本發明涉及一種用于抓取單獨單元的抓取裝置、特別是用于抓取空貨袋或空貨袋堆疊，其包括至少一個抓取單元和至少一個保持單元。抓取單元具有至少一個用于待抓取的單獨單元的支承區段，并且保持裝置包括至少一個保持件。本發明還涉及具有這種抓取裝置的操縱裝置、包括這種操縱裝置的系統以及使用這種系統抓取至少一個單獨單元、特別是至少一個空貨袋或至少一個空貨袋堆疊的方法。

背景技術：

1、現有技術中已知各種用于抓取和轉移或運輸物體(特別是堆疊物體)的裝置，例如de69100158t2、de102012009649a1和de102019220027a1。例如，在運輸空貨袋時，例如在將散裝材料裝入貨袋的包裝系統領域中，可以借助吸盤將平放的空袋提升并轉移到特定位置和/或另一個單元。然而，缺點是，通過吸盤只能提升單個貨袋，而不能提升成捆束的貨袋。

2、成捆束的貨袋確實可以用傳統的抓取器抓住，例如用鉗式夾持器，但問題是，這種抓取器無法獨立夾住托盤上的貨袋或成堆疊的貨袋，例如，因為貨袋不能自由地伸出任何一側。這意味著傳統的抓取器無法自動夾住平放的貨袋或成捆束的貨袋。

技術實現思路

1、因此，本發明的目的是提供一種抓取器，其可以獨立拾取單個物體，也可以獨立拾取物體堆疊或物體捆束。

2、該目的通過具有權利要求1的特征的抓取裝置、具有權利要求19的特征的操縱裝置、具有權利要求20的特征的系統和具有權利要求23的特征的方法來實現。本發明的優選進一步發展是從屬權利要求的主題。從總體描述和示例性實施例的描述中可以看出本發明的進一步優點和特征。

3、根據本發明的抓取裝置適用于抓取單獨單元、特別是抓取空貨袋和/或空貨袋堆疊和/或類似物，并且包括至少一個抓取單元和至少一個保持單元，其中抓取單元具有用于待抓取的單獨單元的至少一個支承區段，并且保持裝置包括至少一個保持件。支承區段的至少一個自由端包括至少一個抬升機構，以用于至少部分地提升待抓取的單獨單元，使得支承區段可以至少部分地移動到待抓取的單獨單元下方。

4、在這種情況下，單獨單元特別地是單個對象，或者根據配置，物體堆疊和/或物體捆束、特別是至少一個單個空貨袋或平放的空貨袋和/或貨袋堆疊或空貨袋堆疊。

5、單獨單元特別地可以是布匹或物體、其優選地以堆疊或捆束的形式提供在存放面上。這些單獨單元或物體捆束作為單獨單元堆疊或分層，尤其是以錯位的方式堆疊或分層。

6、因此，單獨單元例如可以是空貨袋，例如用于填充散裝貨物的空貨袋。特別地，單獨單元至少在部分上是基本上柔性的。例如，任何空貨袋或貨袋，例如閥口袋、ffs貨袋、敞口袋或甚至紙袋捆束或類似物，也可以由抓取裝置拾取并轉移到另一個位置。

7、優選地，作為單獨單元的物體捆束或堆疊也具有一定的靈活性。例如，報紙捆束或薄的或厚的紙板堆疊或紙張、塑料片或類似物的堆疊也可以通過抓取單元的抬升機構提升，使得用于抓取的支承區段可以至少部分地移到其下方。

8、支承區段特別是移到待拾取的單獨單元下方的抓取裝置的區域，并且在抬升期間待抓取的單獨單元擱置在該區域上。

9、保持件尤其用于至少輕微地壓下或約束待抓取的單獨單元或作為單獨單元的物體捆束，使得支承區段可以在單獨單元下方移動或移位，而待抓取的單獨單元不會滑落或滑開，并且使得單獨單元或堆疊或捆束的邊緣優選地略微抬起。

10、根據本發明的抓取裝置具有許多優點。支承區段包括至少一個抬升機構，這使得能夠通過抓取裝置抓取單獨單元，例如扁平物體、空貨袋和/或空貨袋堆疊，并將它們移至另一位置。這是因為抬升機構提升平放在單獨單元一側或邊緣的接觸表面上的單獨單元，使得支承區段的自由端可以在待抓取的單獨單元下方移動或稍微移位到單獨單元下方。此外，抓取單元包括至少一個固定裝置，以便將單獨單元抓取或固定在固定裝置和支承區段之間，特別是當支承區段已經移動到帶抓取的單獨單元下方時。

11、例如，如果單獨單元由空貨袋堆疊提供，例如具有5、10或15個貨袋，則使用抬升機構來提升單個貨袋或整個空貨袋堆疊，使得支承區段可以至少稍微移動到空貨袋堆疊的下方。為此，隨后優選地通過抬升機構將單個貨袋分開。

12、根據本發明的抓取裝置特別地適合于拾取單個物體，特別是空貨袋堆疊，其布置在彈性、非彈性、硬和/或剛性表面上。根據單獨單元的位置，單獨單元中的單個單元也可以具有不同的表面特性，特別是如果單個物體布置在托盤或另一個硬接觸表面上。例如，上部的單個單元擱置在布置在其下方的單個單元上，使得上部的單獨單元擱置在非剛性或彈性或非硬表面上。例如，最底下的單獨單元也可以直接放置在托盤上，或者僅通過薄支架隔開，從而放置在堅硬或相對較硬的表面上。

13、與帶有吸盤的傳統抓取裝置不同，這使得不僅可以提起單個貨袋或單獨單元，還可以不使用吸盤提起單獨單元，甚至可以通過抓取裝置將物體捆束作為單獨單元抓取，例如空貨袋堆疊。

14、優選地，抬升機構包括至少一個滾輪。抬升機構或滾輪優選地直接設置在支承區段的自由端處，并且特別設計為可轉動或可旋轉。還可以設置彼此相鄰的多個滾輪，優選使用至少一個滾輪。

15、特別優選地，滾輪可被驅動。特別地，抬升機構的這種滾輪可通過諸如壓縮空氣馬達、馬達和/或任何其他旋轉編碼器的馬達旋轉或驅動。

16、優選地，滾輪可以由至少一個馬達驅動，其中馬達的推進力通過至少一個轉向裝置傳遞到滾輪。例如，可以提供至少一個皮帶，其將馬達的旋轉傳遞到滾輪。為此目的，可以提供從皮帶到滾輪的相應連接。根據馬達的位置，還可以通過轉向輪、驅動軸和/或類似物提供進一步的轉向。如果馬達要安裝在接收單元或機器人臂連接件下方的近處，例如出于重量原因或為了優化重心，這可能特別有利。根據配置，抓取裝置的樞轉范圍也可以通過將馬達相應地布置在中心區域來改善或減小。

17、在有益的配置中，滾輪至少部分地具有至少一個接觸附著結構和/或至少一個摩擦-或粘附增強表面。特別地，滾輪被設計成這樣一種方式，即增加“手柄”，使得單獨單元，例如一個空袋或一捆束空袋，通過滾輪的旋轉被提起。

18、例如，接觸附著結構可以是外部齒狀或鋸齒狀結構，例如，當與一捆束空袋或單獨單元接觸時，該結構會翻轉單個貨袋或物體，甚至一次翻轉多個貨袋或物體，以抬起空貨袋堆疊或單獨單元的自由邊緣。這種接觸-增強結構也可以通過例如凹槽、凸塊和/或刷狀結構來實現。

19、可以通過例如橡膠涂層和/或粗糙化和/或類似物來提供增加摩擦附著力的表面。

20、特別地，優選地，滾輪或抬升機構的旋轉使得單獨單元的單個物體或單獨單元本身被翻過或翻開，從而可以將支承區段插入或移位到支承表面和單獨單元之間。當驅動帶驅動滾輪時，在上層運行中產生的運動優選地還可用于在抓取運動期間向后傳送已抓取的單獨單元。

21、特別優選地，抓取單元和保持單元可以相對于彼此移動。這種可以相對于彼此移動的配置可以設置為主動的或被動的，例如通過馬達驅動的驅動器或也可以通過允許沿至少一個方向主動移動的預加載裝置。通過抓取單元和保持單元相對于彼此的主動相對運動，例如可以實現支承區段在單獨單元下方移動，而無需整個抓取裝置在相應的方向上移動。

22、優選地，抓取單元和保持單元彼此呈鉸接和/或彈性的關系。特別地，還可提供以鉸接方式連接的桿和/或致動器。

23、特別優選地，支承區段設計為至少部分的可伸縮和/或長度可調。特別地，帶有抬升機構的支承區段可以設計為可伸縮或長度可調，以便能夠拾取不同尺寸或長度的單獨單元，例如在處理不同尺寸或格式的貨袋和/或貨袋堆疊時。然而，根據配置，可以為不同尺寸的單個物體提供不同尺寸的抓取裝置。

24、通常優選的是，抓取裝置包括至少一個快速更換裝置，以便快速輕松地安裝抓取裝置至例如機械臂。

25、在有益的配置中，設置至少一個接收單元，通過該接收單元連接抓取單元和保持單元。接收單元特別用于將抓取裝置固定到操縱裝置，例如固定到機器人裝置的機械臂。保持單元和抓取單元在接收單元上彼此連接，例如，以使得兩個組件可以彼此鉸接的方式布置。然而，抓取單元和保持單元也可以以鉸接方式直接彼此連接，并且根據配置，也可以以非鉸接方式提供。

26、在有益的進一步發展中，至少一個致動器與支承區段、保持裝置、保持單元和/或保持件相關。因此，根據致動器的配置，可以實現相應組件的移動。例如，如果設置預加載裝置作為致動器，則可以實現抓取單元到保持單元的一定的預加載或布置，特別是如果組件彼此鉸接在一起時。

27、優選地，致動器包括至少一個氣缸。根據配置，還可以提供其他致動器，例如液壓缸和/或其他線性作用致動器。通過提供這樣的致動器，例如可以實現抓取單元或支承區段和保持裝置相對于彼此具有一定的預載荷。如果用于抓取單獨單元的抓取裝置被降低到單獨單元旁邊，則支承區段和保持件可以優選地克服預載荷而移動分開，直到例如達到指定的終端位置，該終端位置優選地由終端位置開關檢測。特別地，終端位置是支承區段和保持件相對于彼此具有至少在兩個方向上具有一定的運動緩沖的布置。根據配置，還可以將部件相對于彼此的最大偏轉限定為終端位置。

28、優選地，保持件包括至少一個保持滾輪。這種保持滾輪至少部分地可以優選地在向下方向上至少輕微地推壓或壓靠單獨單元，使得單獨單元在移動支承區段時不會滑動。為了實現支承區段在單獨單元下方方向上的最佳移動，保持滾輪隨后根據支承區段的移動在單獨單元上滾動。

29、根據本發明，抓取單元包括至少一個固定裝置。特別地，這種固定裝置設計為固定沖壓機構的形式和/或包括至少一個這樣的固定沖壓機構。這使得單獨單元被夾在固定裝置和支承區段之間成為可能，其中支承區段在單獨單元下方移動。優選地，這種固定裝置，特別是以固定沖壓機構的配置，可以特別地通過氣缸或類似物來驅動，并且也可以以不同的方式移動。

30、優選地，設置至少一個終端位置開關，其檢測至少一個位置或偏轉，特別是支承區段和/或保持裝置的至少一個位置或偏轉。

31、在有益的進一步發展中，提供至少一個定基準裝置。這種定基準裝置可以特別是由至少一根桿或至少一根棒提供，其特別地是具有指定的長度。特別地，定基準裝置可用于允許在操縱裝置或機械臂和抓取裝置之間進行高度調節。此外，這種定基準裝置可用于在抓取裝置的旋轉過程中調整移動或干涉輪廓，使得控制器可以防止在移動過程中以及在旋轉過程中，特別是在同時移動和旋轉過程中與其他組件、單獨單元和/或物體發生碰撞。

32、優選地，提供至少一個機罩裝置，其至少部分地覆蓋至少一個抓取單元和至少一個保持單元。這種機罩裝置特別地旨在或設計為保護罩。特別地，抓取裝置的全封閉類型是有利的。通常，機罩裝置特別地旨在為機械裝置提供防塵保護和為機械裝置提供碰撞保護。機械裝置的臟污程度會降低，并且優選地能延長維修周期。在發生碰撞的情況下，機械裝置不會損壞，只有機罩裝置受到影響。優選地，這種機罩裝置還實現至少一定程度的噪聲保護。根據配置，還可以提供絕緣。

33、優選地，為機罩裝置提供至少一個緊固裝置。這種緊固裝置特別地接收在抓取裝置的至少一個組件上。

34、在有益的進一步發展中，至少一個顯示裝置與機罩裝置相關。例如，可以通過這種顯示裝置以任何期望的方式輸出信息，和/或顯示裝置還可以實現與設計相關的功能。

35、優選地，顯示裝置包括至少一個照明裝置，其特別是至少部分地集成到緊固裝置中。這種照明裝置或彩燈，特別是led照明，可以特別用作狀態顯示。優選地，例如，藍色可以指示單元正在運行，黃色表示維護操作正在運行或需要維護，紅色表示存在故障。

36、優選地，在機罩裝置中提供至少一個透明或自由區域，通過該區域可以感知照明裝置的光或一般顯示設備的顯示。特別地，這種透明或自由區域可以表示徽標，其中，例如，不同顏色的徽標可以用作狀態顯示。

37、根據本發明的操縱裝置包括至少一個機器人裝置，其上布置有至少一個機械臂和至少一個抓取裝置，如上所述。根據本發明的操縱裝置還提供先前描述的抓取裝置的優點。

38、根據本發明的系統用于抓取和轉移至少一個單獨單元，特別是至少一個空貨袋或至少一個空貨袋堆疊，包括至少一個如上所述的操縱裝置和至少一個控制器。

39、控制器可以優選地集成到操縱裝置中或作為其一部分，或者也可以單獨提供。

40、根據本發明的系統還提供了上述關于抓取裝置的優點。特別地，通過這樣的系統，抓取裝置可以朝向單獨單元移動，例如通過機械臂，其中支承區段的抬升機構然后在至少一個邊緣處抬升單獨單元，使得支承區段可以移至單獨單元下方。為此，特別是可以提供機械臂將抓取裝置整體移動到這樣的方向，即支承區段沿單獨單元下方的方向移動。然而，根據配置，支承區段的這種移位也可以通過支承區段沿保持裝置方向的相對、特別是主動移動來實現。

41、優選地，該系統包括至少一個攝像機裝置。特別地，具有高度檢測裝置(例如3d攝像機)的攝像機裝置是有利的，使得操縱裝置或附接有抓取裝置的機械臂可以精確地朝向待抓取的單獨單元移動。

42、特別是在沒有3d相機而僅提供2d相機用于層圖案識別等的情況下，特別地提供至少一個替代的高度檢測裝置或高度測量裝置。這種高度檢測裝置可以通過例如至少一個激光、雷達、超聲波和/或類似裝置來確定抓取裝置要接近的高度。

43、優選地，可以通過至少一個ai應用程序?(人工智能)?來教導或改進抓取裝置在所有和/或單個平面中的逼近精確度。特別地，可以使用神經網絡和/或機器學習和/或深度學習方法。在教導之后，抓取裝置優選地還可以離線精確工作，因此無需ai在后臺。

44、優選地，提供至少一個另外的單元、至少一個放置支架(特別是與另外的單元相關的)和/或至少一個用于至少一個單獨單元存貨的存放面。這種放置支架可以例如提供在將被抓取的單獨單元傳送到的單元處。這種放置支架可以例如通過一種傾斜的連續斜坡或板來提供，使得例如被抓取的單獨單元(例如空貨袋或空貨袋堆疊)可以優選地放置在傳送裝置(例如傳送帶)上。

45、根據本發明的用于使用如上所述的系統抓取至少一個單獨單元(特別是至少一個空貨袋或至少一個空貨袋堆疊)的方法的特征在于以適當的順序執行以下步驟。抓取裝置的抓取單元通過操縱裝置被帶到待抓取的單獨單元的邊緣，使得抓取單元的支承區段位于單獨單元的旁邊，并且保持裝置的保持件至少部分地位于單獨單元上方。抓取裝置進一步降低，使得抓取單元的支承區段位于待抓取的單獨單元旁邊或至少幾乎位于或位于單獨單元旁邊，并且保持件位于單獨單元上。借助抬升機構，待抓取的單獨單元的邊緣至少部分地被提升。支承區段至少部分地被移動，使得其移動到待抓取的單獨單元下方，并且待抓取的單獨單元至少部分地位于支承區段上。然后將單獨單元夾緊或固定在固定裝置和支承區段之間。

46、支承區段緊靠在單獨單元旁邊，具體意味著支承區段基本與待抓取的物體或待抓取的單獨單元處于同一平面或同一平面內。根據配置，該接觸面可以完全或僅稍微或幾乎或根本不處于接觸狀態。

47、特別地，支承區段或抓取裝置通過裝卸單元或機械臂以這樣的方式旋轉：即接近指定的邊緣，從而以指定的或限定的或已知的排列拾取單獨單元，并且因此可以轉移到另一個單元或另一個位置。

48、通常，抓取裝置可以優選地從單獨單元的任意一側接近單獨單元。如果其中至少一些單獨單元的某些側面不能自由接近，那么提供單獨單元的層圖像可能特別有利。例如，當抓取空貨袋捆束時，抓取裝置可以優選地從長邊和短邊接近它們。

49、根據待抓取的單獨單元的格式，抓取單元或支承區段或抬升機構與保持部分或保持件之間的距離可以優選地改變和/或調整。

50、根據本發明的方法還提供了上面已經描述的抓取裝置的優點。特別是，可以以指定方向拾取復雜的單獨單元(例如空貨袋堆疊)，并以限定的方式將其轉移到另一個單元。

51、優選地，至少部分的提升和至少部分的移動并行地進行，至少部分地并行地進行。特別是當使用滾輪作為抬升機構時，該滾輪可以旋轉以提升單獨單元，例如當翻過一疊貨袋中的單個袋子時，其中在單獨單元下方的支承區段移動期間也可以繼續旋轉。

52、特別優選地，至少支承區段的移位至少部分地通過機械臂的移動進行。根據配置，保持單元或保持件或保持滾輪可以根據機械臂的移動在單獨單元上方移動或移位。

53、在有益的配置中，至少支承區段的移位至少部分地通過抓取單元和支架單元之間的相對運動進行。相對運動可以作為機械臂運動的補充或單獨提供。支承區段的相對運動，例如在保持單元方向上，導致支承區段移到單獨單元下方。

54、優選地，抓取單元和保持單元彼此鉸接，并且當抓取裝置的抓取單元處于提升狀態時，抓取單元和保持單元處于第一終端位置，并且當抓取裝置處于連接狀態時，抓取單元和保持單元處于第二終端位置。這可以例如通過終端位置檢測來檢測出抓取裝置開始提升單獨單元的最佳位置。

55、優選地，抬升機構包括至少一個滾輪，提升通過滾輪的旋轉來實現。滾輪可以特別地以如上所述的方式設計。旋轉方向特別地以使得物體或單獨單元或單獨單元的單個物體向上移動的方式提供。

56、在有益的進一步發展中，提供至少一個攝像機裝置，通過該攝像機裝置檢測待抓取的單獨單元的位置和/或方向。

57、因此，尤其可以檢測哪個單獨單元位于單獨單元存貨或多個單獨單元存貨中的頂部單獨單元。此外，當抓取單個貨袋或一疊貨袋(例如帶有閥口袋)時，可以檢測閥位于哪一側，以便將單個貨袋或帶有閥的貨袋堆疊以特定方向轉移到另一個單元。然后，控制器優選地相應地啟動操縱裝置并將單獨單元轉移到另一個單元。