一种大跨度拾取装置的制作方法

本发明属于自动化领域，具体涉及一种大跨度拾取装置。

背景技术：

随着工业自动化程度不断提高，制造业逐步实现智能化、无人化；特别是针对工件上下料的装置，机械化的程度决定着整体生产的效率。目前，工件拾取的机构常见于夹爪类夹持机构或吸盘类吸附机构，此类结构多见于非标自动化领域，如何拓展拾取的范围的同时实现高效拾取一直是自动化领域研发的重点方向之一。

另一方面，随着工件复杂程度越来越高，普通的拾取机构已经无法满足自动化的要求，特别是不规则工件，若采用机器臂进行拾取，成本较高，控制复杂，对于小范围内多工件的连续拾取效率不高。

对此，急需对现有的拾取装置进行改进，优化其结构设计，以满足实际生产需求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提出的一种大跨度拾取装置，采用龙门式结构，满足大跨度拾取需求；采用真空负压与磁吸相结合，实现待拾取工件的快速拾取，解决不规则工件的快速拾取，同时，拾取过程高效精准，拾取的夹持力连续可调节，符合工件自动化上下料要求。

本发明提供一种大跨度拾取装置，包括用于运送工件的拾取装置本体；所述拾取装置本体包括拾取单元、第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件；其中，

所述第一驱动组件用于驱使所述第二驱动组件沿第一方向运动，所述第二驱动组件用于驱使所述第三驱动组件沿第二方向运动，所述第三驱动组件的连接有若干所述拾取单元，所述第三驱动组件同时驱使若干所述拾取单元沿第三方向运动；所述拾取单元用于拾取工件；所述第一方向、第二方向、第三方向两两相互垂直；

所述第二驱动组件架设于所述第一驱动组件上，以形成龙门结构；所述第一驱动组件、所述述第二驱动组件、所述第三驱动组件同步或异步驱动，以使得若干所述拾取单元运动至工件拾取位置或工件放置位置。

优选地，所述第一驱动组件、第二驱动组件包括驱动件、导轨滑块单元；其中，

所述驱动件用于提供直线运动驱动力；

所述导轨滑块单元用于提供运动导向。

优选地，所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件包括限位结构，所述限位结构用于限制所述驱动件运动范围。

优选地，所述第三驱动组件包括动力单元、拾取组件连接板；所述动力单元固定于所述第二驱动组件上；所述拾取组件连接板用于固定若干所述拾取单元；所述拾取组件连接板固定于所述动力单元上，以使得所述动力单元驱使若干所述拾取单元沿第三方向运动。

优选地，所述动力单元包括第三驱动件、第三基座、第三连接座、第三运动副；其中，所述第三驱动件固定于所述第三基座上；所述第三基座固定于所述第二驱动组件上；所述第三驱动电机的输出轴连接所述第三运动副；所述第三连接座固定于所述第三运动副的滑座上；所述第三连接座固定连接所述拾取组件连接板。

优选地，所述动力单元还包括第三压板；所述第三压板安装于所述第三连接座与所述拾取组件连接板之间。

优选地，所述拾取组件连接板包括第一安装面、第二安装面；其中；所述第一安装面用于安装若干所述拾取单元；所述第二安装面用于固定连接所述第三连接座；所述第一安装面与所述第二安装面间形成一用于观测的镂空部。

优选地，所述拾取单元包括第一驱动组件、吸盘组件、磁吸组件；其中，

所述吸盘组件、所述磁吸组件固定连接于所述拾取驱动组件的可移动块上；

所述吸盘组件包括若干用于吸附待拾取工件的吸盘；所述磁吸组件包括用于吸附待拾取工件的铁磁性部分的磁铁；

在所述拾取驱动组件驱使下，所述吸盘组件与所述磁吸组件向待拾取工件运动，以使得所述吸盘与所述磁铁分别拾取待拾取工件的不同部位。

优选地，所述拾取驱动组件还包括第一基座、第一驱动件、第一连接滑座；其中，

所述第一驱动件固定于所述第一基座上；所述第一连接滑座用于固定连接所述第一驱动件的可移动端与所述可移动块。

优选地，所述拾取单元还包括调节组件；所述调节组件固定连接所述第一基座，用于调节所述吸盘组件与所述磁吸组件相对于待拾取工件的姿态。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种大跨度拾取装置，包括用于运送工件的拾取装置本体；拾取装置本体包括拾取单元、第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件；第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件同步或异步驱动，以使得若干拾取单元运动至工件拾取位置或工件放置位置。本发明采用龙门式结构，满足大跨度拾取需求；本发明结构巧妙，设计合理，拾取结构采用真空负压与磁吸相结合，实现待拾取工件的快速拾取，其中，真空负压拾取用于相对大尺寸的面状部位的快速拾取，磁吸拾取用于铁磁性部分且相对单向小尺寸的结构件的快速拾取；两者相结合，解决不规则工件的快速拾取，同时，拾取过程高效精准，拾取的夹持力连续可调节，符合工件自动化上下料要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

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为本发明的一种大跨度拾取装置的整体结构示意图；

图2为本发明在一实施例中的拾取装置本体的局部结构示意图一；

图3为本发明在一实施例中的拾取装置本体的局部结构示意图二；

图4为本发明在一实施例中的第二驱动组件局部结构示意图；

图5为本发明在一实施例中的第三驱动组件与拾取单元装配结构示意图；

图6为本发明在一实施例中的动力单元的整体结构示意图；

图7为本发明在一实施例中拾取组件连接板与拾取单元装配结构示意图；

图8为本发明在一实施例中拾取组件连接板的结构示意图；

图9为本发明的拾取单元整体结构示意图一；

图10为本发明的拾取单元整体结构示意图二；

图11为本发明在一实施例中的调节组件的结构示意图；

图12为本发明在一实施例中的拾取驱动组件的结构示意图；

图13为本发明在一实施例中的吸盘组件与磁吸组件的结构示意图一；

图14为本发明在一实施例中的吸盘组件与磁吸组件的结构示意图二；

图15为本发明在一实施例中的吸盘组件与磁吸组件的底部示意图；

图中所示：

拾取装置本体1000、拾取单元100、调节组件110、第一调节块111、第一长孔1111、第一枢轴112、调节螺钉113、第二调节块115、第二长孔1151、第一凸部1152、第二枢轴116、第三调节块117、第二凸部1171、拾取驱动组件120、第一基座121、第一驱动件122、第一连接滑座123、第一挡片124、第一限位槽1241、可移动块129、弹性件130、吸盘组件140、吸盘连接座141、容置槽1411、气源连接板142、吸盘固定板143、吸盘144、磁吸组件150、磁铁151、第二驱动件152、第二驱动连接件153、磁铁基块154、磁吸固定座155、磁座连接件156、套筒157、第一驱动组件200、第一伺服电机210、第一滑块导轨组件220、第一拖链230、第一行程检测装置240、第二驱动组件300、第二驱动伺服电机310、第二移动滑座320、第二拖链330、第二滑块导轨组件340、第二导轨341、第二滑块342、行程限位块343、第三驱动组件400、动力单元410、第三驱动件411、第三基座412、第三连接座413、第三运动副414、第三压板415、挡片418、第三行程检测装置419、拾取组件连接板420、第一安装面421、第二安装面422、镂空部423、基架500。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种大跨度拾取装置，如图1、图2所示，包括用于运送工件的拾取装置本体1000；拾取装置本体1000包括拾取单元100、第一驱动组件200、第二驱动组件300、第三驱动组件400；其中，

第一驱动组件200用于驱使第二驱动组件300沿第一方向运动，第二驱动组件300用于驱使第三驱动组件400沿第二方向运动，第三驱动组件400的连接有若干拾取单元100，第三驱动组件400同时驱使若干拾取单元100沿第三方向运动；拾取单元100用于拾取工件；第一方向、第二方向、第三方向两两相互垂直；

第二驱动组件300架设于第一驱动组件200上，以形成龙门结构；第一驱动组件200、第二驱动组件300、第三驱动组件400同步或异步驱动，以使得若干拾取单元100运动至工件拾取位置或工件放置位置。需要说明的是，同步驱动为第一驱动组件200、第二驱动组件300、第三驱动组件400控制相互独立，运动过程不产生干涉的情况下实现同一时刻多组件的联动；异步驱动为第一驱动组件200、第二驱动组件300、第三驱动组件400在同一时刻仅能实现单一组件的驱动控制。

第一驱动组件200、第二驱动组件300包括驱动件、导轨滑块单元；其中，驱动件用于提供直线运动驱动力；导轨滑块单元用于提供运动导向。在一实施例中，第一驱动组件200包括第一伺服电机210、丝杠运动组件、两相互平行第一滑块导轨组件220、第一拖链230；在本实施例中，第一伺服电机210作为第一驱动组件200的驱动件，用于驱动丝杠运动组件运动；第一滑块导轨组件220作为导轨滑块单元，丝杠运动组件、第一滑块导轨组件220的滑块、第一拖链230分别第二驱动组件300固定连接，形成第二驱动组件300的驱动与导向结构，使得第二驱动组件300沿第一方向运动，第一方向即为第一滑块导轨组件220的导轨延伸方向。通过基架500支撑滑块导轨组件220，第二驱动组件300两侧分别固定于第一滑块导轨组件220的滑块上，使得第二驱动组件300架设于两第一滑块导轨组件220之间，形成龙门结构，以使得拾取单元100能在两第一滑块导轨组件220之间快速而高效的移动。

如图3所示，在一实施例中，第一驱动组件200还包括第一行程检测装置240，第一行程检测装置240作为第一驱动组件200的限位结构，在本实施中，第一行程检测装置240为光电传感器，用于检测第二驱动组件300的运动位置，得到第二驱动组件300运动位置反馈，便于形成对第二驱动组件300的精准控制。

在一实施例中，如图3所示，示出第二驱动组件300包括第二驱动伺服电机310、第二移动滑座320、第二拖链330、第二滑块导轨组件340、丝杠运动组件；在本实施例中，结合图4所示，第二驱动伺服电机310作为第二驱动组件300的驱动件，用于驱动丝杠运动组件运动；第二滑块导轨组件340作为导轨滑块单元，丝杠运动组件上固定第二移动滑座320，第二移动滑座320还固定有若干第二滑块导轨组件340的第二滑块342，第二拖链330固定连接在第二移动滑座320的延伸部，第二拖链330与第二滑块导轨组件340共同形成第二驱动组件300的导向结构；第二移动滑座320用于将第二驱动伺服电机310的驱动力传递至第三驱动组件400上。

如图4所示，第二滑块导轨组件340的第二导轨341上还设置有行程限位块343，行程限位块343设置于第二导轨341一侧，用于形成第二滑块导轨组件340的限位结构；在本实施例中，行程限位块343呈一具有凹槽的结构件，凹槽内壁用于抵触第二滑块342，用于限制第二滑块导轨组件340的第二驱动伺服电机310的运动范围，从而限制第二移动滑座320的移动范围。

应当理解，驱动件包括但不限于伺服电机、气缸、液压缸、直线电机；任何能实现直线运动的装置都属于本发明保护范围。

如图5所示，第三驱动组件400包括动力单元410、拾取组件连接板420；动力单元410固定于第二驱动组件300上；拾取组件连接板420用于固定若干拾取单元100；拾取组件连接板420固定于动力单元410上，以使得动力单元410驱使若干拾取单元100沿第三方向运动。在本实施例中，拾取组件连接板420上固定有四组拾取单元100，在一次移动中可实现四个工件的同时拾取，从而满足高效的自动化需求。

如图6所示，动力单元410包括第三驱动件411、第三基座412、第三连接座413、第三运动副414；其中，第三驱动件411固定于第三基座412上；第三基座412固定于第二驱动组件300上；第三驱动电机411的输出轴连接第三运动副414；第三连接座413固定于第三运动副414的滑座上；第三连接座413固定连接拾取组件连接板420。

在一优选实施例中，如图6、图7所示，动力单元410还包括第三压板415；第三压板415安装于第三连接座413与拾取组件连接板420之间；第三压板415用于形成对第三运动副414防护，避免外界对第三运动副414形成干扰，确保动力单元410的工作稳定性；如图8所示，拾取组件连接板420包括第一安装面421、第二安装面422；其中；第一安装面421用于安装若干拾取单元100；第二安装面422用于固定连接第三连接座413；第一安装面421与第二安装面422间形成一用于观测的镂空部423。在本实施例中，第三压板415可由透明材质制成，便于设备使用及维护人员观测。在一优选实施例中，第三驱动组件400的限位结构包括第三行程检测装置419与挡片418，其中，第三行程检测装置419在本实施例中为光电传感器，挡片418固定于第三连接座413上，第三驱动件411驱使第三连接座413运动，以使得挡片418通过若干第三行程检测装置419，得到第三连接座413运动位置的反馈，便于形成对第三驱动组件400的精准控制。

如图9、图10所示，拾取单元100包括拾取驱动组件120、吸盘组件140、磁吸组件150；其中，

吸盘组件140、磁吸组件150固定连接于拾取驱动组件120的可移动块129上；

吸盘组件140包括若干用于吸附待拾取工件的吸盘144；磁吸组件150包括用于吸附待拾取工件的铁磁性部分的磁铁151；

在拾取驱动组件120驱使下，吸盘组件140与磁吸组件150向待拾取工件运动，以使得吸盘144与磁铁151分别拾取待拾取工件的不同部位。在本实施例中，通过采用真空负压与磁吸相结合，实现待拾取工件的快速拾取，其中，真空负压拾取用于相对大尺寸的面状部位的快速拾取，磁吸拾取用于铁磁性部分且相对单向小尺寸的结构件的快速拾取；两者相结合，解决不规则工件的快速拾取，同时，拾取过程高效精准，拾取的夹持力连续可调节，符合工件自动化上下料要求。

在一优选实施例中，如图12所示，拾取驱动组件120还包括第一基座121、第一驱动件122、第一连接滑座123；其中，

第一驱动件122固定于第一基座121上；第一连接滑座123用于固定连接第一驱动件122的可移动端与可移动块129。应当理解，第一驱动件122包括但不限于直线电机、电动推杆、气缸等直线运动动力装置，在一实施例中，如图12所示，第一驱动件122为直线电机，直线电机定子固定于第一基座121上，直线电机动子固定连接第一连接滑座123，直线电机动子带动第一连接滑座123，进而使得可移动块129沿直线电机定子延伸方向做往复运动，从而使得吸盘组件140与磁吸组件150靠近或远离工件。

在一优选实施例中，如图13-15所示，吸盘组件140还包括吸盘连接座141、气源连接板142、吸盘固定板143；其中，

吸盘连接座141与可移动块129固定连接；

气源连接板142固定于吸盘连接座141；吸盘固定板143用于固定安装若干吸盘144；外部负压源通过气源连接板142内的气道连通吸盘144，以形成吸盘144处的负压。在本实施例中，四个吸盘144呈正方形布局在吸盘固定板143底面，吸盘144的吸嘴对准待拾取工件，以使得吸力均匀分布在待拾取工件表面。

在一优选实施例中，如图13、图14所示，拾取单元100还包括弹性件130；弹性件130用于形成第一驱动件122缓冲结构。在本实施例中，弹性件130为弹簧，如图12所示，弹簧一端抵触在第一挡片124的第一限位槽1241内，其中，第一挡片124通过固定在第一基座121上；在一实施例中，吸盘连接座141上设有用于限位弹性件130的容置槽1411，结合图13，第一挡片124与吸盘连接座141上的容置槽1411形成弹簧两端的限位；弹簧抵触吸盘连接座141与第一挡片124，以防止第一驱动件122驱使吸盘组件140回收时运动过度从而形成第一驱动件122的缓冲。

在一优选实施例中，如图13、图14所示，磁吸组件150还包括磁吸固定座155、第二驱动件152；磁吸固定座155用于形成第二驱动件152与的磁铁151支撑；第二驱动件152用于驱使磁铁151靠近或远离待拾取工件。应当理解，磁吸组件150在拾取驱动组件120的驱使下，到达待拾取工件上方，在本实施例中，第二驱动件152作为另一个驱动力，与拾取驱动组件120一起共同驱使磁铁151靠近或远离待拾取工件，以达到针对待拾取工件不同部位拾取力不同的目的。在本实施例中，结合图9、图13、图14所示，磁吸固定座155通过磁座连接件156连接与可移动块129固定，在一实施例中，磁座连接件156呈l型，在满足结构强度的同时，简化制造工艺；应当理解，本发明的保护范围还包括将可移动块129、磁座连接件156、磁吸固定座155可任意两两组合或三者组合制成一体结构。

在一优选实施例中，为便于磁铁151拾取工件并运送至放料位置后，工件与磁铁151快速分离，如图14所示，磁吸组件150还包括中空结构的套筒157；第二驱动件152驱使磁铁151运动，以使得磁铁151伸出套筒157或缩入套筒157内。应当理解，第二驱动件152包括但不限于直线电机、电动推杆、气缸等直线运动动力装置；磁吸组件150还包括第二驱动连接件153；第二驱动连接件153一端固定连接第二驱动件152的可移动端，另一端固定连接若干磁铁151。在本实施例中，第二驱动件152采用气缸；气缸可移动端连接第二驱动连接件153,第二驱动连接件153上固定两个磁铁151，并通过固定于磁吸固定座155上的磁铁基块154与套筒157共同作为磁铁151的导向结构；当磁铁151缩入套筒157内时，磁铁151与待拾取工件分离或未拾取到工件；另一方面，套筒157具有隔磁的作用，避免无需吸附工件时磁力影响装置运行；如图14中所示，套筒157适配用于吸附的磁铁151的尺寸与形状，起到保护作用。结合图15所示，任意两相邻吸盘144的连线与任意两相邻磁铁151的连线相互平行或垂直，使得拾取力均匀分布在被待拾取的工件上，特别是对于中间通过软性材质连接的工件，通过两磁铁151形成一直线拾取工件上呈狭长结构的部位，特殊地，两磁铁151形成的直线与两相邻磁铁151的连线相互平行或垂直，充分贴合工件结构，消除拾取过程中的内应力，使得拾取过程更稳定可靠。应当理解，本发明的保护范围还包括将磁铁基块154、磁吸固定座155可组合制成一体结构。

在一优选实施例中，拾取单元100还包括调节组件110；调节组件110固定连接第一基座121，用于调节吸盘组件140与磁吸组件150相对于待拾取工件的姿态。在本实施例中，调节组件110可调节第一基座121的沿两相互垂直的方向的角度。

如图11所示，调节组件110包括第一向调节结构、第二向调节结构；第一向调节结构包括第一调节块111、第一枢轴112、调节螺钉113、第二调节块115，在本实施例中，第一调节块111用于将拾取单元100固定于外部设备上，第一调节块111上穿设有第一枢轴112，第一枢轴112枢接有第二调节块115，第一调节块111上开设有第一长孔1111，第一长孔1111的开孔方向与第一枢轴112的轴向平行，通过调节螺钉113与第一长孔1111配合，实现第二调节块115绕第一枢轴112转动角度调节；特殊地，在第一向调节结构角度调节过程中，可通过辅助结构抵住第二调节块115上设置的第一凸部1152或采用人工扶握第一凸部1152，防止调节过程中拾取单元100坠落，保护调节人员安全与设备安全。

同样地，如图11所示，第二向调节结构包括调节螺钉113、第二调节块115、第二枢轴116、第三调节块117，第二调节块115上开设有第二长孔1151，第二长孔1151的开孔方向与第二枢轴116的轴向平行，通过调节螺钉113与第二长孔1151配合，实现第三调节块117绕第二枢轴116转动角度调节；特殊地，在第二向调节结构角度调节过程中，可通过辅助结构抵住第三调节块117上设置的第二凸部1171或采用人工扶握第二凸部1171，防止调节过程中拾取单元100坠落，保护调节人员安全与设备安全。

本发明结构巧妙，设计合理，采用真空负压与磁吸相结合，实现待拾取工件的快速拾取，其中，真空负压拾取用于相对大尺寸的面状部位的快速拾取，磁吸拾取用于铁磁性部分且相对单向小尺寸的结构件的快速拾取；两者相结合，解决不规则工件的快速拾取，同时，拾取过程高效精准，拾取的夹持力连续可调节，符合工件自动化上下料要求，便于自动化领域推广应用。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围内。