一种矿泉水自动装箱机器人

本发明涉及一种饮料生产加工机械设备，具体涉及一种矿泉水自动装箱机器人， 属于机器人技术领域。

在饮料的生产加工过程中，一些中小型厂商没有资金购买成套的生产设备，通常 由相关设备进行完罐装后，由工人进行手工装箱，这样的方式需付出大量的劳动力，而且生 产效率低下，增加了成本，市场的大多数设备有的价格昂贵，有的需要有成套的加工流水线 配合，不够灵活，适应性差，如申请号为201420176499的《饮料瓶装箱装置》，包括有饮料瓶 输送机构、纸箱输送机构、接近开关、伸缩挡板、计数器，纸箱输送机构的上方分别设置有多 个并排的限位框，装箱区域的上方设置有机械抓瓶机构。该设计使用饮料瓶输送机构和纸 箱输送机构输送饮料和纸箱，占用空间大、运转不够灵活，不适合中小型生产商。

针对上述问题，本发明提供一种矿泉水自动装箱机器人，其采用机械臂抓取瓶装 饮料，运转灵活、效率高。

本发明采取的技术方案为：一种矿泉水自动装箱机器人，包括底板、第一支架、第 一电缸、真空发生器、真空吸盘、第二支架、第三支架、四个第二电缸、两个第四支架、两个带 轮、第一步进电机、两个挡板、传送带、撑箱支架、十二个机械手、固定板、第三电缸、第二步 进电机、第一支撑臂、第四电缸、第二支撑臂、第三步进电机、旋转板、回转马达、第五支架、 第一伸缩缸、第二伸缩缸、第六支架、圆柱板、六个第五电缸其特征在于：所述第一支架竖直 向上固定安装在底板右端的中间位置，第一电缸水平安装在第一支架左端面的上部位置， 真空发生器固定安装在第一电缸的伸缩杆上，真空吸盘水平固定在真空发生器上，第二支 架上端面设有前后对称的两个限位板，限制纸箱的位置，其固定安装在底板的右部，并位于 真空吸盘的左方，第三支架固定安装在底板的中部，其右端与第二支架相连，且与第二支架 高度相同，在第三支架上端面设有前后对称的两个与第二支架上的两个限位板对齐的限位 板，在第三支架上端面的四个角上竖直向上安装着四个第二电缸，撑箱支架为倒立的空心 四棱台状，其四个角分别固定安装在四个第二电缸的伸缩杆上；

所述两个第四支架前后对称，固定安装在底板的左端，两个带轮分别转动安装在两个 第四支架之间，并位于两个第四支架左右两端，在前边的第四支架前端面的左端固定安装 着第一步进电机，其电机轴与带轮同心固定，在两个带轮上配合安装着传送带，且传送带上 端面与第三支架上端面高度相同，在第三支架上端面的两个限位板左端固定安装有两个挡 板；

所述第五支架上部为圆柱状，下部为长方体，在其圆柱状上表面沿周向均匀设有三组 球座，每组包括两个球座，其竖直向上固定安装在底板的后端，在圆柱板底面上设有沿周向 均匀分布的三组球座，每组包括两个球座，六个第五电缸每两个一组，每组的底部分别通过 球铰接安装在第五支架上表面对应的球座中，每组的伸缩杆顶端分别通过球铰接安装在圆 柱板底面对应的球座中；

所述回转马达竖直向上固定安装在圆柱板的上端面上，旋转板底面固定安装在回转马 达的轴上，旋转板上端面上设有左右对称的两个支撑板，第一伸缩缸底部转动安装在旋转 板上端面的两个支撑板上，在旋转板上端面的右端水平固定安装着第三步进电机，其电机 轴与第一伸缩缸底部转动轴同心固定，第二支撑臂底部固定安装在第一伸缩缸伸缩杆的顶 端，第一支撑臂的后端转动安装在第二支撑臂的上端，第四电缸底部铰接在第二支撑臂的 前端面的下部，其伸缩杆铰接在第一支撑臂下端面的前部，第二伸缩杆固定安装在第一支 撑臂前端面，第六支架固定安装在第二伸缩杆伸缩杆顶部，第三电缸竖直向下安装，其底部 铰接在第六支架的前端，在第六支架右端面固定安装有第二步进电机，其电机轴与第三电 缸底部的旋转轴同心固定，在第三电缸的伸缩杆上固定安装着固定板，且固定板与撑箱支 架上下对齐，在固定板底面上均匀竖直向下固定安装着三排四列共十二个机械手；

所述机械手包括机械手架、第五电缸、四个连接杆、四个曲杆、推板，所述第五电缸底部 固定安装在机械手架内部的中心处，其伸缩杆穿过机械手架上端的孔后与推板固定在一 起，在推板周边均布四个铰接架，四个曲杆的顶端分别铰接在推板周边的四个铰接架上，四 个连接杆一端分别铰接在机械手架四个面中部的中间位置，另一端分别铰接在四个曲杆中 部。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明通过十二个机械 手来抓取瓶装矿泉水，安全可靠、稳定高效，通过机械臂将瓶装矿泉水从生产线上运转至装 箱处，运转灵活、占用空间小。

图1为本发明的整体装配立体结构示意图。

图2为本发明局部装配的立体结构示意图。

图3为本发明撑箱支架的立体结构示意图。

图4为本发明机械手和支撑板立体结构示意图。

图5为本发明机械手的立体结构示意图。

图6为本发明局部装配的立体结构示意图。

附图标号：1-底板；2-第一支架；3-第一电缸；4-真空发生器；5-真空吸盘；6-第二 支架；7-第三支架；8-第二电缸；9-第四支架；10-带轮；11-第一步进电机；12-挡板；13-传送 带；14-撑箱支架；15-机械手；16-固定板；17-第二电缸；18-第二步进电机；19-第一支撑臂； 20-第三电缸；21-第二支撑臂；22-第三步进电机；23-旋转板；24-回转马达；25-第五支架； 26-第一伸缩缸；27-第二伸缩缸；28-第六支架；29-圆柱板；30-第五电缸；1501-机械手架； 1502-第四电缸；1503-连接杆；1504-曲杆；1505-推板。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的一种矿泉水自动装箱机器人，包括底板1、第 一支架2、第一电缸3、真空发生器4、真空吸盘5、第二支架6、第三支架7、四个第二电缸8、两 个第四支架9、两个带轮10、第一步进电机11、两个挡板12、传送带13、撑箱支架14、十二个机 械手15、固定板16、第三电缸17、第二步进电机18、第一支撑臂19、第四电缸20、第二支撑臂 21、第三步进电机22、旋转板23、回转马达24、第五支架25、第一伸缩缸26、第二伸缩缸27、第 六支架28、圆柱板29、六个第五电缸30其特征在于：所述第一支架2竖直向上固定安装在底 板1右端的中间位置，第一电缸3水平安装在第一支架2左端面的上部位置，真空发生器4固 定安装在第一电缸3的伸缩杆上，真空吸盘5水平固定在真空发生器4上，第二支架6上端面 设有前后对称的两个限位板，限制纸箱的位置，其固定安装在底板1的右部，并位于真空吸 盘5的左方，第三支架7固定安装在底板1的中部，其右端与第二支架6相连，且与第二支架高 度相同，在第三支架7上端面设有前后对称的两个与第二支架6上的两个限位板对齐的限位 板，在第三支架7上端面的四个角上竖直向上安装着四个第二电缸8，撑箱支架14为倒立的 空心四棱台状，其四个角分别固定安装在四个第二电缸8的伸缩杆上；

所述两个第四支架9前后对称，固定安装在底板1的左端，两个带轮10分别转动安装在 两个第四支架9之间，并位于两个第四支架9左右两端，在前边的第四支架9前端面的左端固 定安装着第一步进电机11，其电机轴与带轮10同心固定，在两个带轮10上配合安装着传送 带13，且传送带13上端面与第三支架7上端面高度相同，在第三支架7上端面的两个限位板 左端固定安装有两个挡板12；

所述第五支架25上部为圆柱状，下部为长方体，在其圆柱状上表面沿周向均匀设有三 组球座，每组包括两个球座，其竖直向上固定安装在底板1的后端，在圆柱板29底面上设有 沿周向均匀分布的三组球座，每组包括两个球座，六个第五电缸30每两个一组，每组的底部 分别通过球铰接安装在第五支架25上表面对应的球座中，每组的伸缩杆顶端分别通过球铰 接安装在圆柱板29底面对应的球座中；

所述回转马达24竖直向上固定安装在圆柱板29的上端面上，旋转板23底面固定安装在 回转马达24的轴上，旋转板23上端面上设有左右对称的两个支撑板，第一伸缩缸26底部转 动安装在旋转板23上端面的两个支撑板上，在旋转板23上端面的右端水平固定安装着第三 步进电机22，其电机轴与第一伸缩缸26底部转动轴同心固定，第二支撑臂21底部固定安装 在第一伸缩缸26伸缩杆的顶端，第一支撑臂19的后端转动安装在第二支撑臂21的上端，第 四电缸20底部铰接在第二支撑臂21的前端面的下部，其伸缩杆铰接在第一支撑臂19下端面 的前部，第二伸缩杆27固定安装在第一支撑臂19前端面，第六支架28固定安装在第二伸缩 杆27伸缩杆顶部，第三电缸17竖直向下安装，其底部铰接在第六支架28的前端，在第六支架 28右端面固定安装有第二步进电机18，其电机轴与第三电缸17底部的旋转轴同心固定，在 第三电缸17的伸缩杆上固定安装着固定板16，且固定板16与撑箱支架14上下对齐，在固定 板16底面上均匀竖直向下固定安装着三排四列共十二个机械手15；

所述机械手15包括机械手架1501、第五电缸1502、四个连接杆1503、四个曲杆1504、推 板1505，所述第五电缸1502底部固定安装在机械手架1501内部的中心处，其伸缩杆穿过机 械手架1501上端的孔后与推板1505固定在一起，在推板1505周边均布四个铰接架，四个曲 杆1504的顶端分别铰接在推板1505周边的四个铰接架上，四个连接杆1503一端分别铰接在 机械手架1501四个面中部的中间位置，另一端分别铰接在四个曲杆1504中部。

本发明工作原理为：使用者在使用本发明时，首先使用者开启第一步进电机11，带 动带轮10工作，然后将纸箱放在传送带13上，纸箱随传送带13向本发明右端运动，直至运动 至第三支架7上，然后四个第二电缸8同时收缩，使撑箱支架14下降至纸箱内，将纸箱边缘的 挡板撑起，并起到对纸箱的限位作用，然后，回转马达24、第二步进电机18、第四电缸20、第 三步进电机22、六个第五电缸30工作，使机械臂转向生产线，然后第一伸缩缸26、第二伸缩 缸27工作，调整机械手15位置，然后第三电缸17工作，使机械手15下降到合适位置，然后第 五电缸1502收缩，使机械手15抓紧瓶装矿泉水，然后回转马达24、第二步进电机18、第四电 缸20、第三步进电机22、六个第五电缸30工作，将瓶装矿泉水对准纸箱，然后第三电缸17工 作，将瓶装矿泉水放进纸箱，然后第五电缸1502伸展，使机械手松开瓶装矿泉水，然后四个 第二电缸8同时伸展，使撑箱支架14上升，然后第一电缸3、真空发生器4工作，使真空吸盘5 吸进纸箱，将其拽至第二支架6上，然后工人将装好的纸箱取走，循环以上步骤，对瓶装矿泉 水进行装箱。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指 示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆 放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限 制。此外，术语“第一”“第二”“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要 性。