智能全自动存放机械臂的制作方法

本发明涉及自动化设备技术领域，特别是一种智能全自动存放机械臂。

背景技术

软货包是以帆布等布料作为装载基体，基体内安装有可以打开的骨架。软货包上的吊袢是唯一可用的承载点，但是各型软货包的尺寸及重量多样，不同货包的吊袢间距也不同，因此自动存取软货包的设备要能够自动识别吊袢的位置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够精准识别吊袢位置，精准抓取软货包的智能全自动存放机械臂。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

智能全自动存放机械臂，主要由控制器、x轴轨道、z轴轨道、y轴轨道和机械爪组成，所述机械爪安装在所述y轴轨道的滑台上；所述y轴轨道的底部具有一个可移动的托盘；所述机械爪包括一对可开合的夹爪、一个ccd成像设备和两个距离传感器，其中一个所述距离传感器用于感应所述夹爪前进取包过程中的待取货包的距离，另一个所述距离传感器用于感应所述夹爪后退拉包过程中的待取货包的距离，所述ccd成像设备对待取货包的吊袢进行拍照，并将得到的图像传输至控制器，控制器根据图像信息对夹爪的位置进行调整。

进一步的是，所述机械爪上设置有一个控制所述夹爪伸出和缩回的电缸。

进一步的是，所述y轴轨道的滑台上安装有使所述机械爪前后翻转180°的第一电机。

进一步的是，所述y轴轨道的滑台上安装有使所述机械爪上下翻转90°的第二电机，所述第一电机固定在所述第二电机的转轴上。

进一步的是，所述x轴轨道为双沿v型轨道，并具有两条，这两条双沿v型轨道分别位于所述z轴轨道的底部和顶部。

软货包放置在货柜的格子间内，每个格子间都有编号，软货包放置在哪个格子间中，控制器中均有记录，所以机械爪来到放置待取软货包的格子间处依据的是控制器中的数据记录。当机械爪来到对应的格子间之前，y轴轨道驱动机械爪前进，其中一个传感器感应待取货包的距离，当距离达到控制器中的预设距离时，ccd成像设备对待取货包的吊袢进行拍照，并将得到的图像传输至控制器，控制器根据图像信息对夹爪的位置进行调整，最后夹爪抓住待取货包的吊袢，将软货包从格子间中取出，并放置在托盘上；在夹爪后退拉包的过程中，另一个传感器感应被拉货包的距离是否变化，如果距离越来越大，说明软货包没有被拉出，控制器会命令设备再次执行抓取动作，如果距离没有变化，说明软货包被拉出，控制器会命令设备运行将软货包送至通道口处。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用ccd成像设备进行吊袢的定位，使得机械爪能够精准识别吊袢位置，精准抓取软货包。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实施例所公开的智能全自动存放机械臂的立体图；

图2为图1中m处的放大示意图；

图3为机械爪与y轴轨道的结构示意图；

图4为实施例一中公开的两个软货包在每个格子间内的排列示意图；

图5为实施例二中公开的两个软货包在每个格子间内的排列示意图；

图6为实施例二中公开的机械爪旋转向上翻转90°之后的结构示意图；

图7为实施例三中公开的存取设备在一个货柜之前的摆放示意图；

图8为实施例三中公开的存取设备在两个货柜之前的摆放示意图；

图9为实施例三中公开的机械爪旋转旋转180°之后的结构示意图。

具体实施方式

下面将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清楚、完整地描述。

参见图1所示的智能全自动存放机械臂，主要由控制器、x轴轨道1、y轴轨道2、z轴轨道3和机械爪4组成，机械爪安装在y轴轨道的滑台上；y轴轨道的底部具有一个可移动的托盘5，托盘在y轴轨道的底部移动由直线模组驱动；机械爪包括一对可开合的夹爪4a、一个ccd成像设备4b和两个距离传感器，夹爪在y轴轨道上的移动也是由直线模组驱动，一个距离传感器4c用于感应夹爪前进取包过程中的待取货包的距离，另一个距离传感器4d用于感应夹爪后退拉包过程中的待取货包的距离，ccd成像设备对待取货包的吊袢进行拍照，并将得到的图像传输至控制器，控制器根据图像信息对夹爪的位置进行调整。

软货包放置在货柜的格子间内，每个格子间都有编号，软货包放置在哪个格子间中，控制器中均有记录，所以机械爪来到放置待取软货包的格子间处（也就是x轴和z轴的运行轨迹）依据的是控制器中的数据记录。

上述软货包自动存取设备的取包流程如下：

1.机械爪来到对应的格子间之前，y轴轨道驱动机械爪前进；

2.其中一个传感器感应待取货包的距离，当距离达到控制器中的预设距离时，ccd成像设备对待取货包的吊袢进行拍照，并将得到的图像传输至控制器，控制器根据图像信息对夹爪的位置进行调整，最后夹爪抓住待取货包的吊袢，将软货包从格子间中取出，并放置在托盘上；

3.在夹爪后退拉包的过程中，另一个传感器感应被拉货包的距离是否变化，如果距离越来越大，说明软货包没有被拉出，控制器会命令设备再次执行抓取动作，如果距离没有变化，说明软货包被拉出，控制器会命令x轴轨道、y轴轨道和z轴轨道将软货包送至通道口处。

一般x轴轨道固定在地面上，由于软货包中装有的货物较重，软货包被拉出后，x轴轨道、y轴轨道和z轴轨道的负载会变大，为了防止z轴轨道的顶部和底部发生运行不同步，导致z轴轨道倾斜的情况，所以在z轴轨道的顶部和底部各设置一条独立驱动的x轴轨道。上述两条x轴轨道均采用具有高负载性能的双沿v型轨道。

实施例一

图4为a1、b1这两个软货包在每个格子间内的排列示意图,e1处为取包口。

需要取软货包a1时，控制器根据系统记录控制机械爪来到软货包a1的前面，然后机械爪按照前述的取包流程进行抓取。

需要取软货包b1时，控制器根据系统记录控制机械爪来到软货包b1的前面，然后机械爪按照前述的取包流程进行抓取。

实施例二

图5为a2、b2、c2、d2这四个软货包在每个格子间内的排列示意图,e2处为取包口。

需要取软货包c2时，控制器根据系统记录控制机械爪来到软货包c2的前面，然后机械爪按照前述的取包流程进行抓取。

需要取软货包d2时，控制器根据系统记录控制机械爪来到软货包d2的前面，然后机械爪按照前述的取包流程进行抓取。

软货包c2和d2位于最前面一层，机械爪可以直接抓到软货包c2和d2的吊袢，但是软货包a2和b2位于后一层，机械爪要想触及到这两个软货包的吊袢，必须要加长其在y轴的行程，所以在本实施例中，在机械爪上设置有一个控制夹爪伸出和缩回的电缸6。

以抓取软货包a2为例，如果在抓取之前，c2包已经被取走，那么机械爪直接按照取包流程进行抓取；如果再抓取之前，c2包仍然在格子间内，那么就需要先将c2包取出，再抓取a2。机械爪按照取包流程将c2包取出，并将取出的c2包放置在托盘上，但是放在托盘上的c2包却挡住了机械爪，所以要先将c2包移走。在本实施例中，在y轴轨道的滑台上安装有使机械爪上下翻转90°的第二电机7，第二电机的转轴上固设有传输动力的第二中空轴旋转平台8。当机械爪将c2包放在托盘上之后，第二电机启动使机械爪向上翻转90°（参见图6），然后直线模组驱动托盘沿着y轴轨道向后退去到y轴轨道的另一端，最后第二电机反转使机械爪复位，此时c2包已经被移到y轴轨道的另一端，它不在阻挡机械爪，机械爪可按照取包流程去取a2包。

实施例三

图7中所示的是上述存取设备在货柜f之前的摆放示意图，机械爪只需要抓取货柜内的软货包。图8所示的是存取设备在两个相对的货柜g和h之间的摆放示意图，货包要抓取两个货柜内的软货包，以往的做法都是在z轴轨道上再安装一个y轴轨道，并在y轴轨道上再安装一个机械爪，但是这样会导致设备结构复杂，成本增高。所以本实施例中，在y轴轨道的滑台上安装有使机械爪前后翻转180°的第一电机9。第一电机与第二电机平行，第一电机的转轴上固设有一个第一中空轴旋转平台10，第一中空轴旋转平台的箱体与第二中空轴旋转平台的输出轴固定，第一中空轴旋转平台的输出轴上固设由一根转轴11，机械爪通过该转轴连接在第一中空轴旋转平台的输出轴上。

当机械爪要抓取另一侧货柜内的软货包时，第一电机驱动机械爪整体旋转180°(参见图9)，托盘也会移动到对应的位置处。机械爪180°翻转之后，控制器内的控制系统会自动切换到另一侧货柜模式。

实施例四

上述三个实施例描述的是存取设备的取包流程，在本实施例中将描述存取设备的存包流程。

机械爪运行到通道口处，操作人员将货包放置到托盘上，距离传感器4d检查货包是否放置到托盘上，然后x轴轨道和z轴轨道配合将货包送到系统的指定位置处，夹爪张开到最大幅度，在y轴轨道和电缸的配合下将货包推进指定的格子间内。

在存取设备中，为了实现自动化作业，所以一些控制旋转角度、x、y、z轴位移距离的传感器是必不可少的，虽然以上三个实施例中未提及此类传感器，但是它们是存在的。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。