机器人末端执行器快换联结器、开箱和取货系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种机器人末端执行器快换联结器、开箱和取货系统及其方法，快换联接器包括固定部和换装部，固定部连接机器人的末端，换装部连接末端执行器，固定部、换装部的通气回路和通电回路可对应接通，且各自与机器人、末端执行器连通；其中，固定部卡紧为伞撑状或斜楔状；当快换联接器换装时，机器人使固定部相对换装部向下移动，实现换装部与固定部卡紧与分离；库座，用于机器人的末端水平运动后放置换装部；末端执行器定位放置在库座上，末端执行器包括气动冲击刀、多吸嘴手掌、吸嘴与气爪组合模块和抓取机械手。操作方法为机器人开箱和取货系统进行开箱和取货。本发明专利技术采用视觉引导，智能化地实现开箱、取货，适用于电商的入库或拣货流程。库或拣货流程。库或拣货流程。

【技术实现步骤摘要】
机器人末端执行器快换联结器、开箱和取货系统及其方法


[0001]本专利技术涉及运输包装与仓储物流
，尤其是指一种机器人末端执行器快换联结器、开箱和取货系统及其方法。

技术介绍

[0002]在仓储物流领域的自动化立体仓库进货端口，采用的运输包装方式如下：叉车将托盘及瓦楞纸箱运输到自动化立体仓库入口，人工剪断打包带、割开封胶带、翻开箱盖大板与箱盖小板，然后手工抓取货品到扫码机处识别标识码，再放进仓库周转箱，仓库周转箱自动放置在自动化立体仓库的库位。
[0003]其中，电商物流领域的入库流程：在电商配送中心入口，人工剪断打包带、割开封胶带、翻开箱盖大板与箱盖小板，然后手工抓取货品到扫码机处识别标识码，再放回瓦楞纸箱，瓦楞纸箱进入自动化立体仓库的库位；补货流程：超市货架的货品不够时，运输瓦楞纸箱到相应超市货架，再手工开箱、手工将货品放置在超市货架相应位置；配货流程：人工拖运订单周转箱到订单货品处，取下货品、扫码、放进订单周转箱，多个订单货品需要满场找寻，订单周转箱的订单货品齐全后送至包装工位，因此目前的流程是人找货模式。
[0004]综上所述，现有的流程存在的不足之处在于：所使用的大瓦楞纸箱多为从供应商到电商的一次性运输，浪费污染严重；入库、理货、配货时，操作对象是内包装货品，货品内包装的尺寸、形状和软硬程度差别大，没有类似灵活人手的通用机械手，需要大量人工；且配货过程类似超市购物，需要配货车寻找到货品位置、人工从超市货架上拿取订单中的货品，配货效率低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种机器人末端执行器快换联结器、开箱和取货系统及其方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种机器人末端执行器快换联结器，包括
[0008]快换联接器，包括固定部和换装部；所述固定部上端连接在机器人的末端上，所述换装部连接末端执行器；所述固定部与所述换装部上的通气回路和通电回路可对应接通，且各自与机器人、末端执行器连通；所述末端执行器上的反馈信号均采用无线传输方式；带有所述换装部的末端执行器分别定位放置在库座上；
[0009]所述固定部相对于所述库座上的所述换装部向下移动，在所述固定部下端进入所述换装部内且到位后，所述固定部下端的卡紧部件靠弹簧力和力放大作用，实现与所述换装部卡紧；分离时，所述卡紧部件靠电磁力克服弹簧力而实现松开；
[0010]通过所述快换联接器，实现不同的所述末端执行器在机器人上的自动快换，实现了通气回路、通电回路的自动连接，接通了真空源、气源和电源；所述固定部为伞撑状固定部或斜楔状固定部，伞撑状固定部或斜楔状固定部的所述卡紧部件分别采用伞撑机构或斜
楔机构；其中，所述斜楔机构的卡紧部件有面面接触、线面接触二种。
[0011]其进一步的技术特征在于：所述伞撑状固定部包括伞头推杆、六个二力杆、六个活塞、六个钢珠、双耳套、导套圆形座、压缩弹簧和电磁铁线圈；六个所述二力杆装进所述伞头推杆的伞头的槽中，并通过圆柱销形成铰链连接；六个所述活塞和六个所述二力杆通过圆柱销形成铰链连接；所述伞头推杆的导向部分设置所述压缩弹簧，且所述伞头推杆塞进所述导套圆形座的导向孔中，电磁铁线圈固定在导套圆形座中心沉孔中，所述导套圆形座外圆柱与所述双耳套孔定位后被固定在所述双耳套上，装配成所述伞撑机构卡紧部件；
[0012]所述伞撑状固定部还包括上安装座和供电接头，所述上安装座固定在所述机器人的末端后，所述双耳套的双耳与所述上安装座的槽宽定位、及所述双耳套的下部外圆柱面与所述上安装座的大孔定位后，分别装入六个所述钢珠在所述双耳套均布径向孔中，六个所述活塞上部开设豁口，将所述卡紧部件整体装入双耳套，并在所述双耳套的双耳处紧固；
[0013]所述供电接头对称放置两个，其包括上塑壳、上塑壳盖和两块上铜座，两块所述上铜座分别塞进所述上塑壳上分隔的二个空槽里，并通过所述上塑壳盖盖好，且固定在所述上安装座的侧缺口里。
[0014]其进一步的技术特征在于：所述斜楔状固定部包括六棱锥台推杆、六个导向销、六个斜面活塞、六个钢珠、销槽双耳套、台阶导套圆形座、大径压缩弹簧、电磁铁线圈和直线轴承；所述六棱锥台推杆的下部是由圆锥台面加工的六斜面棱台，所述六棱锥台推杆上的斜面与斜面活塞的斜面吻合；斜面活塞下面固定有导向销，所述导向销在销槽双耳套下面的径向槽中实现移动导向；所述台阶导套圆形座内孔增加一中心台阶孔，用于安装所述直线轴承，所述大径压缩弹簧套在所述直线轴承的伸出端；所述六棱锥台推杆的导向部分设置所述压缩弹簧，且所述六棱锥台推杆塞进所述直线轴承的内孔中，所述电磁铁线圈固定在所述台阶导套圆形座的中心沉孔中，所述台阶导套圆形座的外圆柱与所述销槽双耳套孔定位后被固定在所述销槽双耳套上，装配成六棱锥台推杆与斜面活塞面面接触的所述斜楔机构卡紧部件。
[0015]其进一步的技术特征在于：所述斜楔状固定部包括圆锥台推杆、六个导向销、六个斜面活塞、六个钢珠、销槽双耳套、台阶导套圆形座、大径压缩弹簧、电磁铁线圈和直线轴承；所述圆锥台推杆的下部是小锥度的圆锥台，圆锥台的锥度与所述斜面活塞的斜面吻合，线面接触以减少相对移动时的滑动摩擦力，且卡紧状态下，六个线接触接触力的分力夹角大于所述圆锥台推杆与所述直线轴承的滚动摩擦角而自锁，所述圆锥台推杆自锁不动；斜面活塞下面固定有导向销，所述导向销在销槽双耳套下面的径向槽中实现移动导向；所述台阶导套圆形座内孔增加一中心台阶孔，用于安装所述直线轴承，所述大径压缩弹簧套在所述直线轴承的伸出端；所述圆锥台推杆的导向部分设置所述大径压缩弹簧，且所述圆锥台推杆塞进所述直线轴承的内孔中，所述电磁铁线圈固定在所述台阶导套圆形座的中心沉孔中，所述台阶导套圆形座的外圆柱与所述销槽双耳套孔定位后被固定在所述销槽双耳套上，装配成圆锥台推杆与斜面活塞线面接触的另一种所述斜楔机构卡紧部件。
[0016]其进一步的技术特征在于：所述换装部包括下接座、菱形定位销、圆柱定位销和接电头，所述下接座下端环面上对称左右处，分别靠圆柱面过盈配合地装配有圆柱定位销、菱形定位销；所述下接座的下部较长、中空，从下到上依次是螺纹、配合圆柱、台阶面、长圆柱；
[0017]所述下接座的上端圆环面上的六个均布的浅坑平面上，浅坑平面中心有孔与侧面
的径向孔相通，所述径向孔外侧为安装气管接头或节流阀的螺纹孔；
[0018]接电头对称放置两个，所述接电头包括下塑壳、下铜座、下塑壳盖和球头滑杆，所述球头滑杆从所述下铜座的孔穿过，所述下铜座的孔内设置小弹簧；二块所述下铜座分别塞进所述下塑壳上分隔的二个空槽里，通过所述下塑壳盖盖好、并粘接在所述下塑壳上，且固定在所述下接座的侧缺口里；
[0019]所述库座为刀架座，所述刀架座的横截面为倒L形，所述刀架座的侧垂直面固定，所述刀架座的水平面上开设槽口，所述槽口前宽后窄，所述槽口用于所述机器人的末端水平运动后放置连接有所述末端执行器的所述换装部；所述刀架座设有定位孔，用于一面二销原理来定位所述换装部。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人末端执行器快换联结器，其特征在于：包括快换联接器，包括固定部和换装部；所述固定部上端连接在机器人的末端上，所述换装部连接末端执行器；所述固定部与所述换装部上的通气回路和通电回路可对应接通，且各自与机器人、末端执行器连通；所述末端执行器上的反馈信号均采用无线传输方式；带有所述换装部的末端执行器分别定位放置在库座上；所述固定部相对于所述库座上的所述换装部向下移动，在所述固定部下端进入所述换装部内且到位后，所述固定部下端的卡紧部件靠弹簧力和力放大作用，实现与所述换装部卡紧；分离时，所述卡紧部件靠电磁力克服弹簧力而实现松开；通过所述快换联接器，实现不同的所述末端执行器在机器人上的自动快换，实现了通气回路、通电回路的自动连接，接通了真空源、气源和电源；所述固定部为伞撑状固定部或斜楔状固定部，伞撑状固定部或斜楔状固定部的所述卡紧部件分别采用伞撑机构或斜楔机构；其中，所述斜楔机构的卡紧部件有面面接触、线面接触二种。2.根据权利要求1所述的机器人末端执行器快换联接器，其特征在于：所述伞撑状固定部包括伞头推杆(131)、六个二力杆(132)、六个活塞(133)、六个钢珠(134)、双耳套(135)、导套圆形座(136)、压缩弹簧(137)和电磁铁线圈(138)；六个所述二力杆(132)装进所述伞头推杆(131)的伞头的槽中，并通过圆柱销形成铰链连接；六个所述活塞(133)和六个所述二力杆(132)通过圆柱销形成铰链连接；所述伞头推杆(131)的导向部分设置所述压缩弹簧(137)，且所述伞头推杆(131)塞进所述导套圆形座(136)的导向孔中，电磁铁线圈(138)固定在导套圆形座(136)中心沉孔中，所述导套圆形座(136)外圆柱与所述双耳套(135)孔定位后被固定在所述双耳套(135)上，装配成所述伞撑机构卡紧部件；所述伞撑状固定部还包括上安装座(10)和供电接头，所述上安装座(10)固定在所述机器人的末端后，所述双耳套(135)的双耳与所述上安装座(10)的槽宽定位、及所述双耳套(135)的下部外圆柱面与所述上安装座(10)的大孔定位后，分别装入六个所述钢珠(134)在所述双耳套(135)均布径向孔中，六个所述活塞(133)上部开设豁口，将所述卡紧部件整体装入双耳套(135)，并在所述双耳套(135)的双耳处紧固；所述供电接头对称放置两个，其包括上塑壳(121)、上塑壳盖(122)和两块上铜座(123)，两块所述上铜座(123)分别塞进所述上塑壳(121)上分隔的二个空槽里，并通过所述上塑壳盖(122)盖好，且固定在所述上安装座(10)的侧缺口里。3.根据权利要求1所述的机器人末端执行器快换联接器，其特征在于：所述斜楔状固定部包括六棱锥台推杆(131a)、六个导向销(132a)、六个斜面活塞(133a)、六个钢珠(134)、销槽双耳套(135a)、台阶导套圆形座(136a)、大径压缩弹簧(137a)、电磁铁线圈(138)和直线轴承(139a)；所述六棱锥台推杆(131a)的下部是由圆锥台面加工的六斜面棱台，所述六棱锥台推杆(131a)上的斜面与斜面活塞(133a)的斜面吻合；斜面活塞(133a)下面固定有导向销(132a)，所述导向销(132a)在销槽双耳套(135a)下面的径向槽中实现移动导向；所述台阶导套圆形座(136a)内孔增加一中心台阶孔，用于安装所述直线轴承(139a)，所述大径压缩弹簧(137a)套在所述直线轴承(139a)的伸出端；所述六棱锥台推杆(131a)的导向部分设置所述大径压缩弹簧(137a)，且所述六棱锥台推杆(131a)塞进所述直线轴承(139a)的内孔中，所述电磁铁线圈(138)固定在所述台阶导套圆形座(136a)的中心沉孔中，所述台阶导套圆形座(136a)的外圆柱与所述销槽双耳套(135a)孔定位后被固定在所述销槽双耳套
(135a)上，装配成六棱锥台推杆(131a)与斜面活塞(133a)面面接触的所述斜楔机构卡紧部件。4.根据权利要求1所述的机器人末端执行器快换联接器，其特征在于：所述斜楔状固定部包括圆锥台推杆(131b)、六个导向销(132a)、六个斜面活塞(133a)、六个钢珠(134)、销槽双耳套(135a)、台阶导套圆形座(136a)、大径压缩弹簧(137a)、电磁铁线圈(138)和直线轴承(139a)；所述圆锥台推杆(131b)的下部是小锥度的圆锥台，圆锥台的锥度与所述斜面活塞(133a)的斜面吻合，线面接触以减少相对移动时的滑动摩擦力，且卡紧状态下，六个线接触接触力的分力夹角大于所述圆锥台推杆(131b)与所述直线轴承(139a)的滚动摩擦角而自锁，所述圆锥台推杆(131b)自锁不动；斜面活塞(133a)下面固定有导向销(132a)，所述导向销(132a)在销槽双耳套(135a)下面的径向槽中实现移动导向；所述台阶导套圆形座(136a)内孔增加一中心台阶孔，用于安装所述直线轴承(139a)，所述大径压缩弹簧(137a)套在所述直线轴承(139a)的伸出端；所述圆锥台推杆(131b)的导向部分设置所述大径压缩弹簧(137a)，且所述圆锥台推杆(131b)塞进所述直线轴承(139a)的内孔中，所述电磁铁线圈(138)固定在所述台阶导套圆形座(136a)的中心沉孔中，所述台阶导套圆形座(136a)的外圆柱与所述销槽双耳套(135a)孔定位后被固定在所述销槽双耳套(135a)上，装配成圆锥台推杆(131b)与斜面活塞(133a)线面...

【专利技术属性】
技术研发人员：章军，刘禹，陈彦秋，吕兵，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：