纸箱抓取机械手的制作方法

本实用新型涉及自动化设备领域，尤其涉及一种纸箱抓取机械手。

背景技术：

纸箱在沿输送线被输送过程中，有时需要通过纸箱抓取机械手将纸箱从一条输送线上转移至另外一条输送线上或者对纸箱进行堆放。然而现有的纸箱抓取机械手，其主要通过夹持力对纸箱的两侧面或者多侧面进行夹紧，然后依靠摩擦力进行抓取，此种方式容易造成纸箱在抓取过程中由于夹紧力不够而造成纸箱的滑落；另外，现有的纸箱抓取机械手存在不便于调节的问题，因而不便于根据纸箱的不同尺寸规格而进行对应的调节，其使用范围受到较大限制。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供一种可在抓取纸箱的过程中防止发生纸箱滑落情况的纸箱抓取机械手。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：纸箱抓取机械手，包括机械臂和安装于机械臂上的抓取机构，所述抓取机构包括至少一个纸箱抓手，每个纸箱抓手包括相对平行设置的第一夹板和第二夹板，在第一夹板和第二夹板之间形成抓取区域，所述第一夹板可相对于所述第二夹板相向移动；每个纸箱抓手还包括勾爪，所述勾爪枢接地设置于第一夹板的底部边沿位置，并且当勾爪沿枢接处的转轴转动后可勾置于抓取区域底部的对应边沿位置处。

进一步的是：每个纸箱抓手还包括勾爪驱动机构，所述勾爪驱动机构设置于第一夹板上，所述勾爪驱动机构与勾爪传动连接并可驱动勾爪转动。

进一步的是：每个纸箱抓手还包括安装座、夹紧直线导轨、夹紧驱动机构和滑座，所述第二夹板固定设置在所述安装座的一侧，所述夹紧直线导轨固定设置在安装座上，并且夹紧直线导轨的走向垂直于第二夹板；所述滑座设置于所述夹紧直线导轨上，所述夹紧驱动机构用于驱动所述滑座在所述夹紧直线导轨上移动；所述第一夹板固定设置于所述滑座上。

进一步的是：每个纸箱抓手还包括止回机构，所述止回机构包括止回棘齿、止回棘爪和止回驱动机构，所述止回棘齿设置在第一夹板上，所述止回驱动机构设置在安装座上，所述止回棘爪设置于止回驱动机构的输出端上，并且通过止回驱动机构可使所述止回棘爪与所述止回棘齿相啮合。

进一步的是：所述抓取机构还包括调节滑轨，所述纸箱抓手可沿所述调节滑轨移动地设置在所述调节滑轨上。

进一步的是：所述抓取机构包括四个纸箱抓手，四个纸箱抓手并排设置，并且相邻两个纸箱抓手之间的间距可调。

进一步的是：所述抓取机构还包括调节驱动机构和连杆；在调节滑轨的中部设置有中间固定板，在中间固定板的两侧分别设置有连杆，并且连杆的一端固定在中间固定板的中心位置上，连杆的另一端沿调节滑轨的方向可伸缩地延伸设置，所述调节驱动机构用于调节所述连杆伸缩，所述纸箱抓手分别与对应的连杆相连，并可通过连杆的伸缩带动纸箱抓手沿调节滑轨移动。

进一步的是：所述抓取机构还包括隔板吸盘、支杆和支杆驱动机构，所述隔板吸盘设置于支杆的一端，支杆的另一端可转动地设置于所述抓取机构上，所述支杆驱动机构用于驱动所述支杆转动，并且通过支杆的转动可使隔板吸盘在水平方向和竖直方向进行位置切换；当所述隔板吸盘转至竖直方向时，隔板吸盘位于抓取区域的外侧且从抓取区域的底部凸出。

进一步的是：所述隔板吸盘设置有四组，四组隔板吸盘在抓取机构上呈矩形分布，所述支杆驱动机构设置有一个，并且由该支杆驱动机构可驱动四组隔板吸盘对应的支杆同步转动。

进一步的是：所有的驱动机构均为气缸。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在纸箱抓取机械手上设置勾爪机构，可在抓取纸箱的过程中，利用勾爪将纸箱的一侧边沿勾住，进而通过勾爪并同时配合第一夹板和第二夹板对纸箱的夹持作用实现对纸箱的抓取操作，可有效地避免在抓取纸箱的过程中发生纸箱滑落的情况，确保对纸箱的有效抓取。另外，本实用新型还可通过调节第一夹板和第二夹板之间的间距以及调节相邻两个纸箱抓手之间的间距，可实现根据不同长、宽尺寸的纸箱进行相应的调节，因此可满足对各种规格尺寸的纸箱的抓取操作。另外，本实用新型中还通过设置相应的隔板吸盘，可实现对隔板的“抓取”，这样可实现在多层堆放纸箱时，可在每堆放一层纸箱后通过隔板吸盘抓取相应的隔板放置于堆放的纸箱上方。

附图说明

图1为本实用新型所述的纸箱抓取机械手的立体示意图；

图2为抓取机构的立体示意图；

图3为抓取机构的俯视图；

图4为抓取机构的主视图；

图5为抓取机构的侧视图；

图6为单个纸箱抓手的立体示意图；

图7为单个纸箱抓手的主视图；

图8为图7中A-A截面的剖视图；

图9为图7中B-B截面的剖视图；

图10为图9中局部区域C的放大示意图；

图中标记为：机械臂1、抓取机构2、纸箱抓手3、第一夹板31、第二夹板32、勾爪33、勾爪驱动机构34、安装座35、夹紧直线导轨36、夹紧驱动机构37、滑座38、止回机构39、止回棘齿391、止回棘爪392、止回驱动机构393、抓取区域4、调节滑轨5、调节驱动机构6、隔板吸盘7、支杆8、支杆驱动机构9、连杆10、中间固定板11、同步带12、过渡轮13、支杆转轴14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至图10中所示，本实用新型所述的纸箱抓取机械手是用于对纸箱进行抓取并实现转移的设备，其包括机械臂1和安装于机械臂1上的抓取机构2，所述抓取机构2包括至少一个纸箱抓手3，每个纸箱抓手3包括相对平行设置的第一夹板31和第二夹板32，在第一夹板31和第二夹板32之间形成抓取区域4，所述第一夹板31可相对于所述第二夹板32相向移动；每个纸箱抓手3还包括勾爪33，所述勾爪33枢接地设置于第一夹板31的底部边沿位置，并且当勾爪33沿枢接处的转轴转动后可勾置于抓取区域4底部的对应边沿位置处。

其中，机械臂1为可实现相应移动的机构，进而实现带动抓取机构2的移动。不失一般性，本实用新型中的机械臂1可以采用常规的多轴机械臂(或者称为多轴机器人)。

另外，本实用新型中所述的勾爪33，其是在抓取纸箱的过程中，当待抓取的纸箱已经位于抓取区域4内以后，通过转动勾爪33并使其勾置在纸箱上相应的底部边沿位置，以此实现对纸箱的该底部边沿提供一定的支撑和阻挡，进而有效地防止纸箱从底部滑落。不失一般性，为了对每个勾爪3实现转动驱动，每个纸箱抓手3还包括勾爪驱动机构34，所述勾爪驱动机构34设置于第一夹板31上，所述勾爪驱动机构34与勾爪33传动连接并可驱动勾爪33转动；具体可参照附图中所示结构进行设置。

另外，为了便于勾爪33勾置在待抓取纸箱的底部位置，在实际抓取纸箱的过程中，可在待抓取纸箱的下方留有相应的镂空结构。例如，可采用辊式输送线对纸箱进行输送，这样可在辊式输送线内的相邻两个滚筒之间即为便于勾爪33勾入的镂空结构；或者也可设置有用于放置纸箱的托板，并在托板上设置有允许勾爪33勾入的镂空结构。

更具体的，在抓取纸箱的过程中，通常还需要第一夹板31和第二夹板32对纸箱的两侧施加一定的夹紧力，以确保对纸箱的有效抓取，并防止在抓取纸箱的过程中发生纸箱的晃动。为此，本实用新型中对于纸箱抓手3可进一步采取如下设置：每个纸箱抓手3还包括安装座35、夹紧直线导轨36、夹紧驱动机构37和滑座38，所述第二夹板32固定设置在所述安装座35的一侧，所述夹紧直线导轨36固定设置在安装座35上，并且夹紧直线导轨36的走向垂直于第二夹板32；所述滑座38设置于所述夹紧直线导轨36上，所述夹紧驱动机构37用于驱动所述滑座38在所述夹紧直线导轨36上移动；所述第一夹板31固定设置于所述滑座38上。这样，通过夹紧驱动机构37可驱动滑座38连同第一夹板31在夹紧直线导轨36移动，进而可实现调节控制第一夹板31和第二夹板32之间的间距，以此实现对纸箱的夹紧作用。上述结构的另一优点是，可根据不同尺寸规格的纸箱，调整第一夹板31和第二夹板32之间的初始间距，进而可实现对不同长、宽尺寸的纸箱进行抓取操作，因此可满足对各种规格尺寸的纸箱的抓取操作。

另外，考虑到在抓取纸箱的过程中，对于重量较重的纸箱，如纸箱内装有相应产品的情况下，可能会对第一夹板31产生较大的反作用力，进而容易导致第一夹板31出现“后退”的情况。为此，本实用新型进一步采取如下设置：每个纸箱抓手3还包括止回机构39，所述止回机构39包括止回棘齿391、止回棘爪392和止回驱动机构393，所述止回棘齿391设置在第一夹板31上，所述止回驱动机构393设置在安装座35上，所述止回棘爪392设置于止回驱动机构393的输出端上，并且通过止回驱动机构393可使所述止回棘爪392与所述止回棘齿391相啮合。上述止回机构39的目的是在止回棘爪392与止回棘齿391相啮合时，仅允许滑座38和第一夹持板31朝向第二夹持板32单方向移动，以防止其“后退”；当然，当止回棘爪392与止回棘齿391脱开啮合关系时，则允许滑座38和第一夹持板31朝向第二夹持板32反方向移动，即此时允许第一夹持板31“后退”。至于止回棘齿391、止回棘爪392和止回驱动机构393的具体结构及工作原理，可参照附图10中所示：其止回棘齿391设置为单向齿条，其齿条的一侧为斜坡面，另一侧为竖直面；相应的，止回棘爪392为与止回棘齿391对应啮合的单向齿条结构；并且止回棘爪392直接安装到止回驱动机构393的输出端上，同时位于止回棘齿391上方，通过止回驱动机构393驱动止回棘爪392的上下移动，实现止回棘爪392与止回棘齿391之间的啮合和脱啮合关系；并且，在止回棘爪392与止回棘齿391为啮合关系时，当第一夹持板31朝向第二夹持板32方向移动时，可由止回棘齿391和止回棘爪392内齿条的斜坡面配合并产生斜向推力，并借助该斜向推力可将止回棘爪392向上推动，进而允许第一夹持板31朝向第二夹持板32方向移动。

另外，在本实用新型中，理论上抓取机构2可包括有多个纸箱抓手3，每个纸箱抓手3可分别对应抓取一个纸箱；例如参照附图中所示的具体示例中，抓取机构2包括有四个纸箱抓手3，并且四个纸箱抓手3并排设置。

另外，当抓取机构2包括有多个纸箱抓手3时，为了适应不同规格尺寸的纸箱，本实用新型进一步设置相邻两个纸箱抓手3之间的间距为可调节的结构。具体的，实现对纸箱抓手3的调节方式可采用如下具体设置：所述抓取机构2还包括调节滑轨5，所述纸箱抓手3可沿所述调节滑轨5移动地设置在所述调节滑轨5上；更具体的，对于纸箱抓手3在调节滑轨5上的移动调节，理论上可以为手动调节，也可为自动调节。为实现自动调节，本实用新型进一步在抓取机构2上还设置有调节驱动机构6，即通过调节驱动机构6实现对纸箱抓手3在调节滑轨5上的移动调节，进而实现调节相邻两个纸箱抓手3之间的间距。

更具体的，为了实现对各纸箱抓手3之间间距的调节，参照附图3中所示，进一步设置抓取机构2还包括调节驱动机构6和连杆10；在调节滑轨5的中部设置有中间固定板11，在中间固定板11的两侧分别设置有连杆10，并且连杆10的一端固定在中间固定板11的中心位置上，连杆10的另一端沿调节滑轨5的方向可伸缩地延伸设置，所述调节驱动机构6用于调节所述连杆10伸缩，所述纸箱抓手3分别与对应的连杆10相连，并可通过连杆10的伸缩带动纸箱抓手3沿调节滑轨5移动。

上述连杆10应当为可伸缩结构，具体可参照附图3中所示，所述连杆10由多节相互铰接的交叉杆件组成，而调节驱动机构6可为伸缩杆结构，并将调节驱动机构6的两端跨过多节交叉杆后与对应节的交叉杆固定相连，这样通过伸缩杆的伸缩即可驱动交叉杆的伸缩，进而实现对纸箱抓手3的位置调节；并且可仅通过设置调节驱动机构6即可实现对四个纸箱抓手3的位置调节。更优选的，参照附图3中所示，当在位于中间固定板11的一侧设置有两个纸箱抓手3时，两个纸箱抓手3在连杆10上的安装位置分别到中间固定板11的中心位置的距离之比设置为1:3；这样可使得调节驱动机构6在调节前后，其相邻的两个纸箱抓手3之间都能保证相同的间距，也能够进一步保证在抓取不同规格的纸箱时，可以使纸箱抓手3能够抓取纸箱的中间位置。

另外，考虑到在实际情况中，被纸箱抓取机械手抓取的纸箱可能需要层叠堆放，并且在堆放过程中，往往需要在相邻两层纸箱之间放置一隔板；而为了实现由抓取机构2对隔板的自动“抓取”，本实用新型中进一步采取如下设置：所述抓取机构2还包括隔板吸盘7、支杆8和支杆驱动机构9，所述隔板吸盘7设置于支杆8的一端，支杆8的另一端可转动地设置于所述抓取机构2上，所述支杆驱动机构9用于驱动所述支杆8转动；并且通过支杆8的转动可使隔板吸盘7在水平方向和竖直方向进行位置切换；当所述隔板吸盘7转至竖直方向时，隔板吸盘7位于抓取区域4的外侧且从抓取区域4的底部凸出。这样，当需要抓取隔板时，可由支杆驱动机构9驱动支杆8转动至竖向状态，此时隔板吸盘7将位于抓取区域4的下方，继而可通过隔板吸盘7将隔板吸住，然后进行位置转移，以此实现对隔板的堆放。不失一般性，为了实现对隔板的平稳抓取，参照附图3中所示，可设置隔板吸盘7有四组，并且四组隔板吸盘7在抓取机构2上呈矩形分布，其中每组隔板吸盘7可设置有两个吸盘。当然，在设置有多组隔板吸盘7时，多组隔板吸盘7可分别通过对应的支杆8进行安装，并且每根支杆8可分别设置有对应的支杆驱动机构9进行转动驱动，或者也可仅设置一个支杆驱动机构9，并由该支杆驱动机构9驱动四组隔板吸盘7对应的支杆8同步转动。例如可参照附图3中所示，其设置的四组隔板吸盘7所对应的四根支杆8可两两成对，并且每对支杆8可分别安装在同一根支杆转轴14的两端上，同时两根支杆转轴14之间可通过同步带12实现同步传动；更具体的，还可进一步与同步带12配套设置转向过度轮13以使上述两根支杆转轴14的转动方向相反。

另外，上述本实用新型中所采用的各种驱动机构，如勾爪驱动机构34、夹紧驱动机构37、止回驱动机构393、调节驱动机构6以及支杆驱动机构9等均可分别根据实际工况采用气缸、液压伸缩杆或者是电机等形式，其中优选设置所有驱动机构采用气缸形式。