本發(fā)明采用連桿機(jī)構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機(jī)械手，由氣缸驅(qū)動(dòng)的增力機(jī)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(jī)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(zhǎng)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(shí)碼垛機(jī)械手不需要箱體外側(cè)作用空間，可以保持箱體四個(gè)側(cè)面同時(shí)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(diǎn)，屬于運(yùn)輸包裝、物流輸送裝備和機(jī)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(yùn)輸服務(wù)，集裝箱為海陸空聯(lián)運(yùn)的無縫銜接提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，集裝箱是現(xiàn)代物流的基石。集裝箱運(yùn)輸在我國(guó)國(guó)際、國(guó)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(yùn)輸過程中消耗了大量能源，但集裝箱的裝卸運(yùn)輸效率、安全性、倉儲(chǔ)性和標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)，反而降低了運(yùn)輸成本。

運(yùn)輸包裝，又稱外包裝，以瓦楞紙箱為主，是為了盡可能降低運(yùn)輸流通過程中對(duì)產(chǎn)品造成的損壞，保障產(chǎn)品安全，方便儲(chǔ)運(yùn)裝卸，加快交接點(diǎn)驗(yàn)為主要目的包裝。運(yùn)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(yùn)輸包裝問題，是運(yùn)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(gè)性定制、產(chǎn)品小批量化的發(fā)展勢(shì)頭不斷壯大，為降低瓦楞紙箱想消耗，為實(shí)現(xiàn)貨品從生產(chǎn)商、電商到消費(fèi)者的快速物流，需要具有信息化功能的周轉(zhuǎn)箱。國(guó)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(yùn)輸與裝卸，但這種周轉(zhuǎn)箱沒有帶RFID電子標(biāo)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(qǐng)(專利名：帶雙傳感RFID和高強(qiáng)緩沖墊的斜插式金屬蓋底運(yùn)轉(zhuǎn)箱，申請(qǐng)?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(diǎn)；提出了采用垂直安裝兩個(gè)RFID模塊的方式，增加讀取可靠性和追蹤定位精度；采用高強(qiáng)緩沖墊，將周轉(zhuǎn)箱轉(zhuǎn)變具有瓦楞紙箱的運(yùn)輸包裝特性；采用箱體口部?jī)蓚?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(yùn)的長(zhǎng)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(shí)靠箱體斜側(cè)面接觸支撐，層疊的空箱分離難)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)箱體兩側(cè)裝配的鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手，通過鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手垂直方向開槽方式，給出了碼垛機(jī)械手手指插入的空間；本發(fā)明碼垛機(jī)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(zhǎng)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(shí)不需要箱體外側(cè)作用空間，可以保持箱體四個(gè)側(cè)面同時(shí)無縫隙地貼緊其他箱體。

本發(fā)明碼垛機(jī)械手由氣缸驅(qū)動(dòng)的增力機(jī)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(shí)現(xiàn)的：

如附圖1-7所示，本發(fā)明采用連桿機(jī)構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機(jī)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(jī)構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機(jī)械手中，中間鏤空的框架1作為基礎(chǔ)件、與機(jī)器人連接，兩個(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)；抗轉(zhuǎn)矩直線導(dǎo)軌4穿過兩個(gè)直線軸承3，使直線軸承3只能直線移動(dòng)、不能轉(zhuǎn)動(dòng)；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(shí)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(gè)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(gè)鉸鏈軸座10上端各有一個(gè)緊固螺母，限制大頭連桿7和大連桿9軸向移動(dòng)、且保證大頭連桿7和大連桿9轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向間隙，兩個(gè)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(gè)直線軸承3上各自裝有一個(gè)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(gè)手指部件11結(jié)構(gòu)相同、對(duì)稱安裝。

如附圖2-7所示，本發(fā)明采用連桿機(jī)構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機(jī)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)鉸鏈支座上，L形鉸鏈座8a和Z形指板1a構(gòu)成這個(gè)鉸鏈支座，在L形鉸鏈座8a和Z形指板1a上的孔與這個(gè)鉸鏈軸銷兩端過盈配合、共同支撐的這個(gè)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(gè)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(diǎn)：

①伸展機(jī)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(shí)，手指垂直伸進(jìn)鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手中間槽內(nèi)，整個(gè)手指橫截面均在槽口的范圍內(nèi)，不會(huì)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(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)厚連桿4a在活塞行程末端成水平狀，起吊鉤作用；機(jī)械手向上提升時(shí)，從鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手中間，水平狀的兩個(gè)厚連桿4a接觸鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手下面，兩導(dǎo)桿的行程終端有兩個(gè)并緊的限位螺母，靠每個(gè)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(dòng)力，機(jī)械手也不會(huì)從箱體上脫開，安全可靠；箱體之間可以緊靠，機(jī)械手不需要操作空間，裝載時(shí)空間利用率高。

②增力機(jī)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(shí)，尤其是斜插的層疊空箱分離時(shí)，夾緊氣缸5驅(qū)動(dòng)連桿增力機(jī)構(gòu)，夾緊氣缸5的缸徑小、驅(qū)動(dòng)力??；且手指的Z形指板1a夾持在鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手的外側(cè)垂直面上，對(duì)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(jī)器人將機(jī)械手的手指水平地伸在鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手的下面，機(jī)械手內(nèi)部沒有運(yùn)動(dòng)，也不需要夾持驅(qū)動(dòng)，就可以由機(jī)器人向上提升箱體，將箱體碼垛或放置在貨架上。

④氣動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的敏捷性：不僅采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)迅速，而且通過連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)氣缸行程短，從而保證碼垛機(jī)械手操作的快捷特點(diǎn)。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明既可伸展又可開合的碼垛機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)械手水平夾持層疊的空周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)的俯視圖

具體實(shí)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(qǐng)(專利名：帶雙傳感RFID和高強(qiáng)緩沖墊的斜插式金屬蓋底運(yùn)轉(zhuǎn)箱，申請(qǐng)?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(jī)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(shí)，夾緊氣缸5活塞桿處于伸出末端，本發(fā)明碼垛機(jī)械手的手指垂直地伸進(jìn)左右側(cè)的鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手中間槽內(nèi)，整個(gè)手指橫截面均在槽口的范圍內(nèi)，不會(huì)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(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)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(gè)厚連桿4a向外成水平狀，起吊鉤作用；機(jī)器人帶動(dòng)機(jī)械手向上提升時(shí)，從鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手中間，水平狀的兩個(gè)厚連桿4a接觸鋁型材或L形橫截面長(zhǎng)把手的下面，進(jìn)行上下碼垛；兩導(dǎo)桿的行程終端均有兩個(gè)并緊的限位螺母，靠每個(gè)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(dòng)力；機(jī)械手手指部件11與箱體的相對(duì)位置不變，不會(huì)從箱體上脫開，安全可靠；機(jī)械手不需要操作空間，箱體之間可以緊靠，裝載時(shí)空間利用率高。

如附圖16-17所示，本發(fā)明采用連桿機(jī)構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機(jī)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(shí)，機(jī)器人將機(jī)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(zhǎng)把手的下面，機(jī)械手內(nèi)部沒有運(yùn)動(dòng)，也不需要夾持驅(qū)動(dòng)，就可以由機(jī)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(jī)構(gòu)既可伸展又可開合的碼垛機(jī)械手，夾緊氣缸5驅(qū)動(dòng)連桿增力機(jī)構(gòu)，夾緊氣缸5的缸徑小、驅(qū)動(dòng)力小；裝滿貨物的周轉(zhuǎn)箱上下層層碼垛時(shí)，尤其是在斜插的層疊空箱分離時(shí)，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(gè)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(gè)手指部件11同時(shí)靠近運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，水平地夾緊箱體鋁型材外側(cè)垂直面或L形橫截面長(zhǎng)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(dòng)，垂直地夾緊鋁型材槽口內(nèi)的垂直面或L形橫截面長(zhǎng)把手槽口內(nèi)的垂直面。

以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)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?，本領(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(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。