CN213445073U - 一种装卸车机器人柔性抓取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装卸车机器人柔性抓取装置，属于柔性抓取装置技术领域，解决现有技术中的抓取装置采用机械式夹持结构时，对叠堆货物进行拆跺，会破坏下层货物的问题。本实用新型包括支撑框架，设置在支撑框架上、用于对码垛和拆垛的货物进行抓放的抓放装置，以及与外部设备相配合、对抓放装置码垛和拆垛的货物进行传送的传送装置，传送装置传送货物的过程中，抓放装置隐藏在支撑框架和传送装置之间，抓放装置抓放货物时，抓放装置伸出传送装置。本实用新型用于柔性抓放和传送货物。

Description

一种装卸车机器人柔性抓取装置

技术领域

一种装卸车机器人柔性抓取装置，用于柔性抓放和传送货物，属于柔性抓取装置技术领域。

背景技术

常见的拆跺码垛机器人抓取装置，采用机械式夹持结构。

如CN201821892476.0公开了一种机械式夹持机构，包括卡爪、芯轴、夹持头及设置于夹持头内的锥台与锥瓣等结构，只需通过***设备对芯轴的简单触发操作，即可实现卡爪对加工零件的快速夹持与释放。独特的锥台与锥瓣结构设计，在芯轴推动锥台上升过程中，锥台将锥瓣推动打开，使锥瓣带动卡爪向外张开释放零件；释放后，芯轴在弹簧的作用下复位，带动锥台向下复位，锥瓣在锥台的罩体的作用下向圆心收拢，夹紧零件。整个过程简单触发，高效迅速，大大提高了生产效率。且无须增加过多控制设备，安装维护成本降低，设备占地空间面积降低，有利于节能降耗。此种结构强度大，码垛过程中对重量较大的货物适应性好。

但是抓取装置采用机械式夹持结构存在如下技术问题：

一、不能适应叠堆货物的拆跺，拆跺过程会破坏下层货物；

二、空间尺寸大，无法适应狭小空间；

三、对货物的类型，尺寸适应性差；

四、结构复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种装卸车机器人柔性抓取装置，解决现有技术中的抓取装置采用机械式夹持结构时，对叠堆货物进行拆跺，会破坏下层货物的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种装卸车机器人柔性抓取装置，包括支撑框架，设置在支撑框架上、用于对码垛和拆垛的货物进行抓放的抓放装置，以及与外部设备相配合、对抓放装置码垛和拆垛的货物进行传送的传送装置，传送装置传送货物的过程中，抓放装置隐藏在支撑框架和传送装置之间，抓放装置抓放货物时，抓放装置伸出传送装置。

进一步，所述支撑框架包括底板，设置在底板的相对侧的侧板，与底板和两侧板相连接、用于连接外部设备的连接架。

进一步，所述侧板为梯形结构，所述侧板与连接架和底板的一端相连接，与连接架和底板相连接的一端、侧板的夹角为90°，与连接架和底板相连接的另一端、侧板的夹角为15°-25°。

进一步，抓放装置包括设置在支撑框架上的齿条和两端部设置有限位块的前后向导轨，与齿条相配合的齿轮，设置在齿轮上、驱动齿轮和齿条相配合的电机，与电机相连接的用于抓放货物的真空吸盘。

进一步，电机和真空吸盘通过纵向连接机构相连接；

所述纵向连接机构包括设置在电机上的连接件，设置在连接件上的半圆形导轨滑块组件，设置在半圆形导轨滑块组件上的连接法兰，与连接法兰相连接的合页，所述合页与真空吸盘相连接，其中，半圆形导轨滑块组件带动真空吸盘进行纵向调整和航向姿态微调，合页带动真空吸盘进行俯仰姿态微调。

进一步，所述齿条和前后向导轨设置在底板上。

进一步，所述传送装置包括设置在支撑框架上的传送板，传送板上设置有容真空吸盘滑动隐藏于支撑框架与传送装置之间、或滑动伸出传送装置的滑动槽，以及设置在传送板上、与外部设备相配合、对抓放装置码垛和拆垛的货物进行传送的传送机构。

进一步，所述传送板分别与连接架、两侧板的顶端一侧相连接。

进一步，所述传送机构包括设置在传送板上的多组传送轮，设置在各组传送轮上的传送带，以及设置在底板一侧上、用于驱动多组传送轮转动的驱动电机。

进一步，所述侧板和连接架为框架结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

一、本实用新型中的抓取装置通过设置抓放装置来实现真空吸盘移动，实现了隐藏式抓取，即在传送装置传送货物时，真空吸盘隐藏位于支撑框架与传送装置之间，防止真空吸盘阻挡货物的传送，当需要抓放时，真空吸盘滑动出传送板，抓取货物，被动向上滑动，将货物抓至同步带上时，吸盘向下隐藏，采用隐藏式抓取，在拆码跺过程中，不会破坏下层货物；

二、本实用新型中，侧板在抓放货物的一端的角度为15°-25°，其目的是为了在拆垛过程中，适应不同货物高度，保证真空吸盘的姿态，真空吸盘能轻松的将货物吸到传送装置上，码垛过程中，真空吸盘能轻松的将货物放置到对应位置；

三、本实用新型中的抓放装置同时设置前后向导轨、纵向连接机构和合页时，真空吸盘具有四个自由度，并且只需要一个电机驱动真空吸盘在前后向导轨上移动即可，真空吸盘在码垛和拆垛过程中，可基于纵向连接机构实现一定移动范围内的被动升降，即纵向调整，有助于将货物更加稳定的拖动到传送带上，基于纵向连接机构，真空吸盘的航向姿态还可以进行小范围微调，基于合页，真空吸盘俯仰姿态可以进行小范围微调，有利于吸盘与货物的贴合，更加牢固的抓取货物；

四、本实用新型中的侧板和连接架为框架结构，其目的是为了减轻重量降低无效负载，并且有利于室外环境降低风载。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型中支撑框架的结构示意图；

图3为本实用新型中抓放装置的结构示意图。

图中：1-支撑框架、2-传送装置、3-抓放装置、1-1-底板、1-2-侧板、1-3-连接架、3-1-电机、3-2-齿轮、3-3-齿条、3-4-连接件、3-5-合页、3-6-真空吸盘、3-7-前后向导轨、3-8-连接法兰、3-9-半圆形导轨滑块组件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

如图1所示，一种装卸车机器人柔性抓取装置，包括支撑框架1，设置在支撑框架1上、用于对码垛和拆垛的货物进行抓放的抓放装置3，以及与外部设备相配合、对抓放装置3码垛和拆垛的货物进行传送的传送装置2，传送装置2传送货物的过程中，抓放装置3隐藏在支撑框架1和传送装置2之间，抓放装置3抓放货物时，抓放装置3伸出传送装置2。

在实践过程中，需要码垛时，通过外部设备将货物传送给传送装置2，传送装置2带动货物向码垛方向前进，前进后，需要进行抓取货物时，则通过抓放装置伸出传送装置来抓取货物、并放置在对应位置进行码垛；需要进行拆垛时，通过抓放装置伸出传送装置将对应的货物抓取来放置在传送装置上，同时抓放装置回收、并隐藏于支撑框架1和传送装置2之间，传送装置2再将货物传送给外部设备，以实现拆垛。

如图2所述，所述支撑框架1包括底板1-1，设置在底板1-1的相对侧的侧板1-2，与底板1-1和两侧板相连接、用于连接外部设备的连接架1-3。

所述侧板1-2为梯形结构，所述侧板1-2与连接架1-3和底板1-1的一端相连接，与连接架1-3和底板1-1相连接的一端、侧板1-2的夹角为90°，不排除还可为其它角度，与连接架1-3和底板1-1相连接的另一端、侧板1-2的夹角为15°-25°，如16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°。

或

所述侧板1-2为三角形结构，所述侧板1-2与连接架1-3和底板1-1的一端相连接，与连接架1-3和底板1-1相连接的一端、位于底板板一侧，侧板1-2的夹角为90°，不排除还可为其它角度，与连接架1-3和底板1-1相连接的另一端、侧板1-2的夹角为15°-25°，如16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°。或

所述侧板也可为方形结构，设置为方形结构时，需对其高度进行限定，目的是为了能更好的码垛或拆垛。

实践中，侧板的最佳形状为梯形结构，以便后续能更好的安装传送装置。因三角形结构的锐边有可能会对货物进行损伤。方形结构的设置，不便于设置其它结构。

侧板和连接架上可设置为空心结构，具体如图2所示，可减轻重量降低无效负载，并且有利于室外环境降低风载。

如图3所示，抓放装置3包括设置在支撑框架1上的齿条3-3和两端部设置有限位块的前后向导轨3-7，与齿条3-3相配合的齿轮3-2，设置在齿轮3-2上、驱动齿轮3-2和齿条3-3相配合的电机3-1，与电机3-1相连接的用于抓放货物的真空吸盘3-6。

实践中，齿轮3-2安装在电机3-1的输出轴，电机3-1驱动齿轮3-2和齿条3-3相配合，齿轮3-2带动电机3-1和真空吸盘3-6在齿条3-3上滑动。当需要码垛时，真空吸盘伸出传送装置，并吸附传送装置传送过来的货物，再通过电机3-1驱动齿轮3-2在齿条3-3上滑动、以向码垛位置进行移动，即将真空吸盘或货物推送到指定位置，实现码垛；当需要拆垛时，真空吸盘伸出传送装置，并吸附拆垛位置上的货物，再通过电机3-1驱动齿轮3-2在齿条3-3上滑动、以向传送装置方向移动，实现拆垛。

为了使货物更加稳定的拖动到传送装置上；并使真空吸盘姿态可以进行被动调整，更有利于吸盘与货物的贴合，更加牢固的抓取货物，电机3-1和真空吸盘3-6通过纵向连接机构、连接法兰3-8和合页3-5相连接；

所述纵向连接机构包括设置在电机3-1上的连接件3-4，设置在连接件3-4上的半圆形导轨滑块组件3-9，设置在半圆形导轨滑块组件3-9上的连接法兰3-8，与连接法兰3-8相连接的合页3-5，所述合页3-5与真空吸盘3-6相连接，其中，半圆形导轨滑块组件带动真空吸盘3-6进行纵向调整和航向姿态微调，合页3-5带动真空吸盘3-6进行俯仰姿态微调。其中，半圆形导轨滑块组件3-9为现有结构。

所述齿条3-3和前后向导轨3-7设置在底板1-1上；在某些实施例中，不排除可设置在侧板上。

所述传送装置2包括设置在支撑框架1上的传送板，传送板上设置有容真空吸盘3-6滑动隐藏于支撑框架1与传送装置2之间、或滑动伸出传送装置2的滑动槽，以及设置在传送板上、与外部设备相配合、对抓放装置3码垛和拆垛的货物进行传送的传送机构。

所述传送板分别与连接架1-3、两侧板1-2的顶端一侧相连接，目的是了更便于货物的传送。

所述传送机构包括设置在传送板上的多组传送轮，设置在各组传送轮上的传送带，以及设置在底板一侧上、用于驱动多组传送轮转动的驱动电机。

实施例

将本实用新型中的柔性抓取装置安装在拆跺码垛机器人上后，拆跺和码垛过程中，本实用新型中的柔性抓取装置的具体实施过程具体如下。

拆跺的实现过程：电机3-1驱动齿轮3-2和齿条3-3相配合，齿轮3-2带动电机3-1和真空吸盘3-6在齿条3-3上滑出传送装置，通过真空吸盘3-6抓取到货物后货物沿着支撑框架1斜面运动，真空吸盘3-6随着货物被动向上运动，并被实现航向姿态和俯仰姿态的微调，当货物到达传送带，传送带运输货物时，真空吸盘3-6泄压，由于重力作用真空吸盘3-6下降，隐藏到支撑框架1内部，即支撑框架1与传送装置之间，货物继续向后传送，此时完成一次拆跺动作。以此类推，完成多次拆跺动作。

码跺的实现过程：传送装置将货物传送到指定位置时，电机3-1驱动齿轮3-2和齿条3-3相配合，齿轮3-2带动电机3-1和真空吸盘3-6在齿条3-3上滑出传送装置，真空吸盘3-6被电机3-1推出时，将货物推送到指定位置，在码垛过程不需要四个自由度的运动，只需要进行先后推送物货物即可。

Claims (10)

1.一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：包括支撑框架(1)，设置在支撑框架(1)上、用于对码垛和拆垛的货物进行抓放的抓放装置(3)，以及与外部设备相配合、对抓放装置(3)码垛和拆垛的货物进行传送的传送装置(2)，传送装置(2)传送货物的过程中，抓放装置(3)隐藏在支撑框架(1)和传送装置(2)之间，抓放装置(3)抓放货物时，抓放装置(3)伸出传送装置(2)。

2.根据权利要求1所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：所述支撑框架(1)包括底板(1-1)，设置在底板(1-1)的相对侧的侧板(1-2)，与底板(1-1)和两侧板相连接、用于连接外部设备的连接架(1-3)。

3.根据权利要求2所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：所述侧板(1-2)为梯形结构，所述侧板(1-2)与连接架(1-3)和底板(1-1)的一端相连接，与连接架(1-3)和底板(1-1)相连接的一端、侧板(1-2)的夹角为90°，与连接架(1-3)和底板(1-1)相连接的另一端、侧板(1-2)的夹角为15°-25°。

4.根据权利要求3所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：所述抓放装置(3)包括设置在支撑框架(1)上的齿条(3-3)和两端部设置有限位块的前后向导轨(3-7)，与齿条(3-3)相配合的齿轮(3-2)，设置在齿轮(3-2)上、驱动齿轮(3-2)和齿条(3-3)相配合的电机(3-1)，与电机(3-1)相连接的用于抓放货物的真空吸盘(3-6)。

5.根据权利要求4所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：电机(3-1)和真空吸盘(3-6)通过纵向连接机构相连接；

所述纵向连接机构包括设置在电机(3-1)上的连接件(3-4)，设置在连接件(3-4)上的半圆形导轨滑块组件(3-9)，设置在半圆形导轨滑块组件(3-9)上的连接法兰(3-8)，与连接法兰(3-8)相连接的合页(3-5)，所述合页(3-5)与真空吸盘(3-6)相连接，其中，半圆形导轨滑块组件带动真空吸盘(3-6)进行纵向调整和航向姿态微调，合页(3-5)带动真空吸盘(3-6)进行俯仰姿态微调。

6.根据权利要求4所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：所述齿条(3-3)和前后向导轨(3-7)设置在底板(1-1)上。

7.根据权利要求2-6任意一项所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：所述传送装置(2)包括设置在支撑框架(1)上的传送板，传送板上设置有容真空吸盘(3-6)滑动隐藏于支撑框架(1)与传送装置(2)之间、或滑动伸出传送装置(2)的滑动槽，以及设置在传送板上、与外部设备相配合、对抓放装置(3)码垛和拆垛的货物进行传送的传送机构。

8.根据权利要求7所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：所述传送板分别与连接架(1-3)、两侧板(1-2)的顶端一侧相连接。

9.根据权利要求8所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：所述传送机构包括设置在传送板上的多组传送轮，设置在各组传送轮上的传送带，以及设置在底板一侧上、用于驱动多组传送轮转动的驱动电机。

10.根据权利要求2或3所述的一种装卸车机器人柔性抓取装置，其特征在于：所述侧板(1-2)和连接架(1-3)为框架结构。

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