CN102922516A - 气动助力工业机器人 - Google Patents

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王玉恒
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Abstract

本发明公开了气动助力工业机器人，包括底座、控制箱、水平转动盘、第一电机、第二电机、电机驱动臂、传动杆、后支撑臂、前支撑臂、第四电机、第三电机和抓手，其特征在于：在后驱动臂与水平转动盘之间通过铰接固定设有第二气缸，在前支撑臂的后端与后支撑臂之间通过铰接固定设有第一气缸，第一气缸和第二气缸通过气管与控制箱内的气阀相连接，气阀通过气管与空压气泵相连接。该气动助力工业机器人，使用方便、操作灵活，无需配重的平衡块，可以自动适应不同重量的货物；电机的作用主要用于精确定位，降低了整台机器人配用的电机功率，与相同能力机械手相比节电50%以上；工作过程运行平稳，轻载与重载功能自动转换。

Description

气动助力工业机器人
  
技术领域
    本发明涉及一种工业机器人的改进，具体地说是一种气动助力工业机器人。 
背景技术
    随着科学技术的进步，众多由人工完成的繁重体力作业越来越多的被智能机械设备所取代，像各类工厂的产品，如袋装产品、箱装产品等，有包装设备完成定量包装后的人工码盘，逐步由智能机器人自动码垛完成。目前使用的码垛机器人，由底盘、控制箱、水平转动盘、后支撑臂、前支撑臂、抓手、电机、平衡块构成，底盘固定在地面上，在底座上部设有水平转动盘，水平转动盘上通过铰接固定上后支撑臂，后支撑臂的前端通过转轴铰接固定上前支撑臂，在前支撑臂的前端设有抓手，一个电机控制水平转动盘水平转动，一个电机控制后支撑臂垂直转动，一个电机控制前支撑臂垂直转动，一个电机控制抓手旋转角度开合，从而控制抓手在低位抓起货物，转移到另一个位置。其不足之处在于：单纯用电机驱动，只能抓起较轻的货物，适用范围较窄，如要抓起较重的货物，现有解决的办法是在后支撑臂设置平衡块，或平衡块通过钢丝绳与前支撑臂相连接，以便于平衡掉大部分货物的重量，才能用电机驱动操作，这样，整个装置就占用很大的面积，不利于车间使用，同时，用平衡块平衡货物重量的方法，效率较低，易损坏，操作不灵活。 
  
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便、操作灵活，可以自动适应不同重量的货物，结构紧凑、节省电力、载重能力强的气动助力工业机器人。 
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该气动助力工业机器人，包括底座、控制箱、水平转动盘、第一电机、第二电机、电机驱动臂、传动杆、后支撑臂、前支撑臂、第四电机、第三电机和抓手，底座的上部固定上水平转动盘，水平转动盘与第一电机相连接传动，通过第一电机带动水平转动盘水平旋转，在水平转动盘上通过铰接固定设有后支撑臂，后支撑臂的前端通过铰接固定设有前支撑臂，前支撑臂的前端通过铰接固定设有抓手，抓手的上部设有第四电机，通过第四电机控制抓手旋转角度开合操作，在水平转动盘上设有第二电机和第三电机，第二电机与后支撑臂连接传动，第三电机通过电机驱动臂和传动杆与前支撑臂连接传动，其特征在于：在后驱动臂与水平转动盘之间通过铰接固定设有第二气缸，在前支撑臂的后端与后支撑臂之间通过铰接固定设有第一气缸，第一气缸和第二气缸通过气管与控制箱内的气阀相连接，气阀通过气管与空压气泵相连接。 
本发明还通过如下措施实施：所述的第一电机固定在底座的顶部。 
所述的第一气缸和第二气缸采用油缸替代。 
本发明的有益效果在于：与目前使用的码垛机器人相比，结构简单、使用方便、操作灵活，无需配重的平衡块，可以自动适应不同重量的货物，结构紧凑、体积小、重量轻，使用效率高，适用范围广；电机的作用主要用于精确定位，大大降低了整台机器人配用的电机功率，与相同能力机械手相比节电50%以上；工作过程运行平稳，同时在工作过程中，轻载与重载功能自动转换。 
附图说明
图1为本发明的结构主视示意图； 
图2为本发明的结构后视示意图；
图中：1、底座；2、控制箱；3、水平转动盘；4、第一电机；5、第二电机；6、电机驱动臂；7、传动杆；8、后支撑臂；9、前支撑臂；10、抓手；11、第一气缸；12、第二气缸；13、第四电机；14、第三电机。
具体实施方式
参照附图1、图2制作本发明。该气动助力工业机器人，包括底座1、控制箱2、水平转动盘3、第一电机4、第二电机5、电机驱动臂6、传动杆7、后支撑臂8、前支撑臂9、第四电机13、第三电机14和抓手10，底座1的上部固定上水平转动盘3，水平转动盘3与第一电机4相连接传动，通过第一电机4带动水平转动盘3水平旋转，在水平转动盘3上通过铰接固定设有后支撑臂8，后支撑臂8的前端通过铰接固定设有前支撑臂9，前支撑臂9的前端通过铰接固定设有抓手10，抓手10的上部设有第四电机13，通过第四电机13控制抓手10旋转角度开合操作，在水平转动盘3上设有第二电机5和第三电机14，第二电机5与后支撑臂8连接传动，第三电机14通过电机驱动臂6和传动杆7与前支撑臂9连接传动，其特征在于：在后驱动臂8与水平转动盘3之间通过铰接固定设有第二气缸12，在前支撑臂9的后端与后支撑臂8之间通过铰接固定设有第一气缸11，第一气缸11和第二气缸12通过气管与控制箱2内的气阀相连接，气阀通过气管与空压气泵相连接。 
所述的第一电机4固定在底座1的顶部。 
所述的第一气缸11和第二气缸12采用油缸替代。 
使用本发明时，启动空压气泵，通过控制箱2内的气阀自动调节第一气缸11和第二气缸12的压力，使第二气缸12产生向外顶出的力，使第一气缸11产生向内拉的力，以利于平衡货物大部分重量，第二电机5驱动后支撑臂8，第三电机14驱动传动杆7拉动前支撑臂9的后端，最终使前支撑臂9的前端抬起，通过第四电机13操作抓手10抓起或放开货物，最终达到搬运货物的目的，通过第一电机4驱动水平转动盘3的旋转，到达指定的地点，放下货物即可。通过第一气缸11和第二气缸12，这种气动助力可以增强机器人的载重能力，由气缸承载前、后支撑臂的运行动力，电机的作用主要用于精确定位，大大降低了整台机器人配用的电机功率，与相同能力机器人相比节电50%以上。工作过程运行平稳，同时在工作过程中，轻载与重载功能自动转换。 
本发明成功的将气动技术应用到了机器人中，使大功率机器人增加了一种可靠地抓取能力的方法。在功率较大的情况下，可采用气转油，由油缸代替气缸，使提升能力达到几吨以上。 

Claims (3)

1.气动助力工业机器人，包括底座（1）、控制箱（2）、水平转动盘（3）、第一电机（4）、第二电机（5）、电机驱动臂（6）、传动杆（7）、后支撑臂（8）、前支撑臂（9）、第四电机（13）、第三电机（14）和抓手（10），底座（1）的上部固定上水平转动盘（3），水平转动盘（3）与第一电机（4）相连接传动，通过第一电机（4）带动水平转动盘（3）水平旋转，在水平转动盘（3）上通过铰接固定设有后支撑臂（8），后支撑臂（8）的前端通过铰接固定设有前支撑臂（9），前支撑臂（9）的前端通过铰接固定设有抓手（10），抓手（10）的上部设有第四电机（13），通过第四电机（13）控制抓手（10）旋转角度开合操作，在水平转动盘（3）上设有第二电机（5）和第三电机（14），第二电机（5）与后支撑臂（8）连接传动，第三电机（14）通过电机驱动臂（6）和传动杆（7）与前支撑臂（9）连接传动，其特征在于：在后驱动臂（8）与水平转动盘（3）之间通过铰接固定设有第二气缸（12），在前支撑臂（9）的后端与后支撑臂（8）之间通过铰接固定设有第一气缸（11），第一气缸（11）和第二气缸（12）通过气管与控制箱（2）内的气阀相连接，气阀通过气管与空压气泵相连接。
2.根据权利要求1所述的气动助力工业机器人，其特征在于：所述的第一电机（4）固定在底座（1）的顶部。
3.根据权利要求1所述的气动助力工业机器人，其特征在于：所述的第一气缸（11）和第二气缸（12）采用油缸替代。
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