用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，包括基座、横向滑动组件、固定侧组件和活动侧组件，横向活动组件设于基座底部，固定侧组件和活动侧组件分别设于横向滑动组件两端，活动侧组件包括活动夹板、第一吸盘和第一气嘴，活动夹板顶部与横向滑动组件一端连接，活动夹板上设有第一气道，活动夹板一侧设有第一气嘴，第一气道通过第一气嘴外接抽气机构，第一吸盘设于活动夹板上，第一吸盘上的通孔与第一气道连通。本真空室机械夹持手相对于现有的带托爪机械手，减少了托爪机构，使结构精简紧凑，同时又达到了夹持稳定的效果，无论质量大小的箱体包装件均适用。
【专利说明】用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业机器人搬运码垛【技术领域】，特别涉及一种用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手。
【背景技术】
[0002]在食品、饮料、日用化工、电子电器等产品生产的后续包装生产线中，应用工业机器人进行装箱、搬运、码垛等工作已日益广泛。实现搬运和码垛功能的机器人类型基本是相同的，但针对不同的包装形式(如袋装、箱装、罐装等)，机器人需配套不同的机械手爪，才能顺利抓取搬运物品。
[0003]箱体(特别是纸箱)包装是一种普遍应用的包装形式，对这一类包装件进行搬运时，传统的方法主要有两种形式:其一，采用真空吸盘由上至下直接吸取纸箱上表面；其二，采用夹板式的机械夹持手夹持纸箱对应两侧面。
[0004]如果包装件质量较小时，上述两种方法均适用。
[0005]但如果包装件质量较大(如饮料、罐头食品等)时，上述两种方法则容易出现以下缺陷:采用真空吸盘形式时，吸盘吸取箱体表面时容易拉伸变形，甚至拉破纸箱上表面纸皮，因此该方式基本不适用；采用机械夹持手夹持纸箱对应两侧面时，包装件由于过重而容易克服两侧夹板的摩擦力下滑，因此该方式需要改进。
[0006]针对夹板式的机械夹持手，目前已有的改进方式如图1所示，主要是在箱体一侧的活动夹板上增设托爪I及托爪气缸2，在夹板夹住箱体3后，托爪气缸向下伸出，驱动托爪绕支点逆时针转动，承托箱体底部；通过托爪的承托，即使质量较大的箱体也不会出现下滑现象。
[0007]然而，带托爪的机械夹持手虽然解决了箱体下滑的问题，但其结构相对较复杂，而且不够紧凑，工作时需要避免托爪与其他输送装置以及包装件的相互干涉，设备运行容易出现故障，影响包装生产线的正常运行，降低生产效率。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，针对包装件质量较大的矩形包装箱，提供一种结构简单、夹持稳定的用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手。
[0009]本实用新型的技术方案为:一种用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，包括基座、横向滑动组件、固定侧组件和活动侧组件，横向活动组件设于基座底部，固定侧组件和活动侧组件分别设于横向滑动组件两端，活动侧组件包括活动夹板、第一吸盘和第一气嘴，活动夹板顶部与横向滑动组件一端连接，活动夹板上设有第一气道，活动夹板一侧设有第一气嘴，第一气道通过第一气嘴外接抽气机构，第一吸盘设于活动夹板上，第一吸盘上的通孔与第一气道连通。
[0010]所述活动侧组件中，第一吸盘上分布有多个与第一气道连通的通孔，各通孔分别为喇叭状的锥形孔。该结构形式的吸盘吸附力较强，可较好地改善活动夹板的夹持效果，有效防止箱体脱落；其中，通孔个数可灵活设计，根据箱体侧面面积和整箱重量而定，一般不少于4个。
[0011]所述活动侧组件中，活动夹板呈竖直设置，活动夹板与固定侧组件相对的一侧设有凹面，第一吸盘嵌于凹面中；凹面上设有多个连通并作为第一气道的凹槽，第一吸盘上的各个通孔与凹槽连通；活动夹板与固定侧组件相背的一侧设有第一气嘴，第一气嘴穿过活动夹板后与第一气道连通。其中，凹面的深度可与第一吸盘的总厚度相等，也可小于第一吸盘的总厚度，凹面的长宽尺寸与吸盘外形配合，各凹槽作为第一气道；第一吸盘嵌入活动夹板的凹面装配并粘合紧固，各第一气道之间相连通，使第一吸盘的各通孔均相通，使用时，只要第一气嘴接通真空管，则可以通过第一气道使第一吸盘上的全部通孔均处于抽气状态，从而实现对箱体侧面的真空夹紧。
[0012]所述活动夹板顶部设有固定块和滑块，固定块位于活动夹板中部，固定块两侧分别设有滑块。
[0013]根据实际需要，横向滑动组件可采用以下2种结构形式:
[0014](I)所述横向滑动组件包括气缸、导杆和导杆座，气缸横置于基座底部，气缸的输出端与固定块连接，气缸两侧分别设有导杆，各导杆与气缸平行设置，各导杆通过导杆座固定于基座底部，活动夹板通过滑块滑动于导杆上。使用时，通过气缸推动固定块，从而带动活动夹板运动，活动夹板通过滑块来回滑动于导杆上。
[0015](2)所述横向滑动组件包括驱动电机、滚珠丝杠、导杆和导杆座，滚珠丝杠设于基座底部，滚珠丝杠一端与驱动电机连接，活动夹板顶部的固定块与滚珠丝杠上的螺母连接，滚珠丝杠两侧分别设有导杆，各导杆与滚珠丝杠平行设置，各导杆通过导杆座固定于基座底部，活动夹板通过滑块滑动于导杆上。使用时，电机驱动滚珠丝杠运动，通过固定块带动活动夹板运动，活动夹板通过滑块来回滑动于导杆上。
[0016]根据实际需要，固定侧组件也可采用以下2种结构形式:
[0017](I)所述固定侧组件包括平板状的固定夹板，固定夹板与基座底部固定连接，固定夹板与活动夹板平行设置。该结构简单，设备成本也相对较低。
[0018](2)所述固定侧组件包括固定夹板、第二吸盘和第二气嘴，固定夹板顶部与基座固定连接，固定夹板上设有第二气道，固定夹板一侧设有第二气嘴，第二气道通过第二气嘴外接抽气机构，第二吸盘设于固定夹板上，第二吸盘上的通孔与第二气道连通。实质上，在该结构形式中，固定侧组件与活动侧组件形成堆成结构，其中，固定夹板、第二吸盘、第二气嘴的具体结构分别与活动夹板、第一吸盘、第一气嘴的具体结构相同。该结构使用时，对箱体的夹持更稳定，可适用于重量非常大的箱体。
[0019]为了方便本机械夹持手的安装，所述基座顶部设有安装座。
[0020]作为一种优选方案，所述抽气机构为真空管。
[0021]本真空室机械夹持手使用时，其原理是:真空式机械夹持手工作时，活动侧组件在横向滑动组件的驱动下，向固定侧组件的方向靠拢，夹紧箱体后，抽气机构对活动夹板及第一吸盘进行抽真空(当固定侧组件采用固定夹板及第二吸盘配合的结构，也同时进行抽真空)，使第一吸盘吸紧箱体侧面，防止箱体下滑，即使质量较大的箱体也难以克服侧面真空吸力而出现下滑现象。
[0022]本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0023]本真空室机械夹持手相对于现有的带托爪机械手，减少了托爪机构，使结构精简紧凑，同时又达到了夹持稳定的效果，无论质量大小的箱体包装件均适用。另外，克服了现有设备工作时需要避免托爪与其他输送装置以及包装件的相互干涉的缺陷，可有效减少设备故障率，保证包装生产线的正常运行，提高生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为现有带托爪机械夹持手使用时的原理示意图。
[0025]图2为本真空室机械夹持手实施例1的结构示意图。
[0026]图3为活动侧组件的结构示意图。
[0027]图4为图3的A-A向视图。
[0028]图5为第一吸盘的结构示意图。
[0029]图6为活动夹板的结构示意图。
[0030]图7为图2的B向视图。
[0031]图8为真空室机械夹持手使用时的原理示意图。
[0032]图9为本真空室机械夹持手实施例2的结构示意图.
【具体实施方式】
[0033]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0034]实施例1
[0035]本实施例一种用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，如图2所示，包括基座
4、横向滑动组件、固定侧组件和活动侧组件，横向活动组件设于基座底部，固定侧组件和活动侧组件分别设于横向滑动组件两端，如图3或图4所示，活动侧组件包括活动夹板5、第一吸盘6和第一气嘴7，活动夹板顶部与横向滑动组件一端连接，如图6所示，活动夹板上设有第一气道8，活动夹板一侧设有第一气嘴，第一气道通过第一气嘴外接抽气机构，第一吸盘设于活动夹板上，第一吸盘上的通孔与第一气道连通。
[0036]活动侧组件中，如图5或图3所示，第一吸盘上分布有多个与第一气道连通的通孔9，各通孔分别为喇叭状的锥形孔。该结构形式的吸盘吸附力较强，可较好地改善活动夹板的夹持效果，有效防止箱体脱落；其中，通孔个数可灵活设计，根据箱体侧面面积和整箱重量而定，一般不少于4个。
[0037]活动侧组件中，如图6所示，活动夹板呈竖直设置，活动夹板与固定侧组件相对的一侧设有凹面，第一吸盘嵌于凹面中；凹面上设有多个连通并作为第一气道的凹槽，第一吸盘上的各个通孔与凹槽连通；活动夹板与固定侧组件相背的一侧设有第一气嘴，第一气嘴穿过活动夹板后与第一气道连通。其中，凹面的深度可与第一吸盘的总厚度相等，也可小于第一吸盘的总厚度，凹面的长宽尺寸与吸盘外形配合，各凹槽作为第一气道；第一吸盘嵌入活动夹板的凹面装配并粘合紧固，各第一气道之间相连通，使第一吸盘的各通孔均相通，使用时，只要第一气嘴接通真空管，则可以通过第一气道使第一吸盘上的全部通孔均处于抽气状态，从而实现对箱体侧面的真空夹紧。
[0038]如图6所示，活动夹板顶部设有固定块10和滑块11，固定块位于活动夹板中部，固定块两侧分别设有滑块。
[0039]如图2或图7所示，横向滑动组件包括气缸12、导杆13和导杆座14，气缸横置于基座底部，气缸的输出端与固定块连接，气缸两侧分别设有导杆，各导杆与气缸平行设置，各导杆通过导杆座固定于基座底部，活动夹板通过滑块滑动于导杆上。使用时，通过气缸推动固定块，从而带动活动夹板运动，活动夹板通过滑块来回滑动于导杆上。
[0040]如图2所示，固定侧组件为平板状的固定夹板15，固定夹板与基座底部固定连接，固定夹板与活动夹板平行设置。该结构简单，设备成本也相对较低。
[0041]为了方便本机械夹持手的安装，基座顶部设有安装座16。
[0042]抽气机构为真空管。
[0043]本真空室机械夹持手使用时，其原理是:真空式机械夹持手工作时，活动侧组件在横向滑动组件的驱动下，向固定侧组件的方向靠拢，如图8所示，夹紧箱体3后，抽气机构对活动夹板及第一吸盘进行抽真空，使第一吸盘吸紧箱体侧面，防止箱体下滑，即使质量较大的箱体也难以克服侧面真空吸力而出现下滑现象。
[0044]实施例2
[0045]本实施例一种用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，如图9所示，与实施例1相比较，其不同之处在于，固定侧组件包括固定夹板15、第二吸盘和第二气嘴，固定夹板顶部与基座固定连接，固定夹板上设有第二气道，固定夹板一侧设有第二气嘴，第二气道通过第二气嘴外接抽气机构，第二吸盘设于固定夹板上，第二吸盘上的通孔与第二气道连通。实质上，在该结构形式中，固定侧组件与活动侧组件形成堆成结构，其中，固定夹板、第二吸盘、第二气嘴的具体结构分别与活动夹板、第一吸盘、第一气嘴的具体结构相同。该结构使用时，对箱体的夹持更稳定，可适用于重量非常大的箱体。
[0046]本真空室机械夹持手使用时，其原理是:真空式机械夹持手工作时，活动侧组件在横向滑动组件的驱动下，向固定侧组件的方向靠拢，夹紧箱体后，抽气机构对活动夹板及第一吸盘进行抽真空，同时也对固定夹板及第二吸盘进行抽真空，使第一吸盘和第二吸盘分别吸紧箱体两侧面，防止箱体下滑，即使质量较大的箱体也难以克服侧面真空吸力而出现下滑现象。
[0047]实施例3
[0048]本实施例一种用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，与实施例1相比较，其不同之处在于，横向滑动组件包括驱动电机、滚珠丝杠、导杆和导杆座，滚珠丝杠设于基座底部，滚珠丝杠一端与驱动电机连接，活动夹板顶部的固定块与滚珠丝杠上的螺母连接，滚珠丝杠两侧分别设有导杆，各导杆与滚珠丝杠平行设置，各导杆通过导杆座固定于基座底部，活动夹板通过滑块滑动于导杆上。使用时，电机驱动滚珠丝杠运动，通过固定块带动活动夹板运动，活动夹板通过滑块来回滑动于导杆上。
[0049]如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
【权利要求】
1.用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，包括基座、横向滑动组件、固定侧组件和活动侧组件，横向活动组件设于基座底部，固定侧组件和活动侧组件分别设于横向滑动组件两端，其特征在于，活动侧组件包括活动夹板、第一吸盘和第一气嘴，活动夹板顶部与横向滑动组件一端连接，活动夹板上设有第一气道，活动夹板一侧设有第一气嘴，第一气道通过第一气嘴外接抽气机构，第一吸盘设于活动夹板上，第一吸盘上的通孔与第一气道连通。
2.根据权利要求1所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述活动侧组件中，第一吸盘上分布有多个与第一气道连通的通孔，各通孔分别为喇叭状的锥形孔。
3.根据权利要求2所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述活动侧组件中，活动夹板呈竖直设置，活动夹板与固定侧组件相对的一侧设有凹面，第一吸盘嵌于凹面中；凹面上设有多个连通并作为第一气道的凹槽，第一吸盘上的各个通孔与凹槽连通；活动夹板与固定侧组件相背的一侧设有第一气嘴，第一气嘴穿过活动夹板后与第一气道连通。
4.根据权利要求1所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述活动夹板顶部设有固定块和滑块，固定块位于活动夹板中部，固定块两侧分别设有滑块。
5.根据权利要求4所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述横向滑动组件包括气缸、导杆和导杆座，气缸横置于基座底部，气缸的输出端与固定块连接，气缸两侧分别设有导杆，各导杆与气缸平行设置，各导杆通过导杆座固定于基座底部，活动夹板通过滑块滑动于导杆上。
6.根据权利要求4所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述横向滑动组件包括驱动电机、滚珠丝杠、导杆和导杆座，滚珠丝杠设于基座底部，滚珠丝杠一端与驱动电机连接，活动夹板顶部的固定块与滚珠丝杠上的螺母连接，滚珠丝杠两侧分别设有导杆，各导杆与滚珠丝杠平行设置，各导杆通过导杆座固定于基座底部，活动夹板通过滑块滑动于导杆上。
7.根据权利要求1所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述固定侧组件包括平板状的固定夹板，固定夹板与基座底部固定连接，固定夹板与活动夹板平行设置。
8.根据权利要求1所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述固定侧组件包括固定夹板、第二吸盘和第二气嘴，固定夹板顶部与基座固定连接，固定夹板上设有第二气道，固定夹板一侧设有第二气嘴，第二气道通过第二气嘴外接抽气机构，第二吸盘设于固定夹板上，第二吸盘上的通孔与第二气道连通。
9.根据权利要求1所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述基座顶部设有安装座。
10.根据权利要求1所述用于搬运码垛机器人的真空式机械夹持手，其特征在于，所述抽气机构为真空管。
【文档编号】B65G61/00GK204160486SQ201420420299
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】张聪, 李艳平, 林立雪 申请人:广州南联实业有限公司