CN211388767U - 一种机械手及机器人及协作搬运装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械手，属于搬运器械领域，包括用于与机械臂连接的安装体和安装在所述安装体上的手爪，所述安装体上还设有用于铲装货物的铲板；所述手爪为夹钳式手爪，所述夹钳式手爪包括支架以及安装在所述支架上的手指、传动机构和驱动装置；所述铲板自由端设有楔形的铲装部，所述铲装部的楔形面朝向所述手爪。本实用新型结构简单、设计合理，能够有效的降低机械爪搬运货物时的工作负担，提高使用寿命和降低使用成本。

Description

一种机械手及机器人及协作搬运装置

技术领域

本实用新型涉及搬运器械领域，特别涉及一种机械手及机器人及协作搬运装置。

背景技术

机器人及人工智能是当前第四次工业革命最优代表的技术特点，目前机器人作业在很多领域内得以大幅应用；在冷链行业，中国冷库容量从2008年以来，每年以23％左右的速度增长，是当前很富有活力的朝阳产业；蓬勃发展的冷链行业自然带来大量的冷冻品搬运业务需求。

目前，冷冻品的搬运大多还是依靠人力，但是随着人力成本的不断上升，机器搬运代替人工搬运的可能性越来越高。但是，现有的用于搬运的机械设备，其执行端，也就是机械手，在搬运冷冻品，通常是将待搬运货物从卸货端整个提起，再移动至装货点，完成搬运过程。

这种机械手的搬运方式存在搬运效率低、能源消耗大的缺点，这并不能很好的降低机械手的使用成本，会给使用者带来较大的成本负担。

实用新型内容

针对现有技术存在的机械手不适合搬运冷冻货物的问题，本实用新型的目的在于提供一种机械手。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种机械手，包括用于与机械臂连接的安装体和安装在所述安装体上的手爪，所述安装体上还设有用于铲装货物的铲板。

优选的，所述手爪为夹钳式手爪，所述夹钳式手爪包括支架以及安装在所述支架上的手指、传动机构和驱动装置；所述传动机构为平行连杆式传动机构、齿轮齿条式传动机构、双齿轮驱动式传动机构、斜楔杠杆式传动机构或者槽轮滑动式传动机构。

优选的，所述铲板自由端设有楔形的铲装部，所述铲装部的楔形面朝向所述手爪。

本实用新型还公开了一种机器人，包括底盘以及安装在所述底盘上的机械手臂，所述机械手臂包括机械臂以及与所述机械臂连接的上述的机械手。

优选的，所述机械手臂为多关节机械手臂、直角坐标系机械手臂或者球坐标系机械手臂；所述底盘为活动底盘。

本实用新型还公开了一种协作搬运装置，包括至少一个上述的机器人以及互相垂直的横向输送装置和纵向输送装置，所述横向输送装置与纵向输送装置驳接；所述横向输送装置安装在第三升降机构的输出端；所述纵向输送装置的两个端部分别铰接有第一升降机构和第二升降机构；还包括固定支架，所述第一升降机构、第二升降机构、第三升降机构均安装在所述固定支架上。

优选的，所述第一升降机构和/或所述第二升降机构与所述固定支架铰接。

另一种优选的，所述第一升降机构和/或所述第二升降机构与所述固定支架滑动连接，所述滑动方向平行于所述纵向输送装置的输送方向。

优选的，所述横向输送装置、所述纵向输送装置均为皮带输送机；所述横向输送装置的驳接处或者所述纵向输送装置的驳接处安装有弧形导向板。

本实用新型还公开了上述的协作搬运装置的搬运方法，包括以下步骤：

步骤1、调节第一升降机构和第二升降机构，使纵向输送装置一端对齐卸货端顶端、另一端对齐装货端底端；

步骤2、调节第三升降机构，使横向输送装置与纵向输送装置平顺驳接；

步骤3、移动机器人，使机器人位于卸货端或者装货端处；

步骤4、启动横向输送装置与纵向输送装置，机器人通过铲板将待装卸的货物铲装在铲板上，再通过手爪抓住待装卸的货物，最后通过移动机械臂将待装卸的货物拖动到横向输送装置或者纵向输送装置上；

步骤5、根据货物装卸速度，调节第一升降机构和第二升降机构，使纵向输送装置的一端根据卸货端货物高度的下降同步降低高度，另一端根据装货端高度的上升同步提升高度；并同步调节第三升降机构，使横向输送装置与纵向输送装置始终平顺驳接。

采用上述技术方案，由于铲板的设置，使得待抓取的货物能够被铲装在铲板上，使待抓取的货物能够得到有力的支撑，并在手爪抓取稳定住铲板上的货物后，通过机械臂的拖动动作即可将货物搬运走；搬运过程中，摩擦面为铲板，货物相对机械爪无相对运动，从而能够保持完好；相对于传统的人力搬运和机械爪，本实用新型的机械爪既能够提高工作效率、节约人力资源消耗，还能够以更小的力道完成货物的搬运工作。

附图说明

图1为本实用新型一种机械爪的结构示意图；

图2为本实用新型一种机械爪的侧视示意图；

图3为本实用新型一种机械爪的俯视示意图；

图4为本实用新型一种机器人的结构示意图；

图5为本实用新型一种协作搬运装置的结构示意图；

图6为本实用新型一种协作搬运装置中纵向输送装置的结构示意图(此图可以用传送机构实用新型专利的图1代替)。

图中:1-机械爪、11-安装体、12-手爪、13-铲板、2-机器人、21-底盘、22-机械臂、3-纵向输送装置、31-第一升降机构、32-第二升降机构、4-横向输送装置、41-第三升降机构、61-机架、62-转轴、63-滚筒、64-传送带、65-货物挡板、7-弧形导向板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-3所示，一种机械手1，包括用于与机械臂2连接的安装体11和安装在安装体11上的手爪12，安装体11上还设有用于铲装货物的铲板13。

本实用新型中，手爪12的结构由多种形式，任一种现有的手爪均可，但本实施例优选为夹钳式手爪，通常，夹钳式手爪包括支架以及安装在支架上的手指、传动机构和驱动装置，传动机构为平行连杆式传动机构、齿轮齿条式传动机构、双齿轮驱动式传动机构、斜楔杠杆式传动机构或者槽轮滑动式传动机构，驱动装置通常为电机或者气缸。

本实施例中，为了便于将货物铲到铲板13上，在铲板13自由端设置楔形的铲装部，铲装部的楔形面朝向手爪12。

如图4所示，本实用新型还公开了一种机器人2，包括底盘21以及安装在底盘21上的机械手臂，机械手臂包括机械臂22以及与所述机械臂22连接的机械手1。其中，安装体11通常与机械臂22转动连接，以减少结构件的数量。

本实施例中，机械手臂为多关节机械手臂、直角坐标系机械手臂或者球坐标系机械手臂，这是现有技术中机械手臂的几种常用结构，本实用新型不再赘述；同时，为了方便机器人2的移动，本实施例中，底盘21为活动底盘，其上安装有滚轮或者履带等用于行走的机构，同时还安装有在机器人2工作时使用的液压支撑腿。

如图5所示，本实用新型还公开了一种协作搬运装置，包括至少一个上述的机器人2以及互相垂直的横向输送装置4和纵向输送装置3，横向输送装置4与纵向输送装置3驳接；横向输送装置4安装在第三升降机构41的输出端上；纵向输送装置3的两个端部分别铰接有第一升降机构31和第二升降机构32；还包括固定支架，上述的第一升降机构31、第二升降机构32、第三升降机构41均安装在固定支架上。

横向输送装置4的驳接处或者纵向输送装置3的驳接处安装有弧形导向板7；本实施例总，弧形导向板7只设置在横向输送装置4上。

第一升降机构31、第二升降机构32、第三升降机构41为直线驱动机构，例如是气缸、液压缸、电动丝杆等，本实施例优选为气缸。

横向输送装置4、纵向输送装置3为皮带输送机、链板输送机或者滚筒输送机等，本实施例优选为皮带输送机；横向输送装置4、纵向输送装置3的结构相同，只有尺寸及形状上的差异，或者完全相同；如图6所示，该皮带输送机包括机架61、转轴62、滚筒63和传送带64，传送带64优选为摩擦力格纹传送带，以保证纵向输送装置3倾斜角度发生变化时，传送带64仍然能够为货物提供充足的摩擦力，防止滑落；传送带64两侧的机架61上均安装有货物挡板65以防止货物跑偏掉落，传送带64两侧的机架61上均安装有栏杆66，栏杆66位于货物挡板65的上方。

其中，第三升降机构41呈竖直状固定连接在固定支架上，横向输送装置4通常水平设置，其在第三升降机构41的驱动下做竖直方向的升降运动；但为了保持运动的平稳性，固定支架上安装有导轨，横向输送装置4上安装有与该导轨相适配的滑块。

第一升降机构31、第二升降机构32、固定支架、纵向输送装置3构成平面四连杆机构，其中固定支架固定，通过改变第一升降机构31、第二升降机构32的长度，实现调节纵向输送装置3两个端部高度的目的，但为了保证纵向输送装置3两个端部高度发生变化时，第一升降机构31与第二升降机构32不会卡死，本实施例汇总，第一升降机构31和/或第二升降机构32与固定支架铰接；

或者作为替代，在另一个实施例中，第一升降机构31和/或第二升降机构32与固定支架滑动连接，该滑动方向平行于纵向输送装置3的输送方向；

再或者作为替代，第一升降机构31、第二升降机构32不与纵向输送装置3直接连接，而是在第一升降机构31的输出端、第二升降机构32的输出端铰接滑座，同时在纵向输送装置3的机架61上安装有与滑座相适配的滑轨，使滑轨平行于纵向输送装置3的输送方向，也即是平行于纵向输送装置3上的传送带64；如此，在第一升降机构31、第二升降机构32调节输出端位置时，其输出端安装的滑座一面相对纵向输送装置3发生转动、另一面也在机架61上滑动，以保证纵向输送装置3两个端部高度变化时，第一升降机构31、第二升降机构32能够不受影响的伸缩。上述设置，使得第一升降机构31、第二升降机构32能够与固定支架固定连接，提高其两者的使用寿命。

本实用新型还公开了上述的协作搬运装置的搬运方法，包括以下步骤：

步骤1、调节第一升降机构31和第二升降机构32，使纵向输送装置3一端对齐卸货端顶端、另一端对齐装货端底端；

步骤2、调节第三升降机构41，使横向输送装置4的高度适合于与纵向输送装置3平顺驳接；

步骤3、移动机器人2，使机器人2位于卸货端或者装货端处；

步骤4、启动横向输送装置4与纵向输送装置3，机器人2通过铲板13将待装卸的货物铲装在铲板13上，再通过手爪12抓住待装卸的货物，最后通过移动机械臂22的运动将待装卸的货物拖动到横向输送装置4或者纵向输送装置3上，完成货物的装卸及输送过程；

步骤5、根据货物装卸速度，调节第一升降机构31和第二升降机构32，使纵向输送装置3的一端根据卸货端货物高度的下降同步降低高度，另一端根据装货端高度的上升同步提升高度；并同步调节第三升降机构41，使横向输送装置4与纵向输送装置3始终平顺驳接。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机械手，包括用于与机械臂连接的安装体和安装在所述安装体上的手爪，其特征在于：所述安装体上还设有用于铲装货物的铲板；

所述手爪为夹钳式手爪，所述夹钳式手爪包括支架以及安装在所述支架上的手指、传动机构和驱动装置；所述传动机构为平行连杆式传动机构、齿轮齿条式传动机构、双齿轮驱动式传动机构、斜楔杠杆式传动机构或者槽轮滑动式传动机构。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述铲板自由端设有楔形的铲装部，所述铲装部的楔形面朝向所述手爪。

3.一种机器人，其特征在于：包括底盘以及安装在所述底盘上的机械手臂，所述机械手臂包括机械臂以及与所述机械臂连接的如权利要求1-2任一项所述的机械手。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于：所述机械手臂为多关节机械手臂、直角坐标系机械手臂或者球坐标系机械手臂；所述底盘为活动底盘。

5.一种协作搬运装置，其特征在于：包括至少一个如权利要求3-4任一项所述机器人以及互相垂直的横向输送装置和纵向输送装置，所述横向输送装置与纵向输送装置驳接；所述横向输送装置安装在第三升降机构的输出端；所述纵向输送装置的两个端部分别铰接有第一升降机构和第二升降机构；还包括固定支架，所述第一升降机构、第二升降机构、第三升降机构均安装在所述固定支架上。

6.根据权利要求5所述的协作搬运装置，其特征在于：所述第一升降机构和/或所述第二升降机构与所述固定支架铰接。

7.根据权利要求5所述的协作搬运装置，其特征在于：所述第一升降机构和/或所述第二升降机构与所述固定支架滑动连接，所述滑动方向平行于所述纵向输送装置的输送方向。

8.根据权利要求5所述的协作搬运装置，其特征在于：所述横向输送装置、所述纵向输送装置均为皮带输送机；所述横向输送装置的驳接处或者所述纵向输送装置的驳接处安装有弧形导向板。

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