本發(fā)明屬于自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是機(jī)器人非人工抓取整體物料的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

這里的整體物料特征是：整體物料的其中任一部分受力、并產(chǎn)生大于這個整體的最大方向尺寸的位移后，整體物料的任何部分都不會脫離整體。

這里的非人工是指：依靠預(yù)先輸入的程序，當(dāng)工作條件在一定范圍內(nèi)變化時，包括沒有規(guī)律的隨機(jī)變化時，不需要人的參與和干預(yù)，系統(tǒng)(裝置)穩(wěn)定可靠地完成預(yù)定的任務(wù)。

這里的抓取是指，把所要抓取的物料與抓取裝置連接，包括固定連接和非固定連接，使所抓取物料可以隨著抓取裝置運動而運動。

這里的運動源機(jī)構(gòu)是指，承載著抓取系統(tǒng)，帶動抓取系統(tǒng)運動，把所抓取物料運送到指定位置，并能給抓取系統(tǒng)提供動力源和安裝基礎(chǔ)的設(shè)備。

機(jī)器人的普及，使得普遍提高人民生活水平更為現(xiàn)實。

自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，把人從繁重的體力勞動中解脫出來，尤其從循環(huán)重復(fù)的勞動中解脫出來，極大的提高了生產(chǎn)力水平。以前需要人力抬起搬運的物料，采用自動化的抓取技術(shù)后，可以非常便捷安全平穩(wěn)地抓起來移動。

例如，

使用磁力吸盤，可以便捷的抓取沒有吊鉤和把手的鐵磁性物料。

使用真空吸盤，可以便捷的抓取表面平整的物料。

使用機(jī)械手的夾頭、夾爪、卡盤、卡爪，可以抓取固定位置的刀柄、工件運送到指定的位置。

使用真空吸盤時，由于氣源壓力波動和被抓取物料表面狀態(tài)變化，吸力不穩(wěn)定；由于氣源壓力的限制和吸持表面面積的限制，吸力有限。因而真空吸盤抓取物料后，移動的速度和加速度受到限制，嚴(yán)重影響了自動化設(shè)備追求的高效率、高可靠性。

很多平板狀的物料，像鋼板、紙張、塑料板、有色金屬板等，厚度與長度、寬度或直徑等平面尺寸的比值很小，通常摞在一起，運輸計量非常方便。使用加工時，分層拿出一張或需要的其他數(shù)量，現(xiàn)有技術(shù)有人工撬開分層鋼絲繩起吊移動、叉車楔入鏟起移動，真空吸盤起吊移動、風(fēng)力分層摩擦輪移動、鐵磁性材料還可能采用磁力吸盤起吊移動。既解決了人工操作的安全隱患，又高效快捷穩(wěn)定。

當(dāng)很多張表面平整的物料疊放在一起時，由于黏連、真空、靜電等吸附在一起，吸盤抓取發(fā)生過要求抓取一張物料，結(jié)果抓取了多張物料的失誤。

吸盤抓取物料時，還存在放開物料時敏捷程度低。有的需要設(shè)置專門的推開機(jī)構(gòu)，容易損傷物料。

表面不規(guī)則的物料，用真空吸盤、風(fēng)力分層摩擦輪、甚至磁力吸盤抓取的可靠性都不理想。

風(fēng)力分層摩擦輪移動不適應(yīng)重量大、表面易損傷的物料。

需要一次抓取多張物料時，尤其是真空吸盤的吸力不能作用到下一張獨立的物料上，也不便通過吸盤抓取的方式實現(xiàn)。

一張紙印刷好一面后，需要印刷另一面時，需要翻面，采用吸盤及其組合，不易簡單地實現(xiàn)。

由于自動化抓取技術(shù)的限制，機(jī)器人在很多場合無法代替人的工作，尤其是一些重復(fù)性工作還必須 依靠人工完成，例如前述多層材料的抓取等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一、基本方案

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的磁力吸盤、真空吸盤、卡盤、卡爪、夾頭、風(fēng)力分層摩擦輪移動等自動化抓取裝置的缺陷，同時擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用范圍，本發(fā)明公開一種從所抓取整體物料的預(yù)定方位托住該物料，來抓取此物料的自動化抓取系統(tǒng)，其特征是從所抓取物料的預(yù)定方位托住所抓取物料，設(shè)有檢測所抓取物料的裝置；包括基架、托爪、檢測所抓取物料的裝置、控制器、驅(qū)動器；通過基架安裝在控制所抓取物料運動的運動源機(jī)構(gòu)的輸出部件上；驅(qū)動器安裝在基架上，托爪以運動副的形式與驅(qū)動器連接；檢測所抓取物料的裝置與托爪之間保持精確的位置關(guān)系；檢測所抓取物料的裝置通過通訊的方式與控制器連接；控制器通過通訊方式與驅(qū)動器連接；驅(qū)動器與動力源連接。

該抓取系統(tǒng)適用于循環(huán)工作過程中，整體物料的特定參數(shù)在指定范圍內(nèi)有可能變化，包括有規(guī)律的變化和無規(guī)律的變化的情況。依靠檢測所抓取物料的裝置確定整體物料特定參數(shù)的具體數(shù)值，例如確定該物料與托爪之間的相對位置，控制器根據(jù)相對位置信息，使托爪能順利可靠地楔入所抓取物料的預(yù)定方位。

檢測所抓取物料的裝置，是為了獲取整體物料的特定參數(shù)在指定范圍內(nèi)變化時所能確定的更小范圍，以便可靠地實現(xiàn)托爪與所抓取物料的連接，既可以是直接來連接，也可以通過輔助方法支持后實現(xiàn)連接。因此，檢測所抓取物料的裝置，既可以是測量裝置，也可以是定位裝置或者定位系統(tǒng)，例如把整體物料放到定位機(jī)構(gòu)里，通過定位機(jī)構(gòu)的工作使所抓取物料的基準(zhǔn)要素與定位機(jī)構(gòu)的定位要素相聯(lián)系，從而縮小所抓取物料特定參數(shù)的不確定范圍，甚至可以進(jìn)一步通過換算，保證托爪順利與所抓取物料連接。

因而該抓取系統(tǒng)，在設(shè)定調(diào)試好的、動力充足、環(huán)境條件正常的工作期間，例如一個生產(chǎn)班次、一個執(zhí)勤月或者年，不需要人的輔助和參與、干涉，順利可靠地完成抓取任務(wù)。

二、基礎(chǔ)優(yōu)選方案

動力源可以是電力，也可以是機(jī)械、氣動、液壓等類型動力。

控制器優(yōu)先安裝在運動源機(jī)構(gòu)上。實際應(yīng)用中控制器一般與運動源機(jī)構(gòu)的控制器設(shè)在一起，也可以控制器把指令發(fā)給運動源機(jī)構(gòu)，運動源機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的運動和動力傳動給驅(qū)動器?？刂破魍ㄟ^通訊方式與運動源機(jī)構(gòu)連接，由來自運動源機(jī)構(gòu)的機(jī)械運動和動力通過傳動機(jī)構(gòu)來驅(qū)動托爪運動。

所述所抓取物料的預(yù)定方位，優(yōu)先選用所抓取物料的下方。為便于敘述，以下全部以所抓取物料的下方作為托住所抓取物料的預(yù)定方位為例進(jìn)行描述。

依靠檢測所抓取物料優(yōu)先安裝在基架上，也可以安裝在其它靜止物體上，還可以安裝在能夠確定時間空間方位對應(yīng)參數(shù)的運動物體上。

檢測所抓取物料的裝置，可以分別檢測所抓取物料的位置和形狀、輪廓、重量、顏色等，也可以同時檢測其中的一種或者數(shù)種。

抓取系統(tǒng)通過基架與控制物料運動的運動源機(jī)構(gòu)的輸出部件固定連接為一體。

對于柔性物料或者較大尺寸物料的優(yōu)選方案，托爪上配有夾緊爪，當(dāng)托爪楔入所抓取物料下方后，夾緊爪靠近托爪，夾緊爪與托爪一起把物料夾緊。避免移動過程中失落，從而可容易提高搬運物料的效率。

對于水平面內(nèi)長度尺寸較大的物料，采用在所抓取物料的對邊設(shè)置成對托爪的優(yōu)選方案；對邊是指物料的邊緣兩處，這兩處的連線經(jīng)過物料的幾何中心或者物理重心。托爪與基架之間采用運動副連接，由于抓取過程中，托爪的運動不平行、甚至相反，所以需要給各個托爪配置獨立或部分共用的驅(qū)動器。托爪長度大于夾緊爪的長度。楔入時，托爪下表面距離下一層物料的表面一定距離，比如不小于1.5毫 米(根據(jù)物料表面狀態(tài)確定)，較深的楔入所抓取物料的下方，在一次抓取多層物料的情況下，夾緊爪長度較短，減少最上層所抓取物料可能被夾傷的區(qū)域，用托爪較深地托住最下層的所抓取物料。

一個優(yōu)選方案，用平板式彈簧夾的兩個夾板代替托爪和夾緊爪。

優(yōu)選方案，托爪上設(shè)置有保護(hù)所抓取物料的柔軟材料；

夾緊爪上設(shè)有保護(hù)所抓取物料的柔軟材料；

托爪和夾緊爪上設(shè)有保護(hù)所抓取物料的柔軟材料。

柔軟材料優(yōu)先選用橡膠、海綿；

柔軟材料應(yīng)不易脫落，穩(wěn)定可靠，不會污染所抓取物料，保護(hù)所抓取物料不受損傷、損害。

在卸料的工位，沿著所抓取物料邊緣的外側(cè)設(shè)置定位擋塊。使得所抓取物料準(zhǔn)確地到達(dá)指定位置，并且保證托爪與所抓取物料能夠完全分離，托爪與所抓取物料分離時，定位擋塊擋在所抓取物料厚度很薄的側(cè)邊(甚至邊角料)，把托爪與所抓取物料完全隔開，所抓取物料的上下工作面不會受力和損傷。

進(jìn)一步優(yōu)選，平行設(shè)置多個或者多對托爪，以適應(yīng)抓取寬度較大和重心不易控制在托爪上的物料；

再進(jìn)一步優(yōu)選，在相互垂直的方向上，譬如長度方向和寬度方向上，同時設(shè)置托爪；

更進(jìn)一步優(yōu)選，環(huán)狀周向布置多個托爪；

還進(jìn)一步優(yōu)選，環(huán)狀周向均布多個托爪；

一個優(yōu)選方案，托爪與所抓取物料接觸部位的硬度大于所抓取物料的硬度并制出引導(dǎo)用的楔形。

優(yōu)選方案，托爪設(shè)為長條狀，甚至貫通整個所抓取物料的下方，消除所抓取物料的重力引起的變形和損害。

優(yōu)先方案，托爪設(shè)為網(wǎng)格狀，甚至貫通整個所抓取物料的下方，消除所抓取物料的重力引起的變形和損害。

優(yōu)先方案，托爪設(shè)為平板，甚至貫通整個所抓取物料的下方，消除所抓取物料的重力引起的變形和損害。

優(yōu)先方案，托爪設(shè)為表面與所抓取物料下方輪廓吻合的形狀，從下方穩(wěn)定地托住所抓取物料，消除所抓取物料的重力引起的變形和損害，消除運轉(zhuǎn)過程中加速度引起的位置精度下降。

托爪楔入的一個優(yōu)選方案，直接推撬。適用于所抓取物料與支撐物料的物體之間有較大的縫隙，把托爪送進(jìn)縫隙，并撬動所抓取物料：最終使托爪處于所抓取物料的下方，把所抓取物料與它下面的支撐物分開，抓取裝置可以帶著所抓取物料按照要求的規(guī)律運動。

三、分層裝置

對于多層堆疊在一起的多張材料的優(yōu)選方案，設(shè)置分層裝置；

已經(jīng)按照預(yù)定的張數(shù)、厚度、次序、方位等要求成套疊放在一起的所抓取物料，很多套所抓取物料預(yù)先疊放在一起，需要每次一套送到指定位置。

分層裝置第一個優(yōu)選方案，楔入分層。使楔入所抓取物料下方的托爪上的前端起始楔入部位的材料硬度高于所要抓取物料的材料硬度；該前端起始楔入部位設(shè)有引導(dǎo)楔入的斜面；該斜面的表面粗糙度要小，一般不大于ra3.2、遇到牛頓摩擦大和表面要求嚴(yán)格的所抓取物料時應(yīng)小于ra0.4；該斜面不能有毛刺，尤其應(yīng)保留尖邊清除毛刺。把斜面前端的尖邊對準(zhǔn)所抓取物料與下一層物料或者支撐物的縫隙，楔入縫隙，把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第二個優(yōu)選方案，設(shè)置專門的分層元件，首先楔入所抓取物料與它下面的支撐物之間，把所抓取物料與它下面的支撐物分開，促使托爪順利地楔入所抓取物料與它下面的支撐物之間，實現(xiàn)抓取該物料的目的。

分層裝置第三個優(yōu)選方案，分層前先用定位件從多個側(cè)面推靠所抓取物料，尤其是從與分層方向垂直的側(cè)面推靠，使得各層疊碼整齊、側(cè)面一致、位置準(zhǔn)確。便于減少分層動作的運動范圍和提高抓取的位置精度。推靠裝置的每一個方向，比如縱向或橫向，一個方向的一個側(cè)面為固定位置定位側(cè)面，另一個側(cè)面為活動側(cè)面隨著物料的尺寸誤差停止推靠；也可以活動側(cè)面先推靠過應(yīng)該停止的位置，定位側(cè)面在向相反的方向推靠到定位側(cè)面的位置；對于尺寸精度很高的物料，可以每個側(cè)面都推靠到設(shè)定的固定位置；固定位置定位側(cè)面優(yōu)先選用物料上其它要素的基準(zhǔn)表面。

分層裝置第四個優(yōu)選方案，遇有真空、靜電、粘合劑吸引時，設(shè)置壓擋元件，緊隨托爪楔入所抓取物料與下一層物料之間，壓住下面不需要抓取的最上一層材料，分開一段距離。

分層裝置第五個優(yōu)選方案，設(shè)有在抓取之前檢測已經(jīng)分出的所抓取物料厚度的裝置。分層元件完全楔入后，檢測裝置檢測分層元件正上方所抓取物料的高度，與分層元件上表面的高度比較，判斷分開的厚度與要求的所抓取物料厚度是否一致，不一致時重新分層。

分層裝置第六個優(yōu)選方案，分層裝置與抓取裝置設(shè)置為兩套獨立的裝備，預(yù)先分層送到指定位置，等待抓取裝置來抓取。設(shè)置有避讓槽的上料平臺，用其它抓取方法，把需要抓取的物料，預(yù)先按照要求的規(guī)格、張數(shù)、次序、方位放在前述上料平臺上。托爪進(jìn)入前述上料平臺的避讓槽中，抓取預(yù)先配好的物料。特別適用于還沒有按照預(yù)定的張數(shù)、厚度、次序、方位等要求成套疊放在一起的所抓取物料。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第一個進(jìn)一步方案，抹斜、推斜錯開楔入。用一件與所抓取物料的上表面不垂直且倒向所抓取物料的斜面，從側(cè)面傾斜少量推動堆疊在一起的所抓取物料和墊在它下面的物料，使各層材料錯開，擴(kuò)大縫隙，便于楔入托爪或者另外的分層元件把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第二個進(jìn)一步方案，上面摩擦推斜錯位。在所抓取物料的上表面施加向著物料中心方向的摩擦力，使得所抓取物料與它下面的支撐物相對位移邊緣錯開，作為支撐物的下一層物料上表面露出一部分，便于托爪或者另外的分層元件楔入把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第三個進(jìn)一步方案，側(cè)面推斜(側(cè)面固定厚度推斜)。僅僅推移所要抓取物料的側(cè)面，避開所要抓取物料下面的支撐物，使作為支撐物的下一層物料露出一定寬度，便于找到縫隙位置，順利的楔入托爪或者另外的分層元件把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第四個進(jìn)一步方案，獨立上推，楔入分層。并設(shè)置帶有尖邊或者針尖的分層元件，例如尖邊或者針尖的圓弧半徑不大于r0.3，用尖邊或者針尖頂著所抓取物料的側(cè)面，向上移動，使所抓取物料與它下面的支撐物之間的縫隙擴(kuò)大，便于順利楔入托爪或者另外的分層元件把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第五個進(jìn)一步方案，對面反推，形成錯位，上推分層。從需要楔入側(cè)面的對面?zhèn)让鎯H僅推所抓取物料，避開所抓取物料下面的支撐物，使需要楔入的側(cè)面的下表面露出下面的支撐物；并設(shè)置帶有尖邊或者針尖的分層元件，例如尖邊或者針尖的圓弧半徑不大于r0.3，用尖邊或者針尖從下面傾斜頂著所要抓取物料露出的下表面向上頂，把所抓取物料與它下面的支撐物之間的縫隙擴(kuò)大，便于順利楔入托爪或者另外的分層元件把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第六個進(jìn)一步方案，摩擦拉回，形成錯位，上推分層。在要抓取物料的上表面施加離開所抓取物料中心方向的摩擦力，把所抓取物料移向需要楔入的一側(cè)，使需要楔入的側(cè)面的下表面露出下面的支撐物；并設(shè)置帶有尖邊或者針尖的分層元件，例如尖邊或者針尖的圓弧半徑不大于r0.3，用尖邊或者針尖從下面傾斜頂著所要抓取物料露出的下表面向上頂，把所抓取物料與它下面的支撐物之間的縫隙擴(kuò)大，便于順利楔入托爪或者另外的分層元件把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第七個進(jìn)一步方案，斜回上推分層。用一件與所抓取物料的上表面不垂直且倒向所抓取物料的斜面，從所抓取物料上需要楔入托爪的側(cè)面對面的側(cè)面傾斜少量推動堆疊在一起的所抓取物料和墊在它下面的物料，使各層材料錯開，使需要楔入的側(cè)面的下表面露出下面的支撐物；并設(shè)置帶有尖邊或者針尖的分層元件，例如尖邊或者針尖的圓弧半徑不大于r0.3，用尖邊或者針尖從下面傾斜頂著所要抓取物料露出的下表面向上頂，把所抓取物料與它下面的支撐物之間的縫隙擴(kuò)大，便于 楔入托爪或者另外的分層元件把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第八個進(jìn)一步方案，旋轉(zhuǎn)楔入分層。托爪繞著平行于分層方向的軸線旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)楔入所抓取物料與它下面的支撐物之間的縫隙。以適應(yīng)所抓取物料之外空間過小，但要求托爪長度較大的情況。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第九個進(jìn)一步方案，階梯分層。采用臺階厚度等于或者略小于所抓取物料最小厚度的臺階塊，臺階塊上較低的表面貼著所抓取物料的上表面向著所抓取物料的中心方向滑動、臺階塊上較高的表面懸空在所抓取物料之外，臺階塊上的臺階會推開所抓取物料，使所抓取物料下面的支撐物露出一定寬度，便于找到縫隙位置，順利的楔入托爪或者另外的分層元件把所抓取物料與它下面的支撐物分開。

分層裝置第一個優(yōu)選方案的第十個進(jìn)一步方案，對側(cè)讓位。當(dāng)采用第一個優(yōu)選方案的第一、二、三、五、六、七個進(jìn)一步方案之一時，在所抓取物料運動前方的一側(cè)，設(shè)置限高槽，槽的寬度大于所抓取物料的厚度，但小于所抓取物料厚度的1.68倍。

分層裝置第二個優(yōu)選方案的第一個進(jìn)一步方案，把分層元件的前端做成針尖形，針尖形的“針尖”處圓弧半徑不大于所抓取物料厚度的1/3；圓弧半徑處的材料硬度應(yīng)大于所抓取物料硬度至少hrc9.6；分層元件的前端表面粗糙度要小，一般不大于ra3.2、遇到牛頓摩擦大和表面要求嚴(yán)格的所抓取物料時應(yīng)小于ra0.4；表面不能有毛刺，尤其應(yīng)保留尖邊清除毛刺。把前端的“針尖”對準(zhǔn)所抓取物料與下一層物料或者支撐物的縫隙，并插入縫隙中把縫隙擴(kuò)大，以便托爪楔入。

分層裝置第二個優(yōu)選方案的第二個進(jìn)一步方案，把分層元件的前端做成扁形，扁形兩個斜面交角處尖邊的圓弧半徑不大于所抓取物料厚度的1/5；圓弧半徑處的材料硬度應(yīng)大于所抓取物料硬度至少hrc9.6；分層元件的前端表面粗糙度要小，一般不大于ra3.2、遇到牛頓摩擦大和表面要求嚴(yán)格的所抓取物料時應(yīng)小于ra0.4；該斜面不能有毛刺，尤其應(yīng)保留尖邊清除毛刺。把前端的尖邊對準(zhǔn)所抓取物料與下一層物料或者支撐物的縫隙，并插入縫隙中把縫隙擴(kuò)大，以便托爪楔入。

分層裝置第二個優(yōu)選方案的第三個進(jìn)一步方案，多級分層元件楔入，保證初始分層元件楔針的鋒利，和楔開要求最終分層元件楔針的強(qiáng)度和柔和，以免劃傷所抓取物料的表面。

分層裝置第二個優(yōu)選方案的第四個進(jìn)一步方案，分層裝置從抓取系統(tǒng)中分離出來，作為一個獨立的機(jī)構(gòu)。也可以配合抓取裝置工作。更進(jìn)一步方案，分離出來的分層裝置也設(shè)有托爪，把預(yù)先按照指定的層數(shù)、厚度、次序、方向等要求已經(jīng)分出的所抓取物料送到指定位置，等待與抓取裝置交接。分層裝置與抓取裝置設(shè)置為兩套獨立的裝備，預(yù)先分層送到指定位置，等待抓取裝置來抓取。

分層裝置第二個優(yōu)選方案的第五個進(jìn)一步方案，分層元件繞著與分層方向平行的軸線旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)使分層元楔入，實現(xiàn)有限空間增大楔入深度的目的；

分層裝置第二個優(yōu)選方案的第五個進(jìn)一步方案的更進(jìn)一步方案，分層元件制作成折彎形狀，以保證初始楔入時處于法向楔入狀態(tài)。

分層裝置第二個優(yōu)選方案的第六個進(jìn)一步方案，分層元件前端向下傾斜，壓著所抓取物料下面的支撐物露出的部分，下壓的同時楔入所抓取物料與它下面的支撐物之間的縫隙。

分層裝置第五個優(yōu)選方案的第一個進(jìn)一步方案，檢測裝置采用接近傳感器；

分層裝置第五個優(yōu)選方案的第二個進(jìn)一步方案，檢測裝置采用機(jī)械位移傳感器；

分層裝置第五個優(yōu)選方案的第三個進(jìn)一步方案，檢測裝置采用光電傳感器；

分層裝置第五個優(yōu)選方案的第二個進(jìn)一步方案的更進(jìn)一步方案，檢測裝置配套力傳感器；

分層裝置第五個優(yōu)選方案的第三個進(jìn)一步方案的更進(jìn)一步方案，檢測裝置采用激光位置傳感器；

分層裝置第五個優(yōu)選方案的第三個進(jìn)一步方案的更進(jìn)一步方案的再進(jìn)一步方案，檢測裝置采用激光輪廓傳感器。

分層裝置的第二個優(yōu)選方案與第三個優(yōu)選方案、第五個優(yōu)選方案組合，也就是同時設(shè)有分層元件、從多個側(cè)面推靠定位的裝置、檢測已經(jīng)分出的所抓取物料厚度的裝置。進(jìn)一步方案，根據(jù)檢測到的所抓取物料的邊緣縱向位置和所抓取物料上表面的高度位置，用配有力傳感器的位移傳感器以微小的壓力壓著所抓取物料上表面較深的邊緣，保證分層元件的楔入運動所在的平面與所抓取物料的上表面平行；依據(jù)所抓取物料的上表面的高度位置，確定分層元件楔入的高度位置，開始把分層元件楔入所抓取物料的下方；依靠所抓取物料的邊緣縱向位置確認(rèn)楔入深度；當(dāng)分層元件楔入后，比如楔入深度達(dá)到0.6毫米時，壓在所抓取物料上表面較深邊緣的位移傳感器上移，松開所抓取物料；同時分層元件開始向下施加一定壓力繼續(xù)楔入。當(dāng)分層元件達(dá)到指定的楔入深度后，分層元件上移一定高度，使得已經(jīng)分開的物料與底下的物料在分層元件附近有充分的距離，以便厚度檢測裝置從已經(jīng)分開的間隙測量已經(jīng)分出的物料厚度。經(jīng)過測量，如果已經(jīng)分開的物料厚度符合設(shè)定厚度范圍，則把托爪從已經(jīng)分開的縫隙楔入所抓取物料與它下面的支撐物之間，需要配有夾緊爪的情況下還要求夾緊爪與托爪一起夾緊所抓取物料后，接著厚度測量裝置返回后，基架上移到?jīng)]有阻礙的空間把所抓取物料運送到預(yù)定位置。如果已經(jīng)分開的物料厚度小于設(shè)定的厚度范圍下限值，根據(jù)測量厚度與設(shè)定厚度的差值，下移分層元件再次分層，并與原來分出的物料一起，測量厚度直到已分出的厚到達(dá)到設(shè)定要求。如果已經(jīng)分出的物料厚度大于設(shè)定的厚度范圍上限值，則放棄已經(jīng)分出的縫隙，根據(jù)測量厚度與設(shè)定厚度的差值，換算出合適的補償值上移分層元件再次分層，并測量分出物料的厚度，直到已經(jīng)分出的物料厚度達(dá)到設(shè)定要求。

分層裝置的第二個優(yōu)選方案與第三個優(yōu)選方案、第五個優(yōu)選方案組合進(jìn)一步方案的第一個更進(jìn)一步方案，如果已經(jīng)分開的物料厚度小于設(shè)定的厚度范圍下限值，則按照厚度的差值，結(jié)合所抓取物料平面尺寸的誤差分布規(guī)律，考慮所抓取物料的厚度(例如張數(shù)、厚度、次序等)，用位移傳感器測量沒被分出的最上一層的上表面的位置，補償分層元件的位置，補充分層，直到已經(jīng)分出的物料厚度達(dá)到設(shè)定要求。如果已經(jīng)分出的物料厚度大于設(shè)定的厚度范圍上限值，則放棄已經(jīng)分出的縫隙，根據(jù)測量厚度與設(shè)定厚度的差值，以所抓取物料的最上面一張的厚度或者最上面數(shù)張的厚度，作為分層厚度，轉(zhuǎn)化為前述“分開的物料厚度小于設(shè)定的厚度范圍下限值”的情況，換算出合適的補償值，上移分層元件再次分層，并測量分出物料的厚度，直到已經(jīng)分出的物料厚度達(dá)到設(shè)定要求。

分層裝置的第二個優(yōu)選方案與第三個優(yōu)選方案、第五個優(yōu)選方案組合進(jìn)一步方案第一個更進(jìn)一步方案的再進(jìn)一步方案，“分層元件開始向下施加一定壓力繼續(xù)楔入”的壓力范圍通過向下移動分層元件的位移來實現(xiàn)。

分層裝置的第二個優(yōu)選方案與第三個優(yōu)選方案、第五個優(yōu)選方案組合的進(jìn)一步方案第二個更進(jìn)一步方案，以所抓取物料最上面一層的上表面的高度位置和邊緣的縱向(沿著邊緣的法向)位置作為基準(zhǔn)，以所抓取物料的最上面一層的厚度作為補償分層元件楔入高度的原始依據(jù)，來確定分層元件的楔入高度，當(dāng)分層元件楔入一定深度，比如0.6毫米時，下壓分層元件，在力傳感器反饋的數(shù)值不達(dá)到可能破壞所抓取材料的范圍前提下，甚至分層元件下降補償所抓取物料最上面第二層、第三層…的厚度，分層元件帶著向下的壓力繼續(xù)楔入，分層元件楔入到指定深度后，測量已經(jīng)分出所抓取物料的厚度是否符合要求所抓取物料各層厚度之和。如果測量出的已經(jīng)分出所抓取物料厚度小于要求所抓取物料各層厚度之和，則推算出尚未分出的所抓取物料的最上一層。保留已經(jīng)分出的所抓取物料，把這個最上一層的高度位置作為基準(zhǔn)，把這個最上一層的厚度作為補償分層元件楔入高度的原始依據(jù)，來確定分層元件的楔入高度，當(dāng)分層元件楔入一定深度，比如0.6毫米時，下壓分層元件，在力傳感器反饋的數(shù)值不達(dá)到可能破壞所抓取材料的范圍前提下，甚至分層元件下降補償所抓取物料最上面第二層、第三層…的厚度，分層元件帶著向下的壓力繼續(xù)楔入，分層元件楔入到指定深度后，把所有已經(jīng)分出的所抓取物料疊加在一起，測量此所有已經(jīng)分出所抓取物料的厚度是否符合要求所抓取物料各層厚度之和。直到所分出的所抓取物料厚度達(dá)到要求的所抓取物料總厚度范圍。

分層裝置的第二個優(yōu)選方案與第三個優(yōu)選方案、第五個優(yōu)選方案組合的進(jìn)一步方案第三個更進(jìn)一步方案，所抓取物料為多層時，首先從邊緣輪廓縱向尺寸大的物料以上分層。

四、翻面功能

設(shè)有翻面機(jī)構(gòu)的抓取系統(tǒng)優(yōu)選方案。托爪上配有夾緊爪的抓取系統(tǒng)，抓取所抓取物料后，通過托爪的運動，把所抓取物料原來的上面轉(zhuǎn)到下面、原來的下面轉(zhuǎn)到上面。

基架上設(shè)有垂直支架和水平支架，垂直支架固定在基架上，水平支架通過鉸鏈固定在垂直支架下方，水平支架上設(shè)有托爪以及配套的夾緊爪和驅(qū)動器，水平支架翻轉(zhuǎn)180°，把托抓與夾緊爪上的所抓取物料翻面。

第一個優(yōu)選方案，一件水平支架上至少配置兩套托爪與夾緊爪；

第二個優(yōu)選方案，驅(qū)動水平支架翻轉(zhuǎn)是通過微電機(jī)驅(qū)動實現(xiàn)的。微電機(jī)優(yōu)先采用步進(jìn)電機(jī)；

第二個優(yōu)選方案的進(jìn)一步方案，驅(qū)動水平支架翻轉(zhuǎn)的微電機(jī)采用伺服電機(jī)；

第三個優(yōu)選方案，基架上設(shè)有兩套垂直支架、水平支架及其配套的托爪、夾緊爪、驅(qū)動器，從兩端托住物料。

第三個優(yōu)選方案的進(jìn)一步方案，兩件水平支架上至少有一處相對的位置設(shè)有對位傳感器，使得翻面過程中兩件水平支架同步運動，保證所抓取物料不被扭曲。對位傳感器優(yōu)先選用光纖傳感器。

第四個優(yōu)選方案，有些物料需要放入深度較大的料盒，為了避免摔傷物料，就不能從太高的位置放開物料，水平支架無法進(jìn)入料盒，要求托爪必須設(shè)在水平支架以下一段深度，需要在水平支架設(shè)置支撐桿安裝托爪及驅(qū)動器，支撐桿在水平支架上固定鉸鏈連接。當(dāng)水平支架翻轉(zhuǎn)180°，把支撐桿旋轉(zhuǎn)180°，把鉸鏈連接在支撐桿上的托爪及其夾緊爪也旋轉(zhuǎn)180°，使得所抓取物料處于水平支架的下方，并且抓取前向上的面變?yōu)橄蛳?，抓取前向下的面變?yōu)橄蛏稀?/p>

第四個優(yōu)選方案的進(jìn)一步方案，當(dāng)一件水平支架上設(shè)有兩套及兩套以上托爪時，設(shè)置反方向同步機(jī)構(gòu)，使得托爪在支撐桿上的旋轉(zhuǎn)軸線與支撐桿在水平支架上的旋轉(zhuǎn)軸線平行、托爪在支撐桿上的旋轉(zhuǎn)角速度與支撐桿在水平支架上的旋轉(zhuǎn)角速度大小相等，方向相反；

第四個優(yōu)選方案進(jìn)一步方案的第一個優(yōu)選方案，反方向同步機(jī)構(gòu)優(yōu)選同步帶輪機(jī)構(gòu)。兩個同步帶輪的齒數(shù)、規(guī)格相同，其中一個同步帶輪固定安裝在水平支架上、與支撐桿在水平支架上的旋轉(zhuǎn)軸線同軸；另一個同步帶輪與托爪固定在一起鉸鏈連接在支撐桿上，與托爪在支撐桿上旋轉(zhuǎn)的軸線同軸；

第四個優(yōu)選方案進(jìn)一步方案的第二個優(yōu)選方案，反方向同步機(jī)構(gòu)優(yōu)選程序控制的微電機(jī)。

第四個優(yōu)選方案進(jìn)一步方案的更進(jìn)一步方案，設(shè)置同一水平支架上的支撐桿及其托爪同步運動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同一水平支架上的每個相鄰的兩個支撐桿上的托爪之間設(shè)置對位傳感器檢測，以保證同一水平支架上的支撐桿及其托爪同步；

第四個優(yōu)選方案進(jìn)一步方案更進(jìn)一步方案的第一個優(yōu)選方案，同步運動執(zhí)行機(jī)構(gòu)依靠同步帶輪機(jī)構(gòu)，同步帶輪齒數(shù)、規(guī)格相同，固定在支撐桿上，軸線與支撐桿在水平支架上旋轉(zhuǎn)的軸線同軸；

第四個優(yōu)選方案進(jìn)一步方案更進(jìn)一步方案的第二個優(yōu)選方案，同步運動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是程序控制的一組微電機(jī)。

第五個優(yōu)選方案，是第四個優(yōu)選方案的替代方案。有些物料需要放入深度較大的料盒，為了避免摔傷物料，就不能從太高的位置放開物料，當(dāng)托爪直接固定在水平支架上時，在放料盒上設(shè)置接料機(jī)構(gòu)。輸送裝置上的托爪及其配套的夾緊爪翻轉(zhuǎn)后，把經(jīng)過翻面的所抓取物料送到放料盒上部指定的交接位置，由接料裝置上的托爪及配套夾緊爪與輸送裝置上的托爪位置錯開，接料裝置上的托爪及其配套的夾緊爪可靠抓取物料后，輸送裝置上的托爪及其配套的夾緊爪及時與所抓取物料完全分離，輸送裝置運動到便于抓取下一次物料的位置準(zhǔn)備好抓取下一次物料；接料裝置平穩(wěn)的把所抓取物料送到放料盒里的支撐物(放料盒的盒底或者上一次放進(jìn)的物料)上表面一定高度，接料裝置的托爪及其配套的夾緊爪及時與所抓取物料完全分離，保證所抓取物料平穩(wěn)的落在支撐物上，接料裝置運動到便于接受下一次物料的位置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基本架構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明托爪上配有夾緊爪的實施例示意圖。

圖中，1-支撐物；2-所抓取物料；3-托爪；4-驅(qū)動器；5-基架；6-動力源接口；7-通訊線纜a；8-控制器；9-通訊線纜b；10-檢測所抓取物料的裝置；11-夾緊爪；111-齒輪；112-齒條。

具體實施方式

結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

圖1中，激光輪廓測量儀作為檢測所抓取物料的裝置10，通過通訊線纜b9與控制器8連接，把檢測到的所抓取物料2的位置和形狀信息發(fā)送給控制器8。所抓取物料1位于支撐物2上，控制器8根據(jù)所抓取物料2的位置和形狀信息，以及托爪3的位置和形狀信息，驅(qū)動器4通過通訊線纜a7與控制器8連接，驅(qū)動器4通過動力源接口6與動力源連接，控制器8通過通訊線纜a7發(fā)出指令操縱驅(qū)動器4帶動托爪3向所抓取物料2的下方運動，把托爪3前端的扁部楔入所抓取物料2與支撐物1之間，托爪3繼續(xù)向前運動，到達(dá)所抓取物料2的下方，托住所抓取物料2，安裝基架5的運動源機(jī)構(gòu)的輸出部件就可以帶著托爪3運動，把所抓取的物料2送達(dá)指定的位置。

圖2中，托爪3上配有夾緊爪11，夾緊爪11上設(shè)有齒條112；托爪3上配的齒輪111，通過齒輪111與齒條112的嚙合，把夾緊爪11連接到托爪3上。當(dāng)托爪3在驅(qū)動器4操縱下到達(dá)所抓取物料下方時，控制器8發(fā)出指令，驅(qū)動器4操作托爪3上的齒輪111帶動齒條112移動，把夾緊爪11向下移動，夾緊爪11與托爪3一起夾緊所抓取物料2，就可以平穩(wěn)安全的移動所抓取物料2了。

進(jìn)一步實施例，電路板印刷時，印完一面需要印刷另一面。

先給設(shè)有避讓槽的轉(zhuǎn)運工作臺上放一張與電路板同樣大小的保護(hù)紙，再給保護(hù)紙上放一張電路板；

托爪進(jìn)入避讓槽，托起保護(hù)紙和電路板，送到印刷工位帶有避讓槽的印刷工作臺；

一面電路印刷好后，帶有夾緊爪的托爪，在驅(qū)動器的帶動下，托爪進(jìn)入避讓槽之中后，夾緊爪向托爪移動把保護(hù)紙和電路板夾緊，抓取系統(tǒng)帶著印刷好一面的電路板和它下面的保護(hù)紙離開印刷工位；

托爪翻轉(zhuǎn)180°，使印刷好的電路向下，保護(hù)紙?zhí)幱陔娐钒迳厦妫?/p>

預(yù)先在空的儲運盒中放一張與電路板大小相同的保護(hù)紙，就可以不斷把印刷好一面的電路板和保護(hù)紙放到這個儲運箱中堆疊碼放起來；

前述儲運箱裝滿后，把最上面的一張保護(hù)紙移走，就可以用抓取系統(tǒng)，先把印刷好一面的電路板與它下面的保護(hù)紙，通過分層，托爪抓取送到下一面的印刷工作臺上進(jìn)行印刷。

更進(jìn)一步實施例，采用基架上設(shè)有兩組垂直支架和水平支架的抓取系統(tǒng)，每件水平支架上有兩套托爪及其夾緊爪。

再進(jìn)一步的實施例，托爪和夾緊爪與電路板接觸的表面設(shè)有保護(hù)緩沖材料。

采用抓取系統(tǒng)，由于托爪只與電路板的邊緣接觸，避免了滾輪輸送時對電路板中心部位的損傷。

配有夾緊爪，抓取牢靠，多托爪抓取，運行可靠，輸送速度提高。