CN103286793B - 一种码垛机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种码垛机器人,包括腰座、电机、第一主臂、第二主臂和若干连杆,第一主臂的一端连接于腰座、另一端连接于第二主臂,电机固定于腰座,第一主臂与相应的连杆连接成至少一组平行四边形连杆机构。本发明结构简单,安装简单,简化控制,针对特定功能而设计的码垛机器人。<!--1-->

Description

一种码垛机器人
技术领域
[0001 ]本发明涉及机器人技术领域,尤其是涉及一种码垛机器人。
背景技术
[0002] 码垛机器人是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的抓取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人,是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品。随着我国机器人行业的不断发展,技术和研究领域到达了一定水平,码垛机器人技术水平也得到了快速发展。
[0003] 现有一些搬运,抓取机器。现有机器人基本上是6自由度机器人,机器人前端主要采用同心轴及齿轮传动。现有机器人负载能力较大的,都采用有平衡装置结构(配重块,弹簧平衡结构,气缸平衡结构等)。
[0004]现有的一些机械臂结构复杂,体积大,虽然通用性大,但针对性不佳,码垛应运时程序控制复杂,制造、加工成本高;其平衡装置比较笨重,所占空间大;安装难度较大,尤其是其中锥齿轮的安装,需要反复调试。因此有必要予以改进。
发明内容
[0005]针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种码垛机器人,它结构简单,安装简单,简化控制,针对特定功能而设计的码垛机器人。
[0006]为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
[0007 ] 一种码垛机器人,包括腰座、电机、第一主臂、第二主臂和若干连杆,第一主臂的一端连接于腰座、另一端连接于第二主臂,电机固定于腰座,第一主臂与相应的连杆连接成至少一组平行四边形连杆机构;所述第二主臂与相应的连杆连连接成一组平行四边形连杆机构;所述第一主臂与第二主臂的连接处设置有一连接件,连接件具有第一连接臂和第二连接臂,腰座设置有第一辅助臂,第二主臂的外端连接有手腕组件,第一连接臂、一连杆、第一辅助臂和第一主臂连接成一平行四边形连杆机构,第二连接臂、一连杆、手腕组件和第二主臂连接成一平行四边形连杆机构;所述腰座设置有第一摇臂,第二主臂的内端延伸出一第三辅助臂,第一主臂、第一摇臂、一连杆和第三辅助臂连接成一平行四边形连杆机构;所述腰座设置有第一腔体、第一进脂孔和第一排脂孔,第一腔体内填充有润滑脂,第一进脂孔与第一排脂孔连通;所述手腕组件设置有手腕体、第二电机和减速机,第二电机连接减速机,减速机连接手腕体;所述手腕体设置有第二腔体、第二进脂孔和第二排脂孔,第二腔体内填充有润滑脂,第二进脂孔与第二排脂孔连通;所述腰座设置有一多向旋转关节,多向旋转关节具有一连接部,多向旋转关节的连接部连接第一主臂;第一主臂和第二主臂之间设置有臂轴,臂轴连接第一主臂和第二主臂;所述码垛机器人还包括平衡装置,平衡装置一端连接于腰座、另一端连接于臂轴,平衡装置选用弹簧平衡装置。
[0008]进一步的技术方案,所述腰座设置有减速机,电机固定于腰座,电机连接减速机,减速机连接第一主臂。
[0009]采用上述结构后,本发明和现有技术相比所具有的优点是:本发明结构简单,安装简单,简化控制,针对特定功能而设计的码垛机器人。
附图说明
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011 ]图1是本发明的结构示意图。
[0012]图2是本发明的内部结构示意图。
[0013]图3是本发明的腰座的内部结构示意图。
[0014]图4是本发明的平行四边形连杆机构的简化图。
[0015]图中:1、腰座2、第一主臂3、第二主臂4、连杆5、连接件6、第一连接臂7、第二连接臂8、第一辅助臂9、手腕组件10、第一摇臂11、平衡装置12、电机13、减速电机。
具体实施方式
[0016]以下所述仅为本发明的较佳实施例,并不因此而限定本发明的保护范围。
[0017] 实施例,见图1至图4所示:一种码垛机器人,包括腰座1、电机12、第一主臂2、第二主臂3和若干连杆4,第一主臂2的一端连接于腰座1、另一端连接于第二主臂3。电机12固定于腰座I,第一主臂2与相应的连杆4连接成至少一组平行四边形连杆机构。第二主臂3与相应的连杆4连连接成至少一组平行四边形连杆机构。形成的平行四边形连杆机构如图1中由虚线所示的平行四边形所示。
[0018]本发明在传动过程中,组成一平行四边形连杆机构的相对杆始终保持平行,且两连杆4的角位移、角速度和角加速度也始终相等,当多个平行四边形机构叠加起来使用时,能起放大位移作用。相比较其他的六轴机器人,该四轴机器人采用平行四边形连杆机构能够使整体机构简单,且传动可靠。由于平行四边形机构传动的特点,能使机器人末端一直水平向下,达到四轴机器人的设计要求。平行四边形连杆机构的简化图如图4所示,杆A与杆C为相对杆,即当杆A绕支点E转动时,杆A与杆C的角位移、角速度和角加速度始终相等。
[0019]第一主臂2与第二主臂3的连接处设置有一连接件5,连接件5具有第一连接臂6和第二连接臂7,腰座I设置有第一辅助臂8,第二主臂3的外端连接有手腕组件9,第一连接臂
6、一连杆4、第一辅助臂8和第一主臂2连接成一平行四边形连杆机构,第一连接臂6、一连杆
4、第一辅助臂8和第一主臂2通过连接轴连接,第二连接臂7、一连杆4、手腕组件9和第二主臂3连接成一平行四边形连杆机构,第二连接臂7、一连杆4、手腕组件9和第二主臂3通过连接轴连接。形成的平行四边形连杆机构如图1中由虚线所示的平行四边形所示。
[0020]腰座I设置有第一摇臂10,第二主臂3的内端延伸出一第三辅助臂14,第一主臂2、第一摇臂10、一连杆4和第三辅助臂14连接成一平行四边形连杆机构。形成的平行四边形连杆机构如图1中由虚线所示的平行四边形所示。
[0021 ]腰座I设置有一多向旋转关节,多向旋转关节具有一连接部,多向旋转关节的连接部连接第一主臂2;第一主臂2和第二主臂3之间设置有臂轴,臂轴连接第一主臂2和第二主臂3。
[0022]腰座I设置有电机12与减速机13,电机12固定于腰座I,电机12连接减速机13,减速机13连接第一主臂2。采用电机12输出直接与减速机相连,这样大大的减少了机器人结构的复杂程度,而且使装配很简单。腰座I设置有第一腔体、第一进脂孔和第一排脂孔,第一腔体内填充有润滑脂,第一进脂孔与第一排脂孔连通。腰座I处设计了密封装置,有效的阻止了灰尘的进入,提高了防护等级。
[0023] 手腕组件9设置有手腕体、电机12和减速机13,电机12连接减速机13,减速机13连接手腕体。手腕体设置有第二腔体、第二进脂孔和第二排脂孔,第二腔体内填充有润滑脂,第二进脂孔与第二排脂孔连通。手腕体采用了铝铸件,有效减轻了末端重量,并有效的减轻了电机12的负担。
[0024]码垛机器人还包括平衡装置11,平衡装置11 一端连接于腰座1、另一端连接于臂轴,该臂轴是连接第一主臂2和第二主臂3的连接轴,平衡装置11选用弹簧平衡装置11。平衡装置11安装在第一主臂2的一侧,结构紧凑,使机器人整体看上去布局美观。平衡机构采用弹簧平衡方式,平衡机构简单、可靠、设计紧凑,所起平衡作用大,且安装方便。
[0025]本发明是一种针对性的码垛机器人,本发明根据码垛机器人的使用特点,简化6轴为4轴,该机器人主要有腰座I,第一主臂2,第二主臂3,手腕组件9,平衡装置11以及各连杆4组成。根据码垛机器人的要求以及设计参数,进行了方案选取及设计。通过平行四边形连杆机构的设计满足码垛机器人对末端始终水平向下的要求,以及各轴之间的传动。
[0026]该码垛机器人通过多向旋转关节连接相邻的第一臂体。第二主臂3与手腕体之间主要靠手腕主轴连接,各轴两端分别有轴承支撑并设有密封装置,能够有效转动。各连杆4之间连接靠相应的轴连接,通过轴承传动,平衡装置11采用弹簧平衡方式,在机器人二轴转动时,弹簧出现伸缩,产生相应的力,有效平衡机器人前端产生的力臂。设计结构简单明了。
[0027]以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种码垛机器人,包括腰座(I)、电机(12)、第一主臂(2)和第二主臂(3),第一主臂(2)的一端连接于腰座(1)、另一端连接于第二主臂(3),电机(12)固定于腰座(I),其特征在于:还包括若干连杆(4),第一主臂(2)与相应的连杆(4)连接成至少一组平行四边形连杆机构,所述第二主臂(3)与相应的连杆(4)连接成一组平行四边形连杆机构,所述第一主臂(2)与第二主臂(3)的连接处设置有一连接件(5),连接件(5)具有第一连接臂(6)和第二连接臂(7),腰座(I)设置有第一辅助臂(8),第二主臂(3)的外端连接有手腕组件(9),第一连接臂(6)、一连杆(4)、第一辅助臂(8)和第一主臂(2)连接成一平行四边形连杆机构,第二连接臂(7)、一连杆(4)、手腕组件(9)和第二主臂(3)连接成一平行四边形连杆机构,所述腰座(I)设置有第一摇臂(10),第二主臂(3)的内端延伸出一第三辅助臂(14),第一主臂(2)、第一摇臂(10)、一连杆(4)和第三辅助臂(14)连接成一平行四边形连杆机构,所述腰座(I)设置有第一腔体、第一进脂孔和第一排脂孔,第一腔体内填充有润滑脂,第一进脂孔与第一排脂孔连通,所述手腕组件(9)设置有手腕体、第二电机和减速机,第二电机连接减速机,减速机连接手腕体;所述手腕体设置有第二腔体、第二进脂孔和第二排脂孔,第二腔体内填充有润滑脂,第二进脂孔与第二排脂孔连通;所述腰座(I)设置有一多向旋转关节,多向旋转关节具有一连接部,多向旋转关节的连接部连接第一主臂(2);第一主臂(2)和第二主臂(3)之间设置有臂轴,臂轴连接第一主臂(2)和第二主臂(3);所述码垛机器人还包括平衡装置(11),平衡装置(11)一端连接于腰座(I)、另一端连接于臂轴,平衡装置(11)选用弹簧平衡装置(Il)0
2.根据权利要求1所述的一种码垛机器人,其特征在于:所述腰座(I)设置有减速机(13),电机(12)固定于腰座(I),电机(12)连接减速机(13),减速机(13)连接第一主臂(2)。
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