一种用于抓取箱包的机器人复合抓手的操作方法与流程

本发明涉及机器人码垛设备，尤其是一种用于抓取箱包的机器人复合抓手的操作方法。

背景技术：

现有的机器人码垛设备中，机器人机械抓手有抓包的，有抓箱的，两者都是独立的抓手，要是设备中只有一台机器人，却要做抓箱和抓包两种产品，那么就要做快换装置，机器人一次只能连接一种的抓手，这样机器人要交替使用两个抓手，这样才能实现箱和包两种产品抓取，但是成本高，同时快换装置不能实现两种产品的同时生产，只能分别生产。另外，一般机械抓手因为料包的宽度不同，抓手也不同，由此，也要使用快换装置来实现两种抓取宽度不同抓手进行切换。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于抓取箱包的机器人复合抓手，既能抓包又能抓箱的复合抓手，使原来的两个抓手合成一个抓手。本发明成本低，效率高，并可实现两种产品的同时生产。本发明也可以实现抓手的宽度自动调节，兼容不同宽度的料包。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于抓取箱包的机器人复合抓手的操作方法：

抓手抓包时，首先根据袋子的大小，调整抓手的抓取宽度，复合抓手通过可调气缸a301和可调气缸b302调节长抓齿503和短抓齿504的宽度，调好宽度后，吸盘406的气缸处于关闭状态，复合抓手的长抓齿503和短抓齿504抓包，同时，压包组件的气缸启动，压包板下压包装袋，抓手完成抓包动作，开始码包工作；

抓手抓箱时，抓手的长抓齿503和短抓齿504打开，呈180度状态，此时，压包组件也处于收缩状态，吸盘406启动，伸出吸盘406，开始吸箱工作。

本发明还具有以下附加技术特征：

作为本发明技术方案进一步具体优化的：机器人复合抓手包括有：抓手连接板2、抓手骨架3、吸盘组件4、抓齿组件5、压包组件6、抓取气缸组件7和摆杆组件8。其中，

抓手连接板2，抓手连接板2设置于机器人与抓手骨架3之间或设置于抓手连接套1与抓手骨架3之间，起到连接的作用。

抓手骨架3，抓手骨架3是抓手主体部分。

吸盘组件4，吸盘组件4是抓手的吸箱装置，安装于抓手骨架3上，只有吸箱时气缸才打开，吸盘向下伸出吸箱子。当吸箱动作完毕时，气缸关闭，吸盘缩回，抓手进入抓包转态。

抓齿组件5，抓齿组件5与摆杆组件8相连，并跟随摆杆组件8运动。

压包组件6，压包组件6在抓手抓包时向下压住包装袋，防止在抓手摆动时，包装袋甩出抓手或发生移动，影响码包摆放的位置。

抓取气缸组件7，抓取气缸组件7安装于抓手骨架3的底板上，且与摆杆组件8连接，驱动摆杆组件8转动。

摆杆组件8，摆杆组件8的上面安装于抓手骨架3上，下面安装抓齿组件5，同时还连接抓取气缸组件7，在抓取气缸组件7的带动下转动，实现抓手抓包的动作。

作为本发明技术方案进一步具体优化的：还包括有抓手连接套1，抓手连接套1是连接机器人与抓手之间的过渡组件，除了连接作用，它还能起到加长机器人抓手向下抓取空间的作用。

作为本发明技术方案进一步具体优化的：抓手骨架3包括有可调气缸a301、可调气缸b302、底板303、上板304、线性滑块305、限位板306、铝型材307、固定块308和气缸固定座309。其中，

可调气缸a301安装于底板303之上，可调气缸b302安装于上板304之上，可调气缸a301和可调气缸b302对接在一条直线上，随着气缸伸缩的运动，实现了抓手的宽度调整。

底板303上面安装线性滑块305，实现来回滑动。

上板304的上面安装在铝型材307上，下面安装线性滑块305。

线性滑块305安装在上板304与底板303之间，带动底板303的左右滑动。

限位板306在底板303滑动到最外边时，由限位板306限位。

铝型材307为30mm*60mm的异形截面的铝型材。

固定块308起到固定机械手连接板的作用。

气缸固定座309用于固定上板304上面的气缸。

作为本发明技术方案进一步具体优化的：吸盘组件4包括有吸盘气缸401、气缸固定板402、连接块403、吸盘固定板404、浮动接头405和吸盘406。其中，吸盘固定板404的底部固定有若干个吸盘406，吸盘固定板404的顶部一侧安装有连接块403，连接块403的顶部安装有吸盘气缸401，吸盘气缸401的侧面设置有气缸固定板402。吸盘固定板404的顶部另一侧安装有浮动接头405，浮动接头405顶部安装有吸盘气缸401，吸盘气缸401的侧面设置有气缸固定板402。

作为本发明技术方案进一步具体优化的：抓齿组件5包括有上连接梁501、下连接梁502、长抓齿503和短抓齿504。其中，上连接梁501和下连接梁502呈平行状设置，上连接梁501和下连接梁502之间设置有若干个间隔排布的长抓齿503和短抓齿504。

作为本发明技术方案进一步具体优化的：长抓齿503和短抓齿504的材料为尼龙材、铝材或不锈钢。长抓齿503和短抓齿504的结构为一长一短交替布置，长抓齿503和短抓齿504安装后，抓齿交错在一起，目的是抓手抓包宽度小，实现较小包装的抓取。

作为本发明技术方案进一步具体优化的：所述压包组件6包括有气缸固定板601、气缸602和压包板603；所述气缸固定板601设置于气缸602的后部，所述压包板603安装于气缸602的底部；压包组件6是抓手的压包机构，安装在机械手骨架的上板，在抓手抓包时压住包装袋，使袋子不会随着机器人抓手的快速移动而出现甩包，保持袋子形状不变；

作为本发明技术方案进一步具体优化的：所述抓取气缸组件7包括有抓取气缸701和y型接头702，所述y型接头702安装于抓取气缸701的伸缩轴末端；抓取气缸组件7是驱动抓齿组件，实现抓齿抓包的功能，它固定在抓手骨架的底板上。

作为本发明技术方案进一步具体优化的：所述摆杆组件8包括有摆杆801、涨紧套802、衬套803、固定轴套804、摆杆轴805和轴承806；所述摆杆801设置有两根，所述摆杆801的顶部通过涨紧套802、衬套803和轴承806安装有固定轴套804和摆杆轴805；摆杆组件8是抓齿组件5的连接部件，固定在抓手骨架的底板上，受抓取气缸组件驱动。

本发明和现有技术相比，其优点在于：

优点1：本发明的工作原理如下：复合抓手通过可调气缸a301和可调气缸b302调节长抓齿503和短抓齿504的宽度，可调气缸a301和可调气缸b302共计有4个，分布在左右两侧各2个，且两个可调气缸a301和可调气缸b302对接在一起，形成对推结构，这样依照四个气缸的不同行程进行控制，可实现1-4种抓齿宽度的调节。抓手的抓箱通过中间的吸盘406来实现，先把抓手抓齿呈打开状态，然后装吸盘的气缸打开，吸盘406向下伸出吸箱然后码垛，完成码箱后吸盘气缸关闭，吸盘406缩回，继续抓包码垛，如此往复操作，能非常方便的实现抓包和抓箱两种操作。

优点2：本发明能够实现不同宽度的包装袋抓取码垛，调节方便，兼容包装袋宽度多，同时能实现抓箱码垛的功能，满足包装袋与装箱产品的同时码垛生产的需求。

优点3：本发明成本低，效率高，并可实现两种产品的同时生产。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图3为本发明用于抓取箱包的机器人复合抓手的整体结构示意图；

图4为本发明抓手骨架3的结构示意图；

图5为本发明吸盘组件4的结构示意图；

图6为本发明抓齿组件5的结构示意图；

图7为本发明压包组件6的结构示意图；

图8为本发明摆杆组件8的结构示意图；

图9-图11为本发明的立体结构示意图；

图12-图16为本发明的抓手打开结构示意图；

图17-图19为本发明的抵手闭合结构示意图；

图20为本发明抓手连接板2的结构示意图；

图21为本发明抓取气缸组件7的结构示意图。

附图标记说明：抓手连接套1；抓手连接板2；抓手骨架3；吸盘组件4；抓齿组件5；压包组件6；抓取气缸组件7；摆杆组件8；可调气缸a301；可调气缸b302；底板303；上板304；线性滑块305；限位板306；铝型材307；固定块308；气缸固定座309；吸盘气缸401；气缸固定板402；连接块403；吸盘固定板404；浮动接头405；吸盘406；上连接梁501；下连接梁502；长抓齿503；短抓齿504。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本发明公开的示例性实施例，然而应当理解，本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。

一种用于抓取箱包的机器人复合抓手的操作方法：

抓手抓包时，首先根据袋子的大小，调整抓手的抓取宽度，复合抓手通过可调气缸a301和可调气缸b302调节长抓齿503和短抓齿504的宽度，调好宽度后，吸盘406的气缸处于关闭状态，复合抓手的长抓齿503和短抓齿504抓包，同时，压包组件的气缸启动，压包板下压包装袋，抓手完成抓包动作，开始码包工作；

抓手抓箱时，抓手的长抓齿503和短抓齿504打开，呈180度状态，此时，压包组件也处于收缩状态，吸盘406启动，伸出吸盘406，开始吸箱工作。

机器人复合抓手，如图1-图3和图8-图11所示，包括有抓手连接板2、抓手骨架3、吸盘组件4、抓齿组件5、压包组件6、抓取气缸组件7和摆杆组件8。

抓手连接板2，抓手连接板2设置于机器人与抓手骨架3之间或设置于抓手连接套1与抓手骨架3之间，起到连接的作用。在没有抓手连接套1时，则可直接与机器人连接。

抓手骨架3，抓手骨架3是抓手主体部分。可调气缸a301、可调气缸b302、底板303、上板304、线性滑块305、限位板306、铝型材307、固定块308和气缸固定座309都是集成安装于抓手骨架3上。

吸盘组件4，吸盘组件4是抓手的吸箱装置，安装于抓手骨架3上，只有吸箱时气缸才打开，吸盘向下伸出吸箱子。当吸箱动作完毕时，气缸关闭，吸盘缩回，抓手进入抓包转态。

抓齿组件5，抓齿组件5与摆杆组件8相连，并跟随摆杆组件8运动。

图7为本发明压包组件6的结构示意图。压包组件6，压包组件6在抓手抓包时向下压住包装袋，防止在抓手摆动时，包装袋甩出抓手或发生移动，影响码包摆放的位置。

抓取气缸组件7，抓取气缸组件7安装于抓手骨架3的底板上，且与摆杆组件8连接，驱动摆杆组件8转动。

图8为本发明摆杆组件8的结构示意图。摆杆组件8，摆杆组件8的上面安装于抓手骨架3上，下面安装抓齿组件5，同时还连接抓取气缸组件7，在抓取气缸组件7的带动下转动，实现抓手抓包的动作。

本发明还包括有抓手连接套1，抓手连接套1是连接机器人与抓手之间的过渡组件，除了连接作用，它还能起到加长机器人抓手向下抓取空间的作用。

图20为本发明抓手连接板2的结构示意图；抓手连接板2固定连接套与抓手骨架3。

图4为本发明抓手骨架3的结构示意图。抓手骨架3包括有可调气缸a301、可调气缸b302、底板303、上板304、线性滑块305、限位板306、铝型材307、固定块308和气缸固定座309。

可调气缸a301安装于底板303之上，可调气缸b302安装于上板304之上，可调气缸a301和可调气缸b302对接在一条直线上，随着可调气缸a301和可调气缸b302的伸缩的运动，实现了抓手的宽度调整。

底板303上面安装线性滑块305，实现来回滑动，因此底板是活动的。

上板304的上面安装在铝型材307上，下面安装线性滑块305，上板304是固定的。

线性滑块305安装在上板304与底板303之间，带动底板303的左右滑动。

限位板306在底板303滑动到最外边时，由限位板306限位，起到缓冲作用。

铝型材307为30mm*60mm的异形截面的铝型材，起到承重，固定作用。

固定块308起到固定机械手连接板的作用。

气缸固定座309用于固定上板304上面的气缸。

图5为本发明吸盘组件4的结构示意图。吸盘组件4包括有吸盘气缸401、气缸固定板402、连接块403、吸盘固定板404、浮动接头405和吸盘406。其中，吸盘固定板404的底部固定有若干个吸盘406，吸盘固定板404的顶部一侧安装有连接块403，连接块403的顶部安装有吸盘气缸401，吸盘气缸401的侧面设置有气缸固定板402。吸盘固定板404的顶部另一侧安装有浮动接头405，浮动接头405顶部安装有吸盘气缸401，吸盘气缸401的侧面设置有气缸固定板402。

图6为本发明抓齿组件5的结构示意图。抓齿组件5包括有上连接梁501、下连接梁502、长抓齿503和短抓齿504。其中，上连接梁501和下连接梁502呈平行状设置，上连接梁501和下连接梁502之间设置有若干个间隔排布的长抓齿503和短抓齿504。

长抓齿503和短抓齿504的材料为尼龙材、铝材或不锈钢。长抓齿503和短抓齿504的结构为一长一短交替布置，长抓齿503和短抓齿504安装后，抓齿交错在一起，目的是抓手抓包宽度小，实现较小包装的抓取。

图7为本发明压包组件6的结构示意图；所述压包组件6包括有气缸固定板601、气缸602和压包板603；所述气缸固定板601设置于气缸602的后部，所述压包板603安装于气缸602的底部；压包组件6是抓手的压包机构，安装在机械手骨架的上板，在抓手抓包时压住包装袋，使袋子不会随着机器人抓手的快速移动而出现甩包，保持袋子形状不变；

图21为本发明抓取气缸组件7的结构示意图。所述抓取气缸组件7包括有抓取气缸701和y型接头702，所述y型接头702安装于抓取气缸701的伸缩轴末端；抓取气缸组件7是驱动抓齿组件，实现抓齿抓包的功能，它固定在抓手骨架的底板上。

图8为本发明摆杆组件8的结构示意图；所述摆杆组件8包括有摆杆801、涨紧套802、衬套803、固定轴套804、摆杆轴805和轴承806；所述摆杆801设置有两根，所述摆杆801的顶部通过涨紧套802、衬套803和轴承806安装有固定轴套804和摆杆轴805；摆杆组件8是抓齿组件5的连接部件，固定在抓手骨架的底板上，受抓取气缸组件驱动。

图12-图16为本发明的抓手打开结构示意图。该状态时吸盘吸取箱子然后码箱。

图17-图19为本发明的抵手闭合结构示意图。该状态是吸盘收回，抓手抓包然后码包。抓手为双抓手结构，能同时抓2个小包，也可以一次抓1个大包，抓2个小包时，可双抓单放，既同时抓取两包，一包一包的放下。抓1个大包时同抓同放，既两组抓齿同时抓包，同时打开放下包装袋，像单抓手一样。因抓手能够调整抓取宽度，两侧的抓齿因长短配置，在最小宽度时，抓齿成交错状态。

用于抓取箱包的机器人复合抓手的工作原理：复合抓手通过可调气缸a301和可调气缸b302调节长抓齿503和短抓齿504的宽度，可调气缸a301和可调气缸b302共计有4个，分布在左右两侧各2个，且两个可调气缸a301和可调气缸b302对接在一起，形成对推结构，这样依照四个气缸的不同行程进行控制，可实现1-4种抓齿宽度的调节。抓手的抓箱通过中间的吸盘406来实现，先把抓手抓齿呈打开状态，然后装吸盘的气缸打开，吸盘406向下伸出吸箱然后码垛，完成码箱后吸盘气缸关闭，吸盘406缩回，继续抓包码垛，如此往复操作，能非常方便的实现抓包和抓箱两种操作。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。