一种全包围式装箱机器人末端执行器及其装箱方法与流程

本发明属于软包装液态药品制剂生产领域，具体涉及一种全包围式装箱机器人末端执行器及装箱方法。

背景技术：

目前，近几年在液态药品制剂生产中，越来越多的采用非pvc多层共挤膜的包装方式，这种方式成本低，易于实现灌装自动化。但是由于其质地较软，给后道装箱带来了一系列难题。目前的自动化装箱机主要存在以下问题：

（1）现有的自动化装箱机在抓取药袋时，抓取位置是药袋外层包装膜的上方，由于包装膜柔软易变形，存在抓不到抓不稳，掉袋的风险，掉袋率高达20%。

（2）现有装箱机器人末端执行器缺乏对药袋挤压的机构，在装箱的过程中，药袋成直立状态，由于重力作用，药液集中在下方，造成整体宽度增加。进一步造成入箱困难、入箱不整齐。装入纸箱中之后，药袋之间的间隙大，纸箱空间浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全包围式装箱机器人末端执行器，具体通过以下技术方案实现：

一种全包围式装箱机器人末端执行器，包括法兰1、两组第一夹板组件3、两组第二夹板组件5以及托盘组件4；

所述法兰1水平设在固接板2上，两组第一夹板组件对称设在固定板2宽度方向的相对两侧，两组第二夹持组件对称设在固定板2长度方向的相对两侧；

所述第一夹板组件3包括连接板31、第一导向轴36、第一铰链板32、第一夹板37、第一气缸33；

所述连接板31纵向固接在所述固定板2的一端底面上，连接板31上分布有通孔，且每个通孔内均横向活动穿设有第一导向轴36；所述第一铰链板32纵向设在所述连接板31的外侧，在第一铰链板32上分布有与第一导向轴36一一对应的导向孔，且第一导向轴36的外端部均穿过对应的导向孔；所述第一夹板37纵向设在所述连接板31的内侧，且第一夹板37与每根第一导向轴的内端固接；所述第一气缸33固接在所述的第一铰链板32的外端面上，且第一气缸33的伸缩杆依次活动穿过第一铰链板32、连接板31与第一夹板37固接；

所述第二夹持组件5包括第二铰链板51、第二导向轴52、第二气缸54、连杆55、兜底板56，其中，所述第二铰链板51的两端均通过铰链6与两组第一夹持组件内的第一铰链板32端部铰接，在第二铰链板51上横向滑动插设有多根第二导向轴52，第二导向轴52的内端固接在所述的固定板2上；在第二铰链板51的内壁中部设有所述的第二气缸54；所述连杆55的一端与所述第二气缸54的伸缩杆铰接；在第二铰链板51的底部设有第二夹板，第二夹板的底部铰接有兜底板56，所述连杆5的另一端与所述的兜底板56铰接；

所述托盘组件4包括托盘43、阻挡机构41、第三气缸42，所述托盘43为u形板件，托盘43设在托架上；所述托架的两端均设有所述的阻挡机构，在托架中部相对设有两个所述的第三气缸42，两个第三气缸42的伸缩杆分别通过回转机构与所述阻挡机构41连接；

工作时，托架固定在工作台上，法兰1与工业机器人联接；药袋7

输送至托盘43上；阻挡装置转至竖直状态；工业机器人移动末端执行器移动至u型托盘处；作用第一夹持组件、第二夹持组件夹持包围药袋7，兜底板56水平伸展托住托盘42，,阻挡机构切换至水平状态；工业机器人移动末端执行器，将药袋送入包装箱中。

进一步的，所述回转结构包括固接板、第一阻挡连杆46、第二阻挡连杆45、回转架44，其中，固接板为l形板，固接板的横板固接在托盘42的底面上，第三气缸42固接在固接板的纵板上，在纵板的外端面上纵向设有两块支板，两块支板之间横向活动设有回转轴；

所述第一阻挡连杆46的一端与第三气缸42的伸缩杆铰接，所述第二阻挡连杆45的一端与第一阻挡连杆46的另一端铰接，第二阻挡连杆的另一端固接在回转轴上；

在翻转轴的两侧纵向固接有u形的回转架44，在回转架44的顶面上固接有所述的阻挡机构41；两端的阻挡机构41分别位于托盘42的两侧敞口处。

进一步的，所述阻挡机构41为纵向设在回转架44顶面上的阻挡板，阻挡板的中部设有u形缺口，u形缺口的底面上活动分布有连接螺栓，且连接螺栓的底段螺纹螺旋连接在所述的回转架44上。

进一步的，所述连接板31的每个通孔内均配合设有第一滑套34，所述第一铰链板32上设有与每根第一导向轴对应的第二通孔，且第二通孔内配合设有第二滑套35；所述第一导向轴滑动穿设在第一滑套34、第二滑套35的圆孔内。

进一步的，第二铰链板51上分布有多个第三通孔，每个通孔内均配合套设有第三滑套53，多根第二导向轴均配合滑动穿设在对应第三滑套53的圆孔内。

本发明还提供了一种全包围式装箱机器人末端执行器的装箱方法，包括以下步骤：

步骤一：末端控制器通过法兰与工业机器人连接，将药袋7整齐竖直排列输送至托盘43中，第三气缸42作用，转动阻挡机构呈竖直状态；

步骤二：末端执行器在工业机器人带动下，移动至托盘43上方，第一气缸33启动，推动第一夹板组件与第二夹板组件联动张开，第二气缸54作用兜底板56呈竖直状态；

步骤三：带动末端执行器向下移动，当第二夹板的底端超过托盘43的底面时，停止移动；两侧的第一夹板37插入阻挡机构内侧；

步骤四：第一气缸33作用第一夹板37伸出，通过第一铰链板32、铰链6带动第二夹板组件运动，实现第一夹板37与第二夹板联动夹紧药袋7；

步骤五：第二气缸54作用连杆55带动兜底板56旋转成水平状态，第三气缸42作用阻挡机构41旋转成水平状态，末端执行器沿托盘43方向移出，将药袋7移至包装箱内，兜底板56旋转至竖直状态，上移末端执行器脱离包装箱；继续作业，至装箱作业完毕，关闭执行器。

本发明的有益效果是：

（1）本发明可实现药袋装箱时的全包围，第一夹板组件与第二夹板组件可实现联动夹紧，极大程度的保证了药袋输送过程中的稳定性，避免了药袋脱落，且自动化程度高，极大的提高了装箱效率。

（2）本发明的夹板组件内夹板的挤压使压袋摆放整齐均匀，缩小了纸箱的尺寸，提高纸箱空间利用率，节省成本。

（3）本发明执行器与现有装箱机相比，尺寸大幅度缩小，重量降低，使得在与工业机器人连接后，动作轻快，进一步提高了装箱效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中第一夹板组件结构示意图；

图3为本发明中第二夹板组件结构示意图；

图4为本发明中托盘组件结构示意图。

图5为本发明回转组件结构示意图。

图中序号：法兰1、固接板2、第一夹板组件3、连接板31、第一铰链板32、第一气缸33、第一滑套34、第二滑套35、第一导向轴36、第一夹板37、托盘组件4、阻挡机构41、第三气缸42、托盘43、回转架44、第二阻挡连杆45、第一阻挡连杆46、第二夹持组件5、第二铰链板51、第二导向轴52、第三滑套53、第二气缸54、连杆55、兜底板56、铰链6、药袋7。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

参见图1、图2、图3、图4以及图5，一种全包围式装箱机器人末端执行器，包括法兰1、两组第一夹板组件3、两组第二夹板组件5以及托盘组件4；

所述法兰1水平设在固接板2上，两组第一夹板组件对称设在固定板2宽度方向的相对两侧，两组第二夹持组件对称设在固定板2长度方向的相对两侧；

所述第一夹板组件3包括连接板31、第一导向轴36、第一铰链板32、第一夹板37、第一气缸33；

所述连接板31通过螺栓固接在所述固定板2的一端底面上，连接板31上分布有通孔，且每个通孔内均横向活动穿设有第一导向轴36；所述第一铰链板32纵向设在所述连接板31的外侧，在第一铰链板32上分布有与第一导向轴36一一对应的导向孔，且第一导向轴36的外端部均穿过对应的导向孔；所述第一夹板37纵向设在所述连接板31的内侧，且第一夹板37与每根第一导向轴的内端固接；所述第一气缸33固接在所述的第一铰链板32的外端面上，且第一气缸33的伸缩杆依次活动穿过第一铰链板32、连接板31与第一夹板37固接；

所述第二夹持组件5包括第二铰链板51、第二导向轴52、第二气缸54、连杆55、兜底板56，其中，所述第二铰链板51的两端均通过铰链6与两组第一夹持组件内的第一铰链板32端部铰接，在第二铰链板51上横向滑动插设有多根第二导向轴52，第二导向轴52的内端固接在所述的固定板2上；在第二铰链板51的内壁中部设有所述的第二气缸54；所述连杆55的一端与所述第二气缸54的伸缩杆铰接；在第二铰链板51的底部设有第二夹板，第二夹板的底部铰接有兜底板56，所述连杆5的另一端为c字形杆，且c字形杆的底端与所述的兜底板56中部的作用板外端铰接；第二气缸54可带动连杆55上下移动实现兜底板56的转动。

所述托盘组件4包括托盘43、阻挡机构41、第三气缸42，所述托盘43为u形板件，托盘43设在托架上；所述托架的两端均设有所述的阻挡机构，在托架中部相对设有两个所述的第三气缸42，两个第三气缸42的伸缩杆分别通过回转机构与所述阻挡机构41连接；

工作时，托架固定在工作台上，法兰1与工业机器人联接；药袋7

输送至托盘43上；阻挡装置转至竖直状态；工业机器人移动末端执行器移动至u型托盘处；作用第一夹持组件、第二夹持组件夹持包围药袋7，兜底板56水平伸展托住托盘42，,阻挡机构切换至水平状态；工业机器人移动末端执行器，将药袋送入包装箱中。

进一步的，所述回转结构包括固接板、第一阻挡连杆46、第二阻挡连杆45、回转架44，其中，固接板为l形板，固接板的横板固接在托盘42的底面上，第三气缸42固接在固接板的纵板上，在纵板的外端面上纵向设有两块支板，两块支板之间横向活动设有回转轴；

所述第一阻挡连杆46的一端与第三气缸42的伸缩杆铰接，所述第二阻挡连杆45的一端与第一阻挡连杆46的另一端铰接，第二阻挡连杆的另一端固接在回转轴上；

在翻转轴的两侧纵向固接有u形的回转架44，在回转架44的顶面上固接有所述的阻挡机构41；两端的阻挡机构41分别位于托盘42的两侧敞口处。

进一步的，所述阻挡机构41为纵向设在回转架44顶面上的阻挡板，阻挡板的中部设有u形缺口，u形缺口的底面上活动分布有连接螺栓，且连接螺栓的底段螺纹螺旋连接在所述的回转架44上。

进一步的，所述连接板31的每个通孔内均配合设有第一滑套34，所述第一铰链板32上设有与每根第一导向轴对应的第二通孔，且第二通孔内配合设有第二滑套35；所述第一导向轴滑动穿设在第一滑套34、第二滑套35的圆孔内。

进一步的，第二铰链板51上分布有多个第三通孔，每个通孔内均配合套设有第三滑套53，多根第二导向轴均配合滑动穿设在对应第三滑套53的圆孔内。

进一步的，托盘43的宽度略大于两排药包的宽度，第一夹板37的宽度略小于两排药包的宽度。

本发明还提供了一种全包围式装箱机器人末端执行器的装箱方法，包括以下步骤：

步骤一：末端控制器通过法兰与工业机器人连接，将药袋7整齐竖直排列输送至托盘43中，第三气缸42作用，转动阻挡机构呈竖直状态；

步骤二：末端执行器在工业机器人带动下，移动至托盘43上方，第一气缸33启动，推动第一夹板组件与第二夹板组件联动张开，第二气缸54作用兜底板56呈竖直状态；

步骤三：带动末端执行器向下移动，当第二夹板的底端超过托盘43的底面时，停止移动；两侧的第一夹板37插入阻挡机构内侧；

步骤四：第一气缸33作用第一夹板37伸出，第一夹板37撞到药袋7停止，同时给第一气缸33的气缸壁一个后退的反作用力，通过第一铰链板32以及铰链6带动第二夹板组件5运动，实现第一夹板37与第二夹板联动同步夹紧药袋7；

步骤五：第二气缸54作用连杆55带动兜底板56旋转成水平状态，第三气缸42作用阻挡机构41旋转成水平状态，末端执行器沿托盘43方向移出，将药袋7移至包装箱内，兜底板56旋转至竖直状态，上移末端执行器脱离包装箱；继续作业，至装箱作业完毕，关闭执行器。

进一步的，第一气缸33、第二气缸54、第三气缸42均选用活塞部带有磁石的气缸，气缸壁均安装有磁感应开关；各动作到位后能够反馈到位信号，从而触发下一动作。

进一步的，第一夹板37选用钢等高强度材料，用于承受夹紧力，夹紧力能够使袋内药液分部均匀，从而缩小装箱尺寸；第二铰链板51选用铝材，其下部选用不锈钢等有一定弹性的薄壁材料，对夹紧其辅助作用，同时减少对托盘43的挤压。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。