一种用于石墨舟的双向抓舟机器人及抓舟方法与流程
本发明涉及机器人，尤其是指一种用于石墨舟的双向抓舟机器人及抓舟方法。
背景技术：
1、在晶硅太阳能电池的生产过程中，实现对石墨舟的快速转移是提升生产效率的一个重要环节。
2、如图1所示，需要将一侧工作台上的石墨舟转移至另一侧。目前，这一过程通常依赖于人工搬运或使用简易的辅助吊装设备，这些方法不仅劳动密集，而且难以满足现代自动化和安全标准。
3、为应对这一挑战，设计一款能够自动搬运石墨舟的机器人显得尤为迫切。然而，现有的自动化抓舟机器人通常只能单侧抓舟。这种抓舟机器人在将一侧工作台上的石墨舟转移至另一侧的工作台上时，石墨舟的电极会发生调转。一般地，需要在工作台的外部空间单独配置具有转向功能的调舟机，通过抓舟机器人将一侧工作台上的石墨舟载送至调舟机上进行方向调转，然后再由抓舟机器人重新载送至另一侧的工作台。在此过程中，抓舟机器人需要进行调头。
4、考虑到设备空间占用的问题，工作台之间的空间被尽可能的压缩。部分工作台之间的移动通道甚至只能供移动机器人单向通行。因此，对于整个工作空间而言，不仅要具备布置调舟机的设备空间，还要具有抓舟机器人调头的转向空间。由此，不仅占用额外空间，增加设备成本，还会因为石墨舟的电极调转过程而降低工作效率。另外，抓舟机器人需要规划路径以及重新对接定位，既耗费时间，又对定位精度提一定的要求。
5、综上所述，尽管自动化技术为生产带来了便利，但在石墨舟搬运过程中仍存在一些亟待优化的问题，以进一步提高生产效率和减少不必要的资源消耗。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明公开了一种用于石墨舟的双向抓舟机器人及抓舟方法。
2、本发明所采用的技术方案如下：
3、第一方面，提供一种用于石墨舟的双向抓舟机器人，包括
4、移动底盘；
5、支撑组件，包括设于所述移动底盘上的支撑底板以及设于所述支撑底板上的支撑支架；
6、平移组件，包括沿第一水平方向可移动地设于所述支撑底板上的平移机构以及用于驱动所述平移机构移动的平移动力模块；
7、搬运组件，包括设于所述支撑支架的升降机构，设于所述升降机构的横移机构，以及设于所述横移机构的夹持机构；所述升降机构设置为调节所述夹持机构的高度；所述横移机构用于在第一水平方向调节所述夹持机构的位置；所述夹持机构用于夹持石墨舟。
8、在本发明的一个实施例中，所述平移机构包括可移动地设于所述支撑底板上的平移底板，以及沿第二水平方向对称设于所述平移底板两端的两个支撑限位单元，所述支撑限位单元包括两个沿第一水平方向相对设置的两个第一支撑限位块，两个所述第一支撑限位块相互远离的外侧面分别形成有倾斜向上的第一支撑面。
9、在本发明的一个实施例中，所述夹持机构包括设于所述横移机构上的夹持驱动单元，以及两个沿第二水平方向相对设置的夹持搬运单元，所述夹持驱动单元分别与两个所述夹持搬运单元连接以在第二水平方向调节两个所述夹持搬运单元的间距。
10、在本发明的一个实施例中，所述夹持驱动单元包括沿第二水平方向设于所述横移机构两端的第一同步轮和第二同步轮，张紧绕于所述第一同步轮和所述第二同步轮的第一同步带，两个分别与所述第一同步带两侧固定连接的同步带夹板，与所述第一同步轮连接以驱动所述第一同步轮转动的夹持驱动模块，以及两个滑动设置于所述横移机构底部的夹持平台；所述夹持驱动模块安装于所述横移机构上；两个所述夹持平台分别与两个所述同步带夹板对应固定连接；所述夹持搬运单元设于所述夹持平台的底部。
11、在本发明的一个实施例中，所述夹持搬运单元包括与所述夹持驱动单元固定连接的搬运侧板，设于所述搬运侧板内侧的支撑块以及沿第一水平方向相对设于所述支撑块上的两个第二支撑限位块；所述第二支撑限位块外端向上凸起，并在凸起部分的内侧面形成有倾斜向上的第二支撑斜面。
12、在本发明的一个实施例中，所述夹持搬运单元包括与所述夹持驱动单元固定连接的搬运侧板，沿第一水平方向滑动设于所述搬运侧板内侧的第一横移侧板，滑动设于所述第一横移侧板内侧的第二横移侧板，设于所述搬运侧板上并与所述第一横移侧板连接的搬运动力模块，沿第一水平方向设置于所述第一横移侧板两端的第三同步轮和第四同步轮，分别以相反方向绕于所述第三同步轮的第二同步带和绕于所述第四同步轮的第三同步带，以及设于所述第二横移侧板内部靠近底部位置的支撑块；所述搬运动力模块被设置为驱动所述第一横移侧板沿第一水平方向往复运动；所述第二同步带的两端分别通过第一夹板与所述搬运侧板以及所述第二横移侧板连接；所述第三同步带的两端分别通过第二夹板与所述搬运侧板以及所述第二横移侧板连接。
13、在本发明的一个实施例中，所述升降机构包括设于所述支撑支架上的升降动力模块以及沿第二水平方向分设于所述横移机构两侧的两个升降单元；所述升降单元包括竖直设置并与所述支撑支架转动连接的升降螺杆，与所述升降螺杆螺纹配合的升降螺套，以及和所述升降螺套固定连接的升降块；所述升降动力模块与所述升降螺杆连接以驱动两个所述升降单元的升降螺杆同步转动；两个升降单元的升降块分别与所述横移机构固定连接。
14、在本发明的一个实施例中，所述横移机构包括与所述升降机构连接的升降平台，沿第一水平方向滑动连接于所述升降平台底部的横移平台，沿第一水平方向固定于所述升降平台底部的第二横移齿条，和所述第二横移齿条啮合的第二横移齿轮以及用于驱动所述第二横移齿轮转动的横移动力模块；所述横移动力模块安装于所述横移平台；所述夹持机构安装于所述所述横移平台。
15、第二方面，提供一种抓舟方法，所述抓舟方法用于将一侧工作台上的石墨舟转移至另一侧的工作台上，定义两个工作台分别为第一工作台和第二工作台，所述抓舟方法包括：
16、若工作台为高位工作台：夹持机构通过升降和平移复合运动移动至第一工作台上方；平移机构平移至靠近第一工作台的一侧；夹持机构夹持第一工作台上的第一石墨舟，并平移至平移机构上方，然后下降将第一石墨舟放置于平移机构上；夹持机构上升并平移至第一工作台上方；平移机构将第一石墨舟移动至靠近第二工作台的一侧；夹持机构夹持第一工作台上的第二石墨舟，然后平移至第二工作台上方，并将第二石墨舟放置于第二工作台上；夹持机构平移至平移机构上方，然后下降去夹持平移机构上的第一石墨舟；夹持机构上升然后平移至第二工作台上方，并将第一石墨舟放置于第二工作台上；
17、若工作台为低位工作台：夹持机构进行升降和平移复合运动以移动至第一工作台上方；平移机构平移至靠近第一工作台的一侧；夹持机构夹持第一工作台上的第一石墨舟，并平移至平移机构上方，然后下降将第一石墨舟放置于平移机构上；夹持机构上升并平移以返回至第一工作台上方；平移机构将第一石墨舟移动至靠近第二工作台的一侧；夹持机构夹持第一工作台上的第二石墨舟并上升，直至其最低点高度高于平移机构上的第一石墨舟的最高点的高度，然后平移至第二工作台上方，并将第二石墨舟放置于第二工作台上；夹持机构平移至平移机构上方，然后下降去夹持平移机构上的第一石墨舟；夹持机构上升然后平移至第二工作台上方，并将第一石墨舟放置于第二工作台上。
18、在本发明的一个实施例中，所述抓舟方法还包括：当夹持机构向第一工作台或者第二工作台平移时，夹持机构的搬运动力模块驱动第一横移侧板相对于搬运侧板水平移动；第一横移侧板在相对移动过程时，通过第三同步轮拉动第二同步带，进而使第二同步带拉动第二横移侧板产生与第一横移侧板同向的相对运动；或者通过第四同步轮拉动第三同步带，进而使第三同步带拉动第二横移侧板产生与第一横移侧板同向的相对运动。
19、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
20、本发明所述的双向抓舟机器人只需小范围移动或者不移动即可将一侧的石墨舟转移至另一侧，降低移动过程对定位和工作效率的负面影响。即减少操作空间的需求，提高搬运效率，并通过自动化减少人工干预，提高作业的安全性和连续性。
21、本发明所述的双向抓舟机器人在一次过程中，可以实现两个石墨舟的转移，进一步提升工作效率。
22、本发明所述的双向抓舟机器人利用平移组件以及搬运组件在空间位置关系的协调调动，能够进一步提升石墨舟转移的效率。
技术特征：
1.一种用于石墨舟的双向抓舟机器人，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的用于石墨舟的双向抓舟机器人，其特征在于，所述平移机构包括可移动地设于所述支撑底板(20)上的平移底板(41)，以及沿第二水平方向对称设于所述平移底板(41)两端的两个支撑限位单元，所述支撑限位单元包括两个沿第一水平方向相对设置的第一支撑限位块(47)，两个所述第一支撑限位块(47)相互远离的外侧面分别形成有倾斜向上的第一支撑面(471)。
3.根据权利要求1所述的用于石墨舟的双向抓舟机器人，其特征在于，所述夹持机构(52)包括设于所述横移机构(53)上的夹持驱动单元(521)，以及两个沿第二水平方向相对设置的夹持搬运单元(522)，所述夹持驱动单元(521)分别与两个所述夹持搬运单元(522)连接以在第二水平方向调节两个所述夹持搬运单元(522)的间距。
4.根据权利要求3所述的用于石墨舟的双向抓舟机器人，其特征在于，所述夹持驱动单元(521)包括沿第二水平方向设于所述横移机构(53)两端的第一同步轮(5213)和第二同步轮(5214)，张紧绕于所述第一同步轮(5213)和所述第二同步轮(5214)的第一同步带(5215)，两个分别与所述第一同步带(5215)两侧固定连接的同步带夹板(5216)，与所述第一同步轮(5213)连接以驱动所述第一同步轮(5213)转动的夹持驱动模块，以及两个滑动设置于所述横移机构(53)底部的夹持平台(5219)；所述夹持驱动模块安装于所述横移机构(53)上；两个所述夹持平台(5219)分别与两个所述同步带夹板(5216)对应固定连接；所述夹持搬运单元(522)设于所述夹持平台(5219)的底部。
5.根据权利要求3所述的用于石墨舟的双向抓舟机器人，其特征在于，所述夹持搬运单元(522)包括与所述夹持驱动单元(521)固定连接的搬运侧板(5221)，设于所述搬运侧板(5221)内侧的支撑块(5238)以及沿第一水平方向相对设于所述支撑块(5238)上的两个第二支撑限位块(5239)；所述第二支撑限位块(5239)外端向上凸起，并在凸起部分的内侧面形成有倾斜向上的第二支撑斜面(52391)。
6.根据权利要求3所述的用于石墨舟的双向抓舟机器人，其特征在于，所述夹持搬运单元(522)包括与所述夹持驱动单元(521)固定连接的搬运侧板(5221)，沿第一水平方向滑动设于所述搬运侧板(5221)内侧的第一横移侧板(5226)，滑动设于所述第一横移侧板(5226)内侧的第二横移侧板(5227)，设于所述搬运侧板(5221)上并与所述第一横移侧板(5226)连接的搬运动力模块，沿第一水平方向设置于所述第一横移侧板(5226)两端的第三同步轮(5232)和第四同步轮(5235)，分别以相反方向绕于所述第三同步轮(5232)的第二同步带(5233)和绕于所述第四同步轮(5235)的第三同步带(5236)，以及设于所述第二横移侧板(5227)内侧靠近底部位置的支撑块(5238)；所述搬运动力模块被设置为驱动所述第一横移侧板(5226)沿第一水平方向往复运动；所述第二同步带(5233)的两端分别通过第一夹板(5234)与所述搬运侧板(5221)以及所述第二横移侧板(5227)连接；所述第三同步带(5236)的两端分别通过第二夹板(5237)与所述搬运侧板(5221)以及所述第二横移侧板(5227)连接。
7.根据权利要求1所述的用于石墨舟的双向抓舟机器人，其特征在于，所述升降机构(51)包括设于所述支撑支架上的升降动力模块以及沿第二水平方向分设于所述横移机构(53)两侧的两个升降单元；所述升降单元包括竖直设置并与所述支撑支架转动连接的升降螺杆(515)，与所述升降螺杆(515)螺纹配合的升降螺套(516)，以及和所述升降螺套(516)固定连接的升降块(517)；所述升降动力模块与所述升降螺杆(515)连接以驱动两个所述升降单元的升降螺杆(515)同步转动；两个升降单元的升降块(517)分别与所述横移机构(53)固定连接。
8.根据权利要求1所述的用于石墨舟的双向抓舟机器人，其特征在于，所述横移机构(53)包括与所述升降机构(51)连接的升降平台(531)，沿第一水平方向滑动连接于所述升降平台(531)底部的横移平台(532)，沿第一水平方向固定于所述升降平台(531)底部的第二横移齿条(535)，和所述第二横移齿条(535)啮合的第二横移齿轮(536)以及用于驱动所述第二横移齿轮(536)转动的横移动力模块；所述横移动力模块安装于所述横移平台(532)；所述夹持机构(52)安装于所述横移平台(532)。
9.一种抓舟方法，其特征在于，所述抓舟方法用于将一侧工作台上的石墨舟转移至另一侧的工作台上，定义两个工作台分别为第一工作台和第二工作台，所述抓舟方法包括：若工作台为高位工作台：夹持机构(52)通过升降和平移复合运动移动至第一工作台上方；平移机构平移至靠近第一工作台的一侧；夹持机构(52)夹持第一工作台上的第一石墨舟，并平移至平移机构上方，然后下降将第一石墨舟放置于平移机构上；夹持机构(52)上升并平移至第一工作台上方；平移机构将第一石墨舟移动至靠近第二工作台的一侧；夹持机构(52)夹持第一工作台上的第二石墨舟，然后平移至第二工作台上方，并将第二石墨舟放置于第二工作台上；夹持机构(52)平移至平移机构上方，然后下降去夹持平移机构上的第一石墨舟；夹持机构(52)上升然后平移至第二工作台上方，并将第一石墨舟放置于第二工作台上；
10.根据权利要求9所述的抓舟方法，其特征在于，所述抓舟方法还包括：
技术总结
本发明涉及一种用于石墨舟的双向抓舟机器人及抓舟方法，其中双向抓舟机器人包括移动底盘；支撑组件，包括设于移动底盘上的支撑底板以及设于支撑底板上的支撑支架；平移组件，包括沿第一水平方向可移动地设于支撑底板上的平移机构以及用于驱动平移机构移动的平移动力模块；搬运组件，包括设于支撑支架的升降机构，设于升降机构的横移机构，以及设于横移机构的夹持机构；升降机构设置为调节夹持机构的高度；横移机构用于在第一水平方向调节夹持机构的位置；夹持机构用于夹持石墨舟。本发明实现双侧工作台的石墨舟转移。
技术研发人员：毛连春,王宏军,付林霄
受保护的技术使用者：苏州玖物智能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5