CN221164999U - 料桶夹具和码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人设计领域，尤其涉及一种料桶夹具，包括：机架、安装在机架上的抓取组件、以及安装在机架上的外撑组件。机架设有连接盘，连接盘用于连接机械臂的末端关节。抓取组件用于抓取料桶的提手部。抓取组件沿连接盘的中心轴方向设置。外撑组件包括：连接机架的底座、安装在底座上的外撑驱动器、以及连接外撑驱动器的压板。底座设有供抓取组件穿过的第一避位孔。外撑驱动器用于带动压板沿连接盘的中心轴方向升降动作。压板位于抓取组件的外侧。同时，本实用新型还提供一种码垛机器人。利用抓取组件和外撑组件，在转移料桶的过程中，对料桶起到拉扯效果，使得料桶可以稳定地被转移，提高物料的转移精度，以及保护料桶的提手部。

Description

料桶夹具和码垛机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人设计技术领域，特别是涉及一种料桶夹具，以及一种包括该料桶夹具的码垛机器人。

背景技术

随着科技发展，如今物料的搬运、包装、堆垛等转移作业大多数采用机械化作业，而码垛机器人则是用于物料转移作业的常用设备。码垛机器人一般包括：机械臂和安装在机械臂上的物料夹具。物料夹具可拆卸安装在机械臂的末端关节上。在实际作业中，需要根据不同的物料的形状和结构特性，更换不同的物料夹具。物料夹具的分类有多种，例如，抓取式、真空吸附式、电磁铁式等常见的类型。对于抓取式的物料夹具而言，根据物料的具体形状，也可以进一步划分为多种类型，例如夹爪式、提拉式等。通常，提拉式的物料夹具适用于具有提手结构的物料，其好处是物料夹具的抓手只需要与提手结构接触，不会损伤物料的其他区域，抓取方便，不容易脱落。对于没有固定形状或者软质的物料，例如粉料、碎料、凝胶料、液体料等，则需要通过料桶进行装载。因此，对于提拉式的物料夹具而言，在转移物料时，通常是通过抓手抓取料桶的提手部，其模拟人体提拉物体的动作，将装载有物料的料桶转移到预设的地点。

传统的提拉式物料夹具存在的缺陷在于，在转移料桶的过程中，料桶的位移动作会引起料桶内的物料的晃动，物料的晃动又会冲击料桶的内壁，导致料桶产生晃动。由于抓手只与料桶的提手部接触，接触区域不大，所以很难防止料桶的晃动，进而会导致物料的转移精度降低(例如，放下料桶时，抓手很难将料桶精准地放置在预设的地点，或者摆放的姿态凌乱)。若为了解决料桶晃动的问题，强行加大抓手的抓合力，则很容易会把料桶的提手部夹坏。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种料桶夹具，利用抓取组件和外撑组件，在转移料桶的过程中，对料桶起到拉扯效果，使得料桶可以稳定地被转移，提高物料的转移精度，以及保护料桶的提手部。

一种料桶夹具，包括：

机架；机架设有连接盘；连接盘用于连接机械臂的末端关节；

安装在机架上的抓取组件；抓取组件用于抓取料桶的提手部；抓取组件沿连接盘的中心轴方向设置；以及

安装在机架上的外撑组件；外撑组件包括：连接机架的底座、安装在底座上的外撑驱动器、以及连接外撑驱动器的压板；底座设有供抓取组件穿过的第一避位孔；外撑驱动器用于带动压板沿连接盘的中心轴方向升降动作；压板位于抓取组件的外侧。

上述料桶夹具，使用时，将连接盘与机械臂的末端关节连接。工作时，机架移动至料桶的上方，然后通过抓取组件将料桶的提手部抓住。接着，外撑组件的外撑驱动器带动压板下降以对料桶的施加下压力。在移动料桶的过程中，由于料桶受到向上的提拉作用力，而料桶还受到向下的外撑作用力，所以料桶被两个相反方向的作用力相互推拉，使得料桶难以出现晃动，从而提升物料的转移精度。并且，在抓取和转移料桶的过程中，也不需要对料桶的提手部施加很大的抓合力，可以避免料桶的提手部被夹坏。通过上述设计，利用抓取组件和外撑组件，在转移料桶的过程中，对料桶起到拉扯效果，使得料桶可以稳定地被转移，提高物料的转移精度，以及保护料桶的提手部。

在其中一个实施例中，抓取组件包括：安装在机架上的抓取驱动器和连接抓取驱动器的抓手。通过抓取驱动器带动抓手动作，结构简单，控制难度低，成本低。

在其中一个实施例中，抓取驱动器为气缸，抓手为剪刀式夹爪。通过气缸驱动剪刀式夹爪动作，可以轻松地实现对料桶的提手部的抓取动作。

在其中一个实施例中，外撑驱动器为气缸。气缸的结构简单，操作简单，成本低。

在其中一个实施例中，压板为围框式的板体，且压板设有供抓取组件穿过的第二避位孔。围框式的压板可以充分与料桶的顶部进行接触，有利于提供相对均衡的下压力，同时，也有利于提高设备的重量分布的均衡性。

在其中一个实施例中，外撑驱动器的数量为多个且以连接盘的中心轴为中心均匀分布在底座上。多个外撑驱动器可以提供更加稳定和高强度的外撑作用力，并且，采用以连接盘的中心轴为中心均匀分布的方式有利于均衡设备的重量分布。

在其中一个实施例中，压板设有弹性的垫块；垫块用于与料桶接触。弹性的垫块可以保护料桶的表面，避免刮花料桶，而且增大压板与料桶的有效接触面积。

在其中一个实施例中，外撑组件还包括：穿设在底座上的导杆；导杆的一端连接压板以跟随压板同步动作。导杆可以对压板的动作轨迹进行限制，提升压板动作的精度，使得料桶所受的下压力符合预设的需求。

在其中一个实施例中，该料桶夹具还包括：位于机架与底座之间的连杆和位于连杆外侧的挡板；连杆为多个且平行于连接盘的中心轴设置；机架、连杆、以及底座之间形成用于收容抓取组件和外撑驱动器的容置腔；挡板的数量为多个且围绕容置腔设置以形成保护罩。连杆和挡板在机架与底座之间形成具有收容和保护功能的收容结构，一方面可以更好地保护收容抓取组件和外撑驱动器，另一方面可以降低作业人员误操作而触碰到抓取组件和外撑驱动器而引起安全事故的风险。

同时，本实用新型还提供一种码垛机器人。

一种码垛机器人，包括上述任一实施例的料桶夹具；码垛机器人还包括：连接料桶夹具的机械臂；连接盘连接机械臂的末端关节。

上述码垛机器人，设有料桶夹具。利用抓取组件和外撑组件，在转移料桶的过程中，对料桶起到拉扯效果，使得料桶可以稳定地被转移，提高物料的转移精度，以及保护料桶的提手部。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例的料桶夹具的立体视图；

图2为图1所示的料桶夹具的另一视角的立体视图；

图3为图1所示的料桶夹具的局部视图；

图4为图3所示的料桶夹具中的抓取组件和外撑组件的组合视图；

图5为图4所示的料桶夹具中的抓取组件的立体视图；

图6为图4所示的料桶夹具中的外撑组件的立体视图；

图7为图6所示的外撑组件的另一视角的立体视图；

图8为图6所示的外撑组件的半剖视图；

图9为图1所示的料桶夹具的工作原理图。

附图中各标号的含义为：

100-料桶夹具；

10-机架，11-连接盘；

20-抓取组件，21-抓取驱动器，22-抓手；

30-外撑组件，31-底座，311-第一避位孔，32-外撑驱动器，33-压板，331-第二避位孔，332-垫块，34-导杆；

40-连杆；

50-挡板；

200-料桶。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1至图9所示，其为本实用新型的一种实施例的料桶夹具100。

如图1和图2所示，该料桶夹具100包括：机架10、安装在机架10上的抓取组件20、以及安装在机架10上的外撑组件30。其中，机架10用于连接机械臂，并且用于搭载抓取组件20和外撑组件30。抓取组件20用于抓取装载有物料的料桶的提手部，并且具有提拉的能力。外撑组件30用于对料桶施加压力以稳定料桶的姿态，使得料桶在转移的过程中不容易发生晃动。

下文，结合图1至图9，对上述的料桶夹具100做进一步的说明。

如图1和图3所示，机架10设有连接盘11，且连接盘11用于连接机械臂的末端关节。如图1所示，该连接盘11为法兰盘结构设置，其设有多个连接孔。在机架10与机械臂连接时，通过螺丝可以将法兰盘与机械臂的末端关节锁固在一起。

如图3所示，抓取组件20沿连接盘11的中心轴方向设置。在本方案中，抓取组件20需要满足能够抓取料桶的提手部以实现提拉料桶的目的。因此，抓取组件20的具体结构设置可以有多种。

例如，如图4所示，在本实施例中，抓取组件20包括：安装在机架10上的抓取驱动器21和连接抓取驱动器21的抓手22。通过抓取驱动器21带动抓手22动作，结构简单，控制难度低，成本低。

进一步地，以气动式结构为例，如图5所示，抓取驱动器21可以为气缸，而抓手22可以为剪刀式夹爪。通过气缸驱动剪刀式夹爪动作，可以轻松地实现对料桶的提手部的抓取动作。

在其他实施例中，抓取驱动器21也可以是电机、液压缸、电磁铁等驱动结构(需搭配相匹配的传动结构)。相应地，抓手22也并不局限于剪刀式夹爪，例如常见的钩爪、钳爪等。其中，优选对料桶的提手部损伤较小的结构作为抓手22。

如图6至图8所示，外撑组件30包括：连接机架10的底座31、安装在底座31上的外撑驱动器32、以及连接外撑驱动器32的压板33。其中，底座31设有供抓取组件20穿过的第一避位孔311。外撑驱动器32用于带动压板33沿连接盘11的中心轴方向升降动作。压板33位于抓取组件20的外侧。

如图5所示，在本实施例中，外撑驱动器32为气缸。气缸的结构简单，操作简单，成本低。此处，需要说明的是，外撑驱动器32也可以与抓取驱动器21类似，也可以是电机、液压缸、电磁铁等驱动结构(需搭配相匹配的传动结构)。

在本方案中，压板33的具体实现方式可以有多种。

例如，如图7所示，在本实施例中，压板33为围框式的板体(又可以理解为回字形)，且压板33设有供抓取组件20穿过的第二避位孔331。围框式的压板33可以充分与料桶的顶部进行接触，有利于提供相对均衡的下压力，同时，也有利于提高设备的重量分布的均衡性。

在围框式的压板33设计的前提下，外撑驱动器32的数量为多个且以连接盘11的中心轴为中心均匀分布在底座31上。多个外撑驱动器32可以提供更加稳定和高强度的外撑作用力，并且，采用以连接盘11的中心轴为中心均匀分布的方式有利于均衡设备的重量分布。例如，如图6所示，在本实施例中，外撑驱动器32的数量为两个对称地分布在压板33上。在其他实施例中，外撑驱动器32的数量也可以为四个，例如，压板33的一个侧边上安装一个外撑驱动器32。

此外，为了更好地保护料桶，如图7和图8所示，在本实施例中，压板33设有弹性的垫块332，该垫块332用于与料桶接触。弹性的垫块332可以保护料桶的表面，避免刮花料桶，而且增大压板33与料桶的有效接触面积。该垫块332具体可以为多种具有弹性的片材，例如，硅胶垫、橡胶垫等。此外，在垫块332的底面(与料桶的接触面)还可以设置防滑纹。

为了让压板33的动作精准和平稳，如图6至图8所示，在本实施例中，外撑组件30还可以包括：穿设在底座31上的导杆34。导杆34的一端连接压板33以跟随压板33同步动作。导杆34可以对压板33的动作轨迹进行限制，提升压板33动作的精度，使得料桶所受的下压力符合预设的需求。

进一步地，为了提供高精度和稳定的导向作用，在本实施例中，导杆34的数量为四个，其分别设置在围框式的压板33的四个角。

如图1至图3所示，在本实施例中，该料桶夹具100还包括：位于机架10与底座31之间的连杆40和位于连杆40外侧的挡板50。连杆40为多个且平行于连接盘11的中心轴设置。机架10、连杆40、以及底座31之间形成用于收容抓取组件20和外撑驱动器32的容置腔。挡板50的数量为多个且围绕容置腔设置以形成保护罩。连杆40和挡板50在机架10与底座31之间形成具有收容和保护功能的收容结构，一方面可以更好地保护收容抓取组件20和外撑驱动器32，另一方面可以降低作业人员误操作而触碰到抓取组件20和外撑驱动器32而引起安全事故的风险。

例如，如图2和图3所示，在本实施例中，在机架10与底座31之间假设有四个相互平行的连杆40。在连杆40的外侧，再通过螺丝连接有两个凹型的挡板50，两个挡板50形成一个四周围闭的保护罩。

工作原理简述：

使用时，将连接盘11与机械臂的末端关节连接。例如，通过螺丝将连接盘11与机械臂的末端关节锁固在一起。

如图9所示，工作时，机架10移动至料桶200的上方，然后通过抓取组件20将料桶200的提手部抓住。接着，外撑组件30的外撑驱动器32带动压板33下降以对料桶200的施加下压力。在移动料桶200的过程中，由于料桶200受到向上的提拉作用力(如图9中的F1)，而料桶200还受到向下的外撑作用力(如图9中的F2)，所以料桶200被两个相反方向的作用力相互推拉，使得料桶200难以出现晃动，从而提升物料的转移精度。并且，在抓取和转移料桶200的过程中，也不需要对料桶200的提手部施加很大的抓合力，可以避免料桶200的提手部被夹坏。

上述料桶夹具100，利用抓取组件20和外撑组件30，在转移料桶的过程中，对料桶起到拉扯效果，使得料桶可以稳定地被转移，提高物料的转移精度，以及保护料桶的提手部。

需要说明的是，本方案的料桶夹具100不仅可以应用在料桶的抓取和转移，还可以应用在具有提手部且具有固定形态的硬质物料的转移(即不需要料桶进行装载)。

同时，本实用新型还提供一种码垛机器人。

该码垛机器人包括：料桶夹具100和连接料桶夹具100的机械臂，并且连接盘11连接机械臂的末端关节。其中，料桶夹具100的具体结构说明请参见上文的描述，而机械臂可根据常规的机械臂结构理解，此处不再赘述。

上述码垛机器人，设有料桶夹具100。利用抓取组件20和外撑组件30，在转移料桶的过程中，对料桶起到拉扯效果，使得料桶可以稳定地被转移，提高物料的转移精度，以及保护料桶的提手部。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种料桶夹具，其特征在于，包括：

机架；所述机架设有连接盘；所述连接盘用于连接机械臂的末端关节；

安装在所述机架上的抓取组件；所述抓取组件用于抓取料桶的提手部；所述抓取组件沿所述连接盘的中心轴方向设置；以及

安装在所述机架上的外撑组件；所述外撑组件包括：连接所述机架的底座、安装在所述底座上的外撑驱动器、以及连接所述外撑驱动器的压板；所述底座设有供所述抓取组件穿过的第一避位孔；所述外撑驱动器用于带动所述压板沿所述连接盘的中心轴方向升降动作；所述压板位于所述抓取组件的外侧。

2.根据权利要求1所述的料桶夹具，其特征在于，所述抓取组件包括：安装在所述机架上的抓取驱动器和连接所述抓取驱动器的抓手。

3.根据权利要求2所述的料桶夹具，其特征在于，所述抓取驱动器为气缸，所述抓手为剪刀式夹爪。

4.根据权利要求1所述的料桶夹具，其特征在于，所述外撑驱动器为气缸。

5.根据权利要求1所述的料桶夹具，其特征在于，所述压板为围框式的板体，且所述压板设有供所述抓取组件穿过的第二避位孔。

6.根据权利要求5所述的料桶夹具，其特征在于，所述外撑驱动器的数量为多个且以所述连接盘的中心轴为中心均匀分布在所述底座上。

7.根据权利要求1所述的料桶夹具，其特征在于，所述压板设有弹性的垫块；所述垫块用于与料桶接触。

8.根据权利要求1所述的料桶夹具，其特征在于，所述外撑组件还包括：穿设在所述底座上的导杆；所述导杆的一端连接所述压板以跟随所述压板同步动作。

9.根据权利要求1所述的料桶夹具，其特征在于，还包括：位于所述机架与所述底座之间的连杆和位于所述连杆外侧的挡板；所述连杆为多个且平行于所述连接盘的中心轴设置；所述机架、所述连杆、以及所述底座之间形成用于收容所述抓取组件和所述外撑驱动器的容置腔；所述挡板的数量为多个且围绕所述容置腔设置以形成保护罩。

10.一种码垛机器人，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的料桶夹具；所述码垛机器人还包括：连接所述料桶夹具的机械臂；所述连接盘连接所述机械臂的末端关节。