一种码垛机器人精确定位装置的制作方法

本发明属于码垛，具体为一种码垛机器人精确定位装置。

背景技术：

1、码垛机器人，是机械与计算机程序有机结合的产物。为现代生产提供了更高的生产效率。码垛机器在码垛行业有着相当广泛的应用。码垛机器人大大节省了劳动力，节省空间。码垛机器人运作灵活精准、快速高效、稳定性高，作业效率高，码垛机器人在仓库物品转运中的应用极为广泛，其可有效代替传统的人力搬运的方式，快速实现较大货物的搬运过程，所以传统的码垛机器人得以迅速发展。

2、常见的码垛机器人由机械臂和夹持组件以及定位组件组成，在工作时通过机械臂控制夹持组件的旋转和下移使其位移至货物的外侧面，并通过夹持装置实现货物的夹持后再进行转运，实现货物的搬运过程，在机器人的码垛操作前需在其控制面板内输入预定的坐标，即可使得机器人运动到指定位置，所以在码垛操作前必须保证被码垛的货物处于预定坐标内，一旦货物出现倾斜，均会导致码垛出现偏差或码垛无法正常进行，定位精准性较差。

3、目前所使用的码垛机器人一般会采用气动夹持的方式实现货物的夹持操作，然而在实际夹持过程中，部分货物会放置在托盘上进行码放堆叠，一般来说一种托盘对应一种货物，即针对不同的货物码放堆叠时需要使用不同的托盘对其进行堆放，为了提供合适的夹持力，针对不同的托盘时均需要事先对夹持力度进行实验，以此实验出最合适的夹持力度，且需要保证转运时夹持力度的不变，对气动夹持机构的精度提出了较高的要求，同时夹持时需要进行不同参数的输入才能满足夹持需求，使用便利性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种码垛机器人精确定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种码垛机器人精确定位装置，包括底座和两个机架，所述底座的顶端固定安装有凸轮分割器，所述凸轮分割器输出轴的顶端固定安装有延长架，所述延长架的顶端固定安装有电机，所述电机的顶端设有螺纹杆，所述电机输出轴的顶端与螺纹杆的底端传动连接，所述螺纹杆的外侧面螺纹套接有螺纹套，所述螺纹套的外侧面与外部连接架相连接且螺纹套仅能相对延长架上下位移，所述螺纹套的左右两侧均固定安装有伸缩杆，两个所述伸缩杆相对远离的一端均固定安装有安装座，所述安装座底端的前后两侧均固定安装有延长座，所述延长座的下方设有夹持组件，所述夹持组件的底端设有底板组件，两个所述机架的内侧面均等距离活动安装有输送辊，位于左侧所述输送辊的上方设有托盘。

3、在设备的使用前，可根据实际场地需求安装两个机架的位置，同时按需设置凸轮分割器的单次转动角度，当两个机架横向等距放置时，可将左侧的机架设置为上料输送装置，而右侧的机架则设置为卸料输送装置，同时凸轮分割器的单次转动角度设置为一百八十度，并将货物码放至托盘的内部，同时依次将托盘送入左侧的机架内部等待转运过程。

4、作为本发明进一步的技术方案，所述机架内侧面靠近底座的一端与机架内侧面靠近底座一端的前后两侧均固定安装有第二定位激光传感器，所述托盘的右端和前后两侧均固定安装有第一定位激光传感器，所述第一定位激光传感器与第二定位激光传感器之间相对应。

5、作为本发明进一步的技术方案，所述底板组件包括底部活动板，所述底部活动板的前后两侧均固定安装有耳板，所述底部活动板的左右两侧均固定安装有第一辅助激光传感器，所述第一辅助激光传感器的输出端斜向四十五度安装。

6、作为本发明进一步的技术方案，所述机架顶端的前后两侧均固定安装有第二辅助激光传感器，所述第二辅助激光传感器的输出端斜向四十五度安装，所述第二辅助激光传感器与第一辅助激光传感器之间相对应。

7、在进行夹持定位时，当单个托盘位移至机架的右端时，此时托盘右端的第一定位激光传感器与机架内侧面右端的第二定位激光传感器相对应时即两束激光相重合时，此时托盘的横向位置被确定，当托盘前后两侧的第一定位激光传感器与机架前后两侧的第二定位激光传感器相对应时此时托盘的纵向位置被确定，此时坐标确定即可启动电机并带动螺纹杆的旋转，由于螺纹套仅能上下位移导致螺纹套会向下移动，并同步带动伸缩杆以及一端的安装座向下位移，最终带动底板组件的下移，当位于机架顶端前后两侧的第二辅助激光传感器与第一辅助激光传感器相对应时，即两束激光相重合时，此时夹持的中心点位置被确定，底板组件继续下移即可进行后续的夹持动作，当发生未对应时，底板组件下移停止，并通过控制伸缩杆的伸缩实现底板组件横向位置的调节，直至第二辅助激光传感器与第一辅助激光传感器相对应，确定夹持中心点。

8、通过设置两组激光传感器，利用第一组激光传感器的相互对应，并通过三个定位点分别对托盘的横向位置以及纵向位置进行确定，实现托盘平面坐标的确定，完成托盘的快速定位并进行夹持工作，并利用第二组激光传感器的相互对应，通过两束激光的重合实现底板组件下降过程中夹持中心点的对应，并可按需进行调整，有效避免了传统装置货物在预定坐标内出现倾斜导致的夹持出现偏差的问题，不仅可实现快速定位过程，同时通过辅助定位手段可有效避免货物偏差导致的中心点偏离问题，定位精度较高。

9、作为本发明进一步的技术方案，所述延长座内侧面的底端固定安装有储油罐，所述储油罐的下方设有电磁换向阀，所述电磁换向阀的下方设有储油管，所述电磁换向阀为双向换向阀且底端的两个阀口与储油管之间固定连通而顶端的阀口与储油罐之间固定连通。

10、作为本发明进一步的技术方案，所述储油管的内部活动套接有活塞板，所述活塞板的底端固定安装有位于储油管内部的活塞杆，所述活塞杆的底端与底部活动板的顶端固定连接。

11、在进行货物的夹持时，此时电磁换向阀底端左侧的阀口启动，此时阀门方向为向外导通和向内截止，即储油管内部的液压油仅能通过电磁换向阀进入储油罐的内部，无法反向通过储油罐注入储油管的内部，而在卸料时，此时电磁换向阀底端右侧的阀口启动，此时阀门方向为向内导通和向外截止，即储油罐内部的液压油仅能通过电磁换向阀进入储油管的内部，无法反向通过储油管注入储油罐的内部。

12、作为本发明进一步的技术方案，所述夹持组件包括导轨，每组夹持组件内部导轨的数量为两个且两个导轨分别位于储油管外侧面的左右两侧且与储油管之间固定连接。

13、作为本发明进一步的技术方案，所述导轨的内部活动卡接有导向块，所述导向块的顶端固定安装有第一固定座，所述第一固定座的顶端通过转轴活动连接有连杆，所述夹持组件还包括位于储油罐上方的顶部活动板，所述顶部活动板的左右两端均固定安装有第二固定座，所述连杆的另一端与第二固定座之间通过转轴活动连接。

14、作为本发明进一步的技术方案，所述顶部活动板底端的前后两侧均固定安装有延长杆，所述延长杆的底端位于储油管的下方且与耳板的顶端固定连接，所述延长杆的顶端贯穿延长座的底端且与延长座之间活动套接。

15、作为本发明进一步的技术方案，所述导向块的底端均固定安装有夹板，所述夹板的内侧面等距离开设有防滑槽，所述夹板的底端开设有卡槽。

16、在进行货物的夹持时，随着安装座的持续下移可带动底板组件的下移，当夹持中心点确立后底板组件继续下移，当底板组件与货物接触时，此时货物会给与底板组件向上的作用力，并推动底板组件相对储油管上移，此时活塞杆和活塞板随之上移，此时电磁换向阀的阀门方向为向外导通和向内截止，随着活塞板的向上位移位于储油管内部的液压油随之通过电磁换向阀进入储油罐的内部完成暂存，而底板组件向上位移的同时，可带动顶部活动板的上移，此时顶部活动板左右两侧的连杆随之向内侧发生偏转，两个连杆之间的夹角减小，此时两个导向块即可相对导轨位移，两个第一固定座相互靠近并带动两个夹板相对靠近，直至两个夹板的内侧面与货物之间进行接触，并对货物施加夹紧力后，此时反向作用力与夹持力保持平衡状态，液压油停止进入储油罐的内部，压力保持恒定，完成夹持过程。

17、通过精准定位的中心点以及持续下降的底板组件使得货物给予液压油反向作用力，并通过反向作用力驱使顶部活动板的上升并实现两个夹板的自动靠近完成货物的夹紧过程，而夹紧力大小与反向作用力相关，同时反向作用力的大小可由进入储油罐内部的液压油的流量得以展示，无需复杂的实验即可得出最佳夹紧力大小，同时通过进入储油罐内部的液压油无法回流保证了压力的恒定，确保夹持力度不变，无需进行不同参数的输入即可快速完成夹持过程，同时整个夹持过程中稳定性较高，适合贵重物品的码垛。

18、完成货物的夹持后可通过凸轮分割器带动夹持有货物的夹持组件旋转并使其旋转到右侧的机架上方，同时控制电机的继续旋转，即可带动螺纹套的继续下降，位于左侧的夹持组件继续进行夹持，而位于右侧的夹持组件则进行卸料操作，当第一辅助激光传感器与右侧的第二辅助激光传感器相对应时，此时卸料中心点被确定，开始卸料过程，此时电磁换向阀的阀门进行换向，即向内导通和向外截止，位于储油罐内部的液压油即可通过电磁换向阀进入储油管的内部，此时储油管内部压力增加，并对活塞板施加向下的压力，活塞板以及活塞杆向下位移并带动底板组件下移，当底板组件向下位移时，顶部活动板下移，连杆向外侧发生偏转，两个连杆之间的夹角增加，两个第一固定座相对远离，并带动两个夹板相对远离，此时夹持力逐渐减小，直至将货物完全放开完成卸料过程。

19、通过精准定位的中心点以及持续下降的底板组件可实现夹持和卸料的同时进行，且精准定位的中心点可确定卸料中心点，确保卸料时坐标的精准，且通过液压油的作用实现夹紧力的逐渐较小，实现卸料过程，且可使夹持组件快速恢复夹持前状态，并通过凸轮分割器的等角度转动，完成夹持和卸料的持续进行，避免传统装置需等待卸料完成才能进行下次夹持过程的问题，以及卸料时精准度欠佳以及无法保证夹紧力缓慢减小的问题，可批量推广使用。

20、本发明的有益效果如下：

21、1、本发明通过设置两组激光传感器，利用第一组激光传感器的相互对应，并通过三个定位点分别对托盘的横向位置以及纵向位置进行确定，实现托盘平面坐标的确定，完成托盘的快速定位并进行夹持工作，并利用第二组激光传感器的相互对应，通过两束激光的重合实现底板组件下降过程中夹持中心点的对应，并可按需进行调整，有效避免了传统装置货物在预定坐标内出现倾斜导致的夹持出现偏差的问题，不仅可实现快速定位过程，同时通过辅助定位手段可有效避免货物偏差导致的中心点偏离问题，定位精度较高。

22、2、本发明通过精准定位的中心点以及持续下降的底板组件使得货物给予液压油反向作用力，并通过反向作用力驱使顶部活动板的上升并实现两个夹板的自动靠近完成货物的夹紧过程，而夹紧力大小与反向作用力相关，同时反向作用力的大小可由进入储油罐内部的液压油的流量得以展示，无需复杂的实验即可得出最佳夹紧力大小，同时通过进入储油罐内部的液压油无法回流保证了压力的恒定，确保夹持力度不变，无需进行不同参数的输入即可快速完成夹持过程，同时整个夹持过程中稳定性较高，适合贵重物品的码垛。

23、3、本发明通过精准定位的中心点以及持续下降的底板组件可实现夹持和卸料的同时进行，且精准定位的中心点可确定卸料中心点，确保卸料时坐标的精准，且通过液压油的作用实现夹紧力的逐渐较小，实现卸料过程，且可使夹持组件快速恢复夹持前状态，并通过凸轮分割器的等角度转动，完成夹持和卸料的持续进行，避免传统装置需等待卸料完成才能进行下次夹持过程的问题，以及卸料时精准度欠佳以及无法保证夹紧力缓慢减小的问题，可批量推广使用。