一種機械式手爪及具有該機械式手爪的搬運機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于工業(yè)自動化領域，涉及一種用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪，還涉及一種具有所述機械式手爪的搬運機器人。該機械式手爪包括與搬運機械臂連接的連接機構(gòu)、固定連接于連接機構(gòu)并沿水平方向延伸的導軌(2)、固定連接于導軌(2)的托盤(3)和沿導軌(2)的延伸方向運動的裝卸機構(gòu)，托盤(3)與裝卸機構(gòu)構(gòu)成容納袋裝物資的空間。本實用新型用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪提高了裝卸效率，減少了環(huán)境污染，使操作更加簡便，實現(xiàn)農(nóng)資裝卸的機械化和自動化。
【專利說明】
一種機械式手爪及具有該機械式手爪的搬運機器人
技術(shù)領域
[0001]本實用新型屬于工業(yè)自動化領域，具體地，涉及一種用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪，還涉及一種具有所述機械式手爪的搬運機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國袋裝物資的倉庫搬運和裝卸方式主要是靠肩扛和小車拉，裝卸工人不僅勞動強度大、工作效率低，而且是在粉塵的環(huán)境下工作，易危害身心健康。
[0003]國內(nèi)外廣泛用于袋裝物資裝卸的設備有兩種:真空吸吊式手爪和機械式手爪。對于真空吸吊式手爪，雖操作簡單快捷，但不能滿足在狹小空間內(nèi)的裝卸要求;對于機械式手爪，由于其手爪普遍彎折的結(jié)構(gòu)，導致無法對密集堆垛的袋裝物資進行無損、快捷抓取和裝卸。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的裝卸設備都不太適用于密集堆放的袋裝物資的裝卸，無法對袋裝物資進行無損快捷抓取。
[0005]因此迫切需要一種能滿足袋裝物資快速而無損裝卸和堆垛的機械式手爪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型針對現(xiàn)有機械式手爪彎折的結(jié)構(gòu)需要操作空間大、手爪直接抓取的方式容易使包裝袋破損等問題，提供了一種用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪，采用推動和拉動袋裝物資的方式來進行裝卸和堆垛，很好地解決了抓取過程中包裝袋易破損的難題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]—種用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪，該機械式手爪包括:連接機構(gòu)、導軌
2、托盤3、裝卸機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)，托盤3與裝卸機構(gòu)構(gòu)成容納袋裝物資的空間，其中，
[0009]兩根導軌2沿水平方向相互平行布置，一端通過導軌連接橫梁18固定連接，另一端通過托盤連接橫梁12固定連接；
[0010]所述托盤3包括多根沿豎直方向間隔布置的、與托盤連接橫梁12固定連接的“L”形托盤條，所述“L”形托盤條包括豎直部和水平部，所述水平部位于導軌2下方；
[0011 ]所述連接機構(gòu)固定連接于兩根導軌2的上端之間；
[0012]所述裝卸機構(gòu)包括滑塊8、連接架9、第一夾板10和第二夾板11，其中，所述滑塊8與導軌2滑動連接，所述連接架9為矩形框架結(jié)構(gòu)，其包括第一連接架側(cè)邊19、第二連接架側(cè)邊20以及分別連接第一連接架側(cè)邊19和第二連接架側(cè)邊20兩端的橫梁，第一連接架側(cè)邊19與滑塊8的下端固定連接，并沿豎直方向間隔設置有多根第一夾板10，第二連接架側(cè)邊20沿豎直方向間隔設置有多根第二夾板11，且第一夾板10設置于靠近托盤3的豎直部，第二夾板11設置于遠離托盤3的豎直部；
[0013 ] 所述驅(qū)動機構(gòu)包括雙向電機13、滾珠絲杠14、螺母15、聯(lián)軸器16和凸起部17，其中，滾珠絲杠14布置在兩根導軌2之間并與導軌2平行，滾珠絲杠14 一端與雙向電機13的輸出端通過聯(lián)軸器16固定連接，另一端與固定在導軌連接橫梁18內(nèi)側(cè)的軸承座配合連接，凸起部17固定在第一連接架側(cè)邊19上，凸起部17具有通孔，所述螺母15過盈配合地連接至所述凸起部17的通孔內(nèi)，螺母15套接在滾珠絲杠14上。
[0014]所述連接機構(gòu)的上端與搬運機械臂可拆卸地連接。
[0015]所述連接機構(gòu)包括連接部I和支撐架6;
[0016]所述連接部I為圓盤或方盤的盤狀結(jié)構(gòu)；
[0017]所述支撐架6為框架結(jié)構(gòu)，包括圓筒7、水平連接板61、豎向連接板62和連接肋板63，其中，圓筒7的上端與連接部I的下端固定連接，所述圓筒7的下端與水平連接板61固定連接，水平連接板61的下端與豎直連接板62的上端固定連接，豎直連接板62的下端與導軌2固定連接，所述水平連接板61的上端還固定連接有從圓筒7向邊緣延伸的連接肋板63。
[0018]所述連接部I外緣設有螺栓連接孔，通過螺栓與機器人的搬運機械臂可拆卸地連接。
[0019]所述連接部I通過磁力與機器人的搬運機械臂可拆卸地連接。
[0020]連接部I中心設有通孔4，水平連接板61的中心設有孔，并且圓筒7的內(nèi)孔分別與連接部I的通孔4和水平連接板61上的孔相對應。
[0021]所述第一夾板10與第二夾板11之間的間距大于等于袋裝物資的寬度，且大于等于托盤3水平部的長度。
[0022]所述裝卸機構(gòu)上還設有位置傳感器5，位置傳感器5連接于第二連接架側(cè)邊20上。
[0023]所述機械手爪還包括控制器，位置傳感器5和/或雙向電機13電連接于控制器，根據(jù)位置傳感器5的信號，控制器發(fā)出使雙向電機13運動或停止的信號。
[0024]—種具有用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪的搬運機器人。
[0025]本實用新型的有益效果在于:
[0026]本實用新型的用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪采用直夾板進行垂直和水平運動，使得機械式手爪的運動所需的空間小，沒有其他阻礙，具有抓取可靠、移動靈活等特點；同時，采用雙向電機，利用其正反轉(zhuǎn)，便能實現(xiàn)對袋裝物資的裝、卸兩個步驟。在農(nóng)資裝卸場合代替人工搬運，減輕了裝卸工人的勞動強度，提高裝卸效率，減少環(huán)境污染，使操作更加簡便，實現(xiàn)農(nóng)資裝卸的機械化和自動化。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型的用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本實用新型的用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖標記
[0030]I 連接部2 導軌
[0031]3 托盤4 通孔
[0032]5 位置傳感器6 支撐架
[0033]61 水平連接板62 豎向連接板
[0034]63 連接肋板
[0035]7 圓筒8 滑塊
[0036]9連接架10第一夾板
[0037]11第二夾板12托盤連接橫梁
[0038]13雙向電機14滾珠絲杠
[0039]15螺母16聯(lián)軸器
[0040]17凸起部18導軌連接橫梁[0041 ]19第一連接架側(cè)邊20第二連接架側(cè)邊
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0043]如圖1-2所示，本實用新型的用于裝卸和堆垛袋裝物資的機械式手爪包括:連接機構(gòu)、導軌2、托盤3、裝卸機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)。其中，托盤3與裝卸機構(gòu)構(gòu)成容納袋裝物資的空間。
[0044]兩根導軌2沿水平方向相互平行布置，一端通過導軌連接橫梁18固定連接，另一端通過托盤連接橫梁12固定連接。
[0045]托盤3包括多根沿豎直方向間隔布置的、與托盤連接橫梁12固定連接的“L”形托盤條，所述“L”形托盤條包括豎直部和水平部，所述水平部位于導軌2下方。采用間隔設置多根托盤條的方式代替整體托盤能夠有效減輕機械手爪重量，減少功耗。
[0046]連接機構(gòu)固定連接于兩根導軌2的上端之間，連接機構(gòu)的上端與搬運機械臂可拆卸地連接，連接機構(gòu)包括連接部I和支撐架6。連接部I優(yōu)選為圓盤或方盤的盤狀結(jié)構(gòu)，中心設有通孔4。連接部I外緣優(yōu)選設有螺栓連接孔，通過螺栓與機器人的搬運機械臂可拆卸地連接。可選地，連接部I也可以通過磁力與機器人的搬運機械臂可拆卸地連接。支撐架6為框架結(jié)構(gòu)，包括圓筒7、水平連接板61、豎向連接板62和連接肋板63，其中，圓筒7的上端與連接部I的下端固定連接，所述圓筒7的下端與水平連接板61固定連接，水平連接板61的中心設有孔，并且圓筒7的內(nèi)孔分別與連接部I的通孔4和水平連接板61上的孔相對應，便于用于連接的線束穿過，使整體結(jié)構(gòu)更緊湊，同時通孔的設置可以減輕整體重量。水平連接板61的下端與豎直連接板62的上端固定連接，豎直連接板62的下端與導軌2固定連接。所述水平連接板61的上端還固定連接有從圓筒7向邊緣延伸的連接肋板63，以提升連接機構(gòu)整體的結(jié)構(gòu)強度。
[0047]裝卸機構(gòu)包括滑塊8、連接架9、第一夾板10和第二夾板11。其中，所述滑塊8與導軌2滑動連接，使滑塊8能夠沿著導軌2的延伸方向滑動。所述連接架9為矩形框架結(jié)構(gòu)，其包括第一連接架側(cè)邊19、第二連接架側(cè)邊20以及分別連接第一連接架側(cè)邊19和第二連接架側(cè)邊20兩端的橫梁，第一連接架側(cè)邊19與滑塊8的下端固定連接，并沿豎直方向間隔設置有多根第一夾板10，第二連接架側(cè)邊20沿豎直方向間隔設置有多根第二夾板11，且第一夾板10設置于靠近托盤3的豎直部，第二夾板11設置于遠離托盤3的豎直部，所述第一夾板10與第二夾板11之間的間距大于等于袋裝物資的寬度，且大于等于托盤3水平部的長度。
[0048]驅(qū)動機構(gòu)包括雙向電機13、滾珠絲杠14、帶法蘭邊的螺母15、聯(lián)軸器16和凸起部17。其中，滾珠絲杠14布置在兩根導軌2之間并與導軌2平行，滾珠絲杠14一端與雙向電機13的輸出端通過聯(lián)軸器16固定連接，另一端與固定在導軌連接橫梁18內(nèi)側(cè)的軸承座配合連接。凸起部17固定在第一連接架側(cè)邊19上，凸起部17具有通孔，所述螺母15過盈配合地連接至所述凸起部17的通孔內(nèi)，螺母15套接在滾珠絲杠14上，通過雙向電機13驅(qū)動裝卸裝置沿導軌2運動。當雙向電機13驅(qū)動滾珠絲杠14轉(zhuǎn)動時，螺母15帶動裝卸機構(gòu)遠離或接近雙向電機13 ο
[0049]所述裝卸機構(gòu)上還設有位置傳感器5，位置傳感器5連接于第二連接架側(cè)邊20上，也可根據(jù)具體場合而位于裝卸機構(gòu)的不同位置，主要用于感應和測量裝卸機構(gòu)與袋裝物資的相對位置。
[0050]所述機械手爪還包括控制器，位置傳感器5和/或雙向電機13電連接于控制器，根據(jù)位置傳感器5的信號，控制器發(fā)出使雙向電機13運動或停止的信號，以實現(xiàn)自動裝卸。
[0051]本實用新型還提供一種搬運機器人，該搬運機器人包括上述機械手爪。
[0052]本實用新型的用于裝卸袋裝物資的機械式手爪的工作過程如下:
[0053]通過連接部I將本實用新型的用于裝卸袋裝物資的機械式手爪連接至搬運機器人的機械臂上。
[0054]工作時，雙向電機13帶動滾珠絲杠14轉(zhuǎn)動，螺母15和凸起部17沿導軌2的延伸方向運動，從而進一步帶動裝卸機構(gòu)沿導軌2向外移動到最遠端；
[0055]然后搬運機器人驅(qū)動機械式手爪運動，在位置傳感器5找到袋裝物資之間的豎直方向的縫隙后，搬運機器人驅(qū)動機械式手爪的第二夾板11運動到所述縫隙的上方，之后驅(qū)動第二夾板11向下運動，使第二夾板11插入到縫隙之中；
[0056]當下降到合適深度后，雙向電機13反轉(zhuǎn)，第二夾板11在驅(qū)動力的帶動下沿導軌2往回移動，從而拉動袋裝物資將其移動到托盤3上。
[0057]機器人的搬運機械臂對裝有袋裝物資的機械式手爪進行移動，當?shù)竭_碼放位置時，第一夾板10在雙向電機13的驅(qū)動力的作用下推動袋裝物資離開托盤3，從而實現(xiàn)了對袋裝物資的裝卸和堆垛。
【主權(quán)項】
1.一種機械式手爪，其特征在于: 該機械式手爪包括:連接機構(gòu)、導軌(2)、托盤(3)、裝卸機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)，托盤(3)與裝卸機構(gòu)構(gòu)成容納袋裝物資的空間，其中， 兩根導軌(2)沿水平方向相互平行布置，一端通過導軌連接橫梁(18)固定連接，另一端通過托盤連接橫梁(12)固定連接； 所述托盤(3)包括多根沿豎直方向間隔布置的、與托盤連接橫梁(12)固定連接的“L”形托盤條，所述“L”形托盤條包括豎直部和水平部，所述水平部位于導軌(2)下方； 所述連接機構(gòu)固定連接于兩根導軌(2)的上端之間； 所述裝卸機構(gòu)包括滑塊(8)、連接架(9)、第一夾板(10)和第二夾板(11)，其中，所述滑塊(8)與導軌(2)滑動連接，所述連接架(9)為矩形框架結(jié)構(gòu)，其包括第一連接架側(cè)邊(19)、第二連接架側(cè)邊(20)以及分別連接第一連接架側(cè)邊(19)和第二連接架側(cè)邊(20)兩端的橫梁，第一連接架側(cè)邊(19)與滑塊(8)的下端固定連接，并沿豎直方向間隔設置有多根第一夾板(10)，第二連接架側(cè)邊(20)沿豎直方向間隔設置有多根第二夾板(11)，且第一夾板(10)設置于靠近托盤(3)的豎直部，第二夾板(11)設置于遠離托盤(3)的豎直部； 所述驅(qū)動機構(gòu)包括雙向電機(13)、滾珠絲杠(14)、螺母(15)、聯(lián)軸器(16)和凸起部(17)，其中，滾珠絲杠(14)布置在兩根導軌(2)之間并與導軌(2)平行，滾珠絲杠(14)一端與雙向電機(13)的輸出端通過聯(lián)軸器(16)固定連接，另一端與固定在導軌連接橫梁(18)內(nèi)側(cè)的軸承座配合連接，凸起部(17)固定在第一連接架側(cè)邊(19)上，凸起部(17)具有通孔，所述螺母(15)過盈配合地連接至所述凸起部(17)的通孔內(nèi)，螺母(15)套接在滾珠絲杠(14)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式手爪，其特征在于: 所述連接機構(gòu)的上端與搬運機械臂可拆卸地連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式手爪，其特征在于: 所述連接機構(gòu)包括連接部(I)和支撐架(6); 所述連接部(I)為圓盤或方盤的盤狀結(jié)構(gòu)； 所述支撐架(6)為框架結(jié)構(gòu)，包括圓筒(7)、水平連接板(61)、豎向連接板(62)和連接肋板(63)，其中，圓筒(7)的上端與連接部(I)的下端固定連接，所述圓筒(7)的下端與水平連接板(61)固定連接，水平連接板(61)的下端與豎直連接板(62)的上端固定連接，豎直連接板(62)的下端與導軌(2)固定連接，所述水平連接板(61)的上端還固定連接有從圓筒(7)向邊緣延伸的連接肋板(63)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機械式手爪，其特征在于: 所述連接部(I)外緣設有螺栓連接孔，通過螺栓與機器人的搬運機械臂可拆卸地連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機械式手爪，其特征在于: 所述連接部(I)通過磁力與機器人的搬運機械臂可拆卸地連接。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機械式手爪，其特征在于: 連接部(I)中心設有通孔(4)，水平連接板(61)的中心設有孔，并且圓筒(7)的內(nèi)孔分別與連接部(I)的通孔(4)和水平連接板(61)上的孔相對應。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式手爪，其特征在于: 所述第一夾板(10)與第二夾板(11)之間的間距大于等于袋裝物資的寬度，且大于等于托盤(3)水平部的長度。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式手爪，其特征在于: 所述裝卸機構(gòu)上還設有位置傳感器(5)，位置傳感器(5)連接于第二連接架側(cè)邊(20)上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械式手爪，其特征在于: 所述機械手爪還包括控制器，位置傳感器(5)和/或雙向電機(13)電連接于控制器，根據(jù)位置傳感器(5)的信號，控制器發(fā)出使雙向電機(13)運動或停止的信號。10.一種搬運機器人，其特征在于:該搬運機器人具有如權(quán)利要求1-9之一所述的機械式手爪。
【文檔編號】B25J15/08GK205572457SQ201620271782
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】遲瑞娟, 王文卓, 謝慶, 白智敏, 陳燕呢
【申請人】中國農(nóng)業(yè)大學