433上,横向电机4311驱动丝杆4312转动,驱动升降模组433在移动梁442上移动。纵向模组432与横向模组431可以采用相同或不同的驱动组件,其目的为实现在支撑梁441或移动梁442上的直线运动。
具体的,升降模组433包括固定板4331和升降组件4332,机械手机构410设于升降组件4332上,升降组件4332设于固定板4331上,用于驱动机械手在竖直方向升降,通过升降模组433实现机械手机构410在竖直方向上向分拣物品10靠近,实现分拣物品10的抓取和松开,升降组件4332包括液压缸4332a和升降滑道4332b,机械手机构410在液压缸4332a的驱动下,在升降滑道4332b中上下移动,实现机械手机构410向下移动靠近分拣物品10。
机械手机构410包括第一夹钳411和第二夹钳412,第一夹钳411与第二夹钳412相互靠近夹持分拣物品10,或相互远离松开分拣物品10,实现分拣物品10的抓取和松开,优选的,第一夹钳411与第二夹钳412的夹持部为竖直面,利于侧壁为竖直面分拣物品的夹持,减少机械手机构410将分拣物品10从容器内抓取出来工序产生的损伤,保证分拣物品10的质量。当然,在其实施方式中,第一夹钳411与第二夹钳412的夹持部可以为其他形状,其形状与分拣物品10的外壁匹配,形成稳定夹持效果,且不对分拣物品10造成损伤。
在本实施方式中,分拣物品10上的信息标识为分拣二维码,信息采集机构420为分拣扫码枪,用于扫描并检验分拣二维码,且获取分拣物品10的合格或不合格信息,进而控制分拣机械手400将合格或不合格的分拣物品分拣至对应的出料模组,实现分拣物品10的识别及分拣至对应出料位置。其中机械手机构410对分拣物品10的抓取及分拣扫码枪对分拣二维码的扫描同时进行,采用分拣二维码检验分拣物品10是否合格。
在本实施方式中,输送机构200上设有容器扫描机构280,容器上设有用于供容器扫描机构280识别的容器标识,容器扫描机构280用于扫描容器标识,以获得标号或数量信息,记录容器数据信息。当然,在其他实施方式中,容器扫描机构280可以设置有多个,用于扫描输送机构200上的容器标识,当容器扫描机构280设有两个,分别设于输送机构200的入口端和出口端,用于扫描获取入口端和出口端的容器数据信息。
具体的,如图3所示,容器扫描机构280包括容器扫码枪281和支撑座282,支撑座282安装于机架100上,用于固定容器扫码枪281,容器扫码枪281的扫描区域指向输送机构200的入口端,容器标识为容器二维码,读取容器二维码内的数据信息,并记录作为容器数据信息。
在本实施方式中,出料模组包括合格出料模组310和不合格出料模组320,合格出料模组310用于运输合格的分拣物品10,不合格出料模组320用于运输不合格的分拣物品10,分拣机械手400将分拣物品10对应分拣至合格出料模组310和不合格出料模组320内,且通过合格出料模组310和不合格出料模组320输送至下一步工序的装置内,当分拣机械手400设有多个机械手机构410,合格出料模组310和不合格出料模组320对应设置有多组,例如,当机械手机构410设有2个,合格出料模组310与不合格出料模组320分别设有两个,以实现两个机械手机构410同时将合格的分拣物品10分拣至合格出料模组310,或同时将不合格分拣物品10分拣至不合格出料模组320。当然,在其他实施方式中,机械手机构410的数量,及合格出料模组310与不合格出料模组320的设置数量可以是其他组合,其目的为实现机械手机构410可以无冲突的将合格的分拣物品10或不合格的分拣物品10高效输送至合格出料模组310和不合格出料模组320内,并输送至下一步工序。
请一并结合图2,合格出料模组310与不合格出料模组320为拉带模组,拉带模组包括移动组件301和框架组件302,框架组件302安装于机架100上,用于承载移动组件301,移动组件301包括拉带3011和用于驱动拉带移动的动力件3012,拉带将分拣物品10输送至下一工序装置。当然,在其他实施方式中,合格出料模组310与不合格出料模组320可以是其他输送机构,例如输送辊,其目的是实现分拣物品的运输。优选的,框架组件302为铝型材组件,具有较强可塑性及较强耐腐蚀性。动力件3012包括电机及传送部件,电机工作驱动传动部件带动拉带3011转动完成分拣物品10的运输。
在本实施方式中,输送机构200还包括顶升定位模组290,顶升定位模组290包括定位组件和顶升组件291,顶升组件安装于机架100上,用于驱动定位组件升降,定位组件上设有与容器底部配合的定位部,定位组件用于顶起承载容器,且定位组件控制容器水平定位,利于机械手机构410对分拣物品10的抓取。
进一步的,顶升组件包括气缸和连接杆,气缸安装于机架100上,定位组件为顶升框架,且顶升框架上部设有定位部,定位部为定位圆柱,定位圆柱用于***容器底部的定位孔内,气缸驱动连接杆将顶升框架升起,以使定位圆柱与定位孔配合定位,从而使分拣机械手将容器内的分拣物品抓取,利于机械手机构410对容器内的分拣物品10进行抓取。
如图4所示,机架100包括底板110、顶板120和地脚130,地脚为可升降地脚,当工作面为倾斜面,可以调节可升降地脚,实现机架顶板的水平,利于其上部件的稳定工作。机架100底部还可以设有万向轮,利于机架100的移动运输。机架100外部设有用于运输中空容器的推车500,实现中空容器的收集。
在本实施方式中,当容器为托盘、分拣物品10为锂电池,则分拣设备是一种全自动锂电池拆盘设备,输送机构200中的上料模组210自动进料,分拣机械手400自动抓取托盘里的锂电池将其送入下一道工序。
工作时:首先,容纳有分拣物品10的容器进入上料模组210,阻挡组件270升起,与容器底部定位,然后容器扫码枪280扫描容器上的容器二维码,扫码成功阻挡组件270下降,第一换向模组261升起,将容器输送至待分拣模组220,当检测到容器完全进入待分拣模组220内,第一换向模组261下降。
待分拣模组220将容器输送至分拣模组230,当容器完全进入分拣模组230内后,分拣模组230停止输送,顶升定位模组290与容器底部定位,分拣机械手400中的机械手结构410将分拣物品10从容器内抓取出来,同时,信息采集机构采集分拣物品10上的信息标识辨别分拣物品10是否合格,将合格的分拣物品10分拣至合格出料模组310,将不合格的分拣物品10分拣至不合格出料模组320,分拣机械手在分拣完成后回归原位。
顶升定位模组290下降,与容器底部分离,分拣模组230将中空容器输送至分拣后模组240,当该中空容器完全进入分拣后模组240后,第二换向模组262升起,将该中空容器输送至下料模组250,当该中空容器完全进入下料模组250后,第二换向模组262下降,完成加工,人工用推车500将托盘运走,如图24所示。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已,当然不能以此来限定本实用新型之权利范围,因此依本实用新型权利要求所作的等同变化,仍属本实用新型所涵盖的范围。