一种抓料机器人

1.本发明涉及物料转移技术领域，具体为一种抓料机器人。


背景技术：

2.在生产过程中，需要抓料的情况有很多，例如需要将原材料从一个地方转移到另一个地方，或者需要将半成品或成品从一个工序转移到另一个工序等。抓料设备可以帮助企业提高生产效率，减少人力成本，同时也可以保证生产过程中的安全性和稳定性。抓料设备的优点有很多，例如可以提高生产效率，减少人力成本，同时也可以保证生产过程中的安全性和稳定性。抓料设备还可以根据不同的需求进行定制，以满足企业的特殊需求。此外，抓料设备还可以根据不同的物料特性进行选择，以保证物料的质量和稳定性。
3.然而抓料设备也存在一定的缺点，抓料设备的缺点包括价格较高，使用环境有一定限制，维护成本较高等。此外，不同的抓料设备也有各自的局限性，例如称重物料不能是黏性物料，会出现堵塞、滞留物料情况，造成计量不准确。细颗粒物料，粉体物料，在料仓中或者在输送管道里，因为某些原因会发生堵塞，表现为粘壁，起拱架桥，鼠洞等问题。这种问题一旦发生，生产线就停工，会给企业带来一定的经济损失。以海沙的挖掘为例，由于砂石的含水量较高，在抓料转移的过程中不可避免地会有一部分物料黏滞于料斗内壁，循环多次后粘滞的物料逐渐累积，不仅造成抓料效率的下降。累积的物料进一步发生堵塞更会导致抓料流程的中断。
4.现有的抓料设备解决物料堵塞的方法通常有3种方式：敲击式，喷射式，振动式；其中振动式成本较低，采用外置一个振动器，通过一个高频的振动带动物料的振动，从而增加颗粒间的空隙减少相互作用力来达到增加物料流动性的效果。然而振动器的磨损较大，使用时需要保证润滑油的供应，否则容易对设备造成损伤；同时由于振动器为外置器械，独立于抓料设备的操作系统外，需要人工判断振动器的开启时机，从而导致振动器工作时抓料流程的停滞，浪费生产作业的时间。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种抓料机器人，具备气锤振动和自敲击的优点，解决了背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抓料机器人，包括支撑架和其一端的转移组件，所述转移组件位于支撑架的一侧且与支撑架传动连接；包括抬升组件，所述抬升组件位于支撑架的一侧方且与支撑架不发生接触，所述抬升组件与转移组件传动连接；包括封闭组件，所述封闭组件位于抬升组件的底端且与抬升组件固定连接。
7.优选的，所述支撑架顶端的一侧被贯穿且转动连接有驱动辊，所述驱动辊的内部安装有驱动电机，所述驱动辊的外表面开设有限位槽。
8.优选的，所述转移组件包括保护壳，所述保护壳位于驱动辊轴向远离支撑架的一端，所述保护壳的内部被驱动辊贯穿且活动连接，所述保护壳的内部放置有螺纹套，所述螺
纹套套接于驱动辊远离支撑架一端的外壁，所述螺纹套与驱动辊活动连接，所述螺纹套的内部固定连接有定位件，所述定位件远离螺纹套的一端限位滑动连接于限位槽内壁，所述保护壳的底端放置有环齿轮，所述环齿轮与螺纹套的外壁互相啮合且传动连接，所述环齿轮的一侧通过传动连杆与支撑架的外壁固定连接。
9.优选的，所述抬升组件包括行走管，所述行走管顶端的外壁套接有气罐，所述气罐与行走管活动连接，所述气罐顶端的外壁与保护壳靠近气罐的一端固定连接，所述行走管顶端的轴心处被贯穿且固定连接有压力阀，所述行走管靠近保护壳的一侧固定连接有齿条，所述环齿轮的轴心处被贯穿且固定连接有连接轴，所述连接轴远离环齿轮一端的外壁固定连接有非完全齿轮一，所述非完全齿轮一与齿条间歇啮合且传动连接，所述行走管靠近非完全齿轮一一端的表面固定连接有定位销一，所述非完全齿轮一靠近保护壳一端的表面固定连接有定位销二。
10.优选的，所述封闭组件包括两个抓斗，所述两个抓斗互相接触且闭合，所述两个抓斗顶端的中心处被贯穿且与行走管的底端固定连接，所述行走管底端的外壁限位转动连接有传动轴，所述传动轴轴向远离行走管一端的外壁固定连接有连杆，所述连杆的另一端固定连接于连接轴远离非完全齿轮一一端的外壁，所述传动轴中部的外壁固定连接有两个非完全齿轮二，所述两个非完全齿轮二之间呈中心对称，所述两个非完全齿轮二的底端间歇交错啮合且传动连接有传动齿轮，所述传动齿轮通过支架与抓斗之间固定连接，所述两个抓斗一侧的外壁被贯穿且固定连接有单向阀。
11.优选的，所述定位件与限位槽之间采用间隙配合，所述限位槽的尺寸大于定位件对应位置的尺寸，所述定位件可沿限位槽轴向自由移动。
12.优选的，所述行走管采用中空框架式结构，所述行走管与气罐共同组成一个中空的伸缩管机构，所述行走管的内部与两个抓斗的内部环境互相连通。
13.优选的，所述两个非完全齿轮二分别与底端对应的传动齿轮间歇啮合且传动连接，所述两个非完全齿轮二之间通过传动轴固定连接且互不接触，所述传动齿轮之间交错啮合且传动连接，所述传动齿轮通过支架与底端对应的抓斗固定连接，所述两个抓斗之间的接触位置采用柔性材料制成以保证内部环境的封闭条件。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
15.1、本发明通过设置抬升组件，使得抓料机器人在进行物料释放的过程中，通过料斗与地面的敲击使得料斗内壁上残留的物料更容易发生流动从而脱离与料斗之间的黏滞状态。
16.2、本发明通过设置封闭组件，使得抓料机器人在进行物料抓取的过程中通过海水和料斗内负压环境的配合实现对料斗内壁的冲洗，进一步减少物料黏滞对料斗容积的影响，保证抓料作业的生产效率。
附图说明
17.图1为本发明主体结构示意图；
18.图2为本发明主体结构剖视图；
19.图3为本发明支撑架与转移组件位置关系示意图；
20.图4为本发明转移组件剖视图；
21.图5为本发明转移组件与抬升组件位置关系示意图；
22.图6为本发明抬升组件剖视图；
23.图7为本发明抬升组件与封闭组件位置关系示意图；
24.图8为本发明封闭组件剖视图；
25.图9为本发明整体工作流程图。
26.图中：1、支撑架；11、驱动辊；12、限位槽；2、保护壳；21、螺纹套；22、定位件；23、环齿轮；3、行走管；31、气罐；32、压力阀；33、齿条；34、连接轴；35、非完全齿轮一；36、定位销一；37、定位销二；4、抓斗；41、传动轴；42、连杆；43、非完全齿轮二；44、传动齿轮；45、单向阀。
具体实施方式
27.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、完整的描述，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。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。
28.实施例一：
29.请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种抓料机器人，包括支撑架1和其一端的转移组件，所述转移组件位于支撑架1的一侧且与支撑架1传动连接；包括抬升组件，所述抬升组件位于支撑架1的一侧方且与支撑架1不发生接触，所述抬升组件与转移组件传动连接；包括封闭组件，所述封闭组件位于抬升组件的底端且与抬升组件固定连接。
30.本发明中，通过支撑架1作为设备的支撑结构，将支撑架1放置于作业区域的地面且固定连接，将驱动辊11内部的驱动电机作为设备的动力源，通过限位槽12和转移组件之间的传动配合使得封闭组件实现水平方向的往复移动，从而实现物料转移的功能；通过转移组件和抬升组件之间传动结构实现封闭组件的竖直方向上的位移，从而保证物料的抬升和下降；通过封闭组件来实现物料的抓取和释放功能；其中，通过抬升组件和封闭组件之间进一步的结构配合实现料斗在抬升和下降过程中内部的气压变化和振动，从而为后续的残留物料清除提供更有利的操作环境；通过抬升组件的结构实现对残留的物料的清除作业。
31.实施例二：
32.所述支撑架1顶端的一侧被贯穿且转动连接有驱动辊11，所述驱动辊11的内部安装有驱动电机，所述驱动辊11的外表面开设有限位槽12。
33.所述转移组件包括保护壳2，所述保护壳2位于驱动辊11轴向远离支撑架1的一端，所述保护壳2的内部被驱动辊11贯穿且活动连接，所述保护壳2的内部放置有螺纹套21，所述螺纹套21套接于驱动辊11远离支撑架1一端的外壁，所述螺纹套21与驱动辊11活动连接，所述螺纹套21的内部固定连接有定位件22，所述定位件22远离螺纹套21的一端限位滑动连接于限位槽12内壁，所述保护壳2的底端放置有环齿轮23，所述环齿轮23与螺纹套21的外壁互相啮合且传动连接，所述环齿轮23的一侧通过传动连杆与支撑架1的外壁固定连接。
34.所述定位件22与限位槽12之间采用间隙配合，所述限位槽12的尺寸大于定位件22对应位置的尺寸，所述定位件22可沿限位槽12轴向自由移动。
35.所述抬升组件包括行走管3，所述行走管3顶端的外壁套接有气罐31，所述气罐31
与行走管3活动连接，所述气罐31顶端的外壁与保护壳2靠近气罐31的一端固定连接，所述行走管3顶端的轴心处被贯穿且固定连接有压力阀32，所述行走管3靠近保护壳2的一侧固定连接有齿条33，所述环齿轮23的轴心处被贯穿且固定连接有连接轴34，所述连接轴34远离环齿轮23一端的外壁固定连接有非完全齿轮一35，所述非完全齿轮一35与齿条33间歇啮合且传动连接，所述行走管3靠近非完全齿轮一35一端的表面固定连接有定位销一36，所述非完全齿轮一35靠近保护壳2一端的表面固定连接有定位销二37。
36.所述行走管3采用中空框架式结构，所述行走管3与气罐31共同组成一个中空的伸缩管机构，所述行走管3的内部与两个抓斗4的内部环境互相连通。
37.本发明在使用时，主要针对海沙挖掘过程中的物料转移场景，首先将支撑架1置于海边对应的作业区域并将支撑架1与地面之间固定连接，通过支撑架1来支撑整体设备防止在作业过程中发生倾倒，随后开启驱动辊11内部的驱动电机，驱动电机带动驱动辊11同步转动，此时由于定位件22与限位槽12之间的限位滑动连接，且定位件22与螺纹套21之间固定连接，即定位件22和螺纹套21同步做以驱动辊11圆心处为轴的定轴转动，因为螺纹套21的轴心位置与驱动辊11的轴心位置相同，即定位件22的运动轨迹表现为绕自身的定轴转动。
38.当螺纹套21开始自转时，在螺纹套21与环齿轮23的啮合关系作用下，环齿轮23同步开始绕自身的定轴转动，由于环齿轮23的一侧通过传动连杆与支撑架1的外壁固定连接，伴随着环齿轮23的自转，位于环齿轮23一侧的传动连杆同步开始运动，传动连杆的结构状态表现为屈伸和牵拉的往复转换；当传动连杆的结构状态改变时，环齿轮23与支撑架1之间的相对距离同步发生变化，传动连杆屈伸达到极限时，环齿轮23与支撑架1之间的相对距离最小；传动连杆牵拉达到极限时，环齿轮23与支撑架1之间的相对距离最大；从而在传动连杆的作用下，环齿轮23对保护壳2两侧的内壁开始挤压，进一步由保护壳2推动螺纹套21，由于定位件22和限位槽12之间采用间隙配合，在传动连杆的作用下，整体转移组件实现沿驱动辊11轴线方向的往复水平移动，将保护壳2与支撑架1之间的最大极限距离位置作为物料的抓取地点，将保护壳2与支撑架1之间的最小极限距离位置作为物料的释放地点，则通过转移组件的往复水平运动来实现物料的转移过程。
39.当环齿轮23自转时，由于环齿轮23的轴心处被贯穿且固定连接有连接轴34，即连接轴34同步开始绕自身的定轴转动，进一步得出非完全齿轮一35同步开始自转；此时在非完全齿轮一35和齿条33之间间歇式传动的作用下，当非完全齿轮一35外侧的齿牙与齿条33互相啮合时，齿条33伴随着非完全齿轮一35的自转开始上升；当非完全齿轮一35的齿牙与齿条33脱离时，齿条33在重力的作用下迅速下落；从而通过齿条33的运动轨迹实现物料的抬升和下降功能，并且通过齿条33的迅速下落进一步控制料斗与释放区域的地面之间进行敲击来使得料斗内壁的残留物料发生流动从而解除残留物料与料斗内壁之间的黏滞关系，实现对料斗内壁残留物料的初步清除操作，通过定位销一36和定位销二37的互相配合来限制整体抬升组件的最大下落高度，防止抬升组件与整体设备之间发生结构脱离。
40.实施例三：
41.所述封闭组件包括两个抓斗4，所述两个抓斗4互相接触且闭合，所述两个抓斗4顶端的中心处被贯穿且与行走管3的底端固定连接，所述行走管3底端的外壁限位转动连接有传动轴41，所述传动轴41轴向远离行走管3一端的外壁固定连接有连杆42，所述连杆42的另
一端固定连接于连接轴34远离非完全齿轮一35一端的外壁，所述传动轴41中部的外壁固定连接有两个非完全齿轮二43，所述两个非完全齿轮二43之间呈中心对称，所述两个非完全齿轮二43的底端间歇交错啮合且传动连接有传动齿轮44，所述传动齿轮44通过支架与抓斗4之间固定连接，所述两个抓斗4一侧的外壁被贯穿且固定连接有单向阀45。
42.所述两个非完全齿轮二43分别与底端对应的传动齿轮44间歇啮合且传动连接，所述两个非完全齿轮二43之间通过传动轴41固定连接且互不接触，所述传动齿轮44之间交错啮合且传动连接，所述传动齿轮44通过支架与底端对应的抓斗4固定连接，所述两个抓斗4之间的接触位置采用柔性材料制成以保证内部环境的封闭条件。
43.由于传动轴41与连接轴34通过连杆42传动连接，即伴随着连接轴34的自转，传动轴41同步开始绕自身的定轴转动，此时因为非完全齿轮二43与传动轴41固定连接，则非完全齿轮二43同步开始自转，两个非完全齿轮二43的转动方向和速率均相同；因为非完全齿轮二43与底端的传动齿轮44间歇式传动连接，当非完全齿轮二43的齿牙与传动齿轮44啮合时，传动齿轮44同步开始转动，当非完全齿轮二43的齿牙与传动齿轮44脱离时，传动齿轮44保持静止；又因为两个非完全齿轮二43分别对应底端的传动齿轮44，且两个传动齿轮44之间交错啮合，即通过两个非完全齿轮二43对传动齿轮44的间歇传动，实现两个传动齿轮44转动方向的往复变化，由于传动齿轮44通过支架与抓斗4之间固定连接，即传动齿轮44转动方向的变化对应抓斗4的运动轨迹，从而实现两个抓斗4之间的靠拢夹持和远离释放操作，具体的对应关系为当行走管3上升时，两个抓斗4互相靠拢并进一步在接触面的柔性材料作用下使抓斗4内部环境处于封闭状态来实现物料的抓取操作；当行走管3下降时，两个抓斗4互相远离实现物料的释放操作。
44.当行走管3抬升时，由于气罐31与行走管3组成一个中空的伸缩管结构，行走管3开始挤压气罐31内部的气体，使得气罐31内部的气压逐渐上升，当气罐31内部气压大于压力阀32的封闭阈值时，压力阀32开启使得气罐31与行走管3的内部环境连通，此时在气压作用下气罐31内部气体迅速涌入行走管3，对行走管3的内壁进行冲击，形成一个微小的气锤现象；在行走管3的整个抬升过程中，上述过程不断出现且重复多次，连续的气锤现象对行走管3内壁的冲击使得行走管3产生振动，此时由于行走管3的底端与两个抓斗4之间固定连接，则伴随着行走管3的振动，两个抓斗4同步开始振动，从而实现物料抬升过程中封闭组件的振动，通过封闭组件的振动使得料斗内部的海沙迅速沉降并进一步与海水出现分层，砂石等物料沉积于料斗内部的底端，海水等由于密度小则位于料斗内部的顶端；由于行走管3的内部与两个抓斗4的内部环境互相连通，伴随着从气罐31内部涌入行走管3内部的气体越来越多，在气压的作用下，气体进一步涌入抓斗4的内部环境，由于气体的密度小，进入抓斗4内部环境后迅速占据料斗内的上部区域，对原处于此区域的海水产生挤压，进一步在抓斗4一侧的单向阀45作用下，料斗内的海水涌入外部环境，从而实现对料斗内的排水操作。
45.当行走管3开始下降时，各个结构的运动状态与上述过程相反，气体从抓斗4的内部流经行走管3并最终涌入气罐31内部，此时抓斗4的内部在单向阀45的作用下处于负压的封闭环境，进一步在传动齿轮44的作用下两个抓斗4互相远离使得抓斗4的内部环境与外界连通，在负压的作用下，海水迅速涌入抓斗4的内部，从而实现海水对料斗内壁的冲洗操作，通过海水的冲洗清除料斗内壁残留的黏滞物料。
46.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种抓料机器人，包括支撑架(1)和其一端的转移组件，其特征在于：所述转移组件位于支撑架(1)的一侧且与支撑架(1)传动连接；包括抬升组件，所述抬升组件位于支撑架(1)的一侧方且与支撑架(1)不发生接触，所述抬升组件与转移组件传动连接；包括封闭组件，所述封闭组件位于抬升组件的底端且与抬升组件固定连接。2.根据权利要求1所述的一种抓料机器人，其特征在于：所述支撑架(1)顶端的一侧被贯穿且转动连接有驱动辊(11)，所述驱动辊(11)的内部安装有驱动电机，所述驱动辊(11)的外表面开设有限位槽(12)。3.根据权利要求1所述的一种抓料机器人，其特征在于：所述转移组件包括保护壳(2)，所述保护壳(2)位于驱动辊(11)轴向远离支撑架(1)的一端，所述保护壳(2)的内部被驱动辊(11)贯穿且活动连接，所述保护壳(2)的内部放置有螺纹套(21)，所述螺纹套(21)套接于驱动辊(11)远离支撑架(1)一端的外壁，所述螺纹套(21)与驱动辊(11)活动连接，所述螺纹套(21)的内部固定连接有定位件(22)，所述定位件(22)远离螺纹套(21)的一端限位滑动连接于限位槽(12)内壁，所述保护壳(2)的底端放置有环齿轮(23)，所述环齿轮(23)与螺纹套(21)的外壁互相啮合且传动连接，所述环齿轮(23)的一侧通过传动连杆与支撑架(1)的外壁固定连接。4.根据权利要求3所述的一种抓料机器人，其特征在于：所述抬升组件包括行走管(3)，所述行走管(3)顶端的外壁套接有气罐(31)，所述气罐(31)与行走管(3)活动连接，所述气罐(31)顶端的外壁与保护壳(2)靠近气罐(31)的一端固定连接，所述行走管(3)顶端的轴心处被贯穿且固定连接有压力阀(32)，所述行走管(3)靠近保护壳(2)的一侧固定连接有齿条(33)，所述环齿轮(23)的轴心处被贯穿且固定连接有连接轴(34)，所述连接轴(34)远离环齿轮(23)一端的外壁固定连接有非完全齿轮一(35)，所述非完全齿轮一(35)与齿条(33)间歇啮合且传动连接，所述行走管(3)靠近非完全齿轮一(35)一端的表面固定连接有定位销一(36)，所述非完全齿轮一(35)靠近保护壳(2)一端的表面固定连接有定位销二(37)。5.根据权利要求1所述的一种抓料机器人，其特征在于：所述封闭组件包括两个抓斗(4)，所述两个抓斗(4)互相接触且闭合，所述两个抓斗(4)顶端的中心处被贯穿且与行走管(3)的底端固定连接，所述行走管(3)底端的外壁限位转动连接有传动轴(41)，所述传动轴(41)轴向远离行走管(3)一端的外壁固定连接有连杆(42)，所述连杆(42)的另一端固定连接于连接轴(34)远离非完全齿轮一(35)一端的外壁，所述传动轴(41)中部的外壁固定连接有两个非完全齿轮二(43)，所述两个非完全齿轮二(43)之间呈中心对称，所述两个非完全齿轮二(43)的底端间歇交错啮合且传动连接有传动齿轮(44)，所述传动齿轮(44)通过支架与抓斗(4)之间固定连接，所述两个抓斗(4)一侧的外壁被贯穿且固定连接有单向阀(45)。6.根据权利要求3所述的一种抓料机器人，其特征在于：所述定位件(22)与限位槽(12)之间采用间隙配合，所述限位槽(12)的尺寸大于定位件(22)对应位置的尺寸，所述定位件(22)可沿限位槽(12)轴向自由移动。7.根据权利要求4所述的一种抓料机器人，其特征在于：所述行走管(3)采用中空框架式结构，所述行走管(3)与气罐(31)共同组成一个中空的伸缩管机构，所述行走管(3)的内部与两个抓斗(4)的内部环境互相连通。8.根据权利要求5所述的一种抓料机器人，其特征在于：所述两个非完全齿轮二(43)分
别与底端对应的传动齿轮(44)间歇啮合且传动连接，所述两个非完全齿轮二(43)之间通过传动轴(41)固定连接且互不接触，所述传动齿轮(44)之间交错啮合且传动连接，所述传动齿轮(44)通过支架与底端对应的抓斗(4)固定连接，所述两个抓斗(4)之间的接触位置采用柔性材料制成以保证内部环境的封闭条件。

技术总结
本发明公开了一种抓料机器人，包括支撑架和其一端的转移组件，所述转移组件位于支撑架的一侧且与支撑架传动连接；包括抬升组件，所述抬升组件位于支撑架的一侧方且与支撑架不发生接触，所述抬升组件与转移组件传动连接；包括封闭组件，所述封闭组件位于抬升组件的底端且与抬升组件固定连接。本发明通过设置抬升组件，通过料斗与地面的敲击使得料斗内壁上残留的物料更容易发生流动从而脱离与料斗之间的黏滞状态；通过设置封闭组件，使得抓料机器人在进行物料抓取的过程中通过海水和料斗内负压环境的配合实现对料斗内壁的冲洗，进一步减少物料黏滞对料斗容积的影响，保证抓料作业的生产效率。的生产效率。的生产效率。


技术研发人员：孔金超 廖益龙 黄晓儒 李元会 张宁 王许
受保护的技术使用者：贵州大学明德学院
技术研发日：2023.08.28
技术公布日：2023/10/19