本發(fā)明公開了一種機(jī)械抓手及包括該抓手的拆包機(jī)。

背景技術(shù)：

目前化肥生產(chǎn)線根據(jù)生產(chǎn)配方不同，一般需要投入三到五種的主要原料(氯化鉀，硫酸銨等)，原料的包裝袋一般50公斤/袋或40公斤/每袋，包裝袋的材質(zhì)是尼龍編織袋，原料運(yùn)輸?shù)焦S后，將物料袋投入到投料口，然后人工持小刀將袋割開，再將物料傾倒在投料口中，而且有些物料結(jié)塊，需要人工將其破碎成小塊，一般5萬噸生產(chǎn)能力的生產(chǎn)線，需要5至6個(gè)工人每個(gè)小時(shí)至少需要投入15噸(300袋)的物料，而且需要連續(xù)高強(qiáng)度的工作。

目前拆包工作方式，需要人工較多，完全是手工作業(yè)，勞動強(qiáng)度大，工作時(shí)人體接觸物料，對人體健康危害大。以國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《中國制造2025》的通知為契機(jī)，設(shè)計(jì)研發(fā)一種機(jī)械抓手，自動抓取物料，代替人工勞動，應(yīng)用在自動拆包機(jī)上，實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目前，在新型智能拆包系統(tǒng)的上料工位中，實(shí)現(xiàn)抓取和丟放物料的功能，原料以五花垛的形式投入到生產(chǎn)線，五花垛每層5袋，一般碼放8層，為實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)效率，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對物料進(jìn)行切割，晃料，運(yùn)輸?shù)墓δ?，因此需要設(shè)計(jì)一種機(jī)械抓手，能夠?qū)ξ锪线M(jìn)行逐層(每層5包)抓取，而且能夠適應(yīng)每層物料袋之間的參差不齊,避免漏抓，多抓的現(xiàn)象。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種機(jī)械抓手，包括一個(gè)底板，在所述的底板上安裝有抓鉤氣缸和升降氣缸，所述的升降氣缸驅(qū)動所述的底板上下運(yùn)動；所述的抓鉤氣缸驅(qū)動一個(gè)齒條上下移動，所述的齒條與兩個(gè)位于其兩側(cè)的齒輪嚙合，且兩個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)方向相反，旋轉(zhuǎn)角度相同；所述的兩個(gè)齒輪驅(qū)動兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，在兩個(gè)所述的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多組抓鉤，多組抓鉤隨著所述的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)氣動抓鉤的開合；在所述的底板上設(shè)有與抓鉤配合的弧形槽。

進(jìn)一步的，所述的抓鉤包括四組，每組包括兩個(gè)掛鉤，其中一個(gè)掛鉤安裝在旋轉(zhuǎn)軸I上，另一個(gè)掛鉤安裝在旋轉(zhuǎn)軸II上，且兩個(gè)掛鉤相互對稱。

進(jìn)一步的，其中兩組掛鉤安裝在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的兩端，另外兩組掛鉤安裝在升降氣缸的兩側(cè)。

進(jìn)一步的，所述的抓鉤為弧形，抓鉤的開合軌跡和抓鉤的圓弧是同心圓。

進(jìn)一步的，所述的抓鉤采用彈簧鋼。

進(jìn)一步的，在所述的底板上固定有抓鉤氣缸支撐架，用于支撐固定抓鉤氣缸。

進(jìn)一步的，所述的升降氣缸固定在支撐板上，在所述的支撐板的上安裝有導(dǎo)向桿，所述的導(dǎo)向桿穿過支撐板連接在所述的底板上。

進(jìn)一步的，所述的機(jī)械抓手包括多個(gè)，多個(gè)機(jī)械抓手安裝在一個(gè)抓手托盤，在所述的抓手托盤上設(shè)有多個(gè)供氣管道，所述的供氣管道連接氣源，為所述的抓鉤氣缸、升降氣缸供氣。

進(jìn)一步的，所述的升降氣缸的缸體固定在所述的抓手托盤，其驅(qū)動底板帶動整個(gè)抓鉤氣缸以及抓鉤上下運(yùn)動。

進(jìn)一步的，在所述的供氣管道安裝有減壓閥；在所述的抓手托盤上安裝有用于感應(yīng)物料的高度的傳感器。

本發(fā)明還公開了一種拆包機(jī)，其包括前面所述的機(jī)械抓手。

具體的工作過程如下：

整個(gè)抓手盤通過升降裝置控制升降位置，當(dāng)抓手盤下落時(shí)，通過多個(gè)光電傳感器感應(yīng)到物料的高度，當(dāng)其中一個(gè)傳感器感應(yīng)到物料后，整個(gè)抓手盤停止下落，升降氣缸伸出，伸出的氣壓可調(diào)，氣壓的壓力小于整個(gè)抓手盤的的自重，使每個(gè)抓手單元的能夠接更好的接觸到物料袋，如果下降的氣壓較大，會將整個(gè)抓手單元在頂起來，從而失去升降的作用。抓鉤氣缸縮回，使抓鉤旋轉(zhuǎn)插入到物料袋當(dāng)中，最后升降氣缸復(fù)位，升降機(jī)構(gòu)將整個(gè)抓手盤提升。抓鉤可以抓著物料通過運(yùn)輸小車輸送到指定的工位進(jìn)行割袋，晃料，當(dāng)物料下落完成后，抓收盤帶著空的物料袋到物料袋的收集工位。抓鉤氣缸伸出，氣動抓鉤旋轉(zhuǎn)，物料袋自動脫落。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明的機(jī)械抓手能夠?qū)崿F(xiàn)對物料的自動抓取，運(yùn)輸，放置等動作，配合電氣控制系統(tǒng)能連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高。

2.本發(fā)明采用氣動控制，相對于液壓或電機(jī)驅(qū)動，響應(yīng)速度更快，控制電路簡潔方便，安全性能高，維護(hù)成本低。

3.本發(fā)明機(jī)械抓手單元的模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)物料的碼放方式及大小，對機(jī)械手單元進(jìn)行增減。

4.本發(fā)明中圓弧形式的氣動抓鉤的設(shè)計(jì)非常適用于化肥原料包裝袋(尼龍袋)的抓取，放置。

5.由于物料是由人工碼成的五花垛，所以每層的物料都會參差不齊，給物料抓取帶來了很大的困難，會有漏抓，抓不牢靠，掉落的現(xiàn)象，從而影響的設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性，抓手單元的升降設(shè)計(jì)使每個(gè)抓鉤能夠盡可能的貼近物料袋，大大提高了物料包的抓取能力。

6.通過機(jī)械操作解除了人工勞動，避免了人與物料接觸造成對身體健康的傷害。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1機(jī)械抓手在抓手托盤上的整體分布結(jié)構(gòu)；

圖2機(jī)械抓手的具體結(jié)構(gòu)圖；

圖3、圖4、圖5為機(jī)械抓手的三視圖；

圖6、圖7為抓鉤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1.管道，2.傳感器，3.機(jī)械抓手單元，4.電磁閥，5.減壓閥，6.抓手托盤，7.水平板，8.抓鉤氣缸，9.升降氣缸，10.齒輪齒條，10-1齒條，10-2齒輪，11.導(dǎo)向套 12.固定板 13.立板I,14.導(dǎo)向桿,15.連接桿,16.導(dǎo)向桿座,17.立板II,18.軸承,19.軸,20.底板,21.立板III,22.氣動抓鉤，23固定座，24圓弧鉤。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，目前拆包工作方式，需要人工較多，完全是手工作業(yè)，勞動強(qiáng)度大，工作時(shí)人體接觸物料，對人體健康危害大。為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N機(jī)械抓手及包括該抓手的拆包機(jī)。

本申請的一種典型的實(shí)施方式中，如圖2、圖3、圖4、圖5所示，提供了一種機(jī)械抓手，每個(gè)單元有多組圓弧結(jié)構(gòu)的氣動抓鉤對物料進(jìn)行抓取、放置。抓鉤固定在兩跟旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸安裝軸承固定在立板I和立板III上，每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸通過鍵連接固定一個(gè)齒輪，兩個(gè)齒輪中間和一個(gè)雙面齒條咬合，雙面齒條的一端與抓鉤氣缸連接，氣缸固定在立板I和立板II上，氣缸帶動齒條的往復(fù)運(yùn)動，傳遞給齒輪，兩個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)方向相反，旋轉(zhuǎn)角度相同，通過齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動兩個(gè)軸進(jìn)行同步往復(fù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)氣動抓鉤的開合，具體結(jié)構(gòu)如下：

其包括一個(gè)底板20，在底板20上安裝有抓鉤氣缸8和升降氣缸9，所述的升降氣缸9驅(qū)動所述的底板20上下運(yùn)動；所述的抓鉤氣缸8驅(qū)動一個(gè)齒條10-1上下移動，所述的齒條10-1與兩個(gè)位于其兩側(cè)的齒輪10-2嚙合，且兩個(gè)齒輪10-2旋轉(zhuǎn)方向相反，旋轉(zhuǎn)角度相同；所述的兩個(gè)齒輪10-2驅(qū)動兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸19旋轉(zhuǎn)，在兩個(gè)所述的旋轉(zhuǎn)軸19上設(shè)有多組抓鉤，多組抓鉤隨著所述的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)氣動抓鉤22的開合；在所述的底板上設(shè)有與抓鉤22配合的弧形槽。

具體的如下：

抓鉤包括四組，每組包括兩個(gè)掛鉤，其中一個(gè)掛鉤安裝在旋轉(zhuǎn)軸I上，另一個(gè)掛鉤安裝在旋轉(zhuǎn)軸II上，且兩個(gè)掛鉤相互對稱。

其中兩組掛鉤安裝在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的兩端，另外兩組掛鉤安裝在升降氣缸的兩側(cè)。

進(jìn)一步的，在底板上固定有抓鉤氣缸支撐架，用于支撐固定抓鉤氣缸，支撐架是由立板III21、立板II17和一個(gè)水平板7構(gòu)成。

進(jìn)一步的，升降氣缸固定在固定板12上，在所述的固定板12上安裝有導(dǎo)向桿14，所述的導(dǎo)向桿14穿過導(dǎo)向套11、固定板12、抓手托盤連接在所述的底板20上。升降氣缸的活塞桿通過連接桿15與底板20相連。

在所述的底板20上安裝有導(dǎo)向桿座16。

兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的依次穿過立板III21、立板II17、立板I 13，且通過軸承18固定。

此外，本發(fā)明中的氣動抓鉤結(jié)構(gòu)是專為原料包抓取而設(shè)計(jì)的，如圖6、圖7所示，包括圓弧座23和圓弧鉤24；由于物料包裝袋比較軟，而且具有一定的韌性，但是物料易結(jié)塊，硬度非常高，因此抓鉤的機(jī)構(gòu)要求具有一定的剛性，同時(shí)保證抓鉤在抓取的時(shí)候防止物料掉落，張開的時(shí)候物料袋能夠順利脫落。因此抓鉤的材質(zhì)使用彈簧鋼，結(jié)構(gòu)采用圓弧形式，抓鉤的開合軌跡和抓鉤的圓弧是同心圓。

本發(fā)明型機(jī)械抓手是將多組管道，多個(gè)傳感器，多個(gè)機(jī)械抓手單元，多組電磁閥，減壓閥，氣動控制單元全部安裝到抓手托盤上，為適用物料五花垛碼放方式的物料，機(jī)械抓手是由多組模塊組成，使用氣動控制?？筛鶕?jù)物料的碼放方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p。

升降氣缸固定在升降氣缸固定板上和抓手盤連接，升降氣缸通過連接桿和底板連接，在來控制抓手單元的升降，下降的氣壓可調(diào)，下降氣壓的壓力小于整個(gè)抓手盤的的自動，使每個(gè)抓手單元的能夠接更好的接觸到物料袋，如果下降的氣壓較大，會將整個(gè)抓手單元在頂起來，從而失去升降的作用。升降氣缸固定板安裝兩個(gè)導(dǎo)向套和抓手單元上的導(dǎo)向桿配合，對抓手單元底板起平衡穩(wěn)定的作用

整個(gè)抓手盤通過升降裝置控制升降位置，當(dāng)抓手盤下落時(shí)，通過多個(gè)光電傳感器感應(yīng)到物料的高度，當(dāng)其中一個(gè)傳感器感應(yīng)到物料后，整個(gè)抓手盤停止下落，升降氣缸伸出，使每個(gè)底板接觸到物料。抓鉤氣缸縮回，使抓鉤旋轉(zhuǎn)插入到物料袋當(dāng)中，最后升降氣缸復(fù)位，升降機(jī)構(gòu)將整個(gè)抓手盤提升。抓鉤可以抓著物料通過運(yùn)輸小車輸送到指定的工位進(jìn)行割袋，晃料，當(dāng)物料下落完成后，抓收盤帶著空的物料袋到物料袋的收集工位。抓鉤氣缸伸出，氣動抓鉤旋轉(zhuǎn)，物料袋自動脫落。

從以上的描述中，可以看出，本申請上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

1.本發(fā)明的機(jī)械抓手能夠?qū)崿F(xiàn)對物料的自動抓取，運(yùn)輸，放置等動作，配合電氣控制系統(tǒng)能連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高。

2.本發(fā)明采用氣動控制，相對于液壓或電機(jī)驅(qū)動，響應(yīng)速度更快，控制電路簡潔方便，安全性能高，維護(hù)成本低。

3.本發(fā)明機(jī)械抓手單元的模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)物料的碼放方式及大小，對機(jī)械手單元進(jìn)行增減。

4.本發(fā)明中圓弧形式的氣動抓鉤的設(shè)計(jì)非常適用于化肥原料包裝袋(尼龍袋)的抓取，放置。

5.由于物料是由人工碼成的五花垛，所以每層的物料都會參差不齊，給物料抓取帶來了很大的困難，會有漏抓，抓不牢靠，掉落的現(xiàn)象，從而影響的設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性，抓手單元的升降設(shè)計(jì)使每個(gè)抓鉤能夠盡可能的貼近物料袋，大大提高了物料包的抓取能力。

6.通過機(jī)械操作解除了人工勞動，避免了人與物料接觸造成對身體健康的傷害。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。