采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手制造技术

本发明专利技术采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手，由气缸驱动的增力机构夹持周转箱的手掌，以及双导杆薄气缸的导杆承载、厚连杆伸展为水平状态从而提升周转箱的手指组成。本发明专利技术机械手除了水平或垂直地夹持瓦楞纸箱、塑料周转箱的功能之外，又可以借助两侧长把手、采用非夹持方式水平或垂直地提升塑料周转箱；尤其是伸展方式垂直提升时码垛机械手不需要箱体外侧作用空间，可以保持箱体四个侧面同时无缝隙地贴紧其他箱体。本发明专利技术具有空间利用率高、安全性高、能耗低等优点，属于运输包装、物流输送装备和机器人领域。

【技术实现步骤摘要】
采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手
本专利技术采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手，由气缸驱动的增力机构夹持周转箱的手掌，以及双导杆薄气缸的导杆承载、厚连杆伸展为水平状态从而提升周转箱的手指组成。本专利技术机械手除了水平或垂直地夹持瓦楞纸箱、塑料周转箱的功能之外，又可以借助两侧长把手、采用非夹持方式水平或垂直地提升塑料周转箱；尤其是伸展方式垂直提升时码垛机械手不需要箱体外侧作用空间，可以保持箱体四个侧面同时无缝隙地贴紧其他箱体。本专利技术具有空间利用率高、安全性高、能耗低等优点，属于运输包装、物流输送装备和机器人领域。
技术介绍
集装箱改变世界，客户需要“门到门”货物运输服务，集装箱为海陆空联运的无缝衔接提供了坚实基础，集装箱是现代物流的基石。集装箱运输在我国国际、国内贸易中的占比分别超过60％和20％。尽管自重几吨的集装箱在运输过程中消耗了大量能源，但集装箱的装卸运输效率、安全性、仓储性和标准化等优点，反而降低了运输成本。运输包装，又称外包装，以瓦楞纸箱为主，是为了尽可能降低运输流通过程中对产品造成的损坏，保障产品安全，方便储运装卸，加快交接点验为主要目的包装。运输包装不是影响产品的品质性能和销售包装装潢的内包装(如纸盒、塑料袋、玻璃瓶、塑料瓶等)。电商配货后再包装的海量的小尺寸瓦楞纸箱、缓冲材料(隔震气泡膜、缓冲气囊)的用量剧增，是随电商模式而新产生的二次运输包装问题，是运输包装模式发生了巨大的变化。目前，无论是企业内部的、还是企业外部的周转箱，都是整体的塑料面、塑料壳体的组合。随着市销产品个性定制、产品小批量化的发展势头不断壮大，为降低瓦楞纸箱想消耗，为实现货品从生产商、电商到消费者的快速物流，需要具有信息化功能的周转箱。国内各大电商中，有部分公司仅仅在小件货品完成外包装后，将小瓦楞纸箱和塑料包装袋按照目的地装入塑料周转箱，便于运输与装卸，但这种周转箱没有带RFID电子标签。其他电商公司和快递公司是将外包装好的货物，按照目的地装入蛇皮袋。专利申请(专利名：带双传感RFID和高强缓冲垫的斜插式金属盖底运转箱，申请号：CN201710095662.5)既结合了瓦楞纸箱的特性，又结合周转箱的特点；提出了采用垂直安装两个RFID模块的方式，增加读取可靠性和追踪定位精度；采用高强缓冲垫，将周转箱转变具有瓦楞纸箱的运输包装特性；采用箱体口部两侧采用铝合金型材，将RFID模块放置在铝合金型材内。关键是上述铝合金型材既可以作为手工搬运的长把手，又可以作为层叠空箱之间的支撑(不同于其他周转箱，空箱层叠时靠箱体斜侧面接触支撑，层叠的空箱分离难)。
技术实现思路
针对箱体两侧装配的铝型材或L形横截面长把手，通过铝型材或L形横截面长把手垂直方向开槽方式，给出了码垛机械手手指插入的空间；本专利技术码垛机械手除了水平或垂直地夹持瓦楞纸箱、塑料周转箱的功能之外，又可以借助两侧铝型材或L形横截面长把手、采用非夹持方式水平或垂直地提升塑料周转箱；尤其是伸展方式垂直提升时不需要箱体外侧作用空间，可以保持箱体四个侧面同时无缝隙地贴紧其他箱体。本专利技术码垛机械手由气缸驱动的增力机构夹持周转箱的手掌，以及双导杆薄气缸的导杆承载、厚连杆伸展为水平状态从而提升周转箱的手指组成。其手指的Z形指板零件的侧面接触、提升周转箱，Z形指板零件的平面粘贴的橡胶垫接触、夹持周转箱。本专利技术的主要解决方案是这样实现的：如附图1-7所示，本专利技术采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手，由框架1、导轨支座2、直线轴承3、抗转矩直线导轨4、夹紧气缸5、U形铰链座6、大头连杆7、大耐磨垫圈8、大连杆9、铰链轴座10和手指部件11组成。其中，手指部件11由Z形指板1a、双导杆薄气缸2a、并联双铰链支座3a、厚连杆4a、撑杆5a、弯撑杆6a、小耐磨垫圈7a、L形铰链座8a、橡胶垫9a组成。如附图1-7所示，本专利技术采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手中，中间镂空的框架1作为基础件、与机器人连接，两个导轨支座2安装在框架1上，夹紧气缸5也安装在框架1上；抗转矩直线导轨4安装在两个导轨支座2上，抗转矩直线导轨4的两端铣出平面，两个导轨支座2上分别用螺钉压在平面上，以限制抗转矩直线导轨4转动；抗转矩直线导轨4穿过两个直线轴承3，使直线轴承3只能直线移动、不能转动；夹紧气缸5的活塞杆螺纹连接U形铰链座6、并用螺母锁紧，U形铰链座6同时与大头连杆7和大连杆9铰链连接，大连杆9在大头连杆7的中间，大头连杆7与U形铰链座6的上下接触处各有一个大耐磨垫圈8；如附图7所示，大头连杆7和大连杆9的另一端分别与铰链轴座10铰链连接，两个铰链轴座10上端各有一个紧固螺母，限制大头连杆7和大连杆9轴向移动、且保证大头连杆7和大连杆9转动的轴向间隙，两个铰链轴座10各自固定在手指部件11的Z形指板1a零件上；两个直线轴承3上各自装有一个手指部件11，直线轴承3与手指部件11的Z形指板1a零件靠螺钉紧固，两个手指部件11结构相同、对称安装。如附图2-7所示，本专利技术采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手中，Z形指板1a内侧面上粘贴有缓冲的橡胶垫9a，双导杆薄气缸2a靠四个螺钉固定在Z形指板1a外侧面上，两导杆的行程终端均有两个并紧的限位螺母，双导杆薄气缸2a的两导杆和活塞杆均固定在气缸推板上；并联双铰链支座3a安装在气缸推板上，两个厚连杆4a的一端分别与并联双铰链支座3a各自铰链座铰链连接，两个厚连杆4a的另一端分别与撑杆5a、弯撑杆6a铰链连接；撑杆5a、弯撑杆6a的另一端安装在同一个铰链支座上，L形铰链座8a和Z形指板1a构成这个铰链支座，在L形铰链座8a和Z形指板1a上的孔与这个铰链轴销两端过盈配合、共同支撑的这个铰链轴销；撑杆5a与L形铰链座8a之间、弯撑杆6a与Z形指板1a各有一个小耐磨垫圈7a。本专利技术与已有技术相比具有以下优点：①伸展机构手指垂直提升的安全性：如附图14-15所示，装满货物的周转箱上下层层码垛时，手指垂直伸进铝型材或L形横截面长把手中间槽内，整个手指横截面均在槽口的范围内，不会干涉到紧密靠紧的其他周转箱；靠双导杆薄气缸2a驱动，连杆机构中的两个厚连杆4a在活塞行程末端成水平状，起吊钩作用；机械手向上提升时，从铝型材或L形横截面长把手中间，水平状的两个厚连杆4a接触铝型材或L形横截面长把手下面，两导杆的行程终端有两个并紧的限位螺母，靠每个气缸的两导杆承受箱体重量；因此，提升过程中箱体没有受夹紧力，且双导杆薄气缸2a没有通压缩空气、不提供驱动力，机械手也不会从箱体上脱开，安全可靠；箱体之间可以紧靠，机械手不需要操作空间，装载时空间利用率高。②增力机构手掌的节能性：如附图18-19所示，装满货物的周转箱上下层层码垛时，尤其是斜插的层叠空箱分离时，夹紧气缸5驱动连杆增力机构，夹紧气缸5的缸径小、驱动力小；且手指的Z形指板1a夹持在铝型材或L形横截面长把手的外侧垂直面上，对箱体的损伤小。③手指水平提升的便捷性：如附图16-17所示，手指除了可以水平或垂直夹紧之外，机器人将机械手的手指水平地伸在铝型材或L形横截面长把手的下面，机械手内部没有运动，也不需要夹持驱动，就可以由机器人向上提升箱体，将箱体码垛或放置在货架上。④气动连杆机构的敏捷性：不仅采用气动驱动反应迅速，而且通过连杆机本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手，其特征是：中间镂空的框架(1)作为基础件、与机器人连接，两个导轨支座(2)安装在框架(1)上，夹紧气缸(5)也安装在框架(1)上；抗转矩直线导轨(4)安装在两个导轨支座(2)上，抗转矩直线导轨(4)的两端铣出平面，两个导轨支座(2)上分别用螺钉压在平面上，以限制抗转矩直线导轨(4)转动；抗转矩直线导轨(4)穿过两个直线轴承(3)，使直线轴承(3)只能直线移动、不能转动；夹紧气缸(5)的活塞杆螺纹连接U形铰链座(6)、并用螺母锁紧，U形铰链座(6)同时与大头连杆(7)和大连杆(9)铰链连接，大连杆(9)在大头连杆(7)的中间，大头连杆(7)与U形铰链座(6)的上下接触处各有一个大耐磨垫圈(8)；大头连杆(7)和大连杆(9)的另一端分别与铰链轴座(10)铰链连接，两个铰链轴座(10)上端各有一个紧固螺母，限制大头连杆(7)和大连杆(9)轴向移动、且保证大头连杆(7)和大连杆(9)转动的轴向间隙，两个铰链轴座(10)各自固定在手指部件(11)的Z形指板(1a)零件上；两个直线轴承(3)上各自装有一个手指部件(11)，直线轴承(3)与手指部件(11)的Z形指板(1a)零件靠螺钉紧固，两个手指部件(11)结构相同、对称安装；在手指部件(11)的结构中，Z形指板(1a)内侧面上粘贴有缓冲的橡胶垫(9a)，双导杆薄气缸(2a)靠四个螺钉固定在Z形指板(1a)外侧面上，两导杆的行程终端均有两个并紧的限位螺母，双导杆薄气缸(2a)的两导杆和活塞杆均固定在气缸推板上；并联双铰链支座(3a)安装在气缸推板上，两个厚连杆(4a)的一端分别与并联双铰链支座(3a)各自铰链座铰链连接，两个厚连杆(4a)的另一端分别与撑杆(5a)、弯撑杆(6a)铰链连接；撑杆(5a)、弯撑杆(6a)的另一端安装在同一个铰链支座上，L形铰链座(8a)和Z形指板(1a)构成这个铰链支座，在L形铰链座(8a)和Z形指板(1a)上的孔与这个铰链轴销两端过盈配合、共同支撑的这个铰链轴销；撑杆(5a)与L形铰链座(8a)之间、弯撑杆(6a)与Z形指板(1a)各有一个小耐磨垫圈(7a)。...

【技术特征摘要】
1.采用连杆机构既可伸展又可开合的码垛机械手，其特征是：中间镂空的框架(1)作为基础件、与机器人连接，两个导轨支座(2)安装在框架(1)上，夹紧气缸(5)也安装在框架(1)上；抗转矩直线导轨(4)安装在两个导轨支座(2)上，抗转矩直线导轨(4)的两端铣出平面，两个导轨支座(2)上分别用螺钉压在平面上，以限制抗转矩直线导轨(4)转动；抗转矩直线导轨(4)穿过两个直线轴承(3)，使直线轴承(3)只能直线移动、不能转动；夹紧气缸(5)的活塞杆螺纹连接U形铰链座(6)、并用螺母锁紧，U形铰链座(6)同时与大头连杆(7)和大连杆(9)铰链连接，大连杆(9)在大头连杆(7)的中间，大头连杆(7)与U形铰链座(6)的上下接触处各有一个大耐磨垫圈(8)；大头连杆(7)和大连杆(9)的另一端分别与铰链轴座(10)铰链连接，两个铰链轴座(10)上端各有一个紧固螺母，限制大头连杆(7)和大连杆(9)轴向移动、且保证大头连杆(7)和大连杆(9)转动的轴向间隙，两个铰链轴座(10)各自固定在手指部件(11)的Z形指板(1a)零件上；两个直线轴承(3)上各自装有一个手指部件(11)，直线轴承(3)与手指部件(11)的Z形指板(1a)零件靠螺钉紧固，两个手指部件(11)结构相同、对称安装；在手指部件(11)的结构中，Z形指板(1a)内侧面上粘贴有缓冲的橡胶垫(9a)，双导杆薄气缸(2a)靠四个螺钉固定在Z形指板(1a)外侧面上，两导杆的行程终端均有两个并紧的限位螺母，双导杆薄气缸(2a)的两导杆和活塞杆均固定在气缸推板上；并联双铰链支座(3a)安装在气缸推板上，两个厚连杆(4a)的一端分别与并联双铰链支座(3a)各自铰链座铰链连接，两个厚连杆(4a)的另一端分别与撑杆(5a)、弯撑杆(6a)铰链连接；撑杆(5a)、弯撑杆(6a)的另一端安装在同一个铰链支座上，L形铰链座(8a)和Z形指板(1a)构成这个铰链支座，在L形铰链座(8a)和Z形指板(1a)上的孔与这个铰链轴销两端过盈配合、共同支撑的这个铰链轴销；撑杆(5a)与L形铰链座(8a)之间、弯撑杆(6a)与Z形指板(1a)各有一个小耐磨垫圈(7a)。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：章军，吕兵，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32