本發(fā)明采用連桿機構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機械手，由氣缸驅(qū)動的增力機構(gòu)夾持周轉(zhuǎn)箱的手掌，以及雙導(dǎo)桿薄氣缸的導(dǎo)桿承載、厚連桿伸展為水平狀態(tài)從而提升周轉(zhuǎn)箱的手指組成。本發(fā)明機械手除了水平或垂直地夾持瓦楞紙箱、塑料周轉(zhuǎn)箱的功能之外，又可以借助兩側(cè)長把手、采用非夾持方式水平或垂直地提升塑料周轉(zhuǎn)箱；尤其是伸展方式垂直提升時碼垛機械手不需要箱體外側(cè)作用空間，可以保持箱體四個側(cè)面同時無縫隙地貼緊其他箱體。本發(fā)明具有空間利用率高、安全性高、能耗低等優(yōu)點，屬于運輸包裝、物流輸送裝備和機器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

集裝箱改變世界，客戶需要“門到門”貨物運輸服務(wù)，集裝箱為海陸空聯(lián)運的無縫銜接提供了堅實基礎(chǔ)，集裝箱是現(xiàn)代物流的基石。集裝箱運輸在我國國際、國內(nèi)貿(mào)易中的占比分別超過60％和20％。盡管自重幾噸的集裝箱在運輸過程中消耗了大量能源，但集裝箱的裝卸運輸效率、安全性、倉儲性和標準化等優(yōu)點，反而降低了運輸成本。

運輸包裝，又稱外包裝，以瓦楞紙箱為主，是為了盡可能降低運輸流通過程中對產(chǎn)品造成的損壞，保障產(chǎn)品安全，方便儲運裝卸，加快交接點驗為主要目的包裝。運輸包裝不是影響產(chǎn)品的品質(zhì)性能和銷售包裝裝潢的內(nèi)包裝(如紙盒、塑料袋、玻璃瓶、塑料瓶等)。電商配貨后再包裝的海量的小尺寸瓦楞紙箱、緩沖材料(隔震氣泡膜、緩沖氣囊)的用量劇增，是隨電商模式而新產(chǎn)生的二次運輸包裝問題，是運輸包裝模式發(fā)生了巨大的變化。

目前，無論是企業(yè)內(nèi)部的、還是企業(yè)外部的周轉(zhuǎn)箱，都是整體的塑料面、塑料殼體的組合。隨著市銷產(chǎn)品個性定制、產(chǎn)品小批量化的發(fā)展勢頭不斷壯大，為降低瓦楞紙箱想消耗，為實現(xiàn)貨品從生產(chǎn)商、電商到消費者的快速物流，需要具有信息化功能的周轉(zhuǎn)箱。國內(nèi)各大電商中，有部分公司僅僅在小件貨品完成外包裝后，將小瓦楞紙箱和塑料包裝袋按照目的地裝入塑料周轉(zhuǎn)箱，便于運輸與裝卸，但這種周轉(zhuǎn)箱沒有帶RFID電子標簽。其他電商公司和快遞公司是將外包裝好的貨物，按照目的地裝入蛇皮袋。

專利申請(專利名：帶雙傳感RFID和高強緩沖墊的斜插式金屬蓋底運轉(zhuǎn)箱，申請?zhí)枺篊N201710095662.5)既結(jié)合了瓦楞紙箱的特性，又結(jié)合周轉(zhuǎn)箱的特點；提出了采用垂直安裝兩個RFID模塊的方式，增加讀取可靠性和追蹤定位精度；采用高強緩沖墊，將周轉(zhuǎn)箱轉(zhuǎn)變具有瓦楞紙箱的運輸包裝特性；采用箱體口部兩側(cè)采用鋁合金型材，將RFID模塊放置在鋁合金型材內(nèi)。關(guān)鍵是上述鋁合金型材既可以作為手工搬運的長把手，又可以作為層疊空箱之間的支撐(不同于其他周轉(zhuǎn)箱，空箱層疊時靠箱體斜側(cè)面接觸支撐，層疊的空箱分離難)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對箱體兩側(cè)裝配的鋁型材或L形橫截面長把手，通過鋁型材或L形橫截面長把手垂直方向開槽方式，給出了碼垛機械手手指插入的空間；本發(fā)明碼垛機械手除了水平或垂直地夾持瓦楞紙箱、塑料周轉(zhuǎn)箱的功能之外，又可以借助兩側(cè)鋁型材或L形橫截面長把手、采用非夾持方式水平或垂直地提升塑料周轉(zhuǎn)箱；尤其是伸展方式垂直提升時不需要箱體外側(cè)作用空間，可以保持箱體四個側(cè)面同時無縫隙地貼緊其他箱體。

本發(fā)明碼垛機械手由氣缸驅(qū)動的增力機構(gòu)夾持周轉(zhuǎn)箱的手掌，以及雙導(dǎo)桿薄氣缸的導(dǎo)桿承載、厚連桿伸展為水平狀態(tài)從而提升周轉(zhuǎn)箱的手指組成。其手指的Z形指板零件的側(cè)面接觸、提升周轉(zhuǎn)箱，Z形指板零件的平面粘貼的橡膠墊接觸、夾持周轉(zhuǎn)箱。

本發(fā)明的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的：

如附圖1-7所示，本發(fā)明采用連桿機構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機械手，由框架1、導(dǎo)軌支座2、直線軸承3、抗轉(zhuǎn)矩直線導(dǎo)軌4、夾緊氣缸5、U形鉸鏈座6、大頭連桿7、大耐磨墊圈8、大連桿9、鉸鏈軸座10和手指部件11組成。其中，手指部件11由Z形指板1a、雙導(dǎo)桿薄氣缸2a、并聯(lián)雙鉸鏈支座3a、厚連桿4a、撐桿5a、彎撐桿6a、小耐磨墊圈7a、L形鉸鏈座8a、橡膠墊9a組成。

如附圖1-7所示，本發(fā)明采用連桿機構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機械手中，中間鏤空的框架1作為基礎(chǔ)件、與機器人連接，兩個導(dǎo)軌支座2安裝在框架1上，夾緊氣缸5也安裝在框架1上；抗轉(zhuǎn)矩直線導(dǎo)軌4安裝在兩個導(dǎo)軌支座2上，抗轉(zhuǎn)矩直線導(dǎo)軌4的兩端銑出平面，兩個導(dǎo)軌支座2上分別用螺釘壓在平面上，以限制抗轉(zhuǎn)矩直線導(dǎo)軌4轉(zhuǎn)動；抗轉(zhuǎn)矩直線導(dǎo)軌4穿過兩個直線軸承3，使直線軸承3只能直線移動、不能轉(zhuǎn)動；夾緊氣缸5的活塞桿螺紋連接U形鉸鏈座6、并用螺母鎖緊，U形鉸鏈座6同時與大頭連桿7和大連桿9鉸鏈連接，大連桿9在大頭連桿7的中間，大頭連桿7與U形鉸鏈座6的上下接觸處各有一個大耐磨墊圈8；如附圖7所示，大頭連桿7和大連桿9的另一端分別與鉸鏈軸座10鉸鏈連接，兩個鉸鏈軸座10上端各有一個緊固螺母，限制大頭連桿7和大連桿9軸向移動、且保證大頭連桿7和大連桿9轉(zhuǎn)動的軸向間隙，兩個鉸鏈軸座10各自固定在手指部件11的Z形指板1a零件上；兩個直線軸承3上各自裝有一個手指部件11，直線軸承3與手指部件11的Z形指板1a零件靠螺釘緊固，兩個手指部件11結(jié)構(gòu)相同、對稱安裝。

如附圖2-7所示，本發(fā)明采用連桿機構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機械手中，Z形指板1a內(nèi)側(cè)面上粘貼有緩沖的橡膠墊9a，雙導(dǎo)桿薄氣缸2a靠四個螺釘固定在Z形指板1a外側(cè)面上，兩導(dǎo)桿的行程終端均有兩個并緊的限位螺母，雙導(dǎo)桿薄氣缸2a的兩導(dǎo)桿和活塞桿均固定在氣缸推板上；并聯(lián)雙鉸鏈支座3a安裝在氣缸推板上，兩個厚連桿4a的一端分別與并聯(lián)雙鉸鏈支座3a各自鉸鏈座鉸鏈連接，兩個厚連桿4a的另一端分別與撐桿5a、彎撐桿6a鉸鏈連接；撐桿5a、彎撐桿6a的另一端安裝在同一個鉸鏈支座上，L形鉸鏈座8a和Z形指板1a構(gòu)成這個鉸鏈支座，在L形鉸鏈座8a和Z形指板1a上的孔與這個鉸鏈軸銷兩端過盈配合、共同支撐的這個鉸鏈軸銷；撐桿5a與L形鉸鏈座8a之間、彎撐桿6a與Z形指板1a各有一個小耐磨墊圈7a。

本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

①伸展機構(gòu)手指垂直提升的安全性：如附圖14-15所示，裝滿貨物的周轉(zhuǎn)箱上下層層碼垛時，手指垂直伸進鋁型材或L形橫截面長把手中間槽內(nèi)，整個手指橫截面均在槽口的范圍內(nèi)，不會干涉到緊密靠緊的其他周轉(zhuǎn)箱；靠雙導(dǎo)桿薄氣缸2a驅(qū)動，連桿機構(gòu)中的兩個厚連桿4a在活塞行程末端成水平狀，起吊鉤作用；機械手向上提升時，從鋁型材或L形橫截面長把手中間，水平狀的兩個厚連桿4a接觸鋁型材或L形橫截面長把手下面，兩導(dǎo)桿的行程終端有兩個并緊的限位螺母，靠每個氣缸的兩導(dǎo)桿承受箱體重量；因此，提升過程中箱體沒有受夾緊力，且雙導(dǎo)桿薄氣缸2a沒有通壓縮空氣、不提供驅(qū)動力，機械手也不會從箱體上脫開，安全可靠；箱體之間可以緊靠，機械手不需要操作空間，裝載時空間利用率高。

②增力機構(gòu)手掌的節(jié)能性：如附圖18-19所示，裝滿貨物的周轉(zhuǎn)箱上下層層碼垛時，尤其是斜插的層疊空箱分離時，夾緊氣缸5驅(qū)動連桿增力機構(gòu)，夾緊氣缸5的缸徑小、驅(qū)動力??；且手指的Z形指板1a夾持在鋁型材或L形橫截面長把手的外側(cè)垂直面上，對箱體的損傷小。

③手指水平提升的便捷性：如附圖16-17所示，手指除了可以水平或垂直夾緊之外，機器人將機械手的手指水平地伸在鋁型材或L形橫截面長把手的下面，機械手內(nèi)部沒有運動，也不需要夾持驅(qū)動，就可以由機器人向上提升箱體，將箱體碼垛或放置在貨架上。

④氣動連桿機構(gòu)的敏捷性：不僅采用氣動驅(qū)動反應(yīng)迅速，而且通過連桿機構(gòu)實現(xiàn)氣缸行程短，從而保證碼垛機械手操作的快捷特點。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手的仰視圖

圖2為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手的A-A剖主視圖

圖3為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手的左視圖

圖4為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手雙導(dǎo)桿薄氣缸活塞伸出的手指伸展?fàn)顟B(tài)圖

圖5為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手的手指結(jié)構(gòu)圖

圖6為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手的B-B局部剖視圖

圖7為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手的C-C局部剖視圖

圖8為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手手指部件的彎撐桿零件結(jié)構(gòu)圖

圖9為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手的大頭連桿零件結(jié)構(gòu)圖

圖10為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手的框架零件結(jié)構(gòu)圖

圖11為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手夾緊氣缸活塞桿縮回的手指張開狀態(tài)圖

圖12為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手所抓持周轉(zhuǎn)箱箱口結(jié)構(gòu)的半剖主視圖

圖13為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手所抓持周轉(zhuǎn)箱箱口結(jié)構(gòu)的俯視圖

圖14為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手垂直提起裝載貨物的周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)的主視圖

圖15為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手垂直提起裝載貨物的周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)的俯視圖

圖16為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手水平提起裝載貨物的周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)的主視圖

圖17為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手水平提起裝載貨物的周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)的俯視圖

圖18為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手水平夾持層疊的空周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)的主視圖

圖19為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手水平夾持層疊的空周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)的俯視圖

具體實施方式：

下面為本發(fā)明的工作原理及工作過程：

如附圖12-13所示，以專利申請(專利名：帶雙傳感RFID和高強緩沖墊的斜插式金屬蓋底運轉(zhuǎn)箱，申請?zhí)枺篊N201710095662.5)的結(jié)構(gòu)為例，圖12、13分別為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機械手所抓持周轉(zhuǎn)箱箱口結(jié)構(gòu)的半剖主視圖和俯視圖，就此說明本發(fā)明的工作原理及工作過程：

如附圖14-15所示，裝滿貨物的周轉(zhuǎn)箱上下層層碼垛時，夾緊氣缸5活塞桿處于伸出末端，本發(fā)明碼垛機械手的手指垂直地伸進左右側(cè)的鋁型材或L形橫截面長把手中間槽內(nèi)，整個手指橫截面均在槽口的范圍內(nèi)，不會干涉到緊密靠緊的其他周轉(zhuǎn)箱；如附圖3-4所示，靠雙導(dǎo)桿薄氣缸2a驅(qū)動，連桿機構(gòu)中的兩個厚連桿4a在撐桿5a和彎撐桿6a的約束下，在活塞桿行程末端兩個厚連桿4a向外成水平狀，起吊鉤作用；機器人帶動機械手向上提升時，從鋁型材或L形橫截面長把手中間，水平狀的兩個厚連桿4a接觸鋁型材或L形橫截面長把手的下面，進行上下碼垛；兩導(dǎo)桿的行程終端均有兩個并緊的限位螺母，靠每個氣缸的兩導(dǎo)桿承受箱體重量，因此提升過程中箱體沒有受夾緊力，且雙導(dǎo)桿薄氣缸2a沒有通壓縮空氣、不提供驅(qū)動力；機械手手指部件11與箱體的相對位置不變，不會從箱體上脫開，安全可靠；機械手不需要操作空間，箱體之間可以緊靠，裝載時空間利用率高。

如附圖16-17所示，本發(fā)明采用連桿機構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機械手，在雙導(dǎo)桿薄氣缸2a活塞桿回縮到極限位置、夾緊氣缸5活塞桿處于伸出極限位置時，機器人將機械手的手指部件11的Z形指板1a水平地伸在鋁型材或L形橫截面長把手的下面，機械手內(nèi)部沒有運動，也不需要夾持驅(qū)動，就可以由機器人向上提升箱體，將箱體碼垛或放置在貨架上。

本發(fā)明采用連桿機構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機械手，夾緊氣缸5驅(qū)動連桿增力機構(gòu)，夾緊氣缸5的缸徑小、驅(qū)動力小；裝滿貨物的周轉(zhuǎn)箱上下層層碼垛時，尤其是在斜插的層疊空箱分離時，雙導(dǎo)桿薄氣缸2a活塞桿回縮到極限位置，夾緊氣缸5活塞桿先回退到缸內(nèi)，兩個手指部件11處于最大開距，然后夾緊氣缸5活塞桿伸出，兩個手指部件11同時靠近運動，有兩種接觸狀況：①如附圖18-19所示，手指部件11的Z形指板1a由夾緊氣缸5驅(qū)動，水平地夾緊箱體鋁型材外側(cè)垂直面或L形橫截面長把手外側(cè)垂直面；②如附圖16-17所示，手指部件11的Z形指板1a由夾緊氣缸5驅(qū)動，垂直地夾緊鋁型材槽口內(nèi)的垂直面或L形橫截面長把手槽口內(nèi)的垂直面。

以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對本發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求?？梢岳斫猓绢I(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進和變化，均應(yīng)認為包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。