CN104493812A - 码垛机器人 - Google Patents

Abstract

码垛机器人，涉及堆码技术领域，用于解决现有码垛机结构复杂、成本高的问题，并保证码垛机的精度。在所述底座总成的上方设有壳体总成，所述A轴传动总成设置在壳体总成中并与设置在底座总成与壳体总成之间的减速器总成连接，在所述减速器总成输出端与壳体总成之间设有一转轴；所述主臂连杆总成为平行四边形连杆机构，所述主臂连杆总成的安装端与壳体总成铰接连接，并在壳体总成的内腔中设有驱使主臂连杆总成运动的驱动总成；在所述主臂连杆总成的自由端设有用于安装抓手的腕部总成。该码垛机器人，可实现壳体总成在水平面的旋转，腕部总成在某一竖直平面内的运动。且结构简单，传动精确高。底座总成采用型材焊接而成，整体结构稳定、成本低。

Description

码垛机器人

技术领域

本发明涉及堆码技术领域，具体地说是一种结构简单、精度高的码垛机。

背景技术

堆码是将物品整齐、规则的摆放成货垛的作业。码垛机器人的出现，方便了堆码作业。现有的码垛机种类繁多，有的专用于货物的堆码，有的专用于零部件的机加工，有的专用于货物的传递。现有的码垛机结构复杂，成本较高，对于一般的生产车间来说是一项较大的投入。因此，急需一种结构简单、精度高的码垛机，用于车间中实现对货物的码垛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种码垛机器人，用于解决现有码垛机结构复杂、成本高的问题，并保证码垛机的精度。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：码垛机器人，包括底座总成、A轴传动总成、壳体总成、主臂连杆总成和腕部总成，其特征是，在所述底座总成的上方设有壳体总成，所述A轴传动总成设置在壳体总成中并与设置在底座总成与壳体总成之间的减速器总成连接，在所述减速器总成输出端与壳体总成之间设有一转轴；

所述主臂连杆总成为平行四边形连杆机构，所述主臂连杆总成的安装端与壳体总成铰接连接，并在壳体总成的内腔中设有驱使主臂连杆总成运动的驱动总成；在所述主臂连杆总成的自由端设有用于安装抓手的腕部总成。

进一步地，所述A轴传动总成包括固定在壳体总成内腔中的第一电机和设置在第一电机输出轴上的第一带传动，所述第一带传动的第一从动带轮与减速器总成的输入端连接。

进一步地，驱动总成包括相互独立但同步动作的B轴传动总成和C轴传动总成，所述B轴传动总成包括固定在壳体总成内腔中的第二电机、设置在第二电机输出轴上的第二带传动、与第二带传动中的第二从动带轮共轴设置的第一丝杠、设置在第一丝杠上的第一丝杠螺母以及固定在第一丝杠螺母两端的滑块，在所述壳体总成的内腔中设有两竖向放置的第一导轨，两所述滑块分别与两第一导轨滑动连接；所述C轴传动总成包括固定在壳体内腔中的第三电机、设置在第三电机输出轴上的第三带传动、与第三带传动的从动带轮共轴连接的第二丝杠、与第二丝杠配合的第二丝杠螺母以及设置在第二丝杠螺母两端的滑块，在所述壳体总成的内腔中固定有两水平放置的第二导轨，所述第二丝杠螺母通过滑块与第二导轨滑动连接。

进一步地，主臂连杆总成包括两平行设置的主臂、机架和作动杆，所述机架的两端分别与两主臂的安装端铰接连接，并在两主臂与机架的铰接轴上分别设有一轴承座，两所述轴承座分别固定在第一丝杠螺母和第二丝杠螺母上；所述作动杆的安装端与两主臂的自由端铰接连接，在所述作动杆的自由端铰接安装腕部总成。

进一步地，在所述主臂连杆总成的外部设有辅助连杆总成，所述辅助连杆总成包括与壳体总成铰接连接的第一连杆、与腕部总成铰接连接的第二连杆以及设置在第一连杆与第二连杆之间的三角架，在所述三角架上设有三个铰接点，所述第一连杆和第二连杆的另一端分别与其中两个铰接点铰接，所述三角架的第三铰接点与主臂铰接。

进一步地，所述腕部总成包括U形的支撑板、设置在支撑板内腔中的第四电机、固定在第四电机输出轴上的减速器、固定在减速器输出端上的水平放置的连接盘以及设置在支撑板上的铰接轴。

进一步地，所述底座总成包括平行设置的顶板和底板，在所述顶板与底板之间设有若干竖向放置的竖杆，在相邻的两竖杆之间设有横杆，在每一所述横杆的两端与顶板、每一所述横杆的两端与底板之间分别设有一斜支撑。

本发明的有益效果是：本发明提供的码垛机，通过A轴传动总成实现壳体总成在水平面的旋转，通过同步动作的B轴传动总成和C轴传动总成实现主臂连杆总成自由端的腕部总成在某一竖直平面内运动。A轴传动总成包括电机和带传动，B轴传动总成和C轴传动总成，均包括电机、带传动、丝杠螺母副，结构简单，传动精确高。底座总成采用型材焊接而成，结构稳定、成本低。

附图说明

图1为本发明的三维图；

图2为图1的主视图；

图3为底座总成的示意图；

图4为图3的正视图；

图5为图3的俯视图；

图6为机架体的三维图；

图7为B轴传动总成的三维图；

图8为B轴丝杠滑块总成的三维图；

图9为B轴丝杠滑块总成的底部示意图；

图10为C轴传动总成的正面示意图；

图11为C轴传动总成的左侧示意图；

图12为A轴传动总成的三维图；

图13为图12的正视图；

图14为主臂的三维图；

图15为图14的正视图；

图16为辅助连杆总成的正视图；

图17为辅助连杆总成的三维图；

图18为腕部总成的三维图；

图19为图18的正视图；

图20为主臂连杆总成的结构示意图；

图中：1底座总成，11底板，12顶板，121第一圆孔，13竖杆，14横杆，15斜支撑，2减速器总成，3壳体总成，30机架体，301第二圆孔，4A轴传动总成，41第一电机，42第一带传动，421第一从动带轮，5B轴丝杠滑块总成，51第一丝杠，52第一丝杠螺母，53滑块，54第一导轨，6B轴传动总成，61第二电机，62第二带传动，63第二从动带轮，7C轴传动总成，71第三电机，72第二丝杠，73第二丝杠螺母，74第二导轨，75第三带传动，8主臂连杆总成，81主臂，811第一U形板，812第二U形板，82轴承座，83机架，84作动杆，9辅助连杆总成，91三角架，92第一连杆，93第二连杆，10腕部总成，101连接盘，102铰接轴，103支撑板，104第四电机。

具体实施方式

如图1至图20所示，本发明包括底座总成1、减速器总成2、壳体总成3、A轴传动总成4、B轴丝杠滑块总成5、B轴传动总成6、C轴传动总成7、主臂连杆总成8、辅助连杆总成9和腕部总成10，下面结合附图对本发明进行描述。

如图3、图4所示，底座总成1包括底板11、顶板12、竖杆13、横杆14和斜支撑15，底板11为水平设置的金属板，在底板的上方设有水平放置的顶板12，在顶板与底板之间设有四个竖向放置的竖杆13，通过竖杆实现顶板与底板之间的固定连接，在每相邻的两竖杆之间设有横杆14，横杆与竖杆垂直设置，横杆共四个。在每一横杆的两端与顶板、每一横杆的两端与底板之间分别设有一斜支撑15，通过斜支撑的设置增加底座总成整体的结构强度。底座总成通过底板与地基连接，底座总成的作用为与地基连接，并支撑底座总成上部的结构，其结构形式也可以为其它形式，底座总成为型材焊接件。如图5所示，在顶板的中心设有一第一圆孔121。

如图2所示，在底座总成的上方设有减速器总成2，减速器总成通过螺栓与底座总成的顶板固定连接，在减速器总成的上方设有壳体总成3，壳体总成主要包括机架体30和外围的钢板，如图6所示，机架体为型材焊接件，在机架体的底部设有第二圆孔301，第二圆孔与第一圆孔同轴设置以避让其他部件。机架体设置在壳体总成的内腔中，在机架体的外部设有钢板，钢板将机架体包围起来，对内部的结构部件起到保护的作用。在机架体上设有A轴传动总成4。

如图12、图13所示，A轴传动总成主要包括第一电机41和第一带传动42，第一电机固定在机架体上，第一带传动的主动带轮与第一电机输出轴连接，第一带传动的第一从动带轮421与减速器总成连接，在减速器总成的输出端设有竖向的转轴，该转轴与壳体总成固定连接。通过第一电机的旋转运动带动壳体总成的旋转，以实现壳体总成相对底座总成的转动。减速器总成中的减速器为外购件，第一电机为伺服电机。在机架体的左侧设有B轴传动总成6和B轴丝杠滑块总成5。

如图8、图9所示，B轴丝杠滑块总成5包括第一丝杠51、第一丝杠螺母52、滑块53和第一导轨54，第一丝杠51竖向放置并与机架体转动连接，在第一丝杠上配合安装有第一丝杠螺母52，在第一丝杠螺母的两端分别固定一滑块53。在机架体上固定安装有两竖向放置的第一导轨51，两滑块分别与两第一导轨滑动连接，当第一丝杠转动时，便可带动第一丝杠螺母的升降，滑块与第一导轨的设置可增加第一丝杠螺母升降时的稳定性。为驱动第一丝杠的转动，在B轴丝杠滑块总成的下方设有B轴传动总成6，如图7所示，B轴传动总成包括第二电机61和第二带传动62，第二电机固定在机架体上，第二带传动的主动带轮与第二电机输出轴固定连接，第二带传动的第二从动带轮63与第一丝杠固定连接，通过第二电机及第二带传动带动第一丝杠的旋转。

在机架体上还设有C轴传动总成7，如图10、图11所示，C轴传动总成包括第三电机71、第二丝杠72、第二丝杠螺母73、第二导轨74和第三带传动75，第三电机固定在机架体上，第三带传动的主动带轮固定在第三电机的输出轴上，在第三带传动的从动带轮上固定安装有第二丝杠72，在第二丝杠上配合安装有第二丝杠螺母73；在机架体上固定安装有两水平放置的第二导轨74，两第二导轨与第一导轨垂直设置。第二丝杠螺母的两端通过滑块分别与两第二导轨滑动连接，通过第三电机带动第二丝杠的转动，进而带动第二丝杠螺母的水平往复移动，第二导轨的设置可保证第二丝杠螺母水平往复运动的稳定性。

如图20所示，主臂连杆总成8主要包括两根平行设置的主臂81、设置在两主臂安装端之间的机架83和设置在两主臂自由端之间的作动杆84。如图14、图15所示，在主臂81的两端分别设有第一U形板811和第二U形板812，每一主臂的第一U形板与机架铰接连接，每一主臂的第二U形板与作动杆铰接连接，两主臂、机架和作动杆组成一平行四边形连杆机构。在每一主臂安装端的铰接轴上固定安装一轴承座，其中一轴承座与第一丝杠螺母52固定连接，另一轴承座与第二丝杠螺母73固定连接。作动杆的一端分别与两主臂的自由端铰接连接，作动杆的另一端向前延伸。A轴传动总成、B轴传动总成和C轴传动总成相互独立，互不影响。B轴传动总成动作时，C轴传动总成同步动作，以使得两主臂同步动作。当第一丝杠螺母上升时，第二丝杠螺母向左移动；当第一丝杠螺母下降时，第二丝杠螺母向右移动。

在主臂连杆总成的外部设有辅助连杆总成9，如图16、图17所示，辅助连杆总成9包括三角架91、第一连杆92和第二连杆93，在三角架上设有三个铰接点，第一连杆的一端与三角架的第一铰接点铰接连接，第一连杆的另一端与壳体总成铰接；第二连杆的一端与三角架上的第二铰接点铰接连接，第二连杆的另一端与腕部总成10铰接连接，且作动杆的自由端也与腕部总成铰接连接；三角架的第三铰接点与主臂铰接连接。辅助连杆总成的作用为与主臂连杆总成配合，保持腕部总成的稳定。

如图18、图19所示，腕部总成10主要包括连接盘101、铰接轴102、支撑板103和第四电机104，支撑板为腕部总成的主体，支撑板围成一个U形，在支撑板上转动安装一铰接轴102，腕部总成通过该铰接轴与作动杆铰接连接。在支撑板的内腔中固定有一第四电机104，该第四电机的输出轴竖向放置并朝下，在该第四电机输出轴上设有减速器，在减速器的输出端固定有一水平放置的连接盘101，连接盘为圆形的金属件，连接盘用于连接抓手。在第四电机的带动下，连接盘和抓手可以旋转。

第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均为伺服电机，可精确控制抓手的运动轨迹。

Claims (7)

1.码垛机器人，包括底座总成、A轴传动总成、壳体总成、主臂连杆总成和腕部总成，其特征是，在所述底座总成的上方设有壳体总成，所述A轴传动总成设置在壳体总成中并与设置在底座总成与壳体总成之间的减速器总成连接，在所述减速器总成输出端与壳体总成之间设有一转轴；

所述主臂连杆总成为平行四边形连杆机构，所述主臂连杆总成的安装端与壳体总成铰接连接，并在壳体总成的内腔中设有驱使主臂连杆总成运动的驱动总成；在所述主臂连杆总成的自由端设有用于安装抓手的腕部总成。

2.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征是，所述A轴传动总成包括固定在壳体总成内腔中的第一电机和设置在第一电机输出轴上的第一带传动，所述第一带传动的第一从动带轮与减速器总成的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的码垛机器人，其特征是，驱动总成包括相互独立但同步动作的B轴传动总成和C轴传动总成，所述B轴传动总成包括固定在壳体总成内腔中的第二电机、设置在第二电机输出轴上的第二带传动、与第二带传动中的第二从动带轮共轴设置的第一丝杠、设置在第一丝杠上的第一丝杠螺母以及固定在第一丝杠螺母两端的滑块，在所述壳体总成的内腔中设有两竖向放置的第一导轨，两所述滑块分别与两第一导轨滑动连接；所述C轴传动总成包括固定在壳体内腔中的第三电机、设置在第三电机输出轴上的第三带传动、与第三带传动的从动带轮共轴连接的第二丝杠、与第二丝杠配合的第二丝杠螺母以及设置在第二丝杠螺母两端的滑块，在所述壳体总成的内腔中固定有两水平放置的第二导轨，所述第二丝杠螺母通过滑块与第二导轨滑动连接。

4.根据权利要求3所述的码垛机器人，其特征是，主臂连杆总成包括两平行设置的主臂、机架和作动杆，所述机架的两端分别与两主臂的安装端铰接连接，并在两主臂与机架的铰接轴上分别设有一轴承座，两所述轴承座分别固定在第一丝杠螺母和第二丝杠螺母上；所述作动杆的安装端与两主臂的自由端铰接连接，在所述作动杆的自由端铰接安装腕部总成。

5.根据权利要求4所述的码垛机器人，其特征是，在所述主臂连杆总成的外部设有辅助连杆总成，所述辅助连杆总成包括与壳体总成铰接连接的第一连杆、与腕部总成铰接连接的第二连杆以及设置在第一连杆与第二连杆之间的三角架，在所述三角架上设有三个铰接点，所述第一连杆和第二连杆的另一端分别与其中两个铰接点铰接，所述三角架的第三铰接点与主臂铰接。

6.根据权利要求5所述的码垛机器人，其特征是，所述腕部总成包括U形的支撑板、设置在支撑板内腔中的第四电机、固定在第四电机输出轴上的减速器、固定在减速器输出端上的水平放置的连接盘以及设置在支撑板上的铰接轴。

7.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征是，所述底座总成包括平行设置的顶板和底板，在所述顶板与底板之间设有若干竖向放置的竖杆，在相邻的两竖杆之间设有横杆，在每一所述横杆的两端与顶板、每一所述横杆的两端与底板之间分别设有一斜支撑。