一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的制作方法

本发明涉及包装领域，具体涉及一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备。

背景技术：

在方便面食品包装行业中，需要将横置的碗转变成竖直堆放，以进行下一步工序目前采用机械手自动上桶的方法，但在使用过程中还存在部分异常不能处理：机械手将碗放入碗笼时竖碗不正、机械手抓碗时掉碗、输送线堵碗导致停机、碗堆入碗笼后上碗将下碗冲击变形等等。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备，其传输高效，竖桶端正，掉桶率低，输送线不易堵桶。

本发明所采用的技术方案是：

一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备，包括沿物料传输方向设置的料斗、放料台、爬坡输送机构、水平输送机构、夹取物料的机械手和放碗台面，应用机械手的方便面桶自动上桶设备还包括电气控制爬坡输送机构和水平输送机构的电控柜、电气控制机械手的主电控箱和调节参数并操作控制机械手动作的人机交互屏，所述机械手的活动端设有机械手手爪，所述放碗台面的顶面设有碗笼；所述料斗包括伸缩杆、l型连杆和立方形的载料箱，所述载料箱的开口的一侧边与所述放料台铰接，所述伸缩杆，所述伸缩杆的一端设于所述放料台的侧面，所述伸缩杆的另一端与所述l型连杆的一端铰接，所述l型连杆的另一端与所述载料箱的铰接边固定连接，所述放料台上设有斜挡板，所述放料台与所述斜挡板的夹角呈锐角且所述夹角朝向爬坡输送机构。

当需要将料斗中的面桶送入放料台时，控制伸缩杆伸长，伸缩杆使l型连杆围绕其连接载料箱的一端旋转，载料箱同时被带动旋转，直至载料箱倒扣在斜挡板上，面桶被倒入放料台，再由爬坡输送机构进行逐一输送提升，提升条将面桶输送到水平输送机构上，输送到位后，机械手将进行取料，并一次取一到两提。碗笼中无料时，机械手将迅速进行单一放料。当有相邻两个碗笼同时无料时，机械手可同时进行放料。机械手手爪上无料时在回到水平输送机构取料，依次重复动作，达到自动放料的效果。如此设置，传输效率高，竖桶端正，掉桶率低，输送线不易堵桶。

优选地，所述爬坡输送机构包括平行设置的两个爬坡主动轮、平行设置的两个爬坡从动轮、爬坡链条、爬坡杆和带动所述爬坡主动轮转动的爬坡电机，所述爬坡链条有两条，所述爬坡主动轮和所述爬坡从动轮之间通过所述爬坡链条传动，所述爬坡杆的两端分别与两条爬坡链条连接，两根所述爬坡链条之间设有爬坡底板。

爬坡杆之间的间距大于方便面桶的直径，因此方便面桶可以成提地卡在爬坡杆之间，爬坡底板托住方便面桶使其可以随爬坡杆的转动而被提升，用链条输送面桶可连续运输，效率高，不易堵桶。

优选地，所述水平输送机构包括平行设置的两个水平输送主动轮、平行设置的两个水平输送从动轮、水平输送链条、水平输送杆、带动所述水平输送主动轮转动的水平输送电机和包覆所述水平输送链条的水平输送外壳，所述水平输送链条有两条，所述水平输送主动轮和所述水平输送从动轮之间通过所述水平输送链条传动，所述水平输送杆的两端分别与两条水平输送链条连接，两根所述水平输送链条之间设有水平输送底板。

面桶自爬坡输送机构来，进入水平输送机构，在面桶输送到位后，水平输送电机停止工作，待机械手手爪将一提或两提面桶夹走后，水平输送电机再继续工作，将下一提或两提面桶运送至指定位置，通过链式传动运送面桶，定位精确，能够防止机械手空抓。

进一步优选地，所述水平输送杆的上方设有压紧导板，所述压紧导板与所述水平输送底板平行，其自所述水平输送机构的来料侧向送料侧逐步向水平输送杆的中部收缩。

由于机械手成提抓取面桶，移动中还存在转动过程，面桶过于松散会掉桶，设置所述压紧导板，面桶在经过压紧导板时，会被压紧导板压缩，使桶与桶之间更紧密，防止转移过程中掉桶。

进一步优选地，所述水平输送机构还包括抬料构件，所述抬料构件包括固定于所述水平输送外壳的底部的固定板、与所述固定板固定连接的抬料伸缩件、设于所述抬料伸缩件的伸缩端的抬板、设于所述抬板的长度方向的两端的连板和设于所述连板上的多根抬杆，所述抬料伸缩件的伸缩端竖直朝上设置，所述抬杆平行于水平输送杆，所述抬杆的一端的顶部设有尾架。

由于抓取面桶时，机械手手爪需要将面桶的大部分侧面都夹住，因此直接将机械手伸入水平输送杆之间抓取有失败风险，甚至可能会产生碰撞破坏设备，设置所述抬料构件能够将待抓取的面桶抬升，使其大部分露出水平输送杆形成的平面，机械手手爪在抓取时仍距离水平输送机构有一定距离，既方便了抓取，降低了失败率，又避免了碰撞；由于面桶的顶部和底部的直径不同，因此末端的面桶可能会松脱，设置所述尾架，将面桶直径较小的一端托起，有助于保持面桶的压紧状态，降低掉桶率。

优选地，所述机械手手爪包括手爪底板、设于所述手爪底板上的滑块、与所述滑块滑动连接的一对夹爪和驱动夹爪开合的夹爪气缸，所述手爪底板通过连接杆与所述机械手连接，所述夹爪气缸与所述手爪底板固定连接。

通过控制所述夹爪气缸的伸缩，从而控制夹爪的开闭，结构简单，故障率低。

进一步优选地，所述夹爪气缸为双头气缸，该夹爪气缸的两个活塞端分别与所述夹爪连接。

使用双头气缸，能够同时驱动两侧夹爪，使其同时向中间运动，行程长，夹取面桶时，面桶两侧受力均衡，不易变形。

进一步优选地，所述夹爪为一对相对设置的镂空的弧形板。

使用弧形板能够贴合面桶的外轮廓，使面桶的外周侧受力均衡，镂空则有助于降低夹爪的重量。

进一步优选地，所述夹爪和所述夹爪气缸均有两对，且均设于所述手爪底板上。

两对夹爪分别通过两个夹爪气缸驱动，使机械手能够同时抓取两提面桶，提升了效率。

优选地，所述碗笼包括多根导向杆和安装导向杆的多块导向杆安装板，所述导向杆竖直设置，围成多个环，且环成排设置，所述导向杆安装板通过横梁连接，所述横梁通过立柱固定在放碗台面的顶面。

所述导向杆围成一个个与面桶大小对应的通道，机械手放入面桶时，伸入导向杆之间，再张开夹爪，面桶沿导向杆滑至底部，如此设置，使放碗过程中面桶不会掉落。

进一步优选地，还包括下碗缓冲件，所述下碗缓冲件包括设于所述导向杆下方的缓冲杆、安装所述缓冲杆的缓冲杆安装板和推动所述缓冲杆安装板水平运动的缓冲气缸，所述缓冲气缸通过横梁连接，所述缓冲杆的底部设有检测碗笼内是否有物料的感应装置。

在感应装置感应到缓冲杆内没有面桶时，缓冲气缸的活塞杆向外推出，推动缓冲杆，缓冲杆围成的环形变小，面桶不能直接落入缓冲杆底部，而是会在缓冲杆顶部停顿一下，待物料完全落入导向杆后，缓冲气缸收回活塞杆，缓冲杆收回，腾出更大的空间，面桶再落入缓冲杆底部，如此设置，避免了面桶直接落入底部时的冲击造成面桶变形。

本发明的有益效果包括：

1、当需要将料斗中的面桶送入放料台时，控制伸缩杆伸长，伸缩杆使l型连杆围绕其连接载料箱的一端旋转，载料箱同时被带动旋转，直至载料箱倒扣在斜挡板上，面桶被倒入放料台，再由爬坡输送机构进行逐一输送提升，提升条将面桶输送到水平输送机构上，输送到位后，机械手将进行取料，并一次取一到两提。碗笼中无料时，机械手将迅速进行单一放料。当有相邻两个碗笼同时无料时，机械手可同时进行放料。机械手手爪上无料时在回到水平输送机构取料，依次重复动作，达到自动放料的效果。如此设置，传输效率高，竖桶端正，掉桶率低，输送线不易堵桶；

2、爬坡杆之间的间距大于方便面桶的直径，因此方便面桶可以成提地卡在爬坡杆之间，爬坡底板托住方便面桶使其可以随爬坡杆的转动而被提升，用链条输送面桶可连续运输，效率高，不易堵桶；

3、面桶自爬坡输送机构来，进入水平输送机构，在面桶输送到位后，水平输送电机停止工作，待机械手手爪将一提或两提面桶夹走后，水平输送电机再继续工作，将下一提或两提面桶运送至指定位置，通过链式传动运送面桶，定位精确，能够防止机械手空抓；

4、由于机械手成提抓取面桶，移动中还存在转动过程，面桶过于松散会掉桶，设置所述压紧导板，面桶在经过压紧导板时，会被压紧导板压缩，使桶与桶之间更紧密，防止转移过程中掉桶；

5、由于抓取面桶时，机械手手爪需要将面桶的大部分侧面都夹住，因此直接将机械手伸入水平输送杆之间抓取有失败风险，甚至可能会产生碰撞破坏设备，设置所述抬料构件能够将待抓取的面桶抬升，使其大部分露出水平输送杆形成的平面，机械手手爪在抓取时仍距离水平输送机构有一定距离，既方便了抓取，降低了失败率，又避免了碰撞，由于面桶的顶部和底部的直径不同，因此末端的面桶可能会松脱，设置所述尾架，将面桶直径较小的一端托起，有助于保持面桶的压紧状态，降低掉桶率；

6、通过控制所述夹爪气缸的伸缩，从而控制夹爪的开闭，结构简单，故障率低；

7、使用弧形板能够贴合面桶的外轮廓，使面桶的外周侧受力均衡，镂空则有助于降低夹爪的重量；

8、两对夹爪分别通过两个夹爪气缸驱动，使机械手能够同时抓取两提面桶，提升了效率；

9、所述导向杆围成一个个与面桶大小对应的通道，机械手放入面桶时，伸入导向杆之间，再张开夹爪，面桶沿导向杆滑至底部，如此设置，使放碗过程中面桶不会掉落；

10、在感应装置感应到缓冲杆内没有面桶时，缓冲气缸的活塞杆向外推出，推动缓冲杆，缓冲杆围成的环形变小，面桶不能直接落入缓冲杆底部，而是会在缓冲杆顶部停顿一下，待物料完全落入导向杆后，缓冲气缸收回活塞杆，缓冲杆收回，腾出更大的空间，面桶再落入缓冲杆底部，如此设置，避免了面桶直接落入底部时的冲击造成面桶变形。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的主视图示意图；

图2为本发明实施例1的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的爬坡输送机构、水平输送机构和料斗的主视图；

图3为本发明实施例2的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的爬坡输送机构的示意图；

图4为本发明实施例2的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的爬坡输送机构的主视图；

图5为本发明实施例4的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的水平输送机构的示意图；

图6为本发明实施例4的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的水平输送机构的另一个示意图；

图7为本发明实施例5的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的水平输送机构的示意图；

图8为本发明实施例6的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的抬料构件的示意图；

图9为本发明实施例6的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的抬料构件的示意图；

图10为本发明实施例6的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的抬料构件的示意图；

图11为本发明实施例7的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的抬料构件的示意图；

图12为本发明实施例8的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的机械手手爪的示意图；

图13为本发明实施例8的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的机械手手爪的主视图；

图14为本发明实施例8的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的机械手手爪的侧视图；

图15为本发明实施例12的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的碗笼的示意图；

图16为本发明实施例12的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的碗笼的主视图；

图17为本发明实施例14的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的下碗缓冲件的示意图；

图18为本发明实施例14的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的下碗缓冲件的主视图；

图19为本发明实施15的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的料斗的主视图；

图20为本发明实施例15的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的料斗的俯视图；

图21为本发明实施例16的一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备的料斗的示意图。

附图标记：

1-放料台，2-爬坡输送机构，21-爬坡链条，22-爬坡主动轮，23-爬坡从动轮，24-爬坡杆，25-爬坡电机，26-爬坡底板，3-水平输送机构，31-水平输送主动轮，32-水平输送从动轮，33-水平输送链条，34-水平输送电机，35-水平输送杆，36-水平输送底板，37-水平输送外壳，38-压紧导板，39-抬料构件，391-固定板，392-抬料伸缩件，393-抬板，394-连板，395-抬杆，396-尾架，4-电控柜，5-机械手，6-机械手手爪，61-连接杆，62-手爪底板，63-滑块，64-夹爪气缸，65-夹爪，7-主电控箱，8-碗笼，82-立柱，83-横梁，85-导向杆安装板，88-导向杆，89-下碗缓冲件，891-缓冲杆，893-缓冲杆安装板，894-缓冲气缸，895-感应装置，9-放碗台面，10-人机交互屏，11-料斗，111-载料箱，112-伸缩杆，113-l型连杆，114-斜挡板，12-护栏网。

具体实施方式

实施例1：

如图1和图2所示，一种应用机械手的方便面桶自动上桶设备，包括用于放置物料的放料台1、爬坡输送机构2、水平输送机构3、电气控制爬坡输送机构2和水平输送机构3的电控柜4、夹取物料用的机械手5、电气控制机械手5的主电控箱7和调节参数并操作控制机械手5动作的人机交互屏10，放料台1设于爬坡输送机构2的来料侧，爬坡输送机构2的送料侧设于水平输送机构3的来料侧，机械手5设于水平输送机构3的送料侧，机械手5的活动端设有机械手手爪6，机械手5的一侧设有放碗台面9，放碗台面9的顶面设有碗笼8。

面桶先由人工从料框中取出，逐提放至放料台1，再由爬坡输送机构2进行逐一输送提升，提升条将面桶输送到水平输送机构3上，输送到位后，机械手5将进行取料，并一次取一到两提。碗笼8中无料时，机械手5将迅速进行单一放料。当有相邻两个碗笼8同时无料时，机械手5可同时进行放料。机械手手爪6上无料时在回到水平输送机构3取料，依次重复动作，达到自动放料的效果。如此设置，传输效率高，竖桶端正，掉桶率低，输送线不易堵桶。

实施例2：

如图3和图4所示，在实施例1的基础上，爬坡输送机构2包括平行设置的两个爬坡主动轮22、平行设置的两个爬坡从动轮23、爬坡链条21、爬坡杆24和带动爬坡主动轮22转动的爬坡电机25，爬坡链条21有两条，爬坡主动轮22和爬坡从动轮23之间通过爬坡链条21传动，爬坡杆24的两端分别与两条爬坡链条21连接，两根爬坡链条21之间设有爬坡底板26。

爬坡杆24之间的间距大于方便面桶的直径，因此方便面桶可以成提地卡在爬坡杆24之间，爬坡底板26托住方便面桶使其可以随爬坡杆24的转动而被提升，用链条输送面桶可连续运输，效率高，不易堵桶。

实施例3：

在实施例2的基础上，爬坡链条21为滚子链或齿形链。

滚子链的优势在于结构简单，方便维护，方便安装爬坡杆24；齿形链的优势在于传动精度更高，噪声低，更耐用。

实施例4：

如图5和图6所示，在实施例1的基础上，水平输送机构3包括平行设置的两个水平输送主动轮31、平行设置的两个水平输送从动轮32、水平输送链条33、水平输送杆35、带动水平输送主动轮31转动的水平输送电机34和包覆水平输送链条33的水平输送外壳37，水平输送链条33有两条，水平输送主动轮31和水平输送从动轮32之间通过水平输送链条33传动，水平输送杆35的两端分别与两条水平输送链条33连接，两根水平输送链条33之间设有水平输送底板36。

面桶自爬坡输送机构来，进入水平输送机构3，在面桶输送到位后，水平输送电机34停止工作，待机械手手爪6将一提或两提面桶夹走后，水平输送电机34再继续工作，将下一提或两提面桶运送至指定位置，通过链式传动运送面桶，定位精确，能够防止机械手5空抓。

实施例5：

如图7所示，在实施例4的基础上，水平输送杆35的上方设有压紧导板38，压紧导板38与水平输送底板36平行，从右往左逐步向水平输送杆35的中部收缩。

由于机械手5成提抓取面桶，移动中还存在转动过程，面桶过于松散会掉桶，设置压紧导板38，面桶在经过压紧导板38时，会被压紧导板38压缩，使桶与桶之间更紧密，防止转移过程中掉桶。

实施例6：

如图8、图9和图10所示，在实施例5的基础上，水平输送机构3还包括抬料构件39，抬料构件39包括固定于水平输送外壳37的底部的固定板391、与固定板391固定连接的抬料伸缩件392、设于抬料伸缩件392的伸缩端的抬板393、设于抬板393的长度方向的两端的连板394和设于连板394上的多根抬杆395，抬料伸缩件392的伸缩端竖直朝上设置，抬杆395平行于水平输送杆35。

上述实施例中的抬料伸缩件392通常使用气缸，也可以是油缸或其他伸缩件。

由于抓取面桶时，机械手手爪6需要将面桶的大部分侧面都夹住，因此直接将机械手5伸入水平输送杆35之间抓取有失败风险，甚至可能会产生碰撞破坏设备，设置抬料构件39能够将待抓取的面桶抬升，使其大部分露出水平输送杆35形成的平面，机械手手爪6在抓取时仍距离水平输送机构3有一定距离，既方便了抓取，降低了失败率，又避免了碰撞。

实施例7：

如图11所示，在实施例6的基础上，抬杆395的一端的顶部设有尾架396。

由于面桶的顶部和底部的直径不同，因此末端的面桶可能会松脱，设置尾架396，将面桶直径较小的一端托起，有助于保持面桶的压紧状态，降低掉桶率。

实施例8：

如图12、图13和图14所示，在实施例1的基础上，机械手手爪6包括手爪底板62、设于手爪底板62上的滑块63、与滑块63滑动连接的一对夹爪65和驱动夹爪65开合的夹爪气缸64，手爪底板62通过连接杆61与机械手5连接，夹爪气缸64与手爪底板62固定连接。

通过控制夹爪气缸64的伸缩，从而控制夹爪65的开闭，结构简单，故障率低。

实施例9：

在实施例8的基础上，夹爪气缸64为双头气缸，该夹爪气缸64的两个活塞端分别与夹爪65连接。

使用双头气缸，能够同时驱动两侧夹爪65，使其同时向中间运动，行程长，夹取面桶时，面桶两侧受力均衡，不易变形。

实施例10：

在实施例9的基础上，夹爪65为一对相对设置的镂空的弧形板。

使用弧形板能够贴合面桶的外轮廓，使面桶的外周侧受力均衡，镂空则有助于降低夹爪65的重量。

实施例11：

在实施例10的基础上，夹爪65和夹爪气缸64均有两对，且均设于手爪底板62上。

两对夹爪65分别通过两个夹爪气缸64驱动，使机械手5能够同时抓取两提面桶，提升了效率。

实施例12：

如图15和图16所示，在实施例1的基础上，碗笼8包括多根导向杆88和安装导向杆88的多块导向杆安装板85，导向杆88竖直设置，围成多个环，且环成排设置，导向杆安装板85通过横梁83连接，横梁83通过立柱82固定在放碗台面9的顶面。

导向杆88围成一个个与面桶大小对应的通道，机械手5放入面桶时，伸入导向杆88之间，再张开夹爪65，面桶沿导向杆88滑至底部，如此设置，使放碗过程中面桶不会掉落。

实施例13：

在实施例12的基础上，导向杆88的顶端向碗笼8外部弯曲。

向碗笼8外弯曲多的导向杆88在顶部形成敞口状，方便机械手5放桶。

实施例14：

如图17和图18所示，在实施例12的基础上，还包括下碗缓冲件89，下碗缓冲件89包括设于导向杆88下方的缓冲杆891、安装缓冲杆891的缓冲杆安装板893和推动缓冲杆安装板893水平运动的缓冲气缸894，缓冲气缸894通过横梁83连接，缓冲杆891的底部设有检测碗笼8内是否有物料的感应装置895。

上述实施例中的感应装置895主要使用光电感应器，也可以使用其他能够检测缓冲杆围成的圈内有无面桶的其他感应装置。

在感应装置895感应到缓冲杆891内没有面桶时，缓冲气缸894的活塞杆向外推出，推动缓冲杆891，缓冲杆891围成的环形变小，面桶不能直接落入缓冲杆891底部，而是会在缓冲杆891顶部停顿一下，待物料完全落入导向杆88后，缓冲气缸894收回活塞杆，缓冲杆891收回，腾出更大的空间，面桶再落入缓冲杆891底部，如此设置，避免了面桶直接落入底部时的冲击造成面桶变形。

实施例15：

如图19和图20所示，在实施例1的基础上，还包括料斗11，料斗11包括伸缩杆112、l型连杆113和立方形的载料箱111，载料箱111的开口的一侧边与放料台1铰接，伸缩杆112，伸缩杆112的一端设于放料台1的侧面，伸缩杆112的另一端与l型连杆113的一端铰接，l型连杆113的另一端与载料箱111的铰接边固定连接。

上述实施例中的伸缩杆主要使用气缸，当载料箱111的质量较大时，也可使用油缸。

当需要将料斗11中的面桶送入放料台1时，控制伸缩杆112伸长，伸缩杆112使l型连杆113围绕其连接载料箱111的一端旋转，载料箱111同时被带动旋转，直至载料箱111中的面桶倒入放料台1，如此设置，方便上料。

实施例16：

如图21所示，在实施例15的基础上，放料台1上设有斜挡板114，放料台1与斜挡板114的夹角呈锐角且夹角朝向爬坡输送机构2。

当载料箱111朝放料台1倾斜上料时，是通过伸缩杆112驱动l型连杆113来实现的，但是l型连杆113的力矩较小，载料箱111向下扣的力使料斗11极易损坏，设置斜挡板114能够使载料箱111翻转时候不会全部扣在放料台1的台面上，同时对载料箱111起一定的支撑作用，延长料斗11的使用寿命。

实施例17：

在实施例1的基础上，还包括环绕机械手5和水平输送机构3设置的护栏网12。

设置护栏网12能够防止人员随意进出，保护设备。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。