CN102320479B - 一种可控机构式码垛机器人机构 - Google Patents
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Abstract
一种可控机构式码垛机器人机构，包括旋转底座、机架、电机、手臂以及手臂升降机构，所述旋转底座为圆柱体，机架为方形水平板，圆柱体轴线与水平板垂直，可控电机固定在机架上，手臂包括第一连架杆和第一连杆，手臂升降机构为铰链四杆机构，包括第二连杆、第三连杆、第四连杆和第二连架杆，各杆件间由光滑圆柱铰链相连，第四连杆两端分别于第二连杆和第三连杆中间部分相连，各连架杆和连杆轴线在同一平面内，第一连杆和第二连杆相连接处为输出端，通过编制计算机控制程序控制电机，使两连架杆绕电机轴作转动，配合旋转底座旋转运动，能根据环境的变化，柔性调节运动轨迹，精确地实现输出端在工作空间内的各种码垛动作。
Description
技术领域
本发明涉及机器人设计领域，特别是一种可控机构式码垛机器人机构。
背景技术
随着机械自动化水平的提高，码垛机器人以其在机械结构、适用范围、灵活性、成本以及维护等方面的优势使其应用渐为广泛，并成为一种发展趋势，广泛应用于食品、电子、机械、医药等自动化生产企业。现有的码垛机器人机构大多为开链机构，驱动电机安置在机器人手臂上，增加了机器人的承载，容易产生冲击，使码垛机器人运动不稳定，码垛准确度低。
作为现代机构学一个重要分支的可控机构，能够很好地满足现代机械的可控、可调要求。此类机构能使工作机械达到性能优良、输出柔性、机电融合的先进水平，满足许多实际应用场合的需求，在需要实现变行程、变摆角、变轨迹等输出运动的各个领域都具有较好的应用前景。将此类机构应用到码垛机器人机构设计，将取得较好的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种可控机构式码垛机器人机构，它能克服现有码垛机器人机构的不足，具有可控、可调、性能优良、输出柔性、机电融合的性能，并可以根据功能需求或环境的变化，柔性调节运动轨迹，精确地实现手抓定位和搬运动作。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：
一种可控机构式码垛机器人机构，一种可控机构式码垛机器人机构，由旋转底座、机架、电机、手臂以及手臂升降机构组成，所述旋转底座为圆柱体，机架为方形水平板，圆柱体轴线与水平板垂直，机架连接在旋转底座上，电机由第一可控电机和第二可控电机组成，可控电机固定在机架上，手臂由第一连架杆和第一连杆组成，第一连架杆为弯杆，一端固定在第一可控电机的转动轴上并由该可控电机驱动，另一端通过第一光滑圆柱铰链与第一连杆相连，手臂升降机构为四杆机构，由第二连杆、第三连杆、第四连杆和第二连架杆组成，第二连杆一端通过第二光滑圆柱铰链与和第一连杆相连，另一端通过第四光滑圆柱铰链与第三连杆相连，第二连架杆一端通过第五光滑圆柱铰链与第三连杆相连，另一端固定在第二可控电机的转动轴上并由第二可控电机驱动，第四连杆一端通过第二连杆中间部位的第三光滑圆柱铰链与第二连杆相连，另一端通过第二连架杆中间部位的第六光滑圆柱铰链与第二连架杆相连。各连架杆和各连杆轴线在同一平面内。
可控机构式码垛机器人机构在工作时，第二光滑圆柱铰链为输出端，机架可绕旋转底座轴线作旋转运动，第一连架杆和第二连架杆分别绕第一可控电机和第二可控电机轴作转动，并通过第一可控电机和第二可控电机驱动第一连架杆和第二连架杆，使可控机构式码垛机器人机构输出端在运动空间内精确实现各种码垛动作。
本发明的突出优点在于：
1、本发明为三自由度机构，输出运动由第一可控电机、第二可控电机和旋转底座旋转运动共同决定，通过编制适当的计算机控制程序就可方便地使码垛机器人输出端在工作空间内实现任意运动动作，并可轻松地改变机构的输出运动，具有较好的柔性，能根据环境的变化，柔性调节运动轨迹，使可控机构式码垛机器人机构输出端在运动空间内精确实现各种码垛动作。
2、由于采闭链可控连杆机构，所有电机都安装在机架上，有效降低手臂重量，提高码垛机器人工作效率。
3、由于手臂升降机构为铰链四杆机构，工作时可有效地支撑搬运物体，具有较好运动稳定性。
附图说明
图1为本发明所述的可控机构式码垛机器人机构的结构主视图。
图2为本发明所述的可控机构式码垛机器人机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域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，均属于本发明保护的范围。
对照图1，一种可控机构式码垛机器人，包括旋转底座16、机架1、电机、码垛机器人手臂、手臂升降机构，所述旋转底座16为圆柱体，所述机架1为方形水平板，圆柱体轴线与水平板垂直，机架1可绕旋转底座16轴线作旋转运动，所述电机由第一可控电机2和第二可控电机15组成，两可控电机固定在机架1上，机架1连接在旋转底座16上，所述码垛机器人手臂由第一连架杆3和第一连杆5组成，第一连架杆3为弯杆，一端固定在第一可控电机2转动轴上由该可控电机驱动，另一端通过第一光滑圆柱铰链4与第一连杆5相连，所述手臂升降机构为铰链四杆机构，由第二连杆7、第三连杆10、第四连杆11和第二连架杆14组成，第二连杆7一端通过第二光滑圆柱铰链6与第一连杆5相连，另外一端通过第四光滑圆柱铰链9与第三连杆10相连，第二连架杆14一端通过第五光滑圆柱铰链12与第三连杆10相连，另外一端固定在第二可控电机15转动轴上由该可控电机驱动，第四连杆11一端通过第二连杆7中间部位的第三光滑圆柱铰链8与第二连杆7相连，另外一端通过第二连架杆14中间部位的第六光滑圆柱铰链13与第二连架杆14相连。
可控机构式码垛机器人机构在工作时，第二光滑圆柱铰链6为输出端，机架1可绕旋转底座16轴线作旋转运动，第一连架杆3和第二连架杆14分别绕第一可控电机2和第二可控电机15轴作转动，所发明的可控机构式码垛机器人机构为三自由度机构，输出运动由第一可控电机2、第二可控电机15和旋转底座16旋转运动共同决定，通过编制适当的计算机控制程序，可方便地使可控机构式码垛机器人机构输出端在运动空间内精确实现各种码垛动作。
Claims (1)
1.一种可控机构式码垛机器人机构，其特征在于，该机构由旋转底座、机架、电机、手臂以及手臂升降机构组成，所述旋转底座为圆柱体，机架为方形水平板，圆柱体轴线与水平板垂直，机架连接在旋转底座上，电机由第一可控电机和第二可控电机组成，可控电机固定在机架上，手臂由第一连架杆和第一连杆组成，第一连架杆为弯杆，一端固定在第一可控电机的转动轴上并由该可控电机驱动，另一端通过第一光滑圆柱铰链与第一连杆相连，手臂升降机构为四杆机构，由第二连杆、第三连杆、第四连杆和第二连架杆组成，第二连杆一端通过第二光滑圆柱铰链与和第一连杆相连，另一端通过第四光滑圆柱铰链与第三连杆相连，第二连架杆一端通过第五光滑圆柱铰链与第三连杆相连，另一端固定在第二可控电机的转动轴上并由第二可控电机驱动，第四连杆一端通过第二连杆中间部位的第三光滑圆柱铰链与第二连杆相连，另一端通过第二连架杆中间部位的第六光滑圆柱铰链与第二连架杆相连。
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