一種機(jī)械式手爪及具有該機(jī)械式手爪的搬運(yùn)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，涉及一種用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪，還涉及一種具有所述機(jī)械式手爪的搬運(yùn)機(jī)器人。該機(jī)械式手爪包括與搬運(yùn)機(jī)械臂連接的連接機(jī)構(gòu)、固定連接于連接機(jī)構(gòu)并沿水平方向延伸的導(dǎo)軌(2)、固定連接于導(dǎo)軌(2)的托盤(3)和沿導(dǎo)軌(2)的延伸方向運(yùn)動(dòng)的裝卸機(jī)構(gòu)，托盤(3)與裝卸機(jī)構(gòu)構(gòu)成容納袋裝物資的空間。本實(shí)用新型用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)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(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)農(nóng)資裝卸的機(jī)械化和自動(dòng)化。
【專利說(shuō)明】
一種機(jī)械式手爪及具有該機(jī)械式手爪的搬運(yùn)機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪，還涉及一種具有所述機(jī)械式手爪的搬運(yùn)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)袋裝物資的倉(cāng)庫(kù)搬運(yùn)和裝卸方式主要是靠肩扛和小車?yán)?，裝卸工人不僅勞動(dòng)強(qiáng)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(guó)內(nèi)外廣泛用于袋裝物資裝卸的設(shè)備有兩種:真空吸吊式手爪和機(jī)械式手爪。對(duì)于真空吸吊式手爪，雖操作簡(jiǎn)單快捷，但不能滿足在狹小空間內(nèi)的裝卸要求;對(duì)于機(jī)械式手爪，由于其手爪普遍彎折的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)密集堆垛的袋裝物資進(jìn)行無(wú)損、快捷抓取和裝卸。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的裝卸設(shè)備都不太適用于密集堆放的袋裝物資的裝卸，無(wú)法對(duì)袋裝物資進(jìn)行無(wú)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(wú)損裝卸和堆垛的機(jī)械式手爪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有機(jī)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(wèn)題，提供了一種用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪，采用推動(dòng)和拉動(dòng)袋裝物資的方式來(lái)進(jìn)行裝卸和堆垛，很好地解決了抓取過(guò)程中包裝袋易破損的難題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪，該機(jī)械式手爪包括:連接機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌
2、托盤3、裝卸機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，托盤3與裝卸機(jī)構(gòu)構(gòu)成容納袋裝物資的空間，其中，
[0009]兩根導(dǎo)軌2沿水平方向相互平行布置，一端通過(guò)導(dǎo)軌連接橫梁18固定連接，另一端通過(guò)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(dǎo)軌2下方；
[0011 ]所述連接機(jī)構(gòu)固定連接于兩根導(dǎo)軌2的上端之間；
[0012]所述裝卸機(jī)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(dǎo)軌2滑動(dòng)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(shè)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(shè)置有多根第二夾板11，且第一夾板10設(shè)置于靠近托盤3的豎直部，第二夾板11設(shè)置于遠(yuǎn)離托盤3的豎直部；
[0013 ] 所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙向電機(jī)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(dǎo)軌2之間并與導(dǎo)軌2平行，滾珠絲杠14 一端與雙向電機(jī)13的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器16固定連接，另一端與固定在導(dǎo)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(guò)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(jī)構(gòu)的上端與搬運(yùn)機(jī)械臂可拆卸地連接。
[0015]所述連接機(jī)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(dǎo)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(shè)有螺栓連接孔，通過(guò)螺栓與機(jī)器人的搬運(yùn)機(jī)械臂可拆卸地連接。
[0019]所述連接部I通過(guò)磁力與機(jī)器人的搬運(yùn)機(jī)械臂可拆卸地連接。
[0020]連接部I中心設(shè)有通孔4，水平連接板61的中心設(shè)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(duì)應(yīng)。
[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(zhǎng)度。
[0022]所述裝卸機(jī)構(gòu)上還設(shè)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(jī)械手爪還包括控制器，位置傳感器5和/或雙向電機(jī)13電連接于控制器，根據(jù)位置傳感器5的信號(hào)，控制器發(fā)出使雙向電機(jī)13運(yùn)動(dòng)或停止的信號(hào)。
[0024]—種具有用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪的搬運(yùn)機(jī)器人。
[0025]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0026]本實(shí)用新型的用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪采用直夾板進(jìn)行垂直和水平運(yùn)動(dòng)，使得機(jī)械式手爪的運(yùn)動(dòng)所需的空間小，沒(méi)有其他阻礙，具有抓取可靠、移動(dòng)靈活等特點(diǎn)；同時(shí)，采用雙向電機(jī)，利用其正反轉(zhuǎn)，便能實(shí)現(xiàn)對(duì)袋裝物資的裝、卸兩個(gè)步驟。在農(nóng)資裝卸場(chǎng)合代替人工搬運(yùn)，減輕了裝卸工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高裝卸效率，減少環(huán)境污染，使操作更加簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)農(nóng)資裝卸的機(jī)械化和自動(dòng)化。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型的用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本實(shí)用新型的用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖標(biāo)記
[0030]I 連接部2 導(dǎo)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(jī)14滾珠絲杠
[0039]15螺母16聯(lián)軸器
[0040]17凸起部18導(dǎo)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(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0043]如圖1-2所示，本實(shí)用新型的用于裝卸和堆垛袋裝物資的機(jī)械式手爪包括:連接機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌2、托盤3、裝卸機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，托盤3與裝卸機(jī)構(gòu)構(gòu)成容納袋裝物資的空間。
[0044]兩根導(dǎo)軌2沿水平方向相互平行布置，一端通過(guò)導(dǎo)軌連接橫梁18固定連接，另一端通過(guò)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(dǎo)軌2下方。采用間隔設(shè)置多根托盤條的方式代替整體托盤能夠有效減輕機(jī)械手爪重量，減少功耗。
[0046]連接機(jī)構(gòu)固定連接于兩根導(dǎo)軌2的上端之間，連接機(jī)構(gòu)的上端與搬運(yùn)機(jī)械臂可拆卸地連接，連接機(jī)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(shè)有通孔4。連接部I外緣優(yōu)選設(shè)有螺栓連接孔，通過(guò)螺栓與機(jī)器人的搬運(yùn)機(jī)械臂可拆卸地連接?？蛇x地，連接部I也可以通過(guò)磁力與機(jī)器人的搬運(yùn)機(jī)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(shè)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(duì)應(yīng)，便于用于連接的線束穿過(guò)，使整體結(jié)構(gòu)更緊湊，同時(shí)通孔的設(shè)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(dǎo)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(jī)構(gòu)整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0047]裝卸機(jī)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(dǎo)軌2滑動(dòng)連接，使滑塊8能夠沿著導(dǎo)軌2的延伸方向滑動(dòng)。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(shè)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(shè)置有多根第二夾板11，且第一夾板10設(shè)置于靠近托盤3的豎直部，第二夾板11設(shè)置于遠(yuǎn)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(zhǎng)度。
[0048]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙向電機(jī)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(dǎo)軌2之間并與導(dǎo)軌2平行，滾珠絲杠14一端與雙向電機(jī)13的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器16固定連接，另一端與固定在導(dǎo)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(guò)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(guò)雙向電機(jī)13驅(qū)動(dòng)裝卸裝置沿導(dǎo)軌2運(yùn)動(dòng)。當(dāng)雙向電機(jī)13驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母15帶動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)離或接近雙向電機(jī)13 ο
[0049]所述裝卸機(jī)構(gòu)上還設(shè)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(chǎng)合而位于裝卸機(jī)構(gòu)的不同位置，主要用于感應(yīng)和測(cè)量裝卸機(jī)構(gòu)與袋裝物資的相對(duì)位置。
[0050]所述機(jī)械手爪還包括控制器，位置傳感器5和/或雙向電機(jī)13電連接于控制器，根據(jù)位置傳感器5的信號(hào)，控制器發(fā)出使雙向電機(jī)13運(yùn)動(dòng)或停止的信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸。
[0051]本實(shí)用新型還提供一種搬運(yùn)機(jī)器人，該搬運(yùn)機(jī)器人包括上述機(jī)械手爪。
[0052]本實(shí)用新型的用于裝卸袋裝物資的機(jī)械式手爪的工作過(guò)程如下:
[0053]通過(guò)連接部I將本實(shí)用新型的用于裝卸袋裝物資的機(jī)械式手爪連接至搬運(yùn)機(jī)器人的機(jī)械臂上。
[0054]工作時(shí)，雙向電機(jī)13帶動(dòng)滾珠絲杠14轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母15和凸起部17沿導(dǎo)軌2的延伸方向運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)一步帶動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)沿導(dǎo)軌2向外移動(dòng)到最遠(yuǎn)端；
[0055]然后搬運(yùn)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)械式手爪運(yùn)動(dòng)，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(yùn)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)械式手爪的第二夾板11運(yùn)動(dòng)到所述縫隙的上方，之后驅(qū)動(dòng)第二夾板11向下運(yùn)動(dòng)，使第二夾板11插入到縫隙之中；
[0056]當(dāng)下降到合適深度后，雙向電機(jī)13反轉(zhuǎn)，第二夾板11在驅(qū)動(dòng)力的帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌2往回移動(dòng)，從而拉動(dòng)袋裝物資將其移動(dòng)到托盤3上。
[0057]機(jī)器人的搬運(yùn)機(jī)械臂對(duì)裝有袋裝物資的機(jī)械式手爪進(jìn)行移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)碼放位置時(shí)，第一夾板10在雙向電機(jī)13的驅(qū)動(dòng)力的作用下推動(dòng)袋裝物資離開(kāi)托盤3，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)袋裝物資的裝卸和堆垛。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)械式手爪，其特征在于: 該機(jī)械式手爪包括:連接機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌(2)、托盤(3)、裝卸機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，托盤(3)與裝卸機(jī)構(gòu)構(gòu)成容納袋裝物資的空間，其中， 兩根導(dǎo)軌(2)沿水平方向相互平行布置，一端通過(guò)導(dǎo)軌連接橫梁(18)固定連接，另一端通過(guò)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(dǎo)軌(2)下方； 所述連接機(jī)構(gòu)固定連接于兩根導(dǎo)軌(2)的上端之間； 所述裝卸機(jī)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(dǎo)軌(2)滑動(dòng)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(shè)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(shè)置有多根第二夾板(11)，且第一夾板(10)設(shè)置于靠近托盤(3)的豎直部，第二夾板(11)設(shè)置于遠(yuǎn)離托盤(3)的豎直部； 所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙向電機(jī)(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(dǎo)軌(2)之間并與導(dǎo)軌(2)平行，滾珠絲杠(14)一端與雙向電機(jī)(13)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器(16)固定連接，另一端與固定在導(dǎo)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(guò)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(jī)械式手爪，其特征在于: 所述連接機(jī)構(gòu)的上端與搬運(yùn)機(jī)械臂可拆卸地連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式手爪，其特征在于: 所述連接機(jī)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(dǎo)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(jī)械式手爪，其特征在于: 所述連接部(I)外緣設(shè)有螺栓連接孔，通過(guò)螺栓與機(jī)器人的搬運(yùn)機(jī)械臂可拆卸地連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械式手爪，其特征在于: 所述連接部(I)通過(guò)磁力與機(jī)器人的搬運(yùn)機(jī)械臂可拆卸地連接。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械式手爪，其特征在于: 連接部(I)中心設(shè)有通孔(4)，水平連接板(61)的中心設(shè)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(duì)應(yīng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)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(zhǎng)度。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式手爪，其特征在于: 所述裝卸機(jī)構(gòu)上還設(shè)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(jī)械式手爪，其特征在于: 所述機(jī)械手爪還包括控制器，位置傳感器(5)和/或雙向電機(jī)(13)電連接于控制器，根據(jù)位置傳感器(5)的信號(hào)，控制器發(fā)出使雙向電機(jī)(13)運(yùn)動(dòng)或停止的信號(hào)。10.一種搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于:該搬運(yùn)機(jī)器人具有如權(quán)利要求1-9之一所述的機(jī)械式手爪。
【文檔編號(hào)】B25J15/08GK205572457SQ201620271782
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)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(qǐng)人】中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)