具体实施方式

根据结合附图对本公开示例性实施例的以下详细描述，本公开的其它方面、优势和突出特征对于本领域技术人员将变得显而易见。

在本公开中，术语“包括”和“含有”及其派生词意为包括而非限制；术语“或”是包含性的，意为和/或。

在本说明书中，下述用于描述本公开原理的各种实施例只是说明，不应该以任何方式解释为限制发明的范围。参照附图的下述描述用于帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的示例性实施例。下述描述包括多种具体细节来帮助理解，但这些细节应认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应认识到，在不背离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文中描述的实施例进行多种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见，省略了公知功能和结构的描述。此外，贯穿附图，相同参考数字用于相似功能和操作。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

在本公开的上下文中，当将一个部件称作位于/连接于(在)另一部件“上”时，该部件可以直接位于/连接于(在)该另一部件上，或者它们之间可以存在其他部件。另外，如果在一种朝向中一部件位于另一部件“上”，那么当调转朝向时，该部件可以位于该另一部件“下”。当将一个部件称作位于另两个部件“之间”时，该部件可以直接位于该另两个部件之间，或者该另两个部件之间除了该部件之外，还可以存在其他部件。

本公开的实施例提供了一种端拾器。端拾器包括安装板和伸缩机构。伸缩机构安装在安装板上，包括多个伸缩杆。该多个伸缩杆可伸缩移动。伸缩杆的可伸缩端部被配置为连接真空吸盘。伸缩杆内部包括贯穿可伸缩端部的空腔。该空腔与真空吸盘和真空气源分别连通。真空气源可以通过该空腔在真空吸盘处产生负压，从而当伸缩杆的可伸缩端部伸出后带动真空吸盘到达货物表面时，真空吸盘可以吸附在货物表面并对货物产生一定的吸附力。借助于该吸附力，伸缩杆收缩时可以抓起货物，从而实现对货物的拣选。

相比于相关技术中端拾器仅有一个伸缩杆，每次只能针对单一规格、单一重量的货物，或者尺寸和重量非常接近的货物进行抓取的情况而言，本公开实施例的端拾器中具有有多个伸缩杆，可以根据货物的重量和尺寸等参数，通过不同数量的伸缩杆组合伸出来形成不同的吸盘阵列，实现对不同规格和重量的货物的抓取，有效地提高了货物拣选自动化的效率和速度。

根据本公开的实施例，该伸缩机构中的多个伸缩杆可以伸缩移动。其中，该多个伸缩杆伸缩移动的移动方向可以是彼此平行或者不平行。在一个实施例中，该该多个伸缩杆伸缩移动的移动方向彼此平行，且垂直于安装板。

根据本公开的实施例，该伸缩机构可以是在一个主体中设置有多个伸缩杆，也可以是包括多个独立的伸缩装置，其中每个伸缩装置中设置有一个伸缩杆。

根据本公开的一些实施例，该伸缩机构可以包括一个主体以及多个伸缩杆，其中，主体安装在安装板上，多个伸缩杆可以分别相对于该主体伸缩移动。

根据本公开的另一些实施例，该伸缩机构可以包括多个伸缩装置。其中，每个伸缩装置包括支撑结构以及一个伸缩杆。其中，在每个伸缩装置中，该支撑机构可以安装在安装板上，伸缩杆与支撑结构可移动地连接，并可相对于支撑结构伸缩移动。

在一些实施例中，该伸缩装置可以是液压伸缩装置。对应地该支撑结构例如可以是液压缸。伸缩杆通过连杆机构等可移动地连接于液压缸中，通过液压动力的控制沿该液压缸伸缩移动。类似的，在另一些实施例中，该伸缩装置也可以是气动伸缩装置或者电动伸缩装置。对应地该支撑结构可以是气动缸或者电动缸。

根据本公开的一个实施例，该伸缩装置可以是利用丝杆螺母副带动伸缩杆的伸缩的装置。具体地，该伸缩装置中支撑结构可以包括丝杆螺母副。丝杆螺母副可以包括丝杆和螺母。其中丝杆可转动地安装在安装板中。螺母套设在丝杆上。螺母可随丝杆的转动而沿丝杆的轴线方向移动。伸缩杆与螺母固定连接。通过控制丝杆的转动，可以控制螺母丝杆的轴线方向的直线运动，从而可以控制伸缩杆的伸缩运动。根据本公开的实施例，该伸缩装置利用丝杆螺母副的传动方式来带动伸缩杆的伸缩，而且，相比于液压伸缩装置、气动伸缩装置或者电动伸缩装置等，结构简单易于控制，更易于小型化，而且成本更低。

以下结合图1～图7B的具体实施例，对根据本公开一实施例的端拾器10进行示例性说明。其中，端拾器10包括多个伸缩装置，其中该伸缩装置是利用丝杆螺母副带动伸缩杆的伸缩的装置。

图1示意性示出了根据本公开一实施例的端拾器10在非工作状态下的整体结构图。图2A～图2C示意性示出了图1所示的端拾器10在不同的工作状态下的整体结构图。

如图1和图2A～图2C所示，该端拾器10包括包括安装板1和伸缩机构2。伸缩机构2安装在安装板1上。该伸缩机构2包括多个伸缩杆21。该多个伸缩杆21可伸缩移动。伸缩杆21的可伸缩端部(即，末端)被配置为连接真空吸盘34。伸缩杆21内部包括贯穿可伸缩端部的空腔。空腔与真空吸盘34和真空气源分别连通。

具体地，该端拾器10中伸缩机构2包括多个伸缩装置。具体地，每个伸缩装置包括一套丝杆螺母副与一个伸缩杆21，其中，丝杆螺母副包括丝杆22和螺母23。丝杆22可转动地安装在安装板1中，螺母23套设在丝杆22上，螺母23可以随丝杆22的转动而沿丝杆22的轴线上下移动。螺母23与伸缩杆21固定连接(例如，通过连接板24固定连接)，可以带动伸缩杆21沿丝杆22的轴线上下移动，从而实现伸缩运动。

在图1～图2C中，端拾器10包括三个伸缩装置，对应地包括三个伸缩杆21。当然可以理解，端拾器10包括三个伸缩杆21仅是一种示例，实际设置数量并不以此为限定。

安装板1可以是法兰板，用于将端拾器10连接到工业机器人或机械臂上。安装板1上可以开设有多个孔，用于安装伸缩机构2等。本公开对安装板1上孔的数量及孔的形状不做限制，并且本公开对安装板1的形状也不做限制，安装板1的形状可为类似于长方形、正方形、三角形等规则或不规则的多边形。

根据本公开的实施例，本公开对安装板1的材料不做限制，安装板1的材料可为如铁、铜、铝和合金等金属材料，也可为环氧树脂基纤维复合材料、陶瓷基纤维复合材料和玻璃纤维复合材料等碳纤维复合材料，本公开中安装板1的材料优选为铝，这种铝制安装板1可以有效减少安装板1重量，从而提高了工业机器人或机械臂利用端拾器拣选重型货物的能力。

当工业机器人或者机械臂操作端拾器10进行货物拣选时的工作流程为：非工作状态下，三个伸缩杆21处于最上端位置，如图1所示。工作状态下，当抓取较小且较轻的货物时，可以通过控制一个丝杆螺母副的传动，将一个伸缩杆21推至下方，利用伸缩杆21的可伸缩端部连接的真空吸盘34对货物进行抓取(如图2A所示)；或者，当抓取较大且较重的货物时，可以通过控制两个丝杆螺母副的传动，将两个伸缩杆21推至下方，并通过对应的真空吸盘34对货物进行抓取(如图2B所示)；再或者当抓取更大或更重的货物时，可以通过同时控制三个丝杆螺母副的传动，将三个伸缩杆21推至下方来实现抓取货物(如图2C所示)。

另外，当控制多个伸缩杆21伸缩工作时，可以控制伸缩杆21的伸出长度相同或不同。例如，针对形状不规则或者摆放不规则的货物进行拣选时，可以控制伸缩杆21的伸缩长度不同，从而使多个伸缩杆21的可伸缩端部的真空吸盘34形成立体的吸盘阵列，以吻合货物的不规则外形，提高针对形状不规则或者摆放不规则的货物的拣选效率。

图3示意性示出了图1所示的端拾器10中安装有一个伸缩装置的结构示意图。图4示意性示出了图3所示的端拾器10的部分结构中伸缩杆伸出的示意图。

结合图1、图3和图4所示，端拾器10包括三个伸缩装置。每个伸缩装置包括丝杆螺母副以及伸缩杆21。丝杆螺母副包括丝杆22和螺母23。

丝杆22可转动地安装在安装板1中。例如在安装板1中开孔，通过轴承将丝杆22的一端部可转动地设置在该开孔中，从而丝杆22可相对于安装板1绕自身的轴线转动。

螺母23套设在丝杆22上，螺母23可以随丝杆22的转动而沿丝杆22的轴线上下移动。根据本公开的实施例，丝杆螺母副例如可以是内循环式滚珠丝杠螺母副，对于螺母23的列数不做限制，可具有2列、3列、4列、5列等列数。

螺母23与伸缩杆21固定连接，从而可以带动伸缩杆21沿丝杆22的轴线上下移动，实现伸缩杆21的伸缩运动。根据本公开的一个实施例，螺母23可以通过连接板24与伸缩杆21固定连接，具体可以参考图5的示意。

图5示意性示出了图3中局部A所示的伸缩杆与丝杆螺母副的连接结构示意图。

如图5所示，端拾器10的每个伸缩装置还包括有连接板24。连接板24的一部分与螺母23连接，另一部分与伸缩杆21连接。

具体地，连接板24与伸缩杆21之间也可以是固定连接，即连接板24与伸缩杆21两者之间不发生轴向和径向移动。例如，可以是伸缩杆21与连接板24采用键、螺纹连接或过盈配合等方法连接；例如，可以螺纹连接的方式，令伸缩杆21端部具有外螺纹，可旋转地与连接板24中的内螺纹孔中；或者可以采用焊接的方式，令伸缩杆21与连接板24的一端焊接在一起。本公开对伸缩杆21与连接板24的连接方式不做限制。

连接板24与螺母23之间也可是固定连接，其连接方式可类似于伸缩杆21与连接板24的固定连接方式。在此不再赘述。

根据本公的实施例，端拾器10的每个伸缩装置还可以包括电机28。电机28的输出轴同轴地连接于丝杆。在端拾器10工作时，可以通过控制相应的电机28的转动，来控制与电机28连接的丝杆22的转动，进而通过丝杆22和螺母23的传动方式引起伸缩杆21的伸缩运动。而且还可以通过对电机28的转速和转动量的控制，来控制伸缩杆21的伸缩速度以及伸缩量。

根据本公开的实施例，端拾器10的伸缩机构2中还可以设置有导向机构。该导向机构可以包括与多个伸缩杆21一一对应的多个轨道(例如，由多个限位孔、或限位槽构成的轨道)。每个伸缩杆21沿对应的轨道伸缩移动。导向机构用于对多个伸缩杆21的伸缩移动提供支持和限位，可以使每个伸缩杆21在伸缩移动的轨迹中与对应的丝杆22保持平行，避免对丝杆产生径向的拉力而损害丝杆22的性能。

图6示意性示出了图1所示的应用于端拾器10的导向机构的结构示意图。

结合图1和图6所示，导向机构可以包括支撑轴25、第一导向板26、以及第二导向板27。第一导向板26垂直安装在支撑轴25上。第二导向板27垂直安装在支撑轴25上。

支撑轴25安装在安装板1上。

第一导向板26包括多个第一导向孔261，其中，每个伸缩杆21穿过与之对应的第一导向孔261。

第二导向板27包括多个第二导向孔271，其中，每个伸缩杆21穿过与之对应的第二导向孔271。

其中，供同一伸缩杆21穿过的第一导向孔261与第二导向孔271形成与该伸缩杆21对应的轨道。

伸缩杆21可以通过第一导向孔261和第二导向孔271分别与第一导向板26和第二导向板27进行接触。例如，在第一导向孔271内表面和第二导向孔261内表面可以设置有可拆卸的导向套，导向套的内表面可以与伸缩杆21产生相对滑动。导向套的材料可为橡胶、铜和铁等材料。在伸缩杆21相对于导向套滑动时，导向套可以能够提供良好的导向作用，而且随着滑动次数的增加，不会对伸缩杆21造成损坏。导向套因摩擦而产生损坏后便于更换，并且在货物拣选过程中具有一定的减振作用，避免对整体端拾器造成振动损伤。

可以理解，附图中对第一导向板26和第二导向板27的尺寸和形状仅为示例，本公开对第一导向板26和第二导向板27的尺寸和形状不做限制。

根据本公开的实施例，电机28可以安装在第一导向板26和第二导向板27之间，如图1、图3和图4所示。由于第一导向板26和第二导向板27需要通过对应的第一导向孔261和第二导向孔271来形成轨道，从而第一导向板26和第二导向板27之间必然会相互隔开。根据本公开的实施例，将电机28设置于该第一导向板26和第二导向板27之间的空间中，可以充分利用第一导向板26和第二导向板27之间的空间，使得端拾器10的整体结构紧凑，增加端拾器整体结构的稳定性。

图7A示意性示出了图1所示的端拾器的气源通路机构的结构示意图。图7B示意性示出了图7A所示的气源通路机构的端部连接结构示意图。

结合图1、图7A和7B所示，端拾器10还包括气源通路机构3。气源通路机构3包括固定管接头31、活动管接头32、软管33和真空吸盘34。固定管接头31安装在安装板1上，与真空气源相连通。活动管接头32安装在伸缩杆21上，与伸缩杆21内部的空腔连通，软管33的一端与固定管接头31连通，另一端与活动管接头32连通。软管33中间部分可随伸缩杆21的伸缩移动而变形，真空吸盘34安装在伸缩杆21的可伸缩端部，与伸缩杆21内部的空腔连通。

根据本公开的实施例，当工业机器人或者机械臂操控端拾器作业时，首先操作真空气源通过气源通路机构3对真空吸盘34进行抽真空，在真空吸盘34处产生负压。气流回路如图7A所示所示，气体沿真空吸盘34进入伸缩杆21内部的空腔中，然后再经由活动管接头32进入软管33，接着经过软管33内部经由固定管接头31进入真空气源，形成气体回路。

根据本公开的实施例，真空吸盘34可以是椭圆吸盘、波纹吸盘、扁平吸盘和特殊吸盘等吸盘，并可根据现实情况配置不同尺寸的吸盘，可以通过接触式或非接触式的方式对货物进行拣选。

本公开实施例的端拾器10，可以根据货物的重量和尺寸等参数，通过不同数量的伸缩杆21组合伸出，形成不同的吸盘阵列，对货物实现精准控制和抓取，克服现有技术中端拾器仅能针对单一规格的货物，货物不同就需要更换端拾器的缺点，提高了货物拣选自动化的效率和速度。即使在紧急作业时，一个伸缩装置或气源通路机构损坏也不影响货物拣选的工作进度，可以利用端拾器10上其他的伸缩装置和气源通路机构进行工作。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。