一种单杯抓取装置的制作方法

1.本发明涉及一种搬运设备，具体涉及一种单杯抓取装置。


背景技术：

2.对于杯装饮料为了实现自动化生产，在生产过程中都需要对单杯进行运输，在不同的生产线之间转运，现有的转运设备主要依靠托举和侧向抓取的方式进行，也就是托住饮料杯的底部，将其运往下一生产工序，或者是从侧面夹住饮料杯运往下一生产工序，但是这两种方式对于奶茶杯这种带盖的饮料杯只能起到运输的作用，如果奶茶杯盖没有和杯身扣紧，在运输过程中是无法进行检测的，这就可能造成下一道工序成产出现错误。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种单杯抓取装置，能够有效解决现有单杯转运装置无法的对杯盖和杯身是否扣紧进行检测的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种单杯抓取装置，包括机架、驱动气缸、控制块、杯盖罩和至少三只抓爪，所述杯盖罩开口朝下，所述杯盖罩连接在所述机架上，所述驱动气缸包括缸体和活塞，所述缸体固定在所述机架上，所述控制块固定在所述活塞上，所有抓爪成环形阵列分布在杯盖罩的外侧，所有抓爪均摆动连接在所述机架上，每只所述抓爪均包括抓取部和驱动部，所述控制块与所有驱动部活动连接以控制所有抓取部开合。
5.进一步的，所述机架上开有竖直设置的滑孔，所述杯盖罩上连有滑杆，所述滑杆与所述滑孔滑动配合；通过滑杆使杯盖罩与机架之间滑动连接，在机架向下抓取单杯时，杯盖罩与杯盖之间能产生缓冲，避免杯盖罩把杯盖或杯身压变形。
6.进一步的，所述杯盖罩固定在滑杆的底端，所述滑杆的上部伸出所述滑孔，所述滑杆的上部套有弹簧，所述弹簧一端抵接在滑杆上，所述弹簧的的另一端抵接在所述机架上；利用弹簧更好的控制杯盖罩压向杯盖的压力，确保杯盖罩能将杯盖和杯身压紧，同时又不至于压力过大而将杯盖或者杯身压坏。
7.进一步的，所述抓爪的驱动部水平设置，所述抓爪的抓取部竖直设置，所述抓取部的顶部与驱动部的一端固定连接，所述驱动部的另一端与控制块抵接，通过折转设置的驱动部和水平部，可以方便布置抓爪的位置，减少水平方向占用的空间，以便于安排更多的抓爪，并且利于控制块超控抓爪摆动实现抓取部开合。
8.进一步的，每只所述抓爪的抓取部均开有朝向杯盖罩方向的沟槽；通过沟槽更好的与杯盖的周边相配合，在抓取单杯时更加稳固不易滑脱。
9.进一步的，所述杯盖罩上开有与抓爪的抓取部位置对应的抓取口；在杯盖罩上设置抓取口，在保证杯盖罩向下延伸可以罩住整个杯盖时，还能留出位置让抓爪能伸入杯盖罩抓住杯盖。
10.进一步的，所述杯盖罩为半球形；半球形的杯盖罩可以适配多种不同型号的杯盖，
并且能扩大与杯盖的接触面，防止杯盖被压扁。
11.进一步的，所述机架上设有横截面为正方形的固定部，所述固定部的四个角上分别开有固定槽，所述抓爪有四只，每只所述抓爪对应一个固定槽并且与固定槽的槽壁通过转轴转动连接；设置四只抓爪可以避免相邻抓爪之间间隔过大造成抓取不稳，也可以避免抓爪数量过多造成装置过于复杂，而在机架上设置横截面为正方形的固定部，充分利用固定部的转角，方便安装转轴让抓爪可以摆动，简化整个机架的结构。
12.进一步的，所述控制块的侧壁开有设有供驱动部摆动的活动槽，所述驱动部上设有与所述活动槽的顶面转动接触的上弧形面，所述驱动部上还设有与所述活动槽的底面转动接触的下弧形面；在驱动部上设置弧形面，在控制块上下运动时，更好的带动驱动部进行摆动，减小控制块与驱动部之间的摩擦。
13.与现有技术相比，本发明的优点是：通过加装杯盖罩与抓爪配合，解决目前单杯抓取装置无法检测杯盖和杯身是否扣紧的问题，在机架上设置杯盖罩，当本装置从上向下运动准备抓取单杯时，杯盖罩会首先压在杯盖上，从杯盖和杯身压紧，确保杯盖和杯身是稳固的扣合，确保每个运输的单杯的杯盖和杯身都是扣紧状态，在这种状态，既能保证后续工序的良好运行，并且在搬运过程中利用气缸同步控制所有抓爪的抓取部开合，在杯盖罩压在杯盖上时，抓取部收拢钩住杯盖边缘，就可以方便的将单杯的奶茶杯搬运至下一工序。本装置从顶部抓取对单杯进行搬运，在搬运的同时还能确保杯盖和杯身的紧密扣合，提高生产线运转流畅度。
附图说明
14.图1为本发明一种单杯抓取装置的立体图一；
15.图2为本发明一种单杯抓取装置的立体图二；
16.图3为本发明一种单杯抓取装置穿过两个相对抓爪的剖视图；
17.图4为本发明一种单杯抓取装置中控制块与抓爪的驱动部连接结构示意图；
18.图5为本发明一种单杯抓取装置中滑杆与机架和杯盖罩连接结构示意图；
19.图6为本发明一种单杯抓取装置抓取物体时的结构示意图。
20.附图标记为：
21.机架100、滑孔110、固定部120、固定槽130、安装板140；
22.驱动气缸200、缸体210、活塞220；
23.控制块300、活动槽310；
24.杯盖罩400、滑杆410、弹簧420、抓取口430；
25.抓爪500、抓取部510、驱动部520、上弧形面521、下弧形面522、沟槽530、转轴540。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描
述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.参阅图1、图2为本发明一种单杯抓取装置的实施例，该单杯抓取装置包括机架100、驱动气缸200、控制块300、杯盖罩400和四只抓爪500，机架100的顶部设有安装板140，用于和运输设备固定连接，驱动气缸200包括缸体210和活塞220，缸体210固定在机架100中间的位置，活塞220位于缸体210的下方，在活塞220的底部固定有控制块300，而抓爪500成环形阵列转动连接在机架100上，抓爪500包括抓取部510和驱动部520，驱动部520由控制块300控制同步摆动，以实现抓取部510的开合，用于抓住或者松开单杯的杯盖。而杯盖罩400设置在控制块300下方的机架100上，并且所有抓取部510都围绕在杯盖罩400的外侧。本装置的抓取原理为，先控制整个机架100向下运动，杯盖罩400压在单杯的杯盖上，确保杯盖和杯身扣紧，然后利用气缸驱动控制块300，使所有抓爪500摆动，抓爪500的抓取部510抓住杯盖的边缘，从而实现对单杯的抓取。
31.如图1、图5所示，由于杯盖罩400在抓取单杯前需要下压杯盖，将杯盖和杯身压紧，使它们扣合在一起，因此，控制杯盖罩400下降幅度就至关重要，下降距离太多会过渡挤压杯盖和杯身，使杯盖和杯身发生变形，而下降距离不够，又无法确保杯盖和杯身完全扣合。所以，在气缸两侧的机架100上分别开设一个滑孔110，滑孔110内穿设有滑杆410，滑杆410的底部与杯盖罩400固定连接，之所以要在气缸两侧的机架100上设置滑杆410，是为了避免滑杆410与气缸驱动产生干涉，同时两根滑杆410可以防止在竖直运动时杯盖罩400发生偏转，利用杯盖罩400自身的重量实现对杯盖和杯身的压紧要求，即使机架100下降幅度过大，也可以利用滑杆410实现杯盖罩400和机架100的相对滑动，抵消机架100的下压压力，从而降低了对机架100下降幅度控制的精准程度。
32.进一步，虽然可以利用杯盖罩400的重量下压实现杯盖和杯身的压紧目的，但是对杯盖罩400的重量要求较高，为了降低整个装置的重量，滑杆410的上部伸出所述滑孔110，在滑杆410的上部套有弹簧420，弹簧420的第一端抵接在滑杆410上，弹簧420的另一端抵接在机架100上，利用弹簧420的弹力提供下压时对杯盖罩400的压力，这样就可以降低对杯盖罩400自身重量的要求，并且可以确保下压时杯盖和杯身能紧扣，由于弹簧420的弹力比较好控制，也可以确保杯盖和杯身不会被压坏。
33.另外，由于单杯上杯盖的尺寸可能有多种，为了适应不同尺寸的杯盖，但是杯盖的横截面还是圆形的，因此，将杯盖罩400设置成半球形，就可以适应多种不同尺寸的杯盖，并且可以保证杯盖罩400和杯盖的良好适配，增大杯盖罩400和杯盖的接触面积，降低杯盖被
杯盖罩400压变形的概率。也正是由于杯盖罩400可以适配较多不同尺寸的杯盖，在杯盖罩400压在不同尺寸杯盖上时，为了确保抓爪500的抓取部510也能抠住杯盖的边缘，在杯盖罩400上开有与抓爪500的抓取部510位置对应的抓取口430。
34.如图3、图4所示，抓爪500包括抓取部510和驱动部520，驱动部520用于控制抓取部510开合，而抓取部510用于与杯盖边缘扣合，将单杯抓取。整个抓爪500成l形，驱动部520水平设置，抓取部510竖直设置，抓取部510的顶部与驱动部520的外端固定连接，抓爪500通过转轴540与机架100转动连接实现抓爪500的摆动，而转动也设置在抓取部510和驱动部520连接处。每只抓爪500的抓取部510下端均开有朝向杯盖罩400方向的沟槽530，该沟槽530便于与杯盖的边缘配合，在抓取单杯时，使杯盖的边缘卡在沟槽530内，防止单杯滑脱。在驱动块的外侧壁上开有环形的活动槽310，驱动部520的内端都伸入活动槽310内，活动槽310的高度大于驱动部520的厚度，这样驱动部520在活动槽310内才有在竖直方向上的活动空间，以实现驱动部520绕转轴540摆动。驱动部520的内端顶部设有上弧形面521，上弧形面521与活动槽310的顶面转动接触，驱动部520的内端底部设有下弧形面522，下弧形面522与活动槽310的底面转动接触，通过上弧形面521和下弧形面522降低驱动部520在摆动时与控制块300的摩擦阻力，而在下压驱动部520使抓爪500的抓取部510张开时，主要依靠上弧形面521与活动槽310顶面的抵接配合实现；在上提驱动部520使抓爪500的抓取部510合拢时，主要依靠下弧形面522与活动槽310底面的抵接配合实现。
35.为了更好的让抓爪500与机架100转动连接，在机架100上设有横截面为正方形的固定部120，固定部120的四角上分别开有固定槽130，每只抓爪500对应一个固定槽130，并且转轴540穿过固定槽130和抓爪500，实现抓爪500和机架100的转动连接，这样的设置既可以保证相邻的抓爪500之间间隔相等，在抓取单杯时使单杯周向受力平衡，而且在设置转轴540时可以直接在固定部120上开孔让转轴540穿过，不需要在额外设置另外的支撑结构对转轴540进行支撑。
36.如图6所示，本装置的工作原理为：先让本装置运动到要被抓取的单杯的正上方，然后使整个装置向下运动，杯盖罩400与杯盖接触后，整个装置可以继续向下运动一定距离，此时滑杆410相对于机架100滑动，杯盖罩400压紧杯盖，让杯盖和杯身扣合紧密，再启动驱动气缸200，控制活塞220收回缸体210内，使控制块300向上移动，有控制块300相对机架100移动，使抓爪500开始摆动，抓爪500的抓取部510向中心收拢，整个单杯抓取装置向上运动，抓取部510的沟槽530抠住杯盖的边缘，将整个单杯抓起。如果单杯的杯身是上大下小的圆台形，在抓取部510收拢后单杯抓取装置上升时，抓取部510的底部可能会提前和杯身接触，这样及时抓取部510的沟槽530没有抠住杯盖的边缘，也可以将整个单杯抓起。采用本装置后，在抓取单杯前，杯盖罩400会先将杯盖和杯身压紧，避免杯盖和杯身脱离造成后续工序出现出错而停工，大大提升了整个生产流水线的装配效率。
37.以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。