机械手抓取系统的制作方法

1.本发明涉及机械手技术领域，尤其是涉及一种机械手抓取系统。


背景技术：

2.随着我国有色金属行业的逐步发展，有色金属加工生产的连续化与自动化水平也在不断提高。我国金属冶炼领域(如铅矿、锌矿等)的生产部分如堆垛、打包、传输等环节都已经实现自动化作业，但在装车领域仍然普遍需要人工辅助。采用人工的方式来进行上线装车，不仅浪费人力资源，同时效率低下并且存在着安全隐患。
3.针对上述问题，在cn216613221u的发明专利中披露了一种自动装车系统，包括：托盘，包括承载部和吸附部，吸附部连接于承载部，承载部能够承载物料，吸附部能够吸附物料；输送装置，适于驱动托盘沿预设路径移动，预设路径上具有脱离位和下料位；脱离装置，设于脱离位；脱离装置，适于随托盘沿预设路径移动至脱离位，能够推移物料而使物料脱离吸附部；存料装置，能够存放物料；搬移装置，设于下料位；随托盘沿预设路径移动至下料位，搬移装置能够将物料搬移至存料装置。该方案提供的自动装车系统，能自动化地运送物料。
4.然而上述自动装车系统至少存在以下问题：该自动装车系统利用吸附装置实现物料的运输，再利用脱离装置使得物料脱离吸附部从而转移至搬离装置，进一步实现将物料搬移至存料装置。但是这样的设计无法满足装车时不同车型以及不同车辆停放情况不同时依然能够准确识别并且放置物料的要求。同时设计中包含视觉识别系统，朝向分离台获取图像信息。在分离台处，将物料和托盘分离开，且将物料推移至搬移装置时，物料容易出现侧倒、掉料、散乱及变形等情况，利用视觉识别系统可以获取图像信息，其中视觉系统仅仅用来检测物料的异常信息，而在实际的装车作业中，由于卡车的种类繁多，卡车内部结构不一，卡车停车位置存在变化等各种原因，上述系统可能会导致装车失败，进一步影响到装车的作业效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种机械手抓取系统，能够通过扫描组件对待抓取物料、车厢以及车厢内已有物料进行扫描，得到准确的位置信息，实现无人装卸、吊运作业过程中工作环境的智能识别，保证机械手本体能够对锌锭垛的精确自动装车。
6.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供一种机械手抓取系统，包括机架、机械手本体、扫描组件和处理器；
8.所述机械手本体与所述机架连接，所述机械手本体用于抓取物料并带动所述物料在三维空间内移动；
9.所述扫描组件安装于所述机械手本体上，所述扫描组件用于扫描得到待抓取物料位置信息、车厢轮廓信息以及车厢内的已有物料位置信息并发送至所述处理器；
10.所述处理器与所述机械手本体和所述扫描组件连接，所述处理器用于接收所述待
抓取物料位置信息、所述车厢轮廓信息以及所述已有物料位置信息并控制所述机械手本体的抓取位置。
11.进一步地，所述扫描组件包括第一扫描器、第二扫描器和第三扫描器，所述第一扫描器连接于所述机械手本体的中部，所述第一扫描器用于扫描得到所述待抓取物料位置信息并发送至所述处理器，所述第二扫描器以及所述第三扫描器分别位于所述第一扫描器的前后两侧，所述第二扫描器以及所述第三扫描器均用于扫描得到所述车厢轮廓信息和所述已有物料位置信息并发送至所述处理器。
12.进一步地，还包括安装于所述机械手本体上的传感器组件，所述传感器组件用于检测到所述机械手本体接近车厢的接近信号并发送至所述处理器；
13.所述处理器与所述传感器组件连接，所述处理器用于接收所述接近信号并控制所述机械手本体对所述物料进行抓取。
14.进一步地，所述机械手本体包括三维驱动装置和抓取装置，所述抓取装置通过所述三维驱动装置与所述机架连接，所述三维驱动装置用于带动所述抓取装置在三维空间内移动，所述抓取装置用于抓取所述物料；
15.所述扫描组件安装于所述三维驱动装置和/或所述抓取装置上；
16.所述传感器组件安装于所述抓取装置上。
17.进一步地，所述三维驱动装置包括横向驱动机构、纵向驱动机构和升降机构，所述横向驱动机构与所述机架滑动连接，所述纵向驱动机构与所述横向驱动机构滑动连接，所述升降机构固装于所述横向驱动机构，所述抓取装置安装于所述升降机构上。
18.进一步地，所述抓取装置包括顶座、抓手机构和抓取驱动机构，所述顶座固装于所述升降机构，所述抓手机构与所述顶座转动连接，所述抓取驱动机构与所述抓手机构连接，以带动所述抓手机构相对于所述顶座转动，所述传感器组件安装于所述抓手机构的底部。
19.进一步地，所述抓手机构包括第一抓手、第二抓手、第一固定件、联动件和第二固定件；
20.所述第一抓手与所述顶座铰接且所述第一抓手上固接有所述第一固定件；
21.所述第二抓手与所述第一抓手相对设置，所述第二抓手与所述顶座铰接且所述第二抓手上固接有所述第二固定件；
22.所述抓取驱动机构铰接于所述第一固定件和/或所述第二固定件上；
23.所述联动件的两端分别与所述第一固定件和所述第二固定件铰接，所述联动件与所述第一固定件的铰接轴线高于所述第一抓手与所述顶座的铰接轴线，所述联动件与所述第二固定件的铰接轴线低于所述第二抓手与所述顶座的铰接轴线。
24.进一步地，所述传感器组件包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器连接于所述第一抓手的底端，所述第二传感器连接于所述第二抓手的底端。
25.进一步地，所述升降机构包括导轨、底座和电机，所述导轨固装于所述纵向驱动机构上，所述底座与所述导轨滑动连接，所述电机安装于所述底座上，且所述电机与所述导轨传动连接。
26.进一步地，所述导轨上具有齿条，所述电机的动力输出端具有与所述齿条配合的齿轮。
27.以上述机械手抓取系统对锌锭垛进行抓取为例进行具体说明：
28.运载矿车驶入机械手抓取系统的机架所围成的区域内部之后，系统开始运行。机械手本体从系统初始位置进行移动，带动扫描组件对车厢进行扫描并发送至处理器，从而便于智能规划车厢上锌锭垛的摆放位置以及机械手本体每次运转的工作路径。
29.随后机械手本体回归初始位置，利用扫描组件扫描锌锭垛的位置信息并发送至处理器，处理器控制机械手本体对锌锭垛抓取，随后机械手本体夹持锌锭垛移动至锌锭垛在车厢中的放置位置并下放锌锭垛。在上述过程中，扫描组件扫描车厢内的已有物料位置信息并发送至处理器，从而应对锌锭垛放置后会发生偏移或者倾倒的问题等情况。
30.机械手本体重新返回初始位置，再次选取下一块锌锭垛，由此形成一个工作循环。之后机械手抓取系统按照上述工作流程进行循环，将锌锭垛转移装载至货车车厢内，直至货车车厢装满或者满足订单要求。
31.本发明提供的机械手抓取系统能够通过扫描组件对待抓取物料、车厢以及车厢内已有物料进行扫描，得到准确的位置信息，实现无人装卸、吊运作业过程中工作环境的智能识别，保证机械手本体能够对锌锭垛的精确自动装车。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
33.图1为本发明实施例提供的一种机械手抓取系统的三维结构示意图；
34.图2为本发明实施例提供的一种机械手抓取系统的侧视结构示意图；
35.图3为本发明实施例提供的一种机械手本体的三维结构示意图；
36.图4为本发明实施例提供的一种横向驱动机构的三维结构示意图；
37.图5为本发明实施例提供的一种纵向驱动机构的三维结构示意图；
38.图6为本发明实施例提供的一种升降机构的三维结构示意图；
39.图7为本发明实施例提供的一种抓取装置的三维结构示意图；
40.图8为本发明实施例提供的一种抓取装置(无顶座)的三维结构示意图；
41.图9为本发明实施例提供的一种机械手抓取系统的远原理框图。
42.图标：1-机架；11-第一导向杆；12-第二导向杆；13-连接杆；14-支撑杆；2-机械手本体；21-横向驱动机构；211-左机架；212-右机架；213-导轨；214-旋转电机；215-减速器；216-车轮箱；217-第一导向轮；218-第二导向轮；22-纵向驱动机构；221-前支撑架；222-后支撑架；223-连接架；23-升降机构；231-导轨；232-底座；233-电机；234-齿条；235-齿轮；24-顶座；25-抓手机构；251-第一抓手；252-第二抓手；2521-第一爪体；2522-第二爪体；2523-第一连接轴；2524-第二连接轴；2525-第一安装件；2526-第二安装件；2527-锯齿板；253-第一固定件；2531-第一连接部；254-联动件；255-第二固定件；2551-第二连接部；26-抓取驱动机构；3-扫描组件；31-第一扫描器；32-第二扫描器；33-第三扫描器；4-处理器；5-传感器组件；51-第一传感器；52-第二传感器；6-转载平台；7-车厢。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、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。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。
44.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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。
46.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
47.本实施例在于提供一种机械手抓取系统，如图1和图2所示，包括机架1、机械手本体2、扫描组件3和处理器4；机械手本体2与机架1连接，机械手本体2用于抓取物料并带动物料在三维空间内移动；扫描组件3安装于机械手本体2上，扫描组件3用于扫描得到待抓取物料位置信息、车厢轮廓信息以及车厢内的已有物料位置信息并发送至处理器4；处理器4与机械手本体2和扫描组件3连接，处理器4用于接收待抓取物料位置信息、车厢轮廓信息以及已有物料位置信息并控制机械手本体2的抓取位置。
48.如图1所示，上述实施例所提供的机械手抓取系统能够通过扫描组件3对转载平台6上的待抓取物料、运载矿车的车厢7以及车厢7内已有物料进行扫描，得到准确的位置信息，通过处理器4对上述信息进行处理，并控制机械手本体2的抓取位置，实现无人装卸、吊运作业过程中工作环境的智能识别，保证机械手本体2能够对物料的精确自动装车。
49.上述扫描组件3所扫描到的信息也可以不仅仅限于以上几种，扫描组件3可对机架1所围区域内的全部物体进行扫描。上述物料可以为多种，例如为锌锭垛、角钢垛、木板垛等。以下实施例均以上述物料为锌锭垛为例进行具体说明。
50.以下对扫描组件3进行具体说明:
51.在一些实施例中，如图2所示，扫描组件3包括第一扫描器31、第二扫描器32和第三扫描器33，第一扫描器31连接于机械手本体2的中部，第二扫描器32以及第三扫描器33分别位于第一扫描器31的前后两侧。
52.可以理解的是，上述前后两侧指的是靠近车头的一侧为前侧，靠近车尾的一侧为后侧。
53.第二扫描器32以及第三扫描器33用于扫描得到车厢轮廓信息和已有物料位置信息并发送至处理器4，实现避障及机械手本体2的粗定位；第一扫描器31用于扫描得到待抓取物料位置信息并发送至处理器4，精确感知机械手本体2与锌锭垛的位置关系。
54.可以理解的是，上述第一扫描器31、第二扫描器32以及第三扫描器33的扫描区域
呈散射状，即物体自扫描仪的下方越远离扫描仪，被扫描的区域越大，因此三个扫描器的扫描范围可能会出现重叠，但是不影响各个扫描器对所扫描物体采集点云数据。
55.第一扫描器31、第二扫描器32以及第三扫描器33优选为激光扫描仪。
56.以下对机械手抓取系统的另一种实施例进行具体说明：
57.在一些实施例中，为了进一步提高机械手本体2在抓取和下放时的定位准确性，机械手抓取系统还包括安装于机械手本体2上的传感器组件5，传感器组件5用于检测到机械手本体2接近车厢底板的接近信号并发送至处理器4；处理器4与传感器组件5连接，处理器4用于接收接近信号并控制机械手本体2对物料进行抓取。
58.传感器组件5可以精确感知机械手本体2与车厢底板的高度位置关系。当机械手本体2接近车厢底板时，即当机械手本体2与车厢底板之间的距离小于设定值时，传感器组件5发出接近信号，处理器4精准控制机械手本体2在恰当的位置上抓取锌锭垛和下放到位锌锭垛，提高抓取和下放的成功率和可靠性，同时避免机械手本体2碰撞车厢底板。
59.上述传感器组件5可以包括一个或多个激光测距传感器、超声波测距传感器等。
60.以下对机架1进行具体说明：
61.如图1所示，机架1包括第一导向杆11、第二导向杆12、连接杆13和多个支撑杆14，两个第一导向杆11相对平行设置且通过连接杆13连接，第一导向杆11和第二导向杆12的底端均连接有多个支撑杆14，多个支撑杆14用于对第一导向杆11以及第二导向杆12进行支撑。
62.第一导向杆11和第二导向杆12的长度方向平行于运载矿车停车等待装车时的长度方向。
63.以下对机械手本体2的结构进行具体说明：
64.在一些实施例中，机械手本体2包括三维驱动装置和抓取装置，抓取装置通过三维驱动装置与机架1连接，三维驱动装置用于带动抓取装置在三维空间内移动，抓取装置用于抓取物料；扫描组件3安装于三维驱动装置或抓取装置上，扫描组件3也可以安装于三维驱动装置和抓取装置上；传感器组件5安装于抓取装置上。
65.在至少一个实施例中，如图2所示，第一扫描器31安装于抓取装置的中部，第二扫描器32以及第三扫描器33安装于三维驱动装置上，第二扫描器32与第一扫描器31之间的距离等于第三扫描器33。与第一扫描器31之间的距离。
66.三维驱动装置可以滑动安装于机架1上，实现三维驱动装置相对于机架1的移动。需要说明的是，凡是能够带动抓取装置在三维空间内移动的结构都可以是上述实施例所提及的三维驱动装置。例如，三维驱动装置包括横向、纵向以及竖向移动的机构，或者三维驱动装置包括一个可以在水平方向以及竖直方向转动的伸缩臂。
67.在一些实施例中，如图3所示，为使得三维驱动装置的结构更加的简单，三维驱动装置包括横向驱动机构21、纵向驱动机构22和升降机构23，横向驱动机构21与机架1滑动连接，纵向驱动机构22与横向驱动机构21滑动连接，升降机构23固装于横向驱动机构21，抓取装置安装于升降机构23上。
68.横向驱动机构21可沿横向相对于机架1滑动，设定上述横向为运载矿车停车等待装车时的长度方向，即车头指向车尾的方向；纵向驱动机构22可沿纵向相对于横向驱动机构21滑动，上述纵向为垂直于运载矿车停车等待装车时的宽度方向；升降机构23可沿高度
方向相对于纵向驱动机构22运动，上述高度方向为取放料的方向。如此通过横向驱动机构21、纵向驱动机构22以及升降机构23便可以实现抓取装置在三维空间内的移动。
69.如图4所示，横向驱动机构21包括左机架211、右机架212、导轨213和第一动力组件，左机架211与右机架212之间通过导轨213连接，左机架211上设有两个第一动力组件，右机架212上设有两个第一动力组件。左机架211上的两个第一动力组件为左机架211提供行走的动力；右机架212上的两个第一动力组件为右机架212提供行走的动力。
70.第一动力组件包括旋转电机214、减速器215和车轮，减速器215的输入端与旋转电机214的输出端连接，减速器215的输出端与车轮连接，车轮转动连接于左、右机架上的车轮箱216内。旋转电机214为车轮的滚动提供动力，车轮可在机架1上滚动。
71.为使得横向驱动机构21移动更加的稳定，左机架211和右机架212上均安装有导向轮组，导向轮组包括第一导向轮217和第二导向轮218。第一导向杆11和第二导向杆12的顶端沿自身长度方向设有凸起，凸起夹设于第一导向轮217和第二导向轮218之间起到导向的作用，保证横向驱动机构21能够稳定的沿第一导向杆11和第二导向杆12的长度方向移动。
72.如图5所示，纵向驱动机构22包括前支撑架221、后支撑架222、连接架223、第一动力组件和从动组件，前支撑架221与后支撑架222之间通过连接架223连接，前支撑架221上设有一个第二动力组件和一个从动组件，右机架212上设有一个第二动力组件和一个从动组件。前支撑架221上的第二动力组件为前支撑架221提供行走的动力，从动组件从动；后支撑架222上的第二动力组件为后支撑架222提供行走的动力，从动组件从动。
73.其中，连接架223可以呈倒u字型，其两条侧边与底边之间的夹角为钝角，连接架223可以与升降机构23固接，实现对升降机构23承载的作用。上述连接架223呈一种下沉结构能够减小机械手抓取系统的纵向高度，同时使得抓取装置能够更加靠近下方的运载矿车。
74.第二动力组件的结构与第一动力组件的结构类似，横向驱动机构21上也可以设置有导向轮组，从动组件包括从动轮组和从动导向轮组，为节省篇幅在此不再详细举例。
75.需要说明的是，能够实现升降机构23升降的结构可以有多种，例如；升降机构23包括有液压缸、气压缸或直线电机等。
76.在一些实施例中，如图6所示，升降机构23包括导轨231、底座232和电机233，导轨231固装于纵向驱动机构22上，底座232与导轨231滑动连接，电机233安装于底座232上，且电机233与导轨231传动连接。
77.在使用时，电机233动作，在电机233与导轨231传动连接的作用下，底座232相对于导轨231滑动，实现底座232的上移与下落。
78.底座232与导轨231滑动连接中，可以底座232上设有滑槽，导轨231上设有与滑槽配合的滑轨，也可以底座232上设有滑轨，导轨231上设有与滑轨配合的滑槽。
79.在至少一个实施例中，底座232上设有滑块，滑块形成有滑槽，导轨231的外侧设有与滑槽配合的滑轨。
80.上述传动连接的结构可以有多种，例如图6所示，导轨231上具有齿条234，电机233的动力输出端具有与齿条234配合的齿轮235。上述结构简单，齿条234以及齿轮235便于安装，且传动精度高，能够实现抓取装置的精准抓取。
81.在一些其他的实施例中，也可以导轨231上设有螺母，电机233的动力输出端具有
与螺母螺纹配合的螺杆，螺杆竖直延伸，通过电机233驱动螺杆的转动，实现螺杆相对于螺母的上下移动。
82.在至少一个实施例中，为使得上述抓取装置上下移动时更加的稳定，升降机构23包括两根相对平行设置的导轨231，上述电机233为双动力输出，即其具有两个动力输出端，分别与两根不同的导轨231传动配合。
83.如图7所示，抓取装置包括顶座24、抓手机构25和抓取驱动机构26，顶座24固装于升降机构23中的底座232上，抓手机构25与顶座24转动连接，抓取驱动机构26与抓手机构25连接，以带动抓手机构25相对于顶座24转动，实现锌锭垛的抓取与释放，传感器组件5安装于抓手机构25的底部，以便于获取抓手机构25的接近信号。
84.在使用时，抓取驱动机构26动作，实现抓手机构25对锌锭垛的抓取，三维驱动装置移动到位后，抓取驱动机构26反向动作，实现抓手机构25对锌锭垛的释放。
85.上述抓取驱动机构26可以为直接驱动抓手机构25相对于顶座24转动的旋转电机，也可以为气压缸、液压缸、直线电机等直线运动机构，其通过与抓手机构25的铰接实现抓手机构25相对于顶座24的转动。
86.在至少一个实施例中，抓取驱动机构26为气缸或电缸。
87.在一些实施例中，如图8所示，抓手机构25包括第一抓手251、第二抓手252、第一固定件253、联动件254和第二固定件255，其中：
88.第一抓手251与顶座24铰接且第一抓手251上固接有第一固定件253；
89.第二抓手252与第一抓手251相对设置，第二抓手252与顶座24铰接且第二抓手252上固接有第二固定件255；
90.抓取驱动机构26铰接于第一固定件253或第二固定件255上，抓取驱动机构26也可以铰接于第一固定件253和第二固定件255上；
91.联动件254的两端分别与第一固定件253和第二固定件255铰接，联动件254与第一固定件253的铰接轴线高于第一抓手251与顶座24的铰接轴线，联动件254与第二固定件255的铰接轴线低于第二抓手252与顶座24的铰接轴线，以使得第一抓手251在抓取锌锭垛时，第二抓手252会配合第一抓手251共同抓取锌锭垛，第一抓手251在释放锌锭垛时，第二抓手252会配合第一抓手251共同释放锌锭垛。
92.当抓取驱动机构26铰接于第一固定件253和第二固定件255上时，如图8所示，第一固定件253的顶端向外延伸有第一连接部2531，第一连接部2531的端部与抓取驱动机构26的伸缩端铰接。第二固定件255的顶端向外延伸有第二连接部2551，第二连接部2551的端部与抓取驱动机构26的固定端铰接。当抓取驱动机构26缩短时，能够同时带动第一抓手251与第二抓手252张开，当抓取驱动机构26伸长时，能够同时带动第一抓手251与第二抓手252并拢。在上述过程中，联动件254起到令第一抓手251与第二抓手252联动的作用，保证第一抓手251与第二抓手252动作的一致性。
93.当抓取驱动机构26铰接于第一固定件253或第二固定件255上时，抓取驱动机构26的固定端可以固装于顶座24上，伸缩端可以与第一连接部2531转动且滑动配合或者与第二连接部2551转动且滑动配合，当抓取驱动机构26伸缩时，带动与其配合的第一固定件253或第二固定件255转动，实现第一抓手251或第二抓手252的摆动，在联动件254的作用下，如第一抓手251展开，联动件254推动第二抓手252展开，如第一抓手251并拢，联动件254拉动第
二抓手252并拢，实现第一抓手251与第二抓手252的联动。
94.当抓取驱动机构26铰接于第一固定件253或第二固定件255上时，也可以令抓取驱动机构26的固定端铰接于顶座24上，伸缩端可以与第一固定件253或第二固定件255铰接，接下来的操作过程同上，为节省篇幅，在此不再详细赘述。
95.上述抓手机构25仅通过一个抓取驱动机构26便可以实现第一抓手251和第二抓手252的同步张开与并拢，且其结构简单，保证了第一抓手251和第二抓手252动作的一致性，具有更稳定的抓取效果。
96.具体地，如图8所示，第二抓手252包括有第一爪体2521、第二爪体2522、第一连接轴2523和第二连接轴2524，第一连接轴2523的两端分别与第一爪体2521和第二爪体2522固接，第二连接轴2524的两端分别与第一爪体2521和第二爪体2522固接。第二固定件255套设于第一连接轴2523和第二连接轴2524的外部，实现与第二抓手252的固接。当然，第二固定件255、第一连接轴2523和第二连接轴2524也可以一体成型。
97.另外，为保证第一爪体2521和第二爪体2522能够稳定的抓取锌锭垛，第一爪体2521和第二爪体2522用于抓取锌锭垛的表面呈锯齿状结构，锯齿状结构能够卡紧在锌锭垛中每一块锌锭上，有效避免锌锭垛滑脱，将锌锭垛的重力分布在锯齿状结构的各处，避免仅第一爪体2521和第二爪体2522的底端受力，转运时更加的稳定。
98.为使得第二抓手252能够更稳定的对锌锭垛进行抓取，第二抓手252还包括第一安装件2525、第二安装件2526和锯齿板2527，第一安装件2525的两端分别与第一爪体2521和第二爪体2522连接，第二安装件2526的两端分别与第一爪体2521和第二爪体2522连接，锯齿板2527的两端分别与第一安装件2525和第二安装件2526连接，锯齿板2527具有用于抓取锌锭垛的锯齿状结构，从而进一步保证转运时的稳定。
99.当然，第二抓手252还包括第一安装件2525、第二安装件2526和锯齿板2527时，上述第一爪体2521和第二爪体2522可以不设有锯齿状结构。
100.第一抓手251的结构与第二抓手252相同且与第二抓手252对称设置，第一抓手251的结构在此不再详细说明。
101.上述抓取装置可以包括一个抓手机构25，也可以包括两个、三个等多个抓手机构25，当抓取装置包括多个抓手机构25时，多个抓手机构25并排设置。
102.在至少一个实施例中，如图8所示，上述抓取装置包括两个抓手机构25，对应地，上述抓取装置包括两个抓取驱动机构26，每一个抓手机构25通过一个抓取驱动机构26驱动实现对锌锭垛的抓取与释放。
103.在一些实施例中，如图8所示，传感器组件5包括第一传感器51和第二传感器52，第一传感器51连接于第一抓手251的底端，具体可以连接于第一抓手251的第二安装件上，第二传感器52连接于第二抓手252的底端，体可以连接于第二抓手252的第二安装件2526上。
104.上述传感器组件5可以对任意一个抓手与车厢底板之间的距离进行监测，从而能够更精准控制抓取装置在恰当的位置上抓取锌锭垛和下放到位锌锭垛。
105.如图9所示，为上述实施例所提供的机械手抓取系统的原理框图，其中处理器4可以不仅对待抓取物料位置信息、车厢轮廓信息以及已有物料位置信息进行接收，实现无人装卸、吊运作业过程中工作环境的智能识别，还能够对上述信息数据进行处理，将对货车边缘、物料等目标对象进行特征抽象和特征提取。完成车厢轮廓以及物料等目标对象的识别
与分析后，可利用识别的结果对货车车厢进行标定，并根据锌锭垛的尺寸智能规划锌锭垛的摆放位置。根据规划好的锌锭垛摆放位置，设定之后移载单元每次运转的工作路径。
106.需要说明的是，上述处理器4可以外购获得，其信息处理、识别、分析等原理为本领域内的常规原理，为节省篇幅，在此不再详细赘述。
107.具体使用过程可以如下：
108.运载矿车驶入机架1围成的区域内部之后，系统开始运行。机械手本体2上的三维驱动装置从系统初始位置进行移动，带动扫描组件3对机架1所围区域扫描并采集点云数据，处理器处理点云数据后，将对车板、车厢边缘等目标对象进行特征抽象和特征提取，实现无人装卸、吊运作业过程中工作环境的智能识别。
109.完成车厢边缘以及车板等目标对象的识别与分析后，利用识别的结果对运载矿车车厢进行标定，并根据锌锭垛的尺寸智能规划锌锭垛的摆放位置。根据规划好的锌锭垛摆放位置，设定之后三维驱动装置每次运转的工作路径。
110.接着三维驱动装置回归初始位置，即转载平台6所在位置。利用扫描组件3扫描判断转载平台6上由转运叉车放置的锌锭垛的尺寸以及位置，并将相关信息发送至处理器4，三维驱动装置通过纵向驱动机构22以及横向驱动机构21配合运动调节平面位置，通过升降机构23调节垂直位置来接近锌锭垛。当三维驱动装置下的抓取装置接近车厢底板时，安装在抓取装置底部的传感器组件5发出接近信号，精确感知抓取装置与车厢底板的距离，由此来确定抓取装置夹持锌锭垛的合适位置。抓取装置夹持锌锭垛后，三维驱动装置根据之前规划好的路径控制纵向驱动机构22、横向驱动机构21以及升降机构23配合移动至锌锭垛在车厢中的放置位置。
111.当三维驱动装置将锌锭垛转移至目标放置点时，升降机构23进行下放动作，同样在接近车厢底板时利用安装在抓取装置底部的传感器组件5判断与车厢底板的距离，达到精确控制的目的。将锌锭垛放置于目标位置后，抓取装置松开，三维驱动装置沿着规划路径重新返回初始位置，在转载平台6处再次选取下一块锌锭垛，由此形成一个工作循环。之后机械手抓取系统按照上述工作流程进行循环，将锌锭垛转移装载至货车车厢内，直至货车车厢装满或者满足订单要求。
112.在系统运行过程中，利用三维驱动装置下方的抓取装置进行对锌锭垛的夹取与放置。抓取装置的精确控制是实现装载工作的关键，基于抓取装置的建模与力学分析，结合安装在抓取装置上的传感器组件5，设计抓取装置的控制算法。可以实现抓取装置的夹紧判断、抓取装置的接近判断、抓取装置的异常判断等抓取过程中的智能化感知。
113.同时设备在实际工作过程中，存在异常情况，导致产生多种复杂的问题。如不同的货车存在车底板以及边缘的损伤导致车板不平整的问题，当锌锭垛放置后会发生偏移或者倾倒的问题等情况。可利用抓取装置的智能感知与扫描组件3扫描结果来分析问题来源，同时设计针对复杂问题的控制算法，实现在工作过程中出现异常状况时的自行处理。
114.上述实施例所提供的机械手抓取系统具有以下优点：
115.1、上述系统在厂房中的空间利用率高，设备占地面积小，节省基建成本，且能够实现物料的稳定抓取与释放，便于推广使用。
116.2、通过扫描组件3扫描进行装车区域识别，能够实现对车辆形状位置的检查以及装载过程中吊装坐标的编制，通过后期对锌锭垛点云数据进行降噪及特征提取，可以计算
其中心物理位置以及尺寸信息。在此基础上构建运载矿车车厢边缘位置以及锌锭垛的位置等环境空间，保障装载机器人对锌锭垛的精确自动装车。
117.3、利用抓取装置的智能感知与扫描组件3扫描结果来分析异常复杂问题的来源，可根据上述数据设计针对复杂问题的控制算法，从而实现在工作过程中出现异常状况时的自行处理。
118.4、上述机械手抓取系统可解决企业及国内锌冶炼企业锌锭垛装车依靠大量人工操作的落后局面，为实现锌锭垛装车的机械化和自动化作业提供理论基础，提高锌锭垛装车作业效率，改善人员作业条件，规避人工装车的危险性，提高我国锌冶炼企业的市场竞争能力。
119.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。