多功能码垛机械手

技术领域

本发明涉及一种多功能码垛机械手。

背景技术

码垛机械手能将不同外形尺寸的包装货物，整齐、自动地码（或拆）在托盘上（或生产线上等）。为充分利用托盘的面积和码堆物料的稳定性，机器人具有物料码垛顺序、排列设定器，可满足从低速到高速，从包装袋到纸箱，从码垛一种产品到码垛多种不同产品，广泛应用于产品搬运、码垛等，广泛应用于汽车、物流、家电、医药、食品饮料等不同领域。

以往箱式包装的码垛机械手存在以下缺陷：

1、码垛机械手通过左右两块夹板夹取，当包装箱较重时，夹板夹取或运输时有掉落的危险，这样不仅会损坏包装箱而且会造成安全隐患；

2、码垛机械手的两块夹取箱式包装的夹板一般通过滑块滑动设置于导轨上，滑动到两块夹板之间的距离适应所要夹取的包装箱时，再通过辅助的固定件将夹板固定，防止其移动，夹板滑动调节的距离容易有偏差，并且两个夹板需分别移动调节，较为费时；

3、码垛机械手的夹取机构与机器人的旋转臂之间设置有转换装置，转换装置通常为比较精密的仪器，当机器人的机械臂卸下后，转换装置则裸露在夹取机构的上部，灰尘易在转换装置上堆积，从而影响转换装置的正常使用，严重的则会损坏转换装置。

因此目前亟需一种夹取牢固、安全性高、能够同步快速调距、以及具有防尘功能的多功能码垛机械手。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种夹取牢固、安全性高、能够同步快速调距、以及具有防尘功能的多功能码垛机械手。

本发明的目的是这样实现的：

一种多功能码垛机械手，包含有夹取机构、设置于夹取机构上方的夹板驱动装置、以及设置于夹取机构侧边的防尘机构；所述夹取机构包含有前后平行设置的两根型材导轨，两根型材导轨的底部均滑动设置有两个滑块，前后方向的一对滑块的均底部固定有长度方向与型材导轨垂直的L形安装板，上述L形安装板的一侧固定在滑块的底部，另一侧固定有长度方向与L形安装板一致的夹板；其中一块L形安装板的前后两端均滑动设置有两块C形的连接臂，所述连接臂位于两根型材导轨的内侧且位于夹板的外侧；两块连接臂的上边设置于L形安装板上，两块连接臂的下边夹持有竖直的型材一，前后两根型材一的上端通过连接型材固接，一号气缸的气缸座固定于连接型材上，一号气缸的活塞杆端部通过固定件固定于L形固定板的外侧边；所述型材一的下端通过固定件固定有长度方向为前后方向的型材二，连接臂带动型材一和型材二左右移动；所述型材二的底部固定有与其长度方向一致的L形固定板，所述L形固定板的一侧固定于型材二的底部，另一侧沿其长度方向均布有多个L形的夹爪；所述夹板的底边沿其长度方向开设有多个U形缺口，L形固定板上相邻的夹爪之间固定有压盘，所述压盘穿过夹板下端的U形缺口抵靠在夹板夹取的箱式包装上；所述夹板驱动装置包含有固定于型材导轨上部的顶板，所述顶板的下底面的左右两侧均设置有皮带轮，两个皮带轮上设有一圈皮带，所述皮带前后两侧穿接固定有L形块；所述两根型材导轨的左右两侧设置有长度方向与型材导轨垂直的侧板，二号气缸的缸座固定于其中一个侧板上，其中一个L形块上连接有缓冲块，二号气缸的活塞杆端部固定于上述缓冲块上，二号气缸的活塞杆伸缩推动L形块左右移动；两个L形块的底部均固定有横向的拉杆，所述拉杆的一端固定于L形块的底部，另一端固定于夹板上；所述防尘机构包含有设置于型材导轨两侧的支架，以及防尘、竖轴、铰接臂、三号气缸，所述支架侧边固定有安装板，所述安装板的上端焊接有竖轴，所述竖轴的截面呈U形；所述竖轴的内部铰接有铰接臂，竖轴在其U形开口的相对侧的顶部开设有豁口；所述铰接臂由竖直段、弯折段和连接柱构成；所述竖直段的顶端设置有防尘罩，所述防尘罩的罩面与竖直段的长度方向平行；所述连接柱位于竖直段和弯折段之间的连接位置处的左右两侧，所述连接柱内部插置有伸出连接柱外的螺栓，连接柱相对于螺栓转动，竖轴的顶部两侧开设有螺栓孔，螺栓的两端穿过上述螺栓孔，紧固螺母旋置于螺栓两端将其紧固于竖轴上；所述弯折段的下端通过U形铰接件铰接于三号气缸的活塞杆上；所述三号气缸的缸座底部通过三号固定件固定于固定座上，所述固定座固定于安装板远离支架的一侧。

本发明一种多功能码垛机械手，所述L形安装板上设置有加强筋一。

本发明一种多功能码垛机械手，所述夹爪上设置有加强筋二。

本发明一种多功能码垛机械手，所述夹爪和L形固定板上开设有相配合的螺孔。

本发明一种多功能码垛机械手，所述压盘的中部焊接有螺栓，螺栓旋置于L形固定板上开设的螺孔中，紧固螺母将压盘紧固于L形固定板上。

本发明一种多功能码垛机械手，所述夹板上开设有多个凹槽。

本发明一种多功能码垛机械手，所述U形铰接件包含有U形槽和连接于U形槽底部的套柱，套柱套设固定于三号气缸的活塞杆外部，铰接臂的弯折段的下端插置于U形槽中，弯折段和U形槽的两侧均开设有通孔，通孔中插置有铰接轴，弯折段通过铰接轴在U形槽中旋转。

本发明一种多功能码垛机械手，所述固定座包含有固定于安装板上的两个安装片、以及架设于两个安装片之间的轮柱，所述轮柱内部插置有固定轴，所述固定轴插置于安装片端部的通孔中将轮柱固定。

本发明一种多功能码垛机械手，所述三号固定件呈三角形，三号固定件上开设有通孔并套设固定于轮柱上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明多功能码垛机械手中的夹取机构在夹板底部外侧设置了夹爪和压盘，夹板夹取包装箱后，夹爪托住包装箱的底部，同时压盘穿过夹板的U形缺口顶住包装箱，夹爪和压盘同时作用防止夹板在夹取包装箱或运输包装箱过程中掉落，大大降低了包装箱在夹取或运输过程中掉落的风险，提高了安全性，避免包装箱损坏；

2、本发明多功能码垛机械手中的夹板驱动装置通过气缸推动、以及固定于顶板底部的皮带机构传动共同实现两块夹板的同步调距，皮带前后设置L形块，L形块上设置连接夹板的拉杆，气缸活塞杆推动L形块移动，L形块带动皮带传动，使得前后两个L形块同步移动，拉杆拉动夹板同时向里或向外运动，实现了夹板的同步调宽，方便快捷，且夹板驱动装置结构简单，操作方便；

3、本发明多功能码垛机械手中的防尘机构包含有竖轴和铰接于竖轴上端的铰接臂，铰接臂由竖直段、连接柱和弯折段构成，连接柱铰接于竖轴上，竖直段顶端连接防尘罩，弯折段的下端通过铰接件铰接于气缸的活塞杆上，气缸活塞杆伸缩推动弯折段伸缩，弯折段带动连接柱以及连接柱上部的竖直段做旋转动作，竖直段带动防尘罩盖下或收起，本发明结构简单，操作方便，且可以有效防止转换装置上落入灰尘而影响其正常工作。

附图说明

图1为本发明多功能码垛机械手的结构示意图。

图2为图1中夹取机构的结构示意图。

图3为图2中夹板的示意图。

图4为图2中夹爪和压盘的示意图。

图5为图2中连接臂的结构示意图。

图6为本发明多功能码垛机械手中夹取机构中的连接臂和气缸的示意图。

图7为图1中夹板驱动装置的结构示意图。

图8为本发明多功能码垛机械手中的防尘机构的结构示意图。

图9为图8的俯视图。

图10为本发明多功能码垛机械手中防尘机构中的U形铰接件和固定座的结构示意图。

图11为图8中气缸的示意图。

其中：夹取机构1、型材导轨1.1、夹板1.2、夹爪1.3、压盘1.4、滑块1.5、L形安装板1.6、连接臂1.7、型材一1.8、型材二1.9、L形固定板1.10、加强筋一1.11、加强筋二1.12、U形缺口1.13、凹槽1.14、连接型材1.15、一号气缸1.16；

夹板驱动装置2、缓冲块2.1、皮带2.2、L形块2.3、拉杆2.4、顶板2.5、二号气缸2.6、皮带轮2.7、侧板2.8；

防尘机构3、支架3.1、防尘罩3.2、竖轴3.3、铰接臂3.4、竖直段3.4.1、弯折段3.4.2、连接柱3.4.3、三号螺栓3.4.4、三号气缸3.5、U形铰接件3.6、U形槽3.6.1、套柱3.6.2、铰接轴3.6.3、安装板3.7、固定座3.8、安装片3.8.1、轮柱3.8.2、固定轴3.8.3、三号固定件3.9。

具体实施方式

参见图1至图11，本发明涉及的一种多功能码垛机械手包含有夹取机构1、设置于夹取机构1上方的夹板驱动装置2、以及设置于夹取机构侧边的防尘机构3；所述夹取机构1包含有前后平行设置的两根型材导轨1.1，两根型材导轨1.1的底部均滑动设置有两个滑块1.5，前后方向的一对滑块1.5的均底部固定有长度方向与型材导轨1.1垂直的L形安装板1.6，上述L形安装板1.6的一侧固定在滑块1.5的底部，另一侧固定有长度方向与L形安装板1.6一致的夹板1.2；其中一块L形安装板1.6的前后两端均滑动设置有两块C形的连接臂1.7，所述连接臂1.7位于两根型材导轨1的内侧且位于夹板1.2的外侧；两块连接臂1.7的上边设置于L形安装板1.6上，两块连接臂1.7的下边夹持有竖直的型材一1.8，前后两根型材一1.8的上端通过连接型材1.15固接，一号气缸1.16的气缸座固定于连接型材1.15上，一号气缸1.16的活塞杆端部通过固定件固定于L形固定板1.10的外侧边；所述型材一1.8的下端通过固定件固定有长度方向为前后方向的型材二1.9，所述连接臂1.7带动型材一1.8和型材二1.9左右移动；所述型材二1.9的底部固定有与其长度方向一致的L形固定板1.10，所述L形固定板1.10的一侧固定于型材二1.9的底部，另一侧沿其长度方向均布有多个L形的夹爪1.3，所述夹爪1.3和L形固定板1.10上开设有相配合的螺孔，通过螺栓旋置于夹爪1.3和L形固定板1.10中相对应螺孔中将它们紧固；所述夹板1.2的底边沿其长度方向开设有多个U形缺口1.13，L形固定板1.10上相邻的夹爪1.3之间固定有压盘1.4，所述压盘1.4的中部焊接有螺栓，螺栓旋置于L形固定板1.10上开设的螺孔中，再用紧固螺母将压盘1.4紧固于L形固定板1.10上；所述压盘1.4穿过夹板1.2下端的U形缺口1.13抵靠在夹板1.2夹取的箱式包装上；首先两个夹板1.2通过滑块1.5调整到合适的间距，然后夹取箱式包装，气缸16的活塞杆推动连接臂1.7，连接臂1.7带动型材一1.8和型材二1.9靠近夹板1.2方向移动，夹爪1.3托住箱式包装的底部，同时压盘1.4穿过夹板1.2的U形缺口1.13顶住箱式包装，夹爪1.3和压盘1.4同时作用防止夹板1.2在夹取箱式包装或运输过程中掉落；

进一步的，所述L形安装板1.6上设置有加强筋一1.11；

进一步的，所述夹爪1.3上设置有加强筋二1.12；

进一步的，所述夹板1.2上开设有多个凹槽1.14，起到减重的作用；

所述夹板驱动装置2包含有固定于型材导轨1.1上部的顶板2.5，所述顶板2.5的下底面的左右两侧均设置有皮带轮2.7，两个皮带轮2.7上设有一圈皮带2.2，所述皮带2.2前后两侧穿接固定有L形块2.3；两根型材导轨1.1的左右两侧设置有长度方向与型材导轨1.1垂直的侧板2.8，二号气缸2.6的缸座固定于其中一个侧板2.8上，其中一个L形块2.3上连接有缓冲块2.1，二号气缸2.6的活塞杆端部固定于上述缓冲块2.1上，二号气缸2.6的活塞杆伸缩推动L形块2.3左右移动，L形块2.3带动皮带2.2在皮带轮2.7上传动；两个L形块2.3的底部均固定有横向的拉杆2.4，所述拉杆2.4的一端固定于L形块2.3的底部，另一端固定于夹板1.2上；

所述防尘机构3包含有设置于型材导轨1.1两侧的支架3.1，以及防尘罩3.2、竖轴3.3、铰接臂3.4、三号气缸3.5，所述支架3.1侧边固定有安装板3.7，所述安装板3.7的上端焊接有竖轴3.3，竖轴3.3的截面呈U形；所述竖轴3.3的内部铰接有铰接臂3.4，竖轴3.3在其U形开口的相对侧的顶部开设有豁口，该豁口给予铰接臂3.4旋转空间；所述铰接臂3.4由竖直段3.4.1、弯折段3.4.2和连接柱3.4.3构成；所述竖直段3.4.1的顶端设置有防尘罩3.2，所述防尘罩3.2的罩面与竖直段3.4.1的长度方向平行；所述连接柱3.4.3位于竖直段3.4.1和弯折段3.4.2之间的连接位置处的左右两侧，所述连接柱3.4.3内部插置有伸出连接柱3.4.3外的三号螺栓3.4.4，连接柱3.4.3可相对于三号螺栓3.4.4转动，竖轴3.3的顶部两侧开设有螺栓孔，三号螺栓3.4.4的两端穿过上述螺栓孔，紧固螺母旋置于三号螺栓3.4.4两端将其紧固于竖轴3.3上；所述弯折段3.4.2的下端通过U形铰接件3.6铰接于三号气缸3.5的活塞杆上；所述U形铰接件3.6包含有U形槽3.6.1和连接于U形槽3.6.1底部的套柱3.6.2，套柱3.6.2套设固定于三号气缸3.5的活塞杆外部，铰接臂3.4的弯折段3.4.2的下端插置于U形槽3.6.1中，弯折段3.4.2和U形槽3.6.1的两侧均开设有通孔，通孔中插置有铰接轴3.6.3，弯折段3.4.2通过铰接轴3.6.3在U形槽3.6.1中旋转；所述三号气缸3.5的缸座底部通过三号固定件3.9固定于固定座3.8上，所述固定座3.8固定于安装板3.7远离支架3.1的一侧，所述固定座3.8包含有固定于安装板3.7上的两个安装片3.8.1、以及架设于两个安装片3.8.1之间的轮柱3.8.2，所述轮柱3.8.2内部插置有固定轴3.8.3，所述固定轴3.8.3插置于安装片3.8.1端部的通孔中将轮柱3.8.2固定；所述三号固定件3.9呈三角形，三号固定件3.9上开设有通孔并套设固定于轮柱3.8.2上。

本发明多功能码垛机械手的工作原理是：

首先，夹板驱动装置2驱动两块夹板1.2调节至适当的距离，其过程为：二号气缸2.6的活塞杆伸缩推动L形块2.3左右移动，当二号气缸2.6的活塞杆伸出时，活塞杆推动与其连接的L形块2.3（假设是后侧的L形块2.3）向左移动，后侧L形块2.3带动皮带2.2顺时针传动，同时后侧的L形块2.3带动固定于其底部的拉杆2.4向左移动，此拉杆2.4带动右侧的夹板1.2向左（内）移动；由于皮带2.2顺时针传动，皮带2.2上前侧的L形块2.3跟随皮带2.2向右移动，同时前侧的L形块2.3带动其底部的拉杆2.4向右移动，此拉杆2.4带动左侧的夹板2.2向右（内）移动，从而调小两个夹板1.2之间的距离；同理，二号气缸2.6的活塞杆收缩即可调宽两个夹板1.2之间的距离，以适应夹取的包装箱的长度；

接着，夹取机构1夹取箱式包装，其过程为：气缸1.16的活塞杆伸缩推动连接臂1.7，连接臂1.7带动型材一1.8和型材二1.9靠近夹板1.2方向移动，夹爪1.3托住箱式包装的底部，同时压盘1.4穿过夹板1.2的U形缺口1.13顶住箱式包装，夹爪1.3和压盘1.4同时作用防止夹板1.2在夹取箱式包装或运输过程中掉落；

最后，夹取工作完成后，机器人的机械臂卸下，防尘机构3对转换装置进行防尘，其过程为：三号气缸3.5的活塞杆伸出时带动U形铰接件3.6和铰接于U形铰接件3.6内部的铰接臂3.4的弯折段3.4.2向上运动，由于铰接臂3.4的连接柱3.4.3铰接于竖轴3.3的上端，弯折段3.4.2带动连接柱3.4.3顺时针旋转，连接柱3.4.3带动其上部的竖直段3.4.1顺时针运动，竖直段3.4.1带动其顶部的防尘罩3.2的罩面朝下盖章需要防尘的精密仪器；同理，当三号气缸3.5的活塞杆收缩时，竖直段3.4.1和防尘罩3.2逆时针运动收起。

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。