[发明专利]一种码垛机

权利要求书

1.一种码垛机，包括物流包裹夹紧机构、二自由度搬运装置和物流包裹输送机构，其特征在于，物流包裹夹紧机构通过安装框架(77)与二自由度搬运装置上的升降台(500)固定连接，物流包裹夹紧机构将物流包裹夹持住并在二自由度搬运装置的驱动作用下，将物流包裹完成向上或向下方向以及向前或向后方向的二个自由度切换移动，实现将物流包裹搬运到物流包裹输送机构上，完成物流包裹的输送；

其中：

所述物流包裹夹紧机构，包括相对设置的两组夹持爪、相对设置的两块侧夹板、多个垂直固定盘(81)和夹紧驱动装置；用于吸附住物流包裹的多个垂直固定盘(81)并排固定在安装框架(77)底部；每个垂直固定盘(81)包括第五气缸(815)，推块(813)，弹簧(812)，固定盘主体(810)和台阶块(811)；所述推块(813)是由第一圆盘块(8131)以及在该第一圆盘块(8131)底面中央固定连接有圆柱推杆(8132)一体而成，该圆柱推杆(8132)底部侧面设有外螺纹，圆柱推杆(8132)底面是呈向下凸出的半球形面，台阶块(811)是由第二圆盘块(8111)以及在该第二圆盘块(8111)顶面中央固定连接有第一圆筒体(8112)一体而成，第二圆盘块(8111)内设的通孔8113与第一圆筒体(8112)内设的内螺纹孔(8114)相连通；固定盘主体(810)是由圆环盘体(8101)以及在该圆环盘体(8101)顶面中央固定连接有第二圆筒体(8102)一体而成；固定盘主体(810)内设有通气孔(8103)，该通气孔(8103)由上往下贯穿通过圆环盘体(8101)和第二圆筒体(8102)；第二圆筒体(8102)向上依次嵌套在第二圆盘块(8111)的通孔8113以及第一圆筒体(8112)的内螺纹孔(8114)内，推块(813)的圆柱推杆(8132)向下能够与圆筒体8112的内螺纹孔(8114)实现螺纹配合连接，且圆柱推杆(8132)底面正对于第二圆筒体(8102)的通气孔(8103)；在第五气缸(815)驱动作用下，推块(813)向下旋转进入台阶块(811)的第二圆盘块(8111)的内螺纹孔(8114)，挤压位于推块(813)与台阶块(811)之间的弹簧(812)，同时推块(813)的圆柱推杆(8132)向下移动并嵌套进入固定盘主体(810)的通气孔(8103)内，推块(813)上的圆柱推杆(8132)能够将该固定盘主体(810)的通气孔(8103)上端口封堵住；圆环盘体(8101)底端边沿内设有环形铁块圈，且在该环形铁块圈内侧及其外侧分别包裹有圆环形弹性橡胶层；每组夹持爪包括直板(11)，斜板(10)，两块连接件(13)和若干个等间距排列的爪块(12)，直板(11)与斜板(10)之间一体连接，且直板(11)与斜板(10)之间形成110°～135°倾斜角；直板(11)与若干个爪块(12)之间一体连接，且直板(11)与对应爪块(12)之间形成90°夹角；两块连接件(13)并排固定在斜板(10)外侧面上，并向下延伸与直板(11)外侧面固定连接；在第一夹板(20)外侧面底端设有两个用于嵌套连轴(22)的环形套圈(21)，在斜板(10)内侧面上设有两个连轴(22)，在将两个连轴(22)嵌套进入对应的环形套圈(21)内；第一气缸(3)上的第一气缸导杆(31)向下延伸与两块移动件(15)的顶端铰接，两块移动件(15)的底端与两块连接件(13)的顶端铰接；在第一气缸(3)驱动第一气缸导杆(31)向上运动过程中，第一气缸导杆(31)向上拉动移动件(15)向上移动，同时带动连接件(13)也向上移动，由于移动件(15)顶端与第一气缸导杆(31)底端铰接，移动件(15)底端与连接件(13)顶端铰接，以及斜板(10)能够以连轴(22)为中心轴进行自由旋转移动；从而实现第一气缸导杆(31)向上运动的同时，直板(11)、斜板(10)、两块连接件(13)以及若干个爪块(12)向上朝外翻转，以离开物流包裹的底面；

在第一气缸(3)驱动第一气缸导杆(31)向下运动过程中，第一气缸导杆(31)向下拉动移动件(15)向下移动，同时带动连接件(13)也向下移动，由于移动件(15)顶端与第一气缸导杆(31)底端铰接，移动件(15)底端与连接件(13)顶端铰接，以及斜板(10)能够以连轴(22)为中心轴进行自由旋转移动；从而实现第一气缸导杆(31)向下运动的同时，直板(11)、斜板(10)、两块连接件(13)以及若干个爪块(12)向下朝内侧翻转，以接近物流包裹并逐渐抓取物流包裹；

所述夹持爪通过第一气缸滑动座(73)与导向柱(712)滑动连接，夹持爪上的第一气缸安装座(23)与第一气缸滑动座(73)固定连接，第一气缸滑动座(73)与导向柱(712)滑动配合连接；导向柱(712)通过导向柱固定块(711)固定在安装框架(77)上；夹持驱动装置包括多个第二气缸(743)和两个第四气缸(242)，多个第二气缸(743)水平并排设置并通过导向板(75)与安装框架(77)固定连接，且相邻两个第二气缸(743)朝向相反；在第一气缸滑动座(73)上表面固定有驱动连接板块(741)，第二气缸(743)上的第二活塞杆(742)前端与驱动连接板块(741)固定连接；第二气缸(743)驱动第二活塞杆(742)进行往复伸缩运动，同时带动气缸滑动座(73)以及夹持爪一体沿着导向柱(712)轴向方向上进行往复运动；两个第四气缸(242)水平排列并固定在安装框架(77)上，第四气缸(242)上的第四活塞杆朝向分别与第二气缸(743)上的第二活塞杆(742)朝向、以及第三气缸(761)上的第三活塞杆(762)朝向相垂直；在第四气缸(242)上的第四活塞杆前端设有第四端盖板(240)，侧夹板(240)与第四端盖板(240)固定连接；两块侧夹板(240)向下延伸且该两块侧夹板(240)的底端边沿不高于夹持爪上的爪块(12)最底端边沿；

所述二自由度搬运装置包括升降机构和驱动升降机构的前后移动装置，升降机构通过前后导向块与驱动升降机构的前后移动装置连接，升降机构固定在横移框架内，升降机构通过横移框架与前后导向块固定连接；升降机构通过驱动升降机构的前后移动装置实现前后平移运动；所述前后导向块包括第一前后导向块(651)和第二前后导向块(652)；所述升降机构包括横移框架、2组同步升降架、四根导向柱(59)、四个导向块(50)、伺服电机(51)、主动轮(52)、从动轮Ⅰ(53)、从动轮Ⅱ(54)和从动轮Ⅲ(55)；2组同步升降架为第一同步升降架(57)和第二同步升降架(58)，所述第一同步升降架(57)包括第一滚珠丝杆(572)、第一轴承压盖(573)、第一轴承座和多个滚珠螺母Ⅰ(571)；多个滚珠螺母Ⅰ(571)分别与第一滚珠丝杆(572)螺纹连接配合，第一轴承压盖(573)和第一轴承座分别设置于第一滚珠丝杆(572)的顶端、底端；第二同步升降架(58)包括第二滚珠丝杆(582)、第二轴承压盖(583)、第二轴承座和多个滚珠螺母Ⅱ(581)；多个滚珠螺母Ⅱ(581)分别与第二滚珠丝杆(582)螺纹连接配合，第二轴承压盖和第二轴承座(584)分别设置于第二滚珠丝杆(582)的顶端、底端；多个滚珠螺母Ⅰ(571)、多个滚珠螺母Ⅱ(581)分别与升降台(500)固定连接，多个滚珠螺母Ⅰ(571)、多个滚珠螺母Ⅱ(581)分别沿着各自所在的第一滚珠丝杆(572)、第二滚珠丝杆(582)进行上下移动，从而带动升降台(500)进行上下移动；从动轮Ⅱ(54)与第一滚珠丝杆(572)之间通过一同心轴连接器固定连接，以及从动轮Ⅲ(55)与第二滚珠丝杆(582)之间通过另一同心轴连接器固定连接；伺服电机(51)的输出轴与主动轮(52)之间同轴传动连接，主动轮(52)与从动轮Ⅰ(53)之间通过皮带Ⅰ(561)传动连接，从动轮Ⅰ(53)与从动轮Ⅱ(54)之间同轴传动连接，从动轮Ⅱ(54)与从动轮Ⅲ(55)之间通过皮带Ⅱ(562)传动连接；伺服电机(51)驱动主动轮(52)进行自转运动，从而带动从动轮Ⅰ(53)、从动轮Ⅱ(54)和从动轮Ⅲ(55)进行自转运动；从动轮Ⅱ(54)与从动轮Ⅲ(55)的自转运动半径相等，以及第一滚珠丝杆(572)与第二滚珠丝杆(582)的截面半径相等，在升降台(500)上固定安装有四个导向块(50)，这四个导向块(50)与四根导向柱(59)之间间隙配合；升降台(500)沿着四个导向柱(59)进行上升、下降移动；所述驱动升降机构的前后移动装置，包括伺服电机Ⅱ(61)，第二主动轮Ⅱ(62)，第二从动轮Ⅰ(631)，同轴从动轮Ⅱ(632)，同轴从动轮Ⅲ(633)，第二从动轮Ⅱ(634)，第二从动轮Ⅲ(635)，第二导向柱(66)，前后导向块；所述伺服电机Ⅱ(61)的输出轴与第二主动轮Ⅱ(62)之间同轴传动连接，第二主动轮Ⅱ(62)第二从动轮Ⅰ(631)之间通过第三皮带(641)传动连接，第二从动轮Ⅰ(631)与同轴从动轮Ⅱ(632)之间以及第二从动轮Ⅰ(631)与同轴从动轮Ⅲ(633)之间均为同轴传动连接；第一前后导向块(65A)上设有能够贯穿通过第二皮带Ⅰ(642)的第一导向槽孔(651A)，且第一导向槽孔(651A)与第二皮带Ⅰ(642)之间过盈配合连接；第二前后导向块(65B)上设有能够贯穿通过第二皮带Ⅱ(643)的第二导向槽孔(651B)，且第二导向槽孔(652A)与第二皮带Ⅱ(643)之间过盈配合连接；

所述物流包裹输送机构包括物流包裹滑行轨道Ⅰ(41)和物流包裹滑行轨道Ⅱ(45)，且物流包裹滑行轨道Ⅰ(41)的运动方向与物流包裹滑行轨道Ⅱ(45)的运动方向呈90°弯角；物流包裹滑行轨道Ⅰ(41)包括并排多根的辊筒Ⅰ(411)和驱动这些辊筒Ⅰ(411)滚动的电机Ⅰ，以及一个圆形转盘(42)和驱动该圆形转盘(42)旋转运动的电机Ⅱ；所述圆形转盘(42)位于该物流包裹滑行轨道Ⅰ(41)的出料端上；物流包裹滑行轨道Ⅱ(45)包括并排多根的辊筒Ⅱ(451)和驱动这些辊筒Ⅱ(451)滚动的电机Ⅲ；物流包裹滑行轨道Ⅰ(41)的出料端朝向并衔接到物流包裹滑行轨道Ⅱ(45)的进料端；

在物流包裹滑行轨道Ⅰ(41)一侧端面上固定有侧挡板Ⅰ(44)，其另一侧端面上设置有夹板(47)，夹板(47)外侧面通过并排的多根气缸导杆与对应的气缸(481)连接，这些气缸(481)能够驱动夹板(47)朝向侧挡板Ⅰ(44)方向上进行往复移动；

物流包裹滑行轨道Ⅱ(45)的进料端上设有挡板Ⅱ(432)，该挡板Ⅱ(432)通过支架Ⅱ(494)固定在底架Ⅱ(493)上，物流包裹滑行轨道Ⅱ(45)固定在底架Ⅱ(493)上；

在物流包裹滑行轨道Ⅱ(45)的一侧端面上设有侧挡板Ⅱ(433)，在物流包裹滑行轨道Ⅱ(45)的出口端上设有输出导向口(46)，该输出导向口(46)，是由内导向板(462)和外导向板(462)相对夹持形成的，且外导向板(462)的内侧面与侧挡板Ⅱ(433)的内侧面位于同一平面上。