本發明涉及紡織設備領域，具體為一種筒子紗鎖扣存儲機器人。

背景技術：

筒子紗染色工藝復雜，生產過程設計工序較多，例如中國專利申請號2008201827153，申請日2008年12月23日，公開了一種名稱為一種新型搬運機器手的實用新型專利，利用該專利的機器手能實現筒子紗染色過程中紗筒的搬運工序，該機器手一次搬運多個紗筒，完全代替了人工搬運，省時省力。

上述專利只是整個筒子紗染色工序中的其中一道工序，還有許多需要人工去操作的工序，例如將筒子紗依次放入紗筒之后，需要將串在一塊的筒子紗通過鎖扣鎖緊在紗筒立柱上，目前鎖扣需要人工逐個進行拿取，每一個紗筒對應一個鎖扣，因此需要拿取的鎖扣數量多且人工拿取鎖扣過程費時費力，該人工拿取鎖扣的環節嚴重影響了下一步工序的快速開始，因此人工拿取鎖扣的環節不利于現代化染色工藝的實現。

技術實現要素：

本發明針對以上不足之處，提供一種筒子紗鎖扣存儲機器人，通過該存儲機器人將鎖扣送至鎖扣自動抓取機器人進行抓取的位置，該存儲機器人配合鎖扣自動抓取機器人共同完成了鎖扣的抓取工序，不再使用人力進行鎖扣的抓取，大大節約了人力資源；同時該裝置自動化程度高，機器代替人工大大加快了整個筒子紗染色行業的現代化步伐。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本存儲機器人包括支撐框架和安裝在支撐框架頂部的鎖扣托盤，在鎖扣托盤上設置若干鎖扣桿，在鎖扣托盤上開設若干通孔，所述每一通孔對應每一鎖扣桿，在托盤與支撐框架之間設置可穿入每一通孔內的頂筒，所述頂筒連接設置在支撐框架上的驅動機構。

將紗筒鎖扣預先穿在每一鎖扣桿上，當鎖扣自動抓取機器人需要抓取鎖扣時，鎖扣自動抓取機器人通過控制就會移動至相應的鎖扣桿頂端上方，由于設計了頂筒連接設置在支撐框架上的驅動機構，該驅動機構就會帶動頂筒運動至相應鎖扣桿對應的每一通孔的下方，并且通過驅動機構帶動頂筒往上運動并讓頂筒穿入對應的每一通孔內，伴隨頂筒在通孔內往上運動，頂筒的頂端首先將穿在鎖扣桿最底部的鎖扣往上頂起，伴隨著最底部鎖扣被往上頂起，鎖扣桿串在一塊的鎖扣就會同時往上運動，最后串在鎖扣桿最頂部的鎖扣就會被頂至抓取機器人下方并被抓取機器人帶走；如果抓取機器人需要抓取其他鎖扣桿上的鎖扣，驅動機構就會帶動頂筒從通孔內退出并移至下一處通孔再次重復上述操作，由此可見該存儲機器人配合鎖扣自動抓取機器人完成了整個鎖扣拿取的工序，自動化程度高且完全解放了雙手，省時省力，機器代替人工大大加快了整個筒子紗染色行業的現代化步伐。

本發明設計了，鎖扣桿在鎖扣托盤上間隔并成排設置，每一通孔設置為圍繞相應鎖扣桿底部中心相對稱的一對圓弧段通孔，所述頂筒整體為圓柱筒狀并分為相對稱的左頂筒和右頂筒，在左右頂筒之間沿頂筒的長度方向對稱開設一對缺口，左右頂筒對應每對圓弧段通孔。

本發明設計了，支撐框架設置有一對上橫梁，在上橫梁與鎖扣托盤之間設置定位機構，在鎖扣托盤的中部設置吊桿。

本發明設計了，所述定位機構包括設置在上橫梁上的一對銷軸與設置在鎖扣托盤上的一對銷軸孔，所述銷軸對應插入相應的銷軸孔內。

本發明設計了，在支撐框架中部活動連接一對中間橫梁，所述驅動機構包括X軸驅動機構、Y軸驅動機構和Z軸驅動機構，所述X軸驅動機構包括設置在一對中間橫梁端部之間的X轉軸，在X轉軸中部連接X軸伺服電機減速機，X轉軸的一端通過一中間橫梁一端的軸承座連接X軸主動同步帶輪，X軸主動同步帶輪通過X軸同步帶連接一中間橫梁另一端軸承座上的X軸從動同步帶輪，在每一中間橫梁上部并沿其長度方向鋪設X軸方型管材，X軸同步帶固連X軸連接板Ⅰ并帶動X軸連接板Ⅰ在一X軸方型管材上滑動，在另一X軸方型管材上滑動連接X軸連接板Ⅱ，在兩X軸連接板之間設置Y軸方型管材；

所述Y軸驅動機構包括通過軸承座分別設置在Y軸方型管材兩端的Y軸主動同步帶輪和Y軸從動同步帶輪，Y軸主動同步帶輪的轉軸連接安裝在Y軸方型管材端部的Y軸伺服電機減速機的輸出軸，在Y軸主從動同步帶輪之間的Y軸同步帶上固連Y軸連接板，Y軸同步帶帶動Y軸連接板在Y軸方型管材上滑動，在Y軸連接板側部設置Z軸方型管材；

所述Z軸驅動機構包括通過軸承座分別設置在Z軸方型管材兩端的Z軸主動同步帶輪和Z軸從動同步帶輪,Z軸主動同步帶輪的轉軸連接安裝在Z軸方型管材端部的Z軸伺服電機減速機的輸出軸，在Z軸主從動同步帶輪之間的Z軸同步帶上固連Z軸連接板，Z軸同步帶帶動Z軸連接板在Z軸方型管材上滑動，在Z軸連接板上設置頂筒。

本發明設計了，所述方型管材橫截面設置為方形并為中心對稱圖形，在方型管材的每一側面并沿其長度方向設置一對T型凹槽，在連接板與同步帶之間分別設置鎖緊機構與滑動機構。

本發明設計了，所述鎖緊機構包括在連接板并位于同步帶的長度方向的兩側下方分別通過調節螺栓連接的同步帶固定板，在同步帶固定板下方通過鎖緊螺釘連接帶有齒槽的同步帶壓板，在同步帶固定板與同步帶壓板的齒槽之間連接同步帶的開口端部，所述滑動機構包括在連接板并位于同步帶的寬度方向的兩側下方分別連接的滑塊，在每一滑塊上設置缺口，在缺口兩側對稱設置V型凸起，T型凹槽通過螺栓連接滑軌，滑軌兩側對稱設置V型凹槽，所述V型凸起與V型凹槽配合使用。

附圖說明

圖1所示為鎖扣托盤主視圖；

圖2所示為鎖扣托盤俯視圖；

圖3所示為頂筒主視圖；

圖4所示為頂筒立體圖；

圖5所示為頂筒動作步驟一；

圖6所示為頂筒動作步驟二；

圖7所示為三坐標驅動機構的俯視圖；

圖8所示為三坐標驅動機構的主視圖；

圖9所示為圖7中的A-A截面、B-B截面及圖8中的C-C截面中的方型管材橫截面示意圖；

圖10所示為同步帶輪與方型管材之間的連接示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述：

如圖1-10所示為本發明的一個具體實施例，本存儲機器人包括支撐框架1和安裝在支撐框架頂部的鎖扣托盤2，支撐框架1設置有一對上橫梁7，在支撐框架1中部活動連接一對中間橫梁10，在上橫梁7與鎖扣托盤2之間設置定位機構，所述定位機構包括設置在上橫梁7上的一對銷軸37與設置在鎖扣托盤2上的一對銷軸孔38，所述銷軸37對應插入相應的銷軸孔38內，在鎖扣托盤2的中部設置吊桿8，在鎖扣托盤2上設置若干鎖扣桿3，鎖扣桿3在鎖扣托盤2上間隔并成排設置，在鎖扣托盤2上開設若干通孔4，所述每一通孔4對應每一鎖扣桿3，每一通孔4設置為圍繞相應鎖扣桿3底部中心相對稱的一對圓弧段通孔，在托盤2與支撐框架1之間設置可穿入每一通孔4內的頂筒5，所述頂筒5整體為圓柱筒狀并分為相對稱的左頂筒5-1和右頂筒5-2，在左右頂筒之間沿頂筒5的長度方向對稱開設一對缺口6，左右頂筒對應每對圓弧段通孔，所述頂筒5連接設置在支撐框架1上的驅動機構，所述驅動機構包括X軸驅動機構、Y軸驅動機構和Z軸驅動機構，所述X軸驅動機構包括設置在一對中間橫梁10端部之間的X轉軸11，在X轉軸11中部連接X軸伺服電機減速機12，X轉軸11的一端通過一中間橫梁10一端的軸承座連接X軸主動同步帶輪13，X軸主動同步帶輪13通過X軸同步帶39連接一中間橫梁10另一端軸承座上的X軸從動同步帶輪，在每一中間橫梁10上部并沿其長度方向鋪設X軸方型管材14，X軸同步帶39固連X軸連接板Ⅰ15并帶動X軸連接板Ⅰ15在一X軸方型管材14上滑動，在另一X軸方型管材14上滑動連接X軸連接板Ⅱ16，在兩X軸連接板之間設置Y軸方型管材17；

所述Y軸驅動機構包括通過軸承座分別設置在Y軸方型管材17兩端的Y軸主動同步帶輪18和Y軸從動同步帶輪，Y軸主動同步帶輪18的轉軸連接安裝在Y軸方型管材17端部的Y軸伺服電機減速機19的輸出軸，在Y軸主從動同步帶輪之間的Y軸同步帶20上固連Y軸連接板21，Y軸同步帶20帶動Y軸連接板21在Y軸方型管材17上滑動，在Y軸連接板21側部設置Z軸方型管材22；

所述Z軸驅動機構包括通過軸承座分別設置在Z軸方型管材22兩端的Z軸主動同步帶輪23和Z軸從動同步帶輪,Z軸主動同步帶輪23的轉軸連接安裝在Z軸方型管材22端部的Z軸伺服電機減速機24的輸出軸，在Z軸主從動同步帶輪之間的Z軸同步帶25上固連Z軸連接板26，Z軸同步帶25帶動Z軸連接板26在Z軸方型管材22上滑動，在Z軸連接板26上設置頂筒5。

預先將鎖扣36依次順序穿入鎖扣托盤2上的各個鎖扣桿3，相當于多個鎖扣36在每一鎖扣桿3串成一串，然后通過起重設備與吊桿8將整個鎖扣托盤2放在支撐框架1的上橫梁7上，進行托盤的放置時，由于設計了銷軸37、銷軸孔38，通過銷軸37余銷軸孔38的相互配合，能很快的將銷軸37插入銷軸孔38內從而快速且正確的將整個鎖扣托盤2放在上橫梁7上，如圖1-2所示，銷軸37與銷軸孔38分別對角設置；

當鎖扣自動抓取機器人需要抓取鎖扣時，鎖扣自動抓取機器人通過控制就會移動至相應的鎖扣桿3頂端上方，此時分別通過X軸驅動機構、Y軸驅動機構和Z軸驅動機構等該三坐標驅動機構將頂筒5帶到相應鎖扣桿3的下方并讓頂筒5的左右頂筒的頂端分別正對相應的圓弧段通孔，對正之后Z軸驅動機構帶動頂筒5進一步往上運動，左右頂筒分別插入相應的圓弧段通孔中，如圖3-4所示，由于設計了左右頂筒、一對缺口6，伴隨頂筒5往上運動，左右頂筒就會沿著缺口在相應的圓弧段通孔中上下運動，左右頂筒的最頂端頂著最底層的鎖扣36往上運動，因為鎖扣36是同時串在鎖扣桿3上的，所以最低層的鎖扣36就會推著整串鎖扣往上運動，最終最頂端的鎖扣就會到達鎖扣自動抓取機器人的抓取位置并被抓走，最頂端的鎖扣被抓走之后，如果鎖扣自動抓取機器人還需要繼續抓取本鎖扣桿3上的鎖扣，Z軸驅動機構帶動頂筒5再往上運動，如此重復操作，最終整個鎖扣桿3的鎖扣就會被抓完，從圖5到圖6是頂筒5逐漸頂成串鎖扣的示意圖，在這兩個圖中，為了表示清楚，僅表示了單條鎖扣桿3，其余鎖扣桿上串在一塊的鎖扣被抓取的原理與上述相同；當鎖扣托盤2上所有的鎖扣36都被取走之后，起重設備通過吊桿8將鎖扣托盤2取下并再次放上另一鎖扣托盤；

對于三坐標驅動機構，為了便于配合圖紙解釋，將三坐標驅動機構從支撐框架1上單獨摘了下來，如圖7-8所示：

X軸驅動機構的X軸伺服電機減速機12帶動X轉軸11轉動，X轉軸11帶動X軸主動同步帶輪13轉動，X軸主動同步帶輪13帶動X軸同步帶39在X軸主從同步帶輪之間轉動，由于設計了X軸同步帶39固連X軸連接板Ⅰ15并帶動X軸連接板Ⅰ15在一X軸方型管材14上滑動、另一X軸方型管材14上滑動連接X軸連接板Ⅱ16，那么X軸同步皮帶39就會帶動兩個X軸連接板可以在相應的X軸方型管材14上左右運動，同時由于設計了兩X軸連接板之間設置Y軸方型管材17，那么Y軸方型管材17就會伴隨兩X軸連接板同步左右運動，這樣就實現了Y軸方型管材17帶動頂筒5沿鎖扣托盤2并在X軸方向的左右移動；

Y軸驅動機構的Y軸伺服電機減速機19帶動Y軸主動同步帶輪18轉動，Y軸主動同步帶輪18帶動Y軸同步帶20在Y軸主從同步帶輪之間轉動，由于設計了Y軸同步帶20固連Y軸連接板21、Y軸連接板21側部設置Z軸方型管材22，那么Y軸連接板21與Z軸方型管材22就會被Y軸同步帶20帶著前后移動，這樣就實現了Z軸方型管材22帶動頂筒5沿鎖扣托盤2并在Y軸方向的前后移動；

Z軸驅動機構的Z軸伺服電機減速機24帶動Z軸主動同步帶輪23轉動，Z軸主動同步帶輪23帶動Z軸同步帶25在Z軸主從同步帶輪之間轉動，由于設計了Z軸同步帶25固連Z軸連接板26、Z軸連接板26上設置頂筒5，這樣就實現了Z軸連接板26帶動頂筒5在垂直于鎖扣托盤2的盤面方向并在Z軸方向的上下移動；

由上所述能清晰看出頂筒5實現了在三維空間的運動，從而滿足了頂筒5能到達鎖扣托盤2任一對通孔4下方并穿過通孔4中頂起鎖扣桿3上的鎖扣；

在本實例中，如圖9-10所示，所述X軸方型管材14、Y軸方型管材17、Z軸方型管材22均采用形狀與構造相同的方型管材，所述方型管材包括所述方型管材橫截面設置為方形并為中心對稱圖形，在方型管材的每一側面并沿其長度方向設置一對T型凹槽27；

如圖10所示，在連接板并位于同步帶的長度方向的兩側下方分別通過調節螺栓28連接同步帶固定板29，在同步帶固定板29下方通過鎖緊螺釘30連接帶有齒槽的同步帶壓板31，當進行與同步帶的連接時，先將同步帶的一開口端放在同步帶固定板29與同步帶壓板31的齒槽之間，讓同步帶上的齒條與同步帶壓板31的齒槽相對應，然后轉動鎖緊螺釘30將同步帶的端部鎖緊在同步帶固定板29與同步帶壓板31之間，同步帶的另一開口端的鎖緊同樣采用該結構進行鎖緊；

如圖9所示，在連接板并位于同步帶的寬度方向的兩側下方分別連接滑塊32，在每一滑塊32上設置缺口，在缺口兩側對稱設置V型凸起33，T型凹槽27通過螺栓連接滑軌34，滑軌34兩側對稱設置V型凹槽35，所述V型凸起33與V型凹槽35配合使用，同步帶、連接板、滑塊之間相互固定于一體，當同步帶運動時，就會帶動滑塊32在滑軌34上滑動，同時也會帶動與連接板固定連接的部件運動；

另外X軸連接板Ⅱ16與X軸方型管材14的橫截面圖中只是比其他連接板與方型管材少了同步皮帶而已，X軸連接板Ⅱ16在X軸方型管材14是被X軸連接板Ⅰ15與Y軸方型管材17帶動的。