一种纸盒箱四臂开箱机器人及自动开箱方法

1.本发明涉及自动化取货技术领域，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。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。
5.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。


技术实现要素：

6.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。
7.本发明采用的技术手段如下：
8.一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；
9.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；
10.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；
11.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。
12.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；
13.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。
14.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；
15.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。
16.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。
17.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。
18.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]
本发明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式支架相向运动，趋近纸盒箱，并通过每一个立式支架上设置的弹性压紧机构夹持住纸盒箱的四个侧面；
[0027]
c、控制与纸盒箱两个外摇盖对应的侧面平行的立式支架上的垂直丝杠螺母运动机构带动摆动翻转机构下降，趋近纸盒箱，控制旋转气缸转动并带动摆动连杆和吸盘组向下摆动，使吸盘组吸附于纸盒箱外摇盖，控制旋转气缸反向转动使吸盘组打开纸盒箱外摇盖；
[0028]
d、控制与纸盒箱两个内摇盖对应的侧面平行的立式支架上的垂直丝杠螺母运动机构带动摆动翻转机构下降，趋近纸盒箱，控制旋转气缸转动并带动摆动连杆和吸盘组向下摆动，使吸盘组吸附于纸盒箱内摇盖，控制旋转气缸反向转动使吸盘组打开纸盒箱内摇盖。
[0029]
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0030]
1、本发明从四杆机构的原理出发，提供了一种已成型纸盒箱自动化开箱的装置和方法，为纸盒箱货物抽检作业过程中高效率自动化开箱取货提供了可行性方案；针对不同规格的纸盒箱，均可以进行自动化开箱，适用场景和适用范围较大。
[0031]
2、本发明通过微动开关和距离传感器向plc系统反馈信号，结合四杆机构通过主动摆杆带动从动摆杆的运动特点，最终实现纸盒箱的自动化开箱，不仅可以完成不同规格的纸盒箱开箱操作，而且能够将该设备机械结构轻量化、控制系统简易化，也进一步降低了实际使用中的操作难度。
[0032]
3、本发明的调节螺钉和扭簧能够在调试过程中根据实际情况进行微调，以保证在实际的使用过程中开箱动作正常运行，在调试完成后调节螺钉锁紧，后续的开箱动作无需再次调节，能够保证设备的长时间稳定作业，大大减少辅助调节时间，提高了生产效率。
[0033]
4、本发明包含两套相同的水平丝杠螺母运动机构、四套相同的垂直丝杠螺母运动机构和摆动翻转机构，在一定程度上将机械结构简化，设备结构简易、制造周期短、成本低；采用真空吸盘吸附纸箱内外摇盖，旋转气缸带动摆动连杆和吸盘组翻转的方式，最终实现
复杂的开合箱动作。
[0034]
基于上述理由本发明可在自动化取货领域广泛推广。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]
图1是本发明所述开箱机器人结构示意图。
[0037]
图2是本发明所述工作台结构示意图。
[0038]
图3是本发明所述水平丝杠螺母运动机构结构示意图。
[0039]
图4是本发明所述垂直丝杠螺母运动机构结构示意图。
[0040]
图5是本发明所述摆动翻转机构结构示意图。
[0041]
图6是本发明所述弹性压紧机构结构示意图。
[0042]
图7是本发明所述真空与气动系统工作原理示意图。
[0043]
图8是本发明所述自动开箱方法原理示意图。
[0044]
图9是本发明所述自动开箱方法原理示意图。
[0045]
其中，1、工作台；2、水平丝杠螺母运动机构；3、立式支架ⅰ；4、立式支架ⅱ；5、垂直丝杠螺母运动机构；6、摆动翻转机构；7、弹性压紧机构；8、真空与气动系统；9、纸盒箱；101、底座；102、水平运动机构安装板；103、工作平台；201、水平丝杠螺母组件；202、第一滑台；203、第一电机组件；2011、正反牙丝杠；2012、第一螺母；2013、水平丝杠座；2014、水平直线导轨；2031、第一电机；2032、第一减速器；2033、第一联轴器；501、垂直丝杠螺母组件；502、第二滑台；503、第二电机组件；5011、丝杠；5012、第二螺母；5013、垂直丝杠座；5014、垂直直线导轨；5031、第二电机；5032、第二减速器；5033、第二联轴器；601、吸盘组；602、旋转气缸；603、摆动连杆；604、铰链；605、吸盘安装板；606、气缸安装板；607、调节螺钉；608、扭簧；609、距离传感器；6011、真空吸盘；701、可伸缩缓冲杆；702、大直径吸盘；703、压紧机构安装板；704、微动开关；801、电磁阀ⅰ；802、电磁阀ⅱ；803、真空发生器；804、负压表；805、气管。
具体实施方式
[0046]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0048]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0049]
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0050]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0051]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0052]
实施例1
[0053]
常规纸盒箱的封装是由2个内摇盖和2个外摇盖内折，然后用胶带粘贴外摇盖实现的。针对此类常规纸盒箱的人工开箱取货，步骤为首先划开封装胶带，然后翻转外摇盖至90
°
以上，再翻转内摇盖至90
°
以上，最后实现开箱取货。因此，实现封装胶带的精准裁口和内外摇盖的大于90
°
翻转是常规纸盒箱自动化开箱取货的关键，其中已封装胶带的成型纸盒箱自动精准裁口由上一道工序完成。
[0054]
本发明以平面四杆机构为已成型纸盒箱内外摇盖翻转运动的实现方式，提出了一种针对已成型纸盒箱的四臂开箱机器人及自动开箱方法。
[0055]
如图1-7所示，本发明提供的一种纸盒箱四臂开箱机器人，包括工作台1、水平丝杠螺母运动机构2、立式支架、垂直丝杠螺母运动机构5、摆动翻转机构6和弹性压紧机构7；
[0056]
所述工作台1包括水平运动机构安装板102和工作平台103；两个所述水平运动机构安装板102呈十字型布置，所述工作平台103设置于两个所述水平运动机构安装板102的交叉处；
[0057]
所述水平丝杠螺母运动机构2安装于所述水平运动机构安装板102，所述水平丝杠螺母运动机构2两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2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，具体地，通过所述水平丝杠螺母运动机构2在水平方向上的运动能够带动所述立式支架实现在x和y方向上的正反双向同步运动；
[0058]
所述垂直丝杠螺母运动机构5和所述弹性压紧机构7安装于所述立式支架；所述摆动翻转机构6安装于所述垂直丝杠螺母运动机构5，所述垂直丝杠螺母运动机构5用于带动所述摆动翻转机构6在垂直方向上运动，具体地，通过所述垂直丝杠螺母运动机构5在垂直方向上的运动能够带动所述摆动翻转机构6实现在z方向上的运动，相对设置的所述立式支架上的所述摆动翻转机构6在垂直方向上的运动可以是同步或不同步的；所述摆动翻转机构6用于翻转纸盒箱9的摇盖开箱；所述弹性压紧机构7安装于所述立式支架下部，用于在开箱时固定纸盒箱9的位置。
[0059]
进一步地，所述工作台1还包括底座101；所述水平运动机构安装板102和所述工作平台103均固定安装于所述底座101。
[0060]
进一步地，所述水平丝杠螺母运动机构2包括水平丝杠螺母组件201、第一滑台202和第一电机组件203；所述第一电机组件203与所述水平丝杠螺母组件201相连接，用于控制所述水平丝杠螺母组件201的工作；所述水平丝杠螺母组件201两端分别安装一个所述第一滑台202，所述第一滑台202安装于所述立式支架。
[0061]
进一步地，所述水平丝杠螺母组件201包括正反牙丝杠2011、第一螺母2012、水平丝杠座2013和水平直线导轨2014；所述水平丝杠座2013和所述水平直线导轨2014分别安装于所述水平运动机构安装板102，所述水平丝杠座2013用于安装所述正反牙丝杠2011，所述第一滑台202固定安装于所述第一螺母2012且通过滑块与所述水平直线导轨2014滑动连接。
[0062]
进一步地，所述第一电机组件203包括第一电机2031、第一减速器2032和第一联轴器2033，所述第一电机2031依次通过所述第一减速器2032和所述第一联轴器2033与所述正反牙丝杠2011相连接。
[0063]
进一步地，所述垂直丝杠螺母运动机构5包括垂直丝杠螺母组件501、第二滑台502和第二电机组件503；所述第二电机组件503与所述垂直丝杠螺母组件501相连接，用于控制所述垂直丝杠螺母组件501的工作；所述第二滑台502安装于所述垂直丝杠螺母组件501，所述立式支架安装于所述第二滑台502。
[0064]
进一步地，所述垂直丝杠螺母组件501包括丝杠5011、第二螺母5012、垂直丝杠座5013和垂直直线导轨5014；所述垂直丝杠座5013和所述垂直直线导轨5014分别安装于所述立式支架，所述垂直丝杠座5013用于安装所述丝杠5011，所述第二滑台502固定安装于所述第二螺母5012且通过滑块与所述垂直直线导轨5014滑动连接。
[0065]
进一步地，所述第二电机组件503包括第二电机5031、第二减速器5032、第二联轴器5033，所述第二电机5031依次通过所述第二减速器5032和第二联轴器5033与所述丝杠5011相连接。
[0066]
进一步地，所述立式支架包括一对立式支架ⅰ3和一对立式支架ⅱ4；两个所述立式支架ⅰ3分别安装于一套所述水平丝杠螺母运动机构2对应的两个所述第一滑台202上，两个所述立式支架ⅱ4分别安装于另一套所述水平丝杠螺母运动机构2对应的两个所述第一滑台202上；由于两个所述水平运动机构安装板102呈十字型布置，造成二者有高度差，因此，
所述立式支架ⅰ3与所述立式支架ⅱ4的高度不同，用于弥补高度差。
[0067]
进一步地，所述摆动翻转机构6包括吸盘组601、旋转气缸602、摆动连杆603、铰链604、吸盘安装板605和气缸安装板606；所述摆动翻转机构6通过所述气缸安装板606固定安装于所述第二滑台502；所述旋转气缸602安装于所述气缸安装板606，所述摆动连杆603一端连接至所述旋转气缸602，另一端通过所述铰链604连接至所述吸盘安装板606，所述吸盘组601安装于所述吸盘安装板606，能够吸附于所述纸盒箱9摇盖。
[0068]
进一步地，当所述吸盘组601吸附于所述纸盒箱9摇盖，通过所述旋转气缸602控制所述吸盘组601、所述摆动连杆603以及所述纸盒箱9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：
[0069][0070]
如图8-9所示，o1为所述纸盒箱9摇盖的转角点，o2为所述旋转气缸602轴中心，a为所述摆动连杆603和所述吸盘组601之间的所述铰链604中心，b为所述吸盘组601吸附摇盖时的接触区域的中心，公式(1)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601吸附摇盖时的接触区域的中心b与所述纸盒箱9摇盖转角点o1的距离，l2为所述吸盘组601的长度，l3为所述摆动连杆603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。
[0071]
进一步地，根据公式(1)，各杆件之间夹角的实时大小因各杆件的空间位置和实际接入长度决定，而空间位置和接入长度因为加工误差和安装误差的存在，会出现与理论相出入的情况，因此针对所述摆动翻转机构6还设置了能够适应上述情况的调节结构，具体地，所述摆动翻转机构6还包括安装于所述摆动连杆603与所述铰链604连接处的调节螺钉607和扭簧608，用于调节和消除制造误差和装配误差，确保所述摆动翻转机构6能够实现翻转纸盒箱9的摇盖开箱动作。
[0072]
进一步地，所述扭簧608套设于所述铰链604的轴上，所述调节螺钉607安装于所述摆动连杆603端部且穿过所述摆动连杆603顶在所述铰链604上，用于调节所述吸盘组601与所述摆动连杆603之间的夹角θ2。
[0073]
进一步地，所述吸盘组601包括若干可调节角度的摇摆型真空吸盘6011。
[0074]
进一步地，所述摆动翻转机构6还包括固定安装于所述气缸安装板606的距离传感器609，用于检测和反馈所述摆动翻转机构6在所述第二滑台502带动下在垂直方向上运动时与纸盒箱9上表面的距离信号。
[0075]
进一步地，所述弹性压紧机构7包括可伸缩缓冲杆701、大直径吸盘702、压紧机构安装板703和微动开关704，所述弹性压紧机构7通过所述压紧机构安装板703安装于所述立式支架，呈十字型布置的两个所述水平运动机构安装板102上设置的四个所述立式支架分别设置一个所述弹性压紧机构7，能够在四个方向上对称式夹持住所述纸盒箱9，确保所述纸盒箱9在所述摆动翻转机构6进行开箱动作时位于所述工作台1中心且无法移动；所述可伸缩缓冲杆701一端固定安装于所述压紧机构安装板703，另一端固定安装所述大直径吸盘702，所述可伸缩缓冲杆701安装后的伸出长度可调节，且具有缓冲作用；所述压紧机构安装板703在所述立式支架上的安装孔为长条形孔，可以通过调节所述压紧机构安装板703的安
装位置调节所述弹性压紧机构7与所述立式支架之间的距离，当所述弹性压紧机构7压紧所述纸盒箱9时，能够确保摆动翻转机构6与纸盒箱9摇盖满足公式(1)的要求；所述微动开关704安装于所述压紧机构安装板701，用于反馈所述弹性压紧机构7在压紧所述纸盒箱9时检测到的动作信号。
[0076]
进一步地，所述机器人还包括真空与气动系统8，用于控制所述摆动翻转机构6的工作，所述真空与气动系统8设置有分别用于控制所述旋转气缸602和所述吸盘组601工作的电磁阀。
[0077]
进一步地，所述真空与气动系统8包括电磁阀ⅰ801、电磁阀ⅱ802和真空发生器803；
[0078]
所述电磁阀ⅰ801通过气管805与所述旋转气缸602相连接，通过控制所述旋转气缸602两个进气口的通断，进而控制所述旋转气缸602的转动方向；
[0079]
所述电磁阀ⅱ802通过所述真空发生器803连接至所述吸盘组601，并通过控制所述真空发生器803的工作实现对所述吸盘组601吸附力的控制，所述真空发生器803与所述吸盘组601之间设置有负压表804，用于反馈检测到的负压信号。
[0080]
进一步地，所述机器人还包括plc系统，所述plc系统分别与所述第一电机组件203、所述第二电机组件503、所述距离传感器609和所述微动开关704电连接，所述plc系统分别根据所述距离传感器609和所述微动开关704反馈的信号控制所述第二电机组件503和所述第一电机组件203工作，进而控制所述垂直丝杠螺母运动机构5和所述水平丝杠母运动机构2的工作，使所述立式支架和所述摆动翻转机构6运动至合适的位置翻转所述纸盒箱9的摇盖进行开箱。
[0081]
进一步地，所述电磁阀ⅰ801、所述电磁阀ⅱ802和所述负压表804分别与所述plc系统电连接，所述plc系统用于控制所述电磁阀ⅱ802的工作，并根据所述负压表804反馈的负压信号通过控制所述电磁阀ⅰ801的工作控制所述摆动翻转机构6翻转所述纸盒箱9的摇盖进行开箱。
[0082]
本发明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：
[0083]
a、待纸盒箱9平稳放置在工作平台103上，使纸盒箱9四个侧面分别与一个立式支架保持平行；
[0084]
b、分别通过控制两个水平运动机构安装板102上的水平丝杠螺母运动机构2，使每一个水平丝杠螺母运动机构2上的两个立式支架相向运动，趋近纸盒箱9，并通过每一个立式支架上设置的弹性压紧机构7夹持住纸盒箱9的四个侧面；
[0085]
c、控制与纸盒箱9两个外摇盖对应的侧面平行的立式支架上的垂直丝杠螺母运动机构5带动摆动翻转机构6下降，趋近纸盒箱9，控制旋转气缸602转动并带动摆动连杆603和吸盘组601向下摆动，使吸盘组601吸附于纸盒箱9外摇盖，控制旋转气缸602反向转动使吸盘组601打开纸盒箱9外摇盖；
[0086]
d、控制与纸盒箱9两个内摇盖对应的侧面平行的立式支架上的垂直丝杠螺母运动机构5带动摆动翻转机构6下降，趋近纸盒箱9，控制旋转气缸602转动并带动摆动连杆603和吸盘组601向下摆动，使吸盘组601吸附于纸盒箱9内摇盖，控制旋转气缸602反向转动使吸盘组601打开纸盒箱9内摇盖。
[0087]
进一步地，步骤b具体包括：通过plc系统启动第一电机2031驱动正反牙丝杠2011转动，通过第一螺母2012的移动带动第一滑台202以及立式支架移动，趋近纸盒箱9，直至弹性压紧机构7的大直径吸盘702顶住纸盒箱9、可伸缩缓冲杆701收缩压紧且微动开关704产生动作，plc系统根据微动开关704反馈的动作信号控制第一电机2031停止工作。
[0088]
进一步地，步骤c具体包括：
[0089]
c-1、通过plc系统启动第二电机5031驱动丝杠5011转动，通过第二螺母5012的移动带动第二滑台502以及摆动翻转机构6下降，趋近纸盒箱9，直至plc系统接收到的距离传感器609反馈到的距离信号满足要求，通过plc系统控制第二电机5031停止工作；
[0090]
c-2、通过plc系统控制电磁阀ⅰ801工作，进而控制旋转气缸602转动并带动摆动连杆603和吸盘组601向下摆动，使吸盘组601的真空吸盘6011与纸盒箱9外摇盖接触；通过plc系统控制电磁阀ⅱ802工作，进而控制真空发生器803产生真空，使真空吸盘6011吸附于纸盒箱9外摇盖；
[0091]
c-3、通过plc系统根据负压表804反馈的负压信号控制电磁阀ⅰ801复位，使旋转气缸602反向转动，带动摆动连杆603和吸盘组601向上摆动打开纸盒箱9外摇盖。
[0092]
进一步地，步骤d具体包括：
[0093]
d-1、通过plc系统启动第二电机5031驱动丝杠5011转动，通过第二螺母5012的移动带动第二滑台502以及摆动翻转机构6下降，趋近纸盒箱9，直至plc系统接收到的距离传感器609反馈到的距离信号满足要求，通过plc系统控制第二电机5031停止工作；
[0094]
d-2、通过plc系统控制电磁阀ⅰ801工作，进而控制旋转气缸602转动并带动摆动连杆603和吸盘组601向下摆动，使吸盘组601的真空吸盘6011与纸盒箱9内摇盖接触；通过plc系统控制电磁阀ⅱ802工作，进而控制真空发生器803产生真空，使真空吸盘6011吸附于纸盒箱9内摇盖；
[0095]
d-3、通过plc系统控根据负压表804反馈的负压信号制电磁阀ⅰ801复位，使旋转气缸602反向转动，带动摆动连杆603和吸盘组601向上摆动打开纸盒箱9内摇盖。
[0096]
进一步地，所述开箱方法还包括以下步骤：
[0097]
e、通过plc系统控制电磁阀ⅱ802复位，使真空吸盘6011失去真的空，与纸盒箱9内外摇盖分离；
[0098]
f、通过plc系统启动第二电机5031驱动丝杠5011反向转动，使摆动翻转机构6上升至原点位置；
[0099]
g、通过plc系统启动第一电机2031驱动正反牙丝杠2011反向转动，使每一个水平丝杠螺母运动机构2上的两个立式支架反向运动，远离纸盒箱9，直至回到原点位置。
[0100]
采用本发明提供的开箱机器人及开箱方法完成纸盒箱9的开箱后，待其它设备或人工对纸盒箱9进行相关装箱操作后即可进行合箱动作。
[0101]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。