一种物流智能分拣线的机器人多形态分拣终端

技术领域

本发明涉及自动化分拣技术领域，具体是涉及一种物流智能分拣线的机器人多形态分拣终端。

背景技术

分拣流水线机器人，是一种具备了传感器、物镜和电子光学系统的机器人，可以快速进行货物分拣。

分拣流水线机器人通过视觉跟踪对图像序列中的运动目标进行检测、提取、识别和跟踪并获得目标的运动轨迹，从而进一步处理与分析实现对目标行为的理解，以及完成更高级的任务。在分拣系统中，设计的目标将源源不断地进入相机的视野，系统则对每个目标进行识别、检测并记录结果。

中国专利申请号“CN201810689963.5”公开了一种带人工智能的物流分拣机器人，包括智能化控制系统和分拣流水线机器人；所述分拣流水线机器人包括：支撑机构、用于实现物料分拣的机械手、用于驱动所述机械手实现移动的链条机构、用于驱动所述链条机构运动的驱动机构、用于驱动所述机械手实现手爪开合的上凸轮压板、用于驱动所述机械手实现纵向运动的环形凸轮、用于承载物料的动态轨道机构、用于将物料推向所述机械手的推料机械手机构、用于固定支撑机构、动态轨道机构和推料机械手机构的联合支架。

但是该设备的机械手抓取物料时形态固定，在实际物料运输分拣中，存在不同包装方式的物件，包括盒装物料和袋装物料，固定形态的抓取机械手和推料机械手无法保证针对不同包装方式不同尺寸的物料进行分拣。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种物流智能分拣线的机器人多形态分拣终端。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种物流智能分拣线的机器人多形态分拣终端，包括连接机械臂的基座，基座上安装有抓取机构和吸附机构，所述基座为开口向上的U型结构，基座的开口端设置向两侧水平延伸，基座的中心凹陷处设置有两个平行的滑动板，两个滑动板做同步的相对移动，滑动板的两端设置有驱动单元，驱动单元的工作端固定安装夹持板，基座两侧的夹持板相对平行设置，滑动板和驱动单元带动夹持板靠近和升降实现对盒装物料的夹持，吸附机构包括若干个滑动安装在基座两侧的第一真空吸盘和两个固定安装在基座底部中心位置的第二真空吸盘，第一真空吸盘和第二真空吸盘的工作端朝向下方，第一真空吸盘设置在竖直方向上移动。

优选的，两个滑动板相对的一侧设置有沿滑动板长度方向等间距分布的卡齿，驱动齿轮插装在基座上设置的竖直的轴杆上，驱动齿轮啮合连接两侧滑动板的卡齿，驱动齿轮传动连接在第一旋转驱动装置的工作端，第一旋转驱动装置的旋转轴竖直设置，基座两侧设置有水平延伸的驱动单元，驱动单元上固定安装第一安装板，第一旋转驱动装置工作端朝下固定安装在第一安装板上。

优选的，基座的底部上侧设置有第一限位挡板和第二限位挡板，第一限位挡板和第二限位挡板分别位于滑动板的两侧对滑动板进行限位，第一限位挡板和第二限位挡板由基座的一端沿滑动板的长度方向延伸，第一限位挡板和第二限位挡板的长度小于基座的长度，第一限位挡板的内壁贴合滑动板的卡齿侧和上侧。

优选的，滑动板朝向第二限位板的一侧固定安装有限位块，限位块用于抵触第二限位挡板的一端对滑动板的移动进行限位。

优选的，驱动单元包括固定连接滑动板外端的第一安装板，第一安装板的两侧均固定安装有第一直线驱动装置，第一直线驱动装置的工作端朝向下方设置，第一直线驱动装置的工作端在竖直方向上移动，第一直线驱动装置的工作端上固定安装有第二安装板，第二直线驱动装置固定安装在第二安装板上，第二直线驱动装置的工作端设置在水平方向上移动，基座两端的驱动单元的第二直线驱动装置工作端相对设置，夹持板固定安装在同侧的第二直线驱动装置的工作端上。

优选的，两个夹持板相对的一侧固定安装有橡胶垫，橡胶垫的表面设置有若干个等间距分布的柱状凸起。

优选的，基座的底部固定安装有海绵。

优选的，第一真空吸盘固定连接第一真空发生器的输出端，第一真空发生器固定连接同轴设置的导柱，位于基座一侧的导柱通过水平的水平支架连接，导柱插装在基座的水平端设置的导套中，基座的水平端上固定安装有第三直线驱动装置，第三直线驱动装置的工作端固定连接水平支架，第三直线驱动装置的工作端设置的竖直方向上移动。

优选的，第二真空吸盘通过竖直向上延伸的气管连接第二真空发生器的输出端，第二真空发生器固定安装在固定板的底部，基座上设置有避让气管的第一避让孔，第二真空发生器的输出端设置有管套，气管由管套底部的开口处插装在管套内，管套内部具有截面直径大于管套开口处的内腔，气管的顶部设置有一圈限位条，限位条的直径与内腔的截面直径相吻合，限位条下方套设有密封圈，密封圈的外壁贴合内腔的内壁，管套的内腔放置有弹簧，弹簧的两端接触管套顶部和气管的限位条。

优选的，基座上设置有若干个第二支撑件，第二支撑件位于基座的开口端两侧，第二支撑件上侧固定安装有水平的连接板，连接板用于连接机械臂的移动端。

本申请相比较于现有技术的有益效果是：

1.本发明通过安装在基座上的抓取机构对盒装物料进行夹持，通过基座上的吸附机构对袋装物料进行吸附，从而对不同包装方式的物料进行有效的固定。

2.本发明通过抓取机构的两个滑动板相对的移动将带动两个夹持板之间的间距增大和减小，从而可以针对不同尺寸的盒装物料进行有效的夹持。

3.本发明通过滑动板上的第一直线驱动装置带动连接夹持板的第二直线驱动装置在竖直方向上移动从而可以调节夹持板对盒装物料的夹持位置，对尺寸较大的盒装物料保持较低的夹持位置有利于盒装物料在移动时的稳定性，驱动单元的第二直线驱动装置带动夹持板向基座中心再次移动，使得夹持板可以针对小尺寸的盒装物料进行有效的夹持，保证对物料的分拣效率。

4.本发明通过在夹持板一侧设置的橡胶垫对夹持板与盒装物料的接触面产生的压力进行缓冲，保证夹持板对盒装物料的夹持稳定，橡胶垫还可以避免对盒装物料的挤压变形，橡胶垫表面设置的柱状凸起可以在抓取机构抬起盒装物料时提供更多的摩擦力，防止物料在移动过程中下落，基座底部的海绵防止基座底部对盒装物料顶部产生压力导致物料变形。

5.本发明通过将吸附机构的第一真空吸盘收缩在基座两侧，从而避免影响抓取机构对盒装物料的抓取，若干个第一真空吸盘对传送带上的袋装物料进行多点的吸附从而保证袋装物料的稳定移料，第二真空吸盘安装在基座的底部中心位置可以对由于尺寸较小而导致第一真空吸盘无法接触的袋装物料进行吸附，从而保证了吸附机构针对不同尺寸袋装物料的移料效果，

附图说明

图1是本申请的立体图；

图2是本申请的主视图及其局部放大图；

图3是本申请的侧视图；

图4是本申请的立体结构分解图；

图5是图4的A处局部放大图；

图6是本申请的基座的立体图；

图7是本申请的抓取机构的立体图；

图8是本申请的第一真空吸盘的立体图；

图9是本申请的第二真空吸盘的主视图；

图10是图9的B-B处截面剖视图；

图中标号为：

1-基座；1a-轴杆；1b-第一支撑件；1b1-固定板；1c-第一限位挡板；1d-第二限位挡板；1e-海绵；1e1-第二避让孔；1f-导套；1g-第一避让孔；1h-第二支撑件；1h1-连接板；

2-抓取机构；2a-滑动板；2a1-卡齿；2a2-驱动齿轮；2a3-第一旋转驱动装置；2a4-限位块；2a5-腰型通槽；2b-驱动单元；2b1-第一安装板；2b2-第一直线驱动装置；2b3-第二安装板；2b4-第二直线驱动装置；2c-夹持板；2c1-橡胶垫；2c2-柱状凸起；

3-吸附机构；3a-第一真空吸盘；3a1-第一真空发生器；3a2-导柱；3a3-水平支架；3a4-第三直线驱动装置；3b-第二真空吸盘；3b1-气管；3b2-第二真空发生器；3b3-管套；3b4-内腔；3b5-限位条；3b6-密封圈；3b7-弹簧。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1至图10所示，本申请提供：

一种物流智能分拣线的机器人多形态分拣终端，包括连接机械臂的基座1，基座1上安装有抓取机构2和吸附机构3，所述基座1为开口向上的U型结构，基座1的开口端设置向两侧水平延伸，基座1的中心凹陷处设置有两个平行的滑动板2a，两个滑动板2a做同步的相对移动，滑动板2a的两端设置有驱动单元2b，驱动单元2b的工作端固定安装夹持板2c，基座1两侧的夹持板2c相对平行设置，滑动板2a和驱动单元2b带动夹持板2c靠近和升降实现对盒装物料的夹持，吸附机构3包括若干个滑动安装在基座1两侧的第一真空吸盘3a和两个固定安装在基座1底部中心位置的第二真空吸盘3b，第一真空吸盘3a和第二真空吸盘3b的工作端朝向下方，第一真空吸盘3a设置在竖直方向上移动。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何在物料分拣过程中对不同尺寸的盒装物料和袋装物料进行有效的移料。为此，本申请通过安装在基座1上的抓取机构2对盒装物料进行夹持，通过基座1上的吸附机构3对袋装物料进行吸附，从而对不同包装方式的物料进行有效的固定，当物料在传动带中移动并经过视觉检测系统时，将视觉检测系统识别的信息处理后发送至该终端，当物料为盒装物料时，启动抓取机构2，抓取机构2的两个滑动板2a相对的移动将带动两个夹持板2c之间的间距增大和减小，从而可以针对不同尺寸的盒装物料进行有效的夹持，保证对物料的夹持稳定，当视觉检测系统识别物料为袋装物料时，启动吸附机构3，吸附机构3的第一真空吸盘3a在未启动状态下收缩在基座1两侧，第一真空吸盘3a的工作端高于基座1的底部从而避免影响抓取机构2对盒装物料的抓取，启动后第一真空吸盘3a下降至基座1底部以下，对传送带上的袋装物料进行多点的吸附从而保证袋装物料的稳定移料，第二真空吸盘3b安装在基座1的底部中心位置可以对由于尺寸较小而导致第一真空吸盘3a无法接触的袋装物料进行吸附，从而保证了吸附机构3针对不同尺寸袋装物料的移料效果，通过抓取机构2与吸附机构3的抓取形态转换形成对不同包装方式的物料的移料保证分拣的效率。

进一步的，如图4、图5和图7所示：

两个滑动板2a相对的一侧设置有沿滑动板2a长度方向等间距分布的卡齿2a1，驱动齿轮2a2插装在基座1上设置的竖直的轴杆1a上，驱动齿轮2a2啮合连接两侧滑动板2a的卡齿2a1，驱动齿轮2a2传动连接在第一旋转驱动装置2a3的工作端，第一旋转驱动装置2a3的旋转轴竖直设置，基座1两侧设置有水平延伸的驱动单元2b，驱动单元2b上固定安装第一安装板2b1，第一旋转驱动装置2a3工作端朝下固定安装在第一安装板2b1上。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是滑动板2a如何在基座1上进行相对的移动。为此，本申请通过在两个滑动板2a相对的一侧设置卡齿2a1配合啮合连接的驱动齿轮2a2旋转带动两个滑动板2a在相反的方向做同步的移动，驱动齿轮2a2同轴插装在基座1的轴杆1a上固定自身的位置从而保证第一旋转驱动装置2a3驱动驱动齿轮2a2旋转时驱动齿轮2a2自身的轴线位置稳定，所述第一旋转驱动装置2a3可以是伺服电机，基座1上设置的第一安装板2b1用于固定安装第一旋转驱动装置2a3保证第一旋转驱动装置2a3位置的固定。

进一步的，如图4至图7所示：

基座1的底部上侧设置有第一限位挡板1c和第二限位挡板1d，第一限位挡板1c和第二限位挡板1d分别位于滑动板2a的两侧对滑动板2a进行限位，第一限位挡板1c和第二限位挡板1d由基座1的一端沿滑动板2a的长度方向延伸，第一限位挡板1c和第二限位挡板1d的长度小于基座1的长度，第一限位挡板1c的内壁贴合滑动板2a的卡齿2a1侧和上侧。

滑动板2a朝向第二限位板1d的一侧固定安装有限位块2a4，限位块2a4用于抵触第二限位挡板1d的一端对滑动板2a的移动进行限位。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何保证滑动板2a的移动路径稳定。为此，本申请的滑动板2a插装在基座1上设置的第一限位挡板1c和第二限位挡板1d中，滑动板2a未设置限位块2a4的一端水平进入第一限位挡板1c和第二限位挡板1d中，第一限位挡板1c和第二限位挡板1d对滑动板2a的两侧和上侧进行限位，保证滑动板2a在水平方向移动时的路径稳定，当驱动齿轮2a2旋转驱动滑动板2a移动时，限位块2a4接触第二限位挡板1d时即为滑动板2a的最大移动距离，从而防止滑动板2a脱离与驱动齿轮2a2的啮合状态导致夹持板2c之间的间距无法调节。

进一步的，如图7所示：

驱动单元2b包括固定连接滑动板2a外端的第一安装板2b1，第一安装板2b1的两侧均固定安装有第一直线驱动装置2b2，第一直线驱动装置2b2的工作端朝向下方设置，第一直线驱动装置2b2的工作端在竖直方向上移动，第一直线驱动装置2b2的工作端上固定安装有第二安装板2b3，第二直线驱动装置2b4固定安装在第二安装板2b3上，第二直线驱动装置2b4的工作端设置在水平方向上移动，基座1两端的驱动单元2b的第二直线驱动装置2b4工作端相对设置，夹持板2c固定安装在同侧的第二直线驱动装置2b4的工作端上。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是驱动单元2b如何带动夹持板2c进行进一步的调节。为此，本申请的驱动单元2b包括安装在滑动板2a一端的第一安装板2b1，第一安装板2b1跟随滑动板2a的移动同时也是对滑动板2a最大收缩距离的限位，第一安装板2b1两侧安装的第一直线驱动装置2b2工作端在竖直方向上同步移动，第一直线驱动装置2b2可以是直线气缸或电动推杆等，第一直线驱动装置2b2带动连接夹持板2c的第二直线驱动装置2b4在竖直方向上移动从而可以调节夹持板2c对盒装物料的夹持位置，对尺寸较大的盒装物料保持较低的夹持位置有利于盒装物料在移动时的稳定性，第二直线驱动装置2b4的工作端设置在朝向基座1中部移动，从而带动夹持板2c移动至基座1的底部，正常状态下，夹持板2c之间的间距与基座1的两端的间距相吻合，当盒装物料的尺寸小于基座1两端的间距时夹持板2c无法有效进行夹持，本实施例通过驱动单元2b的第二直线驱动装置2b4带动夹持板2c向基座1中心再次移动，使得夹持板2c可以针对小尺寸的盒装物料进行有效的夹持，保证对物料的分拣效率。

进一步的，如图2、图6和图7所示：

两个夹持板2c相对的一侧固定安装有橡胶垫2c1，橡胶垫2c1的表面设置有若干个等间距分布的柱状凸起2c2。

基座1的底部固定安装有海绵1e。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何避免抓取机构2夹持过程中对盒装物料造成挤压变形。为此，本申请通过在夹持板2c的相对一侧设置橡胶垫2c1对夹持板2c与盒装物料的接触面产生的压力进行缓冲，保证夹持板2c对盒装物料的夹持稳定，橡胶垫2c1还可以避免对盒装物料的挤压变形，所述橡胶垫2c1可以通过粘贴或螺丝固定的方式固定在夹持板2c的表面，橡胶垫2c1表面设置的柱状凸起2c2可以在抓取机构2抬起盒装物料时提供更多的摩擦力，防止物料在移动过程中下落，机械手带动抓取机构2下移时，基座1底部的海绵1e接触防止基座1底部对盒装物料顶部产生压力导致物料变形。

进一步的，如图3和图8所示：

第一真空吸盘3a固定连接第一真空发生器3a1的输出端，第一真空发生器3a1固定连接同轴设置的导柱3a2，位于基座1一侧的导柱3a2通过水平的水平支架3a3连接，导柱3a2插装在基座1的水平端设置的导套1f中，基座1的水平端上固定安装有第三直线驱动装置3a4，第三直线驱动装置3a4的工作端固定连接水平支架3a3，第三直线驱动装置3a4的工作端设置的竖直方向上移动。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是第一真空吸盘3a如何实现在竖直方向的上下移动。为此，本申请的第一真空吸盘3a直接连接在第一真空发生器3a1的输出端，第一真空发生器3a1用于提供第一真空吸盘3a的真空吸力，第一真空发生器3a1均连接竖直设置的导柱3a2上，基座1同侧的导柱3a2通过水平的水平支架3a3连接，从而实现第三直线驱动装置3a4可以带动基座1一侧的第一真空吸盘3a同步的上下移动，第三直线驱动装置3a4安装在基座1的开口处水平部位，第三直线驱动装置3a4可以是直线气缸或电动推杆等，导柱3a2插装在基座1水平端设置的导套1f中保证第一真空吸盘3a的移动路径稳。

进一步的，如图3、图5、图9和图10所示：

第二真空吸盘3b通过竖直向上延伸的气管3b1连接第二真空发生器3b2的输出端，第二真空发生器3b2固定安装在固定板1b1的底部，基座1上设置有避让气管3b1的第一避让孔1g，第二真空发生器3b2的输出端设置有管套3b3，气管3b1由管套3b3底部的开口处插装在管套3b3内，管套3b3内部具有截面直径大于管套3b3开口处的内腔3b4，气管3b1的顶部设置有一圈限位条3b5，限位条3b5的直径与内腔3b4的截面直径相吻合，限位条3b5下方套设有密封圈3b6，密封圈3b6的外壁贴合内腔3b4的内壁，管套3b3的内腔3b4放置有弹簧3b7，弹簧3b7的两端接触管套3b3顶部和气管3b1的限位条3b5。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是第二真空吸盘3b如何防止在抓取机构2工作时对盒装物料顶端造成影响。为此，本申请的第二真空吸盘3b具有两个分别设置在基座1底部，第二真空吸盘3b通过气管3b1连接第二真空发生器3b2的工作端，第二真空发生器3b2固定安装在基座1上的固定板1b1的下方，气管3b1穿过基座1的第一避让孔1g和滑动板2a上的腰型通槽2a5插装在第二真空发生器3b2的管套3b3中，限位条3b5在对管套3b3开口的限位防止了第二真空吸盘3b掉落，在正常状态下，内腔3b4内的弹簧3b7对气管3b1施加推力，当抓取机构2启动对盒装物料进行抓取时，盒装物料的顶部在接触第二真空吸盘3b时可以对将第二真空吸盘3b的气管3b1向管套3b3的内腔3b4内压缩，从而不影响抓取机构2对盒装物料的夹取，基座1底部的海绵1e上设置有避让第二真空吸盘3b的第二避让孔1e1，吸附机构3工作时，弹簧3b7对第二真空吸盘3b的推力可以保证第二真空吸盘3b与袋装物料的有效贴合进行吸附。

进一步的，如图4和图6所示：

基座1上设置有若干个第二支撑件1h，第二支撑件1h位于基座1的开口端两侧，第二支撑件1h上侧固定安装有水平的连接板1h1，连接板1h1用于连接机械臂的移动端。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是该终端如何安装在机械手的移动端。为此，本申请通过在基座1顶部设置第二支撑件1h安装连接板1h1，连接板1h1设置在抓取机构2的第一旋转驱动装置2a3上方从而保证该终端与机械臂的移动端连接位置不影响抓取机构2和吸附机构3的正常工作。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。