一种分拣装置的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种分拣装置。

背景技术：

在工业生产线中，由于并联机械臂具有结构紧凑、承载能力强及累计误差小等优点，其广泛应用于高速抓取、分拣等场合。特别在一些科普展馆中，很多科普展品经常采用并联机械臂，用来展示机械臂在工业领域的应用及工业自动化程度。

然而在现有的科技馆的科普展品中，其分拣系统仅限于机械式的抓取，不能实现对不同颜色的产品进行颜色识别和分类，且缺少自动回收装置，不能进行回收利用。同时，抓取机构的运动自由度较少，抓取过程容易出现死点，不灵活，且抓取机构的末端仅限于平面，工作空间具有局限性，不适用中小型产品的分拣。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种分拣装置，用于工件的分类和回收，提高重复利用率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种分拣装置，包括：

承载机构，其用于承载不同类型的工件；

回收机构，其连通于所述承载机构的底部，所述回收机构用于所述工件的回收；

分类机构，其位于所述承载机构的上方，所述分类机构连通于所述回收机构的另一端；

所述承载机构能够将所述工件放置于所述回收机构内，所述分类机构能够承接从所述回收机构内流出的所述工件，且所述分类机构能够根据不同的类型对所述工件进行分类，并将完成分类的所述工件分别输送至所述承载机构上。

作为优选，所述承载机构包括载台，所述载台上设置有多个呈矩阵排列的凹槽，每个所述凹槽用于容纳一个所述工件。

作为优选，所述承载机构还包括：

转轴，其连接于所述载台；

旋转驱动源，其输出端连接于所述转轴，所述旋转驱动源能够驱动所述转轴并带动所述载台转动，使所述凹槽内的所述工件下落至所述回收机构内。

作为优选，所述回收机构包括：

收集通道，其设置于所述载台的下方并能够承接从所述凹槽脱离的所述工件；

回收通道和气源，所述回收通道分别连通于所述收集通道和所述气源，所述气源能够将所述收集通道内的所述工件顺次排列并从所述回收通道的底部吹动至所述回收通道的顶部。

作为优选，所述分类机构包括：

分度盘，在所述分度盘上沿其周向设置有多个容纳槽，每个所述容纳槽用于容纳一个所述工件；

分类驱动源，其输出端连接于所述分度盘，所述分类驱动源能够驱动所述分度盘旋转。

作为优选，所述分类机构还包括：

挡板，在所述分度盘上沿其周向设置有多个通孔，所述挡板设置于所述通孔的底部并能够与其形成所述容纳槽；

移动驱动源，其输出端连接于所述挡板，所述移动驱动源能够驱动所述挡板移动，以选择性封堵于所述通孔。

作为优选，所述分类机构还包括轨道，所述轨道的进口位于所述通孔的正下方，所述轨道的出口位于所述承载机构的一侧。

作为优选，所述分类机构还包括颜色传感器，所述颜色传感器设置于所述分度盘上，所述颜色传感器用于检测和识别所述工件的颜色。

作为优选，还包括显示机构，所述显示机构被配置为输入并显示图案。

作为优选，还包括输送机构，所述输送机构能够抓取从所述分类机构的出口流出的所述工件，并将其放置于所述承载机构上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的分拣装置，通过设置回收机构连通于承载机构的底部，回收机构实现了对工件的回收；通过设置分类机构连通于回收机构，分类机构能够承接从回收机构内流出的工件，且分类机构能够根据不同的类型对工件进行分类，实现了对工件的分类，实现了自动循环，从而提高了重复利用率。通过设置回收机构和分类机构，使该分拣装置能够自动分类回收不同颜色的工件，提高了自动化程度，更具科普性。

附图说明

图1是本实用新型分拣装置的结构示意图。

图中：

1、承载机构；2、回收机构；3、分类机构；4、显示机构；5、输送机构；6、基座；7、顶棚；

21、收集通道；22、回收通道；

31、分度盘；32、轨道；

41、支撑架；42、触摸显示屏。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种分拣装置，主要适用于各种科技展馆中，用于模拟人机交互。如图1所示，该分拣装置包括承载机构1、回收机构2、分类机构3、显示机构4、输送机构5、基座6、顶棚7及控制机构，显示机构4位于基座6的一侧，显示机构4包括相互连接的支撑架41和触摸显示屏42，触摸显示屏42上设置有矩阵，可选地，该矩阵为8*8的点阵，观众可以操作触摸显示屏42，将不同类型的工件放置于矩阵中。其中，工件具体为小球，可选地，根据小球的颜色区分小球的类型，例如：白球和绿球。

顶棚7位于基座6的上方，在基座6和顶棚7之间设置有玻璃罩，基座6、顶棚7及玻璃罩形成容纳空间，承载机构1、回收机构2、分类机构3及输送机构5均设置在基座6上并被容纳于该容纳空间内，玻璃罩起到了保护的作用，且玻璃罩为透明设置，便于观众观察玻璃罩内的操作。控制机构分别电连接于承载机构1、回收机构2、分类机构3、显示机构4及输送机构5，以实现各机构之间的通讯连接。控制机构将全部机构进行整合控制，实现各种功能模块的协同工作。

该分拣装置的工作原理为：观众先依据个人的喜好在触摸显示屏42上的8*8的点阵图中，通过调整小球的数量、位置及颜色，在利用绿球、白球自主设计和创作点阵图案后，点击开始后，控制机构接受到指令并控制输送机构5作用，输送机构5能够抓取从分类机构3内流出的小球，并根据触摸显示屏42上的矩阵分布顺序，将绿球、白球分别放置于承载机构1上，承载机构1用于承载不同类型的工件。回收机构2用于工件的回收，回收机构2的两端分别连通于承载机构1的底部和分类机构3。当控制机构根据观众的要求完成拼图之后，承载机构1能够将工件放置于回收机构2内，分类机构3位于承载机构1的上方，分类机构3能够承接从回收机构2内流出的工件，且分类机构3能够根据不同的类型对工件进行分类，并将完成分类的工件通过输送机构5分别输送至承载机构1上。

本实施例提供的分拣装置，通过设置回收机构2连通于承载机构1的底部，回收机构2实现了对工件的回收；通过设置分类机构3连通于回收机构2，分类机构3能够承接从回收机构2内流出的工件，且分类机构3能够根据不同的类型对工件进行分类，实现了对工件的分类，实现了自动循环，从而提高了重复利用率。通过设置回收机构2和分类机构3，使该分拣装置能够自动分类回收不同颜色的工件，提高了自动化程度，更具科普性。

进一步地，为了实现对工件的承载，承载机构1包括载台、转轴及旋转驱动源，载台上设置有多个呈矩阵排列的凹槽，每个凹槽用于容纳一个工件。优选地，为了实现对触摸显示屏42中矩阵的复制，多个凹槽同样呈8*8矩阵排列，便于不同颜色类型的工件放置于凹槽内形成图案。

当完成图案之后，需要将凹槽内的工件放置于回收机构2内，可选地，旋转驱动源为旋转电机，旋转驱动源的输出端连接于转轴，转轴连接于载台，旋转驱动源能够驱动转轴并带动载台转动，使凹槽内的工件下落至回收机构2内。进一步地，为了保证载台内的工件能够全部快速倾倒至回收机构2内，可选地，载台、转轴及旋转驱动源的数量均为两个。每个旋转驱动源通过一个转轴连接于一个载台，两个载台相互抵接形成一个平台，在载台上完成图案组成后，每个旋转电机分别驱动与其相对应的载台向靠近基座6的方向翻转，使得两个载台向两扇门一样向下打开，从而工件在自身重力的作用下，下落至回收机构2内。

进一步地，回收机构2包括收集通道21、回收通道22和气源，收集通道21设置于基座6上并位于载台的下方，收集通道21能够承接从凹槽脱离的工件，收集通道21起到了对工件收集和缓冲的作用。收集通道21的直径大于回收通道22的直径，且回收通道22的直径略大于工件的直径，使得进入回收通道22内的工件可以按照顺序进行排列。为了实现将收集通道21内的工件可以源源不断地输送至回收通道22内，在基座6上设置有气源，回收通道22分别连通于收集通道21和气源，气源能够将收集通道21内的工件顺次排列并从回收通道22的底部吹动至回收通道22的顶部。气源可以为吹风机等，只要在收集通道21和回收通道22之间存在气压差，在该气压差的作用下，工件能够被吸入回收通道22内，气源只要能实现工件的输送均在本实施例的保护范围之内。

进一步地，分类机构3包括分度盘31、分类驱动源、挡板、移动驱动源、轨道32及颜色传感器，分度盘31位于回收通道22顶部的下方，分类驱动源具体为旋转电机，分类驱动源的输出端连接于分度盘31，分类驱动源能够驱动分度盘31旋转。在分度盘31上沿其周向设置有多个容纳槽，每个容纳槽用于容纳一个工件，本实施例优选容纳槽的数量为八个，其具体数量可以根据实际生产需要进行调整。具体地，在分度盘31上沿其周向设置有多个通孔，挡板设置于通孔的底部并能够与其形成容纳槽，挡板具体为活动设置，挡板相当于容纳槽的槽底，通孔相当于容纳槽的侧壁。其中，移动驱动源具体为移动直线电机或者移动气缸，移动驱动源的输出端连接于挡板，移动驱动源能够驱动挡板移动，以选择性封堵于通孔。

在通孔的下方设置有轨道32，轨道32的进口位于通孔的正下方，轨道32的出口位于承载机构1的一侧。优选地，轨道32为螺旋设置，用于增加工件的运动轨迹，起到了缓冲的作用。进一步地，为了便于区别不同颜色类型的工件，在分度盘31上设置有颜色传感器，颜色传感器用于检测和识别工件的颜色。为了能够对不同的工件进行分类，可选地，轨道32的数量与工件类型的数量相同，由于本实施例中工件只有绿色和白色两种，轨道32的数量具体为两个，两个轨道32对称设置于基座6的两侧，一个轨道32用于输送一种颜色的工件。

当分度盘31按照一定的角度进行分度旋转过程中，可以将回收通道22内的工件一一承接，每个容纳槽用于承接一个工件。颜色传感器能够检测和识别到工件的颜色并将该信息传递给控制机构，控制机构控制移动驱动源进行工作，移动驱动源能够驱动挡板向远离通孔的方向移动，以开启挡板，工件下落至相应的轨道32内，轨道32的直径略大于小球的直径，使得小球可以依次排满至轨道32内，并沿轨道32的内壁滑动至轨道32的出口处。

输送机构5能够抓取从分类机构3中轨道32出口流出的工件，并将其放置于承载机构1上。具体地，输送机构5具体包括移动组件和抓取组件，其中抓取组件包括真空发生器和吸盘，真空发生器抽取真空，以将工件吸附在吸盘上。输送机构5可以根据观众在触摸显示屏42上的随机设计矩阵图案进行还原，将观众的创作乐趣与输送机构5自动化有机结合，既增加趣味性，又增强了观众的娱乐体验。

为了便于描述，将x方向定义为基座6的长度方向，y方向定义为基座6的宽度方向，z方向定义为基座6的高度方向，即竖直方向。其中x方向、y方向及z方向相互垂直，只是为了空间描述，并没有实质性意义。

移动组件具体为并联机械手，移动组件包括z向移动部件、x向移动部件及z向移动部件，其中z向移动部件包括z向移动驱动源、z向移动平台，z向移动驱动源设置在基座6上，z向移动驱动源具体为z向驱动电机，z向移动驱动源的输出端连接于z向移动平台。

x向移动部件具体包括x向移动驱动源、x向移动平台，x向移动驱动源设置在z向移动平台上，x向移动驱动源具体为x向驱动电机，x向移动驱动源的输出端连接于x向移动平台。在工作时，x向移动驱动源能够驱动x向移动平台沿x向移动。

y向移动部件具体包括y向移动驱动源、y向移动平台，y向移动驱动源设置在x向移动平台上，y向移动驱动源具体为y向驱动电机，y向移动平台用于承载和连接抓取组件，y向移动驱动源的输出端连接于y向移动平台。在工作时，y向移动驱动源能够驱动y向移动平台沿y向移动。

通过z向移动部件、x向移动部件及z向移动部件的相互配合，使得抓取组件能够分别沿x向、y向及z向移动，实现抓取组件的位置调节，以保证对工件的抓取准确性。采用这种方式，自动化程度较高，可以极大程度地降低操作人员的工作强度，降低人工成本。

作为优选，移动组件的并联机械手可以为delta机械手，该三自由度并联机械手能够实现x向、y向及z向三个方向的运动，有三个电机驱动，但并不是每个电机单独控制x向、y向及z向三个方向，而是耦合的，比如实现x向的运动需要三个电机同时配合实现。采用这种方式，帮助观众体验工业机器人在工业领域的应用形式，了解并联机械手的基本结构和原理。

本实施例提供的分拣装置的工作过程如下：

观众先依据个人的喜好在触摸显示屏42上的8*8的点阵图中，通过调整小球的数量、位置及颜色，在利用绿球、白球自主设计和创作点阵图案后，点击开始后，控制机构接受到指令并控制输送机构5作用，输送机构5能够抓取从分类机构3内流出的小球，并根据触摸显示屏42上的矩阵分布顺序，将绿球、白球分别放置于载台的凹槽内，每个凹槽用于容纳一个工件。

在载台上完成图案组成后，每个旋转电机分别驱动与其相对应的载台向靠近基座6的方向翻转，使得两个载台向两扇门一样向下打开，从而工件在自身重力的作用下，下落至收集通道21内。气源能够将收集通道21内的工件顺次排列并从回收通道22的底部吹动至回收通道22的顶部，然后工件下落滚到分度盘31的容纳槽内。

当分度盘31按照一定的角度进行分度旋转过程中，可以将回收通道22内的工件一一承接，每个容纳槽用于承接一个工件。颜色传感器能够检测和识别到工件的颜色并将该信息传递给控制机构，控制机构控制移动驱动源进行工作，移动驱动源能够驱动挡板向远离通孔的方向移动，以开启挡板，工件下落至相应的轨道32内使得小球可以依次排满至轨道32内，并沿轨道32的内壁滑动至轨道32的出口处，直至轨道32中的工件被输送机构5抓取干净。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。