一种纸盒箱四臂开箱机器人及自动开箱方法技术

本发明专利技术提供一种纸盒箱四臂开箱机器人及自动开箱方法，所述机器人包括工作台、水平丝杠螺母运动机构、立式支架、垂直丝杠螺母运动机构、摆动翻转机构和弹性压紧机构；所述工作台包括两个水平运动机构安装板和工作平台；所述水平丝杠螺母运动机构安装于所述水平运动机构安装板，所述水平丝杠螺母运动机构两端分别设置有一个所述立式支架；所述垂直丝杠螺母运动机构和所述弹性压紧机构安装于所述立式支架；所述摆动翻转机构安装于所述垂直丝杠螺母运动机构；所述摆动翻转机构用于翻转纸盒箱的摇盖开箱；所述弹性压紧机构用于在开箱时固定纸盒箱的位置。本发明专利技术解决了现有技术无法针对已成型纸盒箱进行自动开箱的问题。对已成型纸盒箱进行自动开箱的问题。对已成型纸盒箱进行自动开箱的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种纸盒箱四臂开箱机器人及自动开箱方法


[0001]本专利技术涉及自动化取货
，具体而言，尤其涉及一种纸盒箱四臂开箱机器人及自动开箱方法。

技术介绍

[0002]随着物流行业的不断发展和包装制造行业的不断创新，瓦楞纸盒箱作为货物外包装被广泛使用，而新冠疫情的突然爆发以及新冠毒株的不断变异，导致物流行业的安全性受到质疑，尤其是国外冷链产品引发的冷链搬运工人疫情传播事件已屡见不鲜。因此，如何在物流货物运输过程中，减少货物与人员接触，降低感染风险，已成为现在物流行业亟需解决的重点问题。
[0003]目前，冷链货物纸盒箱的开箱取货需要人工完成，对于大批量的不同规格的纸箱，人工开箱取货任务繁重、容易感染、效率低下，不太适用。因此，对于自动化开箱设备的需求刻不容缓。
[0004]在现有文献资料及专利检索中，尚未发现针对瓦楞纸盒箱进行自动化开箱取货的装置和方法，更是缺乏针对大批量不同规格瓦楞纸盒箱情况的自动化开箱取货的相关研究。协讯电子(吉安)有限公司提出的一种彩盒自动开箱的结构(CN 114872991 A)，采用伸缩气缸带动真空吸盘吸取纸盒箱进行伸缩运动和旋转气缸带动钣金件翻转的方式实现折叠未成形纸盒箱的自动化开箱动作，由于所开纸盒箱规格单一且只能实现折叠未成形纸箱的成型开箱操作，具有一定的局限性；利兰智能装备(苏州)有限公司提出了一种全自动纸箱开装封一体设备(CN 114852425 A)，采用伸缩气缸带动真空吸盘吸住纸盒箱实现未成形纸箱的拉开成型，伸缩气缸带动折页板运动实现纸盒箱内外摇盖的折叠成型，由于只能实现折叠未成形纸盒箱的成型开箱操作，具有一定的局限性，不能满足已成型纸盒箱的开箱操作。
[0005]综上所述，针对已成型纸盒箱的自动化开箱装置以及开箱方法尚未提出，无法实现纸盒箱无人员直接接触的自动化开箱取货、抽样检测等工作，极大影响了冷链货物运输过程中的安全性，严重制约了物流行业自动化的发展。

技术实现思路

[0006]根据上述提出现有技术无法针对已成型纸盒箱进行自动开箱的技术问题，而提供一种纸盒箱四臂开箱机器人及自动开箱方法。
[0007]本专利技术采用的技术手段如下：
[0008]一种纸盒箱四臂开箱机器人，包括工作台、水平丝杠螺母运动机构、立式支架、垂直丝杠螺母运动机构、摆动翻转机构和弹性压紧机构；
[0009]所述工作台包括水平运动机构安装板和工作平台；两个所述水平运动机构安装板呈十字型布置，所述工作平台设置于两个所述水平运动机构安装板的交叉处；
[0010]所述水平丝杠螺母运动机构安装于所述水平运动机构安装板，所述水平丝杠螺母
运动机构两端分别设置有一个所述立式支架，所述水平丝杠螺母运动机构用于带动两端的所述立式支架在水平方向上相向或反向运动；
[0011]所述垂直丝杠螺母运动机构和所述弹性压紧机构安装于所述立式支架；所述摆动翻转机构安装于所述垂直丝杠螺母运动机构，所述垂直丝杠螺母运动机构用于带动所述摆动翻转机构在垂直方向上运动；所述摆动翻转机构用于翻转纸盒箱的摇盖开箱；所述弹性压紧机构安装于所述立式支架下部，用于在开箱时固定纸盒箱的位置。
[0012]进一步地，所述水平丝杠螺母运动机构包括水平丝杠螺母组件、第一滑台和第一电机组件；所述第一电机组件与所述水平丝杠螺母组件相连接，用于控制所述水平丝杠螺母组件的工作；所述水平丝杠螺母组件两端分别安装一个所述第一滑台，所述第一滑台安装于所述立式支架；
[0013]所述水平丝杠螺母组件包括正反牙丝杠、第一螺母、水平丝杠座和水平直线导轨；所述水平丝杠座和所述水平直线导轨分别安装于所述水平运动机构安装板，所述水平丝杠座用于安装所述正反牙丝杠，所述第一滑台固定安装于所述第一螺母且通过滑块与所述水平直线导轨滑动连接。
[0014]进一步地，所述垂直丝杠螺母运动机构包括垂直丝杠螺母组件、第二滑台和第二电机组件；所述第二电机组件与所述垂直丝杠螺母组件相连接，用于控制所述垂直丝杠螺母组件的工作；所述第二滑台安装于所述垂直丝杠螺母组件，所述立式支架安装于所述第二滑台；
[0015]所述垂直丝杠螺母组件包括丝杠、第二螺母、垂直丝杠座和垂直直线导轨；所述垂直丝杠座和所述垂直直线导轨分别安装于所述立式支架，所述垂直丝杠座用于安装所述丝杠，所述第二滑台固定安装于所述第二螺母且通过滑块与所述垂直直线导轨滑动连接。
[0016]进一步地，所述立式支架包括一对立式支架Ⅰ和一对立式支架Ⅱ；两个所述立式支架Ⅰ分别安装于一套所述水平丝杠螺母运动机构对应的两个所述第一滑台上，两个所述立式支架Ⅱ分别安装于另一套所述水平丝杠螺母运动机构对应的两个所述第一滑台上。
[0017]进一步地，所述摆动翻转机构包括吸盘组、旋转气缸、摆动连杆、铰链、吸盘安装板和气缸安装板；所述摆动翻转机构通过所述气缸安装板固定安装于所述第二滑台；所述旋转气缸安装于所述气缸安装板，所述摆动连杆一端连接至所述旋转气缸，另一端通过所述铰链连接至所述吸盘安装板，所述吸盘组安装于所述吸盘安装板，能够吸附于所述纸盒箱摇盖。
[0018]进一步地，当所述吸盘组吸附于所述纸盒箱摇盖，通过所述旋转气缸控制所述吸盘组、所述摆动连杆以及所述纸盒箱摇盖形成的平面四杆机构的运动实现开箱，所述平面四杆机构满足以下公式：
[0019][0020]其中，L0为纸盒箱摇盖转角O1与旋转气缸轴中心O2的距离，L1为所述吸盘组吸附摇盖时的接触区域的中心B与所述纸盒箱摇盖转角点O1的距离，L2为所述吸盘组的长度，L3为所述摆动连杆的长度，θ1为L0与L1的夹角，θ2为L1与L2的夹角，θ3为L2与L3的夹角。
[0021]进一步地，所述摆动翻转机构还包括安装于所述摆动连杆与所述铰链连接处的调
节螺钉和扭簧；所述摆动翻转机构还包括固定安装于所述气缸安装板的距离传感器，用于检测和反馈所述摆动翻转机构在所述第二滑台带动下在垂直方向上运动时与纸盒箱上表面的距离信号。
[0022]进一步地，所述弹性压紧机构包括可伸缩缓冲杆、大直径吸盘、压紧机构安装板和微动开关，所述弹性压紧机构通过所述压紧机构安装板安装于所述立式支架；所述可伸缩缓冲杆一端固定安装于所述压紧机构安装板，另一端固定安装所述大直径吸盘，所述可伸缩缓冲杆安装后的伸出长度可调节，且具有缓冲作用；所述微动开关安装于所述压紧机构安装板，用于反馈所述弹性压紧机构在压紧所述纸盒箱时检测到的动作信号。
[0023]进一步地，所述机器人还包括真空与气动系统，用于控制所述摆动翻转机构的工作，所述真空与气动系统设置有分别用于控制所述旋转气缸和所述吸盘组工作的电磁阀。
[0024]本专利技术还提供了一种纸盒箱自动开箱方法，采用所述纸盒箱四臂开箱机器人进行作业，具体包括以下步骤：
[0025]A、待纸盒箱平稳放置在工作平台上，使纸盒箱四个侧面分别与一个立式支架保持平行；
[0026]B、分别通过控制两个水平运动机构安装板上的水平丝杠螺母运动机构，使每一个水平丝杠螺母运动机构上的两个立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纸盒箱四臂开箱机器人，其特征在于，包括工作台、水平丝杠螺母运动机构、立式支架、垂直丝杠螺母运动机构、摆动翻转机构和弹性压紧机构；所述工作台包括水平运动机构安装板和工作平台；两个所述水平运动机构安装板呈十字型布置，所述工作平台设置于两个所述水平运动机构安装板的交叉处；所述水平丝杠螺母运动机构安装于所述水平运动机构安装板，所述水平丝杠螺母运动机构两端分别设置有一个所述立式支架，所述水平丝杠螺母运动机构用于带动两端的所述立式支架在水平方向上相向或反向运动；所述垂直丝杠螺母运动机构和所述弹性压紧机构安装于所述立式支架；所述摆动翻转机构安装于所述垂直丝杠螺母运动机构，所述垂直丝杠螺母运动机构用于带动所述摆动翻转机构在垂直方向上运动；所述摆动翻转机构用于翻转纸盒箱的摇盖开箱；所述弹性压紧机构安装于所述立式支架下部，用于在开箱时固定纸盒箱的位置。2.根据权利要求1所述的纸盒箱四臂开箱机器人，其特征在于，所述水平丝杠螺母运动机构包括水平丝杠螺母组件、第一滑台和第一电机组件；所述第一电机组件与所述水平丝杠螺母组件相连接，用于控制所述水平丝杠螺母组件的工作；所述水平丝杠螺母组件两端分别安装一个所述第一滑台，所述第一滑台安装于所述立式支架；所述水平丝杠螺母组件包括正反牙丝杠、第一螺母、水平丝杠座和水平直线导轨；所述水平丝杠座和所述水平直线导轨分别安装于所述水平运动机构安装板，所述水平丝杠座用于安装所述正反牙丝杠，所述第一滑台固定安装于所述第一螺母且通过滑块与所述水平直线导轨滑动连接。3.根据权利要求1所述的纸盒箱四臂开箱机器人，其特征在于，所述垂直丝杠螺母运动机构包括垂直丝杠螺母组件、第二滑台和第二电机组件；所述第二电机组件与所述垂直丝杠螺母组件相连接，用于控制所述垂直丝杠螺母组件的工作；所述第二滑台安装于所述垂直丝杠螺母组件，所述立式支架安装于所述第二滑台；所述垂直丝杠螺母组件包括丝杠、第二螺母、垂直丝杠座和垂直直线导轨；所述垂直丝杠座和所述垂直直线导轨分别安装于所述立式支架，所述垂直丝杠座用于安装所述丝杠，所述第二滑台固定安装于所述第二螺母且通过滑块与所述垂直直线导轨滑动连接。4.根据权利要求1所述的纸盒箱四臂开箱机器人，其特征在于，所述立式支架包括一对立式支架Ⅰ和一对立式支架Ⅱ；两个所述立式支架Ⅰ分别安装于一套所述水平丝杠螺母运动机构对应的两个所述第一滑台上，两个所述立式支架Ⅱ分别安装于另一套所述水平丝杠螺母运动机构对应的两个所述第一滑台上。5.根据权利要求1所述的纸盒箱四臂开箱机器人，其特征在于，所述摆动翻转机构包括吸盘组、旋转气缸、摆动连杆、铰链、吸盘安装板和气缸安装板；所述摆动翻转机构通过所述气缸安装板固定安装于所述第二滑台；所述旋转气缸安装于所述气缸安装板，所述摆动连杆一端连接至所述旋转气缸，另...

【专利技术属性】
技术研发人员：高航，汪佳乐，王宣平，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：