纸板抓取机械手及机械臂的制作方法

1.本发明涉及纸板等板状物料智能化转运领域，特别是一种纸板抓取机械手及机械臂。


背景技术：

2.在生产车间内，需要待加工的纸板等工件从转运车卸载到各个印刷生产设备上，目前均采用人工转运，效率低，劳动强度高。中国专利文献cn 109051786 a记载了一种高效取纸智能机械臂，采用了真空吸盘的结构吸取工件，但是该方案每次仅能吸附一张工件，效率仍然较低。中国专利文献cn 208413216 u，也记载了一种用于瓦楞纸板输送线上的抓取装置，能够利用开合的夹取结构和推板结构一次夹取多张工件，但是该方案存在以下问题，1是运行速度较慢，效率较低。2是将夹爪插入到工件中时，若插入到不同层的工件中，仍容易将工件损坏，而损坏的工件会造成下道工序的生产事故，例如，连续卡纸、损坏设备等事故。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种纸板抓取机械手及机械臂，能够方便的从堆叠在转运车上的纸板分次取下转移至下道工序，例如印刷机、模切机等。且能够避免出现夹爪插入到工件中时，使工件损坏的问题。能够大幅减少转运的人工成本和劳动强度，能够大幅减轻抓取爪的自重，提高可抓取的工件的重量。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种纸板抓取机械手，它包括爪座，爪座用于与关节机械臂固定连接，爪座上设有可相对移动的上臂和下臂，在上臂和下臂之间还设有沿上臂和下臂方向往复运动的推抬板装置。
5.优选的方案中，所述的上臂和\或下臂与爪座滑动连接，在爪座上设有臂升降杆，用于驱动上臂和\或下臂沿着爪座滑动；所述的臂升降杆采用丝杆螺母机构或气缸。
6.优选的方案中，所述的下臂与爪座固定连接，爪座上设有大致沿竖直方向的上臂滑轨，还设有大致沿竖直方向的的滑槽，在爪座的背面设有臂升降杆，上臂的一端穿过滑槽与臂升降杆固定连接，上臂还与上臂滑轨滑动连接，并由臂升降杆驱动沿着上臂滑轨滑动；所述的臂升降杆采用丝杆螺母机构或气缸。
7.优选的方案中，上臂和下臂分别为独立的两部分，位于爪座的两侧，上臂和下臂的自由端分别设有大致平行的上夹板和下夹板；上夹板和下夹板位于上臂与下臂相对的一侧，以使上夹板和下夹板与被夹持物料接触。
8.优选的方案中，所述的上夹板和下夹板采用碳纤维板。
9.优选的方案中，所述的上臂和下臂采用多个并列布置的管件，管件的一端通过与抱箍与爪座或滑座固定连接；各个管件之间通过横向连接件固定连接。
10.优选的方案中，沿着下臂设有推抬导杆和推抬螺杆，推抬电机固设在爪座上，推抬电机的输出轴与推抬螺杆固定连接，并驱动推抬螺杆旋转，推抬板滑座与推抬导杆滑动连接，推抬板滑座与推抬螺杆螺纹连接；推抬板与推抬板滑座滑动连接，推抬升降杆与推抬板滑座固定连接，推抬升降杆还与推抬板连接，以驱动推抬板升降。
11.优选的方案中，所述的上臂和下臂采用双臂结构，两臂之间设有空隙；在两个下臂的端头各固设有一个相向延伸的端头座板，两根推抬导杆穿过端头座板与连接板连接，连接板与推抬螺杆端头通过轴承连接。
12.优选的方案中，所述的推抬板为倾斜布置，推抬板底部靠近下臂的自由端，推抬板顶部靠近爪座；推抬板外侧表面的运动方向与竖直面的夹角为5
°
~25
°
；推抬板的外侧表面设有水平齿；在推抬板的外侧表面的底部还设有突出表面的抬起齿。
13.一种采用上述的纸板抓取机械手的机械臂，关节机械臂的自由端与爪座固定连接。
14.本发明提供了一种纸板抓取机械手及机械臂，能够用于机械臂从成堆的工件中，无损的取出一定厚度的堆叠工件，并转运至下一工序。设置的推抬板装置能够在夹板插入前，先将工件抬起部分，形成较大的缝隙，避免在夹板插入过程中损坏纸张工件。并能够用于推送工件。优选的方案中，采用管件结构的上臂和下臂，配合碳纤维板材质的夹板，能够大幅减轻机械手的自重，从而提升每次转运工件的重量。本例中的推抬板结构和安装位置，能够提高每次抬纸的成功率。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为本发明的抓取爪的立体图。
16.图2为本发明的机械臂的整体结构主视示意图。
17.图3为本发明的抓取爪的主视图。
18.图4为本发明的抓取爪的仰视图。
19.图5为本发明的抓取爪的另一方向的立体图。
20.图6为本发明的抓取爪抬起部分纸垛时的示意图。
21.图中：爪座1，上臂2，上夹板3，下臂4，下夹板5，上臂滑轨6，滑槽7，推抬板装置8，推抬板81，推抬升降杆82，推抬板滑座83，端头座板9，连接板10，推抬导杆11，推抬螺杆12，推抬电机13，臂升降杆14，机械臂连接座15，横向连接件16，抱箍17，滑座18，纸垛19，抓取爪100，关节机械臂200，与竖直面的夹角a。
具体实施方式
22.实施例1：如图1~5中，一种纸板抓取机械手，它包括爪座1，爪座1用于与关节机械臂200固定连接，爪座1上设有可相对移动的上臂2和下臂4，在上臂2和下臂4之间还设有沿上臂2和下臂4
方向往复运动的推抬板装置8。由此结构，能够实现在下臂4的下夹板5插入堆叠工件前的抬起操作，使工件形成便于下夹板5插入的空隙。
23.优选的方案如图1中，所述的上臂2和\或下臂4与爪座1滑动连接，在爪座1上设有臂升降杆14，用于驱动上臂2和\或下臂4沿着爪座1滑动；根据工况，本例中可以采用上臂2滑动、或下臂滑动，或上臂和下臂同时滑动的方案。
24.所述的臂升降杆14采用丝杆螺母机构与电机驱动或气缸配合电磁阀驱动的方案。
25.优选的方案如图1、3中，所述的下臂4与爪座1固定连接，爪座1上设有大致沿竖直方向的上臂滑轨6，还设有大致沿竖直方向的的滑槽7，在爪座1的背面设有臂升降杆14，上臂2的一端穿过滑槽7与臂升降杆14固定连接，上臂2还与上臂滑轨6滑动连接，并由臂升降杆14驱动沿着上臂滑轨6滑动；所述的臂升降杆14采用丝杆螺母机构或气缸。虽然本例中以上臂2为例进行了限定，但是同样的滑动结构，用于下臂4也是可行的，即该处中的上臂2和下臂是可等同替换的结构。
26.优选的方案如图1中，上臂2和下臂分别为独立的两部分，位于爪座1的两侧，上臂2和下臂的自由端分别设有大致平行的上夹板3和下夹板5；上夹板3和下夹板5位于上臂2与下臂相对的一侧，以使上夹板3和下夹板5与被夹持物料接触。由此结构，便于减轻整个机械手的自重。
27.优选的方案中，所述的上夹板3和下夹板5采用碳纤维板。由此结构，进一步减轻整个机械手的重量，也能提高机械臂的动作精度。
28.进一步优选的，在上夹板3和下夹板5上设有多个孔，在孔内固设有橡胶囊，橡胶囊通过电磁阀与压缩空气管连通，当上夹板3和下夹板5夹住工件后，橡胶囊充气膨起与工件接触，以提高在翻转过程中，对工件的摩擦力。以避免碳纤维板的摩擦力过低而使工件散落。
29.优选的方案如图1、4、5中，所述的上臂2和下臂采用多个并列布置的管件，管件的一端通过与抱箍17与爪座1或滑座18固定连接；各个管件之间通过横向连接件16固定连接。由此结构，进一步降低整个机械手的自重。
30.优选的方案中，沿着下臂4设有推抬导杆11和推抬螺杆12，推抬电机13固设在爪座1上，推抬电机13的输出轴与推抬螺杆12固定连接，并驱动推抬螺杆12旋转，推抬板滑座83与推抬导杆11滑动连接，推抬板滑座83与推抬螺杆12螺纹连接；由此结构，用于驱动推抬板滑座83沿着推抬导杆11往复运动。
31.推抬板81与推抬板滑座83滑动连接，推抬升降杆82与推抬板滑座83固定连接，推抬升降杆82还与推抬板81连接，以驱动推抬板81升降。推抬升降杆82优选采用气缸，可替换的也可以采用丝杆螺母机构。
32.优选的方案如图1中，所述的上臂2和下臂采用双臂结构，两臂之间设有空隙；在两个下臂4的端头各固设有一个相向延伸的端头座板9，两根推抬导杆11穿过端头座板9与连接板10连接，连接板10与推抬螺杆12端头通过轴承连接。
33.另一可选的方案中，沿着下臂4设有推抬导杆11和气缸，推抬板滑座83与推抬导杆11滑动连接，推抬板滑座83还与气缸的活塞杆连接，以驱动推抬板滑座83沿推抬导杆11往复运动。
34.优选的方案中，所述的推抬板81为倾斜布置，推抬板81底部靠近下臂4的自由端，
推抬板81顶部靠近爪座1；推抬板81外侧表面的运动方向与竖直面的夹角a为5
°
~25
°
；优选的，为15~22
°
，由此结构，用于抬起工件的过程中，便于操作。也便于机械爪的下夹板5以特定的角度插入到工件的分层缝隙中。在该特定的角度，不会损坏接触的工件。该倾角的意义还在于，当整个推抬板装置8向爪座1退回时，被抬起的工件会落下到下一个位置的推抬板81的摩擦齿上，而不会落到堆叠的其他工件一起。以便于维持被抬起形成的缝隙。
35.优选的方案中，推抬板81的外侧表面设有水平齿。设置的水平齿能够更好地挂住平板状的工件。在推抬板81的外侧表面的底部还设有突出表面的抬起齿，抬起齿离开表面的高度，不高于纸板的模切宽度，抬起齿能够在抬纸过程中，起到承托作用，大大降低了掉纸率。如果出现损坏边缘的情形，在生产中，印刷机会对纸板边缘按模切宽度切齐，损坏的位置能够被清除。
36.进一步优选的方案如图5、6中，推抬板滑座83横截面为梯形的结构，前端较高，以构成足够长的滑轨，后端较低，推抬板滑座83与推抬导杆11连接的位置位于推抬板滑座83的后端，以使推抬板滑座83能够伸出到下夹板5之外，以在推抬板81抬起工件时，避开干涉。
37.实施例2：在实施例1的基础上，一种采用上述的纸板抓取机械手的机械臂，关节机械臂200的自由端与爪座1固定连接。在爪座1的背面设有机械臂连接座15，机械臂连接座15上设有法兰和卡座，用于与关节机械臂200的自由端固定连接。
38.实施例3：以最优的实施例为例，对本发明的机械臂的使用过程加以说明。
39.如图1~6中，将爪座1与关节机械臂200固定连接，先将机械爪伸到堆叠工件例如纸垛19附近，如图6中所示，在堆叠工件附近设有用于检测堆叠工件高度的检测装置，例如，具有自动识别功能的摄像头，以识别工件的厚度，主控装置将下夹板5对准堆叠工件的大致位置，该位置可以使机械爪抓取一定厚度的堆叠工件。
40.推抬板装置8向前滑移，直至抵住堆叠工件的前侧，推抬升降杆82动作，使推抬板81升起，推抬板81上的水平齿将工件的边缘勾住，使部分的堆叠工件被抬起，并形成便于下夹板5插入的楔形缝隙，关节机械臂200前伸，以相同的速度，推抬板装置8后退，以在下夹板5插入的同时维持楔形缝隙。当下夹板5插入到楔形缝隙内一定深度后，臂升降杆14动作，驱动上臂2下降，直至上夹板3与下夹板5将部分堆叠工件夹住，关节机械臂200动作，将夹持的堆叠工件送往下个工序，在输送过程中，还可以完成堆叠工件的翻面操作。
41.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。