柔性开箱装置的制作方法

1.本发明涉及开箱技术领域，尤其涉及一种柔性开箱装置。


背景技术：

2.随着经济高速发展，商品的产出和消耗也随着高速增长；因此，商品具有装箱和拆箱的工序需求。传统的箱页打开方式是采用人力打开，其具有效率低下，人工成本高的缺点。目前使用最多的方式还是依靠开箱设备。
3.现有的开箱设备大多数是采用机械臂或复杂的机械结构去完成，因此，使用和维护成本较高。
4.除此之外，现有的开箱设备还不能够通用于多种箱子尺寸，因此通用性差。
5.除此之外，箱体需要打开至少两瓣垂直翻转的箱页时，还不能同时设置两套相互垂直的开箱设备。因此，需要多工位流水线来逐个打开箱页，而不能在同一个工位上打开，因此，开箱效率慢。
6.因此，急需要一种可应用于不同的箱子尺寸、不同的开箱要求、不同的箱体结构进行随意配置，实现以较低的成本和较高的效率完成箱页打开的柔性开箱装置来克服上述缺陷。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种可应用于不同的箱子尺寸、不同的开箱要求、不同的箱体结构进行随意配置，实现以较低的成本和较高的效率完成箱页的柔性打开的柔性开箱装置。
8.为实现上述目的，本发明的柔性开箱装置包括第一驱动轴、第二驱动轴、第三驱动轴、第一摆臂、第二摆臂以及捕获组件，所述第一摆臂具有第一端以及第二端，所述第一驱动轴与所述第一摆臂的第一端固定连接；所述第二摆臂具有第三端及第四端，所述第二驱动轴与所述第二摆臂的第三端固定连接，并同时与所述第一摆臂的第二端通过第一轴承活动连接；所述第三驱动轴与所述第二摆臂的第四端通过第二轴承活动连接，所述第三驱动轴与所述捕获组件固定连接；所述第一驱动轴被驱动转动时，所述第一摆臂绕所述第一驱动轴的中心轴摆动；所述第二驱动轴被驱动转动时，所述第二摆臂绕所述第二驱动轴的中心轴摆动；所述第三驱动轴被驱动转动时，所述捕获组件绕所述第三驱动轴的中心轴转动。
9.与现有技术相比，本发明的柔性开箱装置借助第一驱动轴、第二驱动轴、第三驱动轴、第一摆臂、第二摆臂以及捕获组件之间的相互配合，借助第二驱动轴可驱动第二摆臂的转动，借助第三驱动轴可带动捕获组件的摆动，借助第一驱动轴，可带动整个装置的摆动；由于第二驱动轴可以和第一摆臂活动连接的同时和第二摆臂固定连接；第三驱动轴可以和第二摆臂活动连接的同时和捕获组件固定连接；当第二驱动轴和第三驱动轴不受驱动的时候，当捕获组件捕获到箱页后，通过第一驱动轴的转动，能够同时带动第二摆臂和捕获组件的转动。本发明的柔性开箱装置，结构紧凑精巧，大大地降低使用成本。当需要打开多片箱
页时，也仅需要在每瓣箱页的外侧设置一个本发明的柔性开箱装置，只需要控制打开各箱页的顺序即可。因此，本发明的柔性开箱装置可以适用不同的开箱要求、不同的箱体结构，且以较低的成本完成高效的开箱动作。
10.较佳地，所述第一摆臂上还安装有驱动所述第二驱动轴转动的第一驱动机构；所述第二摆臂上还安装有驱动所述第三驱动轴转动的第二驱动机构。
11.较佳地，所述第一驱动机构包括第一驱动器以及第一传动组件，所述第一传动组件的一部分与所述第一驱动器的输出端连接，所述第一传动组件的另一部分与所述第二驱动轴固定连接。
12.较佳地，所述第一传动组件包括第一同步轮、第一惰轮、第一皮带以及第一皮带连接块，所述第一惰轮套接于所述第一驱动轴上并与所述第一驱动轴之间设有活动轴承；所述第一同步轮套接于所述第二驱动轴上，所述第一皮带同时套在所述第一同步轮和所述第一惰轮上，所述第一皮带连接块同时连接所述第一皮带以及第一驱动器的输出端；所述第一驱动器启动时，驱动所述第一皮带连接块移动从而带动所述第一皮带转动，从而带动所述第一同步轮转动，从而带动所述第二驱动轴转动。
13.较佳地，所述第二驱动机构包括第二驱动器以及第二传动组件，所述第二传动组件的一部分与所述第二驱动器的输出端连接，所述第二传动组件的另一部分与所述第三驱动轴固定连接。
14.较佳地，所述第二传动组件包括第二同步轮、第二惰轮、第二皮带以及第二皮带连接块，所述第二惰轮套接于所述第二驱动轴上并与所述第二驱动轴之间设有活动轴承；所述第二同步轮套接于所述第三驱动轴上，所述第二皮带同时套在所述第二同步轮和所述第二惰轮上，所述第二皮带连接块同时连接所述第二皮带以及所述第二驱动器的输出端；所述第二驱动器启动时，驱动所述第二皮带连接块移动从而带动所述第二皮带转动，从而带动所述第二同步轮转动，从而带动所述第三驱动轴转动。
15.较佳地，所述捕获组件为真空吸附组件；或者，所述捕获组件为抓夹组件；或者，所述捕获组件为电磁铁组件。
16.较佳地，所述真空吸附组件包括吸嘴安装盘及若干吸嘴，所述吸嘴安装盘与所述第三驱动轴连接，所述吸嘴呈间隔开地安装于所述吸嘴安装盘上。
17.较佳地，柔性开箱装置还包括限制所述第二摆臂的最大转动角度的第一限位件。
18.较佳地，柔性开箱装置还包括限制所述捕获组件的最大转动角度的第二限位件。
附图说明
19.图1是本发明柔性开箱装置的立体结构示意图。
20.图2是本发明柔性开箱装置的另一视角的立体结构示意图。
21.图3是本发明柔性开箱装置及箱体的初始位置俯视图。
22.图4是本发明柔性开箱装置运行至吸住箱体瓣页的俯视图。
23.图5是本发明柔性开箱装置运行至打开箱体瓣页的俯视图。
24.图6是本发明柔性开箱装置运行至完全打开箱体瓣页的俯视图。
25.图7是箱体所有瓣页均打开的俯视图。
具体实施方式
26.为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。
27.请参阅图1至图2，本发明的柔性开箱装置100包括第一驱动轴1、第二驱动轴2、第三驱动轴3、第一摆臂4、第二摆臂5以及捕获组件6，第一摆臂4具有第一端41以及第二端42，第一驱动轴1与第一摆臂4的第一端41固定连接；第二摆臂5具有第三端51及第四端52，第二驱动轴2与第二摆臂5的第三端51固定连接，并同时与第一摆臂4的第二端42通过第一轴承21活动连接；第三驱动轴3与第二摆臂5的第四端52通过第二轴承(图中未示)活动连接，第三驱动轴3与捕获组件6固定连接。第一驱动轴1被驱动转动时，第一摆臂4绕第一驱动轴1的中心轴摆动。举例而言，当第一驱动轴1顺时针转动时，第一摆臂4绕第一驱动轴1的中心轴顺时针摆动；当第一驱动轴1逆时针转动时，第一摆臂4绕第一驱动轴1的中心轴逆时针摆动。第二驱动轴2被驱动转动时，第二摆臂5绕第二驱动轴2的中心轴摆动。举例而言，当第二驱动轴2顺时针转动时，第二摆臂5绕第二驱动轴2的中心轴顺时针摆动；当第二驱动轴2逆时针转动时，第二摆臂5绕第二驱动轴2的中心轴逆时针摆动。第三驱动轴3被驱动转动时，捕获组件6绕第三驱动轴3的中心轴转动。举例而言，当第三驱动轴3顺时针转动时，捕获组件6绕第三驱动轴3的中心轴顺时针摆动；当第三驱动轴3逆时针转动时，捕获组件6绕第三驱动轴3的中心轴逆时针摆动。更具体地，如下：
28.请继续参阅图1及图2，第一摆臂4上还安装有驱动第二驱动轴2转动的第一驱动机构7。具体地，第一驱动机构7包括第一驱动器71以及第一传动组件72，第一传动组件72的一部分与第一驱动器71的输出端连接，第一传动组件72的另一部分与第二驱动轴2固定连接。举例而言，第一驱动器71为第一气缸，第一气缸安装于第一摆臂4上。第一气缸的具体结构及其原理为本领域技术人员所知，故不在此赘述。当然，于其他实施例中，第一驱动器71还可以是电机，故不以此为限。具体地，第一传动组件72包括第一同步轮721、第一惰轮722、第一皮带723以及第一皮带连接块724。第一惰轮722套接于第一驱动轴1上并与第一驱动轴1之间设有活动轴承(图中未示)，故当第一驱动轴1转动时，不会带动第一惰轮722转动。第一同步轮721套接于第二驱动轴2上，第一皮带723同时套在第一同步轮721和第一惰轮722上，第一皮带连接块724同时连接第一皮带723以及第一驱动器71的输出端。举例而言，当第一驱动机构7工作时，第一气缸伸出，驱动第一皮带连接块724移动从而带动第一皮带723顺时针转动，从而带动第一同步轮721顺时针转动，从而带动第二驱动轴2顺时针转动。可理解的是，当第二驱动轴2顺时针转动时，带动第二摆臂5顺时针转动。反之，第一气缸收缩时，驱动第一皮带连接块724移动从而带动第一皮带723逆时针转动，从而带动第一同步轮721逆时针转动，从而带动第二驱动轴2逆时针转动。可理解的是，当第二驱动轴2逆时针转动时，带动第二摆臂5逆时针转动。
29.请继续参阅图1及图2，第二摆臂5上还安装有驱动第三驱动轴3转动的第二驱动机构8。第二驱动机构8包括第二驱动器81以及第二传动组件82，第二传动组件82的一部分与第二驱动器81的输出端连接，第二传动组件82的另一部分与第三驱动轴3固定连接。举例而言，第二驱动器81为第二气缸，第二气缸安装于第二摆臂5上。当然，于其他实施例中，第二驱动器81可为电机，故不以此为限。具体地，第二传动组件82包括第二同步轮821、第二惰轮822、第二皮带823以及第二皮带连接块824。第二惰轮822套接于第二驱动轴2上并与第二驱
动轴2之间设有第一轴承(图中未示)，因此，第二驱动轴2转动时并不会带动第二惰轮822转动。第二同步轮821套接于第三驱动轴3上，第二皮带823同时套在第二同步轮821和第二惰轮822上，第二皮带连接块824同时连接第二皮带823以及第二驱动器81的输出端。举例而言，当第二驱动机构8工作时，第二气缸伸出，驱动第二皮带连接块824移动从而带动第二皮带823顺时针转动，从而带动第二同步轮821顺时针转动，从而带动第三驱动轴3顺时针转动。可理解的是，当第三驱动轴3顺时针转动时，带动捕获组件6顺时针转动。反之，第二气缸收缩，驱动第二皮带连接块824移动从而带动第二皮带823逆时针转动，从而带动第二同步轮821逆时针转动，从而带动第三驱动轴3逆时针转动。可理解的是，当第三驱动轴3逆时针转动时，带动捕获组件6逆时针转动。
30.请参阅图1至图2，于本实施例中，捕获组件6为真空吸附组件。当然，于其他实施例中，当箱体上有把手或者扣体之类的组件，捕获组件6为抓夹组件；或者，当箱体是导磁材料时，捕获组件6可以是电磁铁组件，故捕获组件6不以此为限。
31.请继续参阅图1至图2，具体地，真空吸附组件包括吸嘴安装盘61及若干吸嘴62，吸嘴安装盘61与第三驱动轴3连接，具体地，吸嘴安装盘61设有铰接座611，铰接座611上设有与第三驱动轴3连接的安装孔。吸嘴62为四个并呈间隔开地安装于吸嘴安装盘61的四周上。当然，于其他实施例中，吸嘴62的数量可以是三个、五个、六个或者8个不等，故不以此为限。
32.较优的是，于本实施例中，本发明的柔性开箱装置100还包括限制第二摆臂5的最大转动角度的第一限位件9。具体地，第一限位件9安装于第一摆臂4的第二端42上。举例而言，于本实施例中，第一限位件9限制第二摆臂5顺时针转动方向的最大角度。即是说，当第二摆臂5顺时针转动至抵挡于第一限位件9上时，此时为第二摆臂5最大的顺时针摆动角度。
33.较优的是，于本实施例中，本发明的柔性开箱装置100还包括限制捕获组件6的最大转动角度的第二限位件10。具体地，第二限位件10安装于捕获组件6上，具体为安装于吸嘴安装盘61上。举例而言，于本实施例中，第二限位件10限制捕获组件6顺时针转动的最大角度。即是说，当捕获组件6顺时针转动至第二限位件10抵挡到第二摆臂5时，此时为捕获组件6最大的顺时针转动角度。
34.结合附图3以及附图6，对本发明的柔性开箱装置100的工作原理进行说明：
35.请参阅图3，此为本发明的柔性开箱装置100的初始状态。此时，第一气缸收缩，第二摆臂5在逆时针方向的最大行程位置上；第二气缸伸出，捕获组件6的吸盘轴心方向垂直于第二摆臂5的方向。这个状态的柔性开箱装置100在蜷缩极限位置，不干涉箱子的周围空间，提供箱子上下料的工作范围。
36.请参阅图4，本发明的柔性开箱装置100从初始状态运行至状态二。此时，第一气缸伸出，带动第二摆臂5顺时针转动至捕获组件6与箱体瓣页几乎平行，捕获组件6的吸盘利用自身的弹性余量吸收箱页与吸盘之间的平行误差，使吸盘能够稳定地捕获到箱体瓣页。
37.请参阅图5，本发明的柔性开箱装置100从状态二运行至状态三。吸盘捕获到箱体瓣页后第一气缸、第二气缸断开供气，第一气缸、第二气缸均处于放松无力状态；此时的第一驱动轴1顺时针转动，从而带动第一摆臂4绕第一驱动轴1的中心轴顺时针摆动，由于吸盘是吸住瓣页的，瓣页的枢转折痕为支撑点，因此第二摆臂5绕第二驱动轴2的轴心做逆时针转动；捕获组件6做逆时针转动。
38.请参阅图6，本发明的柔性开箱装置100从状态三运行至状态四。第一驱动轴1继续
做顺时针转动，直至第二摆臂5与箱体瓣页垂直的时候；此时为一个临界分界点，第二摆臂5及捕获组件6不够动力继续做逆时针转动，此时，第一气缸及第二气缸启动收缩，以驱动第二摆臂5继续做逆时针转动，驱动捕获组件6继续做逆时针转动，直至箱体瓣页完全打开。
39.可理解的是，第一驱动轴1的转动动力来源于外界。
40.请参阅图7，展示了箱体为矩形箱体，每一端共设有四瓣箱页，即是说，当需要打开四瓣箱页，可设四套本发明的柔性开箱装置100。左瓣箱页与右瓣箱页的转动方向相反，因此，所对应的柔性开箱装置100的转动方向也是相反的。同理，上瓣箱页和下瓣箱页所对应的柔性开箱装置100的转动方向相反。
41.与现有技术相比，本发明的柔性开箱装置100借助第一驱动轴1、第二驱动轴2、第三驱动轴3、第一摆臂4、第二摆臂5以及捕获组件6之间的相互配合，借助第二驱动轴2可驱动第二摆臂5的转动，借助第三驱动轴3可带动捕获组件6的摆动，借助第一驱动轴1，可带动整个装置的摆动；由于第二驱动轴2可以和第一摆臂4活动连接的同时和第二摆臂5固定连接；第三驱动轴3可以和第二摆臂5活动连接的同时和捕获组件6固定连接；当第二驱动轴2和第三驱动轴3不受驱动的时候，当捕获组件6捕获到箱页后，通过第一驱动轴1的转动，能够同时带动第二摆臂5和捕获组件6的转动。本发明的柔性开箱装置100，结构紧凑精巧，大大地降低使用成本。当需要打开多片箱页时，也仅需要在每瓣箱页的外侧设置一个本发明的柔性开箱装置100，只需要控制打开各箱页的顺序即可。因此，本发明的柔性开箱装置100可以适用不同的开箱要求、不同的箱体结构，且以较低的成本完成高效的开箱动作。
42.以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种柔性开箱装置，其特征在于，包括第一驱动轴、第二驱动轴、第三驱动轴、第一摆臂、第二摆臂以及捕获组件，所述第一摆臂具有第一端以及第二端，所述第一驱动轴与所述第一摆臂的第一端固定连接；所述第二摆臂具有第三端及第四端，所述第二驱动轴与所述第二摆臂的第三端固定连接，并同时与所述第一摆臂的第二端通过第一轴承活动连接；所述第三驱动轴与所述第二摆臂的第四端通过第二轴承活动连接，所述第三驱动轴与所述捕获组件固定连接；所述第一驱动轴被驱动转动时，所述第一摆臂绕所述第一驱动轴的中心轴摆动；所述第二驱动轴被驱动转动时，所述第二摆臂绕所述第二驱动轴的中心轴摆动；所述第三驱动轴被驱动转动时，所述捕获组件绕所述第三驱动轴的中心轴转动。2.根据权利要求1所述的柔性开箱装置，其特征在于，所述第一摆臂上还安装有驱动所述第二驱动轴转动的第一驱动机构；所述第二摆臂上还安装有驱动所述第三驱动轴转动的第二驱动机构。3.根据权利要求2所述的柔性开箱装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一驱动器以及第一传动组件，所述第一传动组件的一部分与所述第一驱动器的输出端连接，所述第一传动组件的另一部分与所述第二驱动轴固定连接。4.根据权利要求3所述的柔性开箱装置，其特征在于，所述第一传动组件包括第一同步轮、第一惰轮、第一皮带以及第一皮带连接块，所述第一惰轮套接于所述第一驱动轴上并与所述第一驱动轴之间设有活动轴承；所述第一同步轮套接于所述第二驱动轴上，所述第一皮带同时套在所述第一同步轮和所述第一惰轮上，所述第一皮带连接块同时连接所述第一皮带以及第一驱动器的输出端；所述第一驱动器启动时，驱动所述第一皮带连接块移动从而带动所述第一皮带转动，从而带动所述第一同步轮转动，从而带动所述第二驱动轴转动。5.根据权利要求2所述的柔性开箱装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二驱动器以及第二传动组件，所述第二传动组件的一部分与所述第二驱动器的输出端连接，所述第二传动组件的另一部分与所述第三驱动轴固定连接。6.根据权利要求5所述的柔性开箱装置，其特征在于，所述第二传动组件包括第二同步轮、第二惰轮、第二皮带以及第二皮带连接块，所述第二惰轮套接于所述第二驱动轴上并与所述第二驱动轴之间设有所述第一轴承；所述第二同步轮套接于所述第三驱动轴上，所述第二皮带同时套在所述第二同步轮和所述第二惰轮上，所述第二皮带连接块同时连接所述第二皮带以及所述第二驱动器的输出端；所述第二驱动器启动时，驱动所述第二皮带连接块移动从而带动所述第二皮带转动，从而带动所述第二同步轮转动，从而带动所述第三驱动轴转动。7.根据权利要求1所述的柔性开箱装置，其特征在于，所述捕获组件为真空吸附组件；或者，所述捕获组件为抓夹组件；或者，所述捕获组件为电磁铁组件。8.根据权利要求7所述的柔性开箱装置，其特征在于，所述真空吸附组件包括吸嘴安装盘及若干吸嘴，所述吸嘴安装盘与所述第三驱动轴连接，所述吸嘴呈间隔开地安装于所述吸嘴安装盘上。9.根据权利要求1所述的柔性开箱装置，其特征在于，还包括限制所述第二摆臂的最大转动角度的第一限位件。10.根据权利要求1所述的柔性开箱装置，其特征在于，还包括限制所述捕获组件的最大转动角度的第二限位件。

技术总结
本发明公开了一种柔性开箱装置，包括第一驱动轴、第二驱动轴、第三驱动轴、第一摆臂、第二摆臂和捕获组件，第一摆臂具有第一端和第二端，第一驱动轴与第一摆臂的第一端固定连接；第二摆臂具有第三端及第四端，第二驱动轴与第二摆臂的第三端固定连接，并同时与第一摆臂的第二端通过第一轴承活动连接；第三驱动轴与第二摆臂的第四端通过第二轴承活动连接，第三驱动轴与捕获组件固定连接；第一驱动轴被驱动转动时，第一摆臂摆动；第二驱动轴被驱动转动时，第二摆臂绕第二驱动轴的中心轴摆动；第三驱动轴被驱动转动时，捕获组件绕第三驱动轴的中心轴转动。与现有技术相比，本发明的柔性开箱装置具有通用性强、成本低、工作效率高的优点。工作效率高的优点。工作效率高的优点。


技术研发人员：庞超 严镇宁 刘钊
受保护的技术使用者：东莞市卓安精机自动化设备有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/31