CN103192378B - 码垛机械人 - Google Patents

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本发明涉及一种码垛机械人。为克服现有缺陷，提供一种重心低、各种动作操控方便，且电耗小的码垛机械人。本码垛机械人包括基座、立臂、横臂和拾取装置，并配有可编程控制电路，还包括行星齿轮系和横臂调节平行四边形机构。所述立臂铰接在基座上，并配有立臂驱动电机。拾取装置优选夹持装置，它包括夹持机构和转头电机，所述横臂前端铰接在转头电机上。上述电机均为带有减速机构的伺服电机，上述伺服电机均与可编程控制电路相连，受其控制，且第一摆杆与基座之间的铰接轴轴线与立臂与基座之间的铰接轴轴线重合。本发明码垛机械人具有重心低、效率高、耗电少、动作迅速、准确的优点，适合各种自动化生产线使用。

Description

码垛机械人
技术领域
本发明涉及一种码垛机械人。
背景技术
2013年1月2号公告的、公告号为CN202642852U的中国实用新型专利公开了一种简易工业机械手，该简易工业机械手采用通过油缸驱动的两节机械臂动作，结构简单，操控方便，但是重心偏高，且油缸驱动运行速度慢，不能与快速生产线相配合。
2011年2月16号公告的、公告号为CN101574833B的中国发明专利公开了一种砖的全自动液压成型和智能码垛装置，其中码跺机器人由机械臂、码跺机械手和伺服驱动电机组成，其伺服驱动电机安装在各个关节上，由于电机随同机械臂一同运动，也存重心偏高、惯性大、电耗大的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种重心低、各种动作操控方便，且电耗小的码垛机械人。
为解决上述技术问题，本码垛机械人包括基座、立臂、横臂和拾取装置，立臂、横臂和拾取装置顺次铰接在一起，并配有可编程控制电路，拾取装置可以选用夹持装置或电磁吸合装置或真空吸合装置，其特征在于：
①所述基座枢接在一支架上，该支架上设有水平大齿轮，基座上设有一转向驱动电机，该转向驱动电机输出轴驱动一行星齿轮，该行星齿轮与水平大齿轮啮合，形成行星齿轮系。
②所述立臂铰接在基座上，且立臂可在一个立臂驱动电机的驱动下摆动。
③所述基座上还铰接有第一摆杆，第一摆杆由横臂驱动电机驱动，第一摆杆自由端铰接在第一连杆上，第一连杆顶部铰接在横臂后端上，形成横臂调节平行四边形机构。
上述转向驱动电机、立臂驱动电机、横臂驱动电机、转头电机均为带有减速机构的伺服电机，上述伺服电机均与可编程控制电路相连，受其控制，且第一摆杆与基座之间的铰接轴轴线与立臂与基座之间的铰接轴轴线重合。如此设计，除转头电机(体积小、重量轻)外，其余电机均安装在基座上，体积越大，重心越稳，工作时，不随机械臂运动，惯性小，电耗低，各台电机单独工作，互不影响，操控方便。
作为优化，所述拾取装置优选夹持装置，该夹持装置包括夹持机构和转头电机，所述横臂前端铰接在转头电机上，所述夹持机构安装在转头电机的输出轴上，并可在转头电机的驱动下转动。如此设计，适合夹取各种物品，而电磁吸合装置只适合吸取铁磁性物品；真空吸合装置只适合吸取表面平整光滑物品。
作为优化，其还包括杠杆、第二连杆和第二摆杆，所述立臂顶部和杠杆通过同一铰轴铰接在横臂上，该杠杆后端与第二连杆和第二摆杆顺次铰接，第二摆杆中段铰接在基座上，其铰接轴轴线与立臂与基座之间的铰接轴轴线重合；第二摆杆的另一端制有齿牙，并配有啮合齿轮和垂角调节电机，垂角调节电机通过啮合齿轮带动第二摆杆摆动，形成夹持装置垂角调节四边形机构；杠杆前端与转头电机顶部之间铰接有第三连杆，所述横臂前端铰接在转头电机的侧面，形成夹持装置垂角调节平行四边形机构，所述垂角调节电机固定在基座上，垂角调节电机为带有减速机构的伺服电机，并与可编程控制电路相连，受其控制。如此设计，便于调节夹持装置垂角。
作为优化，所述夹持机构包括框架，框架两侧分别设有两个转轴，两个转轴平行，且分别固定有相向的抱爪，每个转轴上固定一个控制杆，两个控制杆分别通过一个铰接连杆连在一个升降杆上，该升降杆由固定在框架上的伸缩气缸或伸缩油缸驱动。如此设计，结构简单，操控方便。
作为优化，所述可编程控制电路为PLC控制电路。
本发明码垛机械人具有重心低、效率高、耗电少、动作迅速、准确的优点，适合各种自动化生产线使用。
附图说明
下面结合附图对本发明码垛机械人作进一步说明：
图1是本码垛机械人的结构示意图(局部剖切)；
图2是图1的F-F向局部剖面结构示意图；
图3是本码垛机械人中夹持装置垂调节平行四边形机构的结构示意图；
图4是图3所示夹持装置垂调节平行四边形机构的俯视结构示意图；
图5是本码垛机械人中夹持装置的主视结构示意图(转头电机未示出)；
图6是本码垛机械人中夹持装置的侧视结构示意图。
图中：1为基座、2为立臂、3为横臂、4为夹持装置、5为支架、6为水平大齿轮、7为转向驱动电机、8为行星齿轮、9为立臂驱动电机、10为第一摆杆、11为横臂驱动电机、12为第一连杆、13为转头电机、14为杠杆、15为第二连杆、16为第二摆杆、17为第三连杆、18为框架、19为转轴、20为抱爪、21为控制杆、22为铰接连杆、23为升降杆、24为伸缩气缸。
具体实施方式
实施方式一：如图1-2所示，本码垛机械人包括基座1、立臂2、横臂3和拾取装置，立臂2、横臂3和拾取装置顺次铰接在一起，并配有可编程控制电路(图中未示出)，拾取装置优选夹持装置4，其特征在于：
①所述基座1枢接在一支架5，该支架5上设有水平大齿轮6，基座1上设有一转向驱动电机7，该转向驱动电机7的输出轴驱动一行星齿轮8，该行星齿轮8与水平大齿轮6啮合，形成行星齿轮系。
②所述立臂2铰接在基座1上，且立臂2可在一个立臂驱动电机9的驱动下摆动；
③所述基座1上还铰接有第一摆杆10，第一摆杆10由横臂驱动电机11驱动，第一摆杆10的自由端铰接在第一连杆12上，第一连杆12顶部铰接在横臂3后端上，形成横臂调节平行四边形机构。
夹持装置4包括夹持机构和转头电机13，所述横臂3前端铰接在转头电机13上，所述夹持机构安装在转头电机13的输出轴上，并可在转头电机的驱动下转动；
上述转向驱动电机7、立臂驱动电机9、横臂驱动电机11、转头电机13均为带有减速机构的伺服电机，上述伺服电机均与可编程控制电路相连，受其控制，且第一摆杆10与基座1之间的铰接轴轴线与立臂2与基座1之间的铰接轴轴线重合。
如图1-4所示，本码垛机械人还包括杠杆14、第二连杆15和第二摆杆16，所述立臂2顶部和杠杆14通过同一铰轴铰接在横臂3上，该杠杆14后端与第二连杆15和第二摆杆16顺次铰接，第二摆杆16中段铰接在基座1上，其铰接轴轴线与立臂2与基座1之间的铰接轴轴线重合；第二摆杆16的另一端制有齿牙，并配有啮合齿轮和垂角调节电机(图中未示出)，垂角调节电机通过啮合齿轮带动第二摆杆16摆动，形成夹持装置垂角调节四边形机构；杠杆14前端与转头电机13顶部之间铰接有第三连杆17，所述横臂3前端铰接在转头电机13的侧面，形成夹持装置垂角调节平行四边形机构，所述垂角调节电机固定在基座1上，垂角调节电机为带有减速机构的伺服电机，并与可编程控制电路相连，受其控制。
如图5-6所示，所述夹持机构包括框架18，框架18两侧分别设有两个转轴19，两个转轴平行，且分别固定有相向的抱爪20，每个转轴19上固定一个控制杆21，两个控制杆21分别通过一个铰接连杆22连在一个升降杆23上，该升降杆23由固定在框架18上的伸缩气缸24驱动(当然也可由伸缩油缸代替)。所述可编程控制电路为PLC控制电路。
本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本发明权利要求书描述的产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种码垛机械人，包括基座、立臂、横臂和拾取装置，立臂、横臂和拾取装置顺次铰接在一起，并配有可编程控制电路，其特征在于：
①所述基座枢接在一支架上，该支架上设有水平大齿轮，基座上设有一转向驱动电机，该转向驱动电机的输出轴驱动一行星齿轮，该行星齿轮与水平大齿轮啮合，形成行星齿轮系；
②所述立臂铰接在基座上，且立臂可在一个立臂驱动电机的驱动下摆动；
③所述基座上还铰接有第一摆杆，第一摆杆由横臂驱动电机驱动，第一摆杆自由端铰接在第一连杆上，第一连杆顶部铰接在横臂后端上，所述拾取装置包括夹持机构和转头电机，所述横臂前端铰接在转头电机上，所述夹持机构安装在转头电机的输出轴上，并可在转头电机的驱动下转动，
上述转向驱动电机、立臂驱动电机、横臂驱动电机、转头电机均为带有减速机构的伺服电机，上述伺服电机均与可编程控制电路相连，受其控制，
本码垛机械人还包括杠杆、第二连杆和第二摆杆，所述立臂顶部和杠杆通过同一铰轴铰接在横臂上，该杠杆后端与第二连杆和第二摆杆顺次铰接，第二摆杆中段铰接在基座上，第二摆杆中段与基座之间的铰接轴的轴线、第一摆杆与基座之间的铰接轴的轴线和立臂与基座之间的铰接轴的轴线，三线重合；第二摆杆的另一端制有齿牙，并配有啮合齿轮和垂角调节电机，垂角调节电机通过啮合齿轮带动第二摆杆摆动，杠杆前端与转头电机顶部之间铰接有第三连杆，所述横臂前端铰接在转头电机的侧面，所述垂角调节电机固定在基座上，垂角调节电机为带有减速机构的伺服电机，并与可编程控制电路相连，受其控制。
2.根据权利要求1所述的码垛机械人，其特征在于：所述夹持机构包括框架，框架两侧分别设有两个转轴，两个转轴平行，且分别固定有相向的抱爪，每个转轴上固定一个控制杆，两个控制杆分别通过一个铰接连杆连在一个升降杆上，该升降杆由固定在框架上的伸缩气缸或伸缩油缸驱动。
3.根据权利要求1至2任一所述的码垛机械人，其特征在于：所述可编程控制电路为PLC控制电路。
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