CN105173760A - 一种码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码垛机器人，包括底座、回转组件、摆臂组件和机架，所述回转组件包括第一电机和回转支承，所述第一电机的输出轴通过所述第一摆线减速机与所述回转支承连接，所述机架上固定有竖直设置的第一导轨和水平设置的第二导轨，所述第一导轨上设有第一滑块，所述第二导轨上设有第二滑块，所述摆臂组件包括第一摆臂、第二摆臂、第三摆臂和连接臂，所述机架上设有第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述第一滑块竖直移动，所述第二驱动组件用于驱动所述第二滑块水平移动，所述抓手架上设有第三驱动组件，用于驱动所述抓手盘旋转。本发明所述的码垛机器人可提高码垛效率和精度，并减小人力成本。

Description

一种码垛机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种码垛机器人。

背景技术

在现代化的工厂中，在装货、卸货、转运等很多场合都需要将物品规则、整齐的码放或者转移，以防止物品混杂，且便于取用，从而提高生产和运输效率，现有技术中，通常是通过纯人工搬运的方式或者人工使用一些搬运的工具进行搬运，劳动强度较大，搬运的效率较低，且人力成本较高，易发生安全事故，因此，如何提高码垛效率和精度，并减小人力成本是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种码垛机器人，提高码垛效率和精度，并减小人力成本。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

本发明提供的码垛机器人，包括底座、回转组件、摆臂组件和机架，所述回转组件包括第一电机、回转支承和第一摆线减速机，所述第一电机的输出轴通过联轴器与所述第一摆线减速机的输入端连接，所述第一摆线减速机的输出端与所述回转支承连接，所述机架固定在所述回转支承上，所述机架上固定有竖直设置的第一导轨和水平设置的第二导轨，所述第一导轨上设有第一滑块，所述第二导轨上设有第二滑块，所述摆臂组件包括第一摆臂、第二摆臂、第三摆臂和连接臂，所述第一摆臂的一端与第一滑块铰接，另一端与所述第二摆臂的一端铰接，所述第二摆臂的另一端铰接有抓手架，所述抓手架上设有可转动的抓手盘，所述抓手盘上设有抓手，所述第三摆臂的一端与所述第二摆臂铰接，另一端与所述第二滑块铰接，所述连接臂一端与所述第二滑块铰接，另一端与所述第一摆臂铰接，所述机架上设有第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述第一滑块沿所述第一导轨竖直移动，所述第二驱动组件用于驱动所述第二滑块沿所述第二导轨水平移动，所述抓手架上设有第三驱动组件，用于驱动所述抓手盘旋转。

进一步，所述第一驱动组件包括第二电机、相互配合的第一丝杠和第一螺母，所述第二电机与所述第一丝杠连接，所述第一螺母与所述第一滑块固定连接。

进一步，所述第二驱动组件包括第三电机、相互配合的第二丝杠和第二螺母，所述第三电机与所述第二丝杠连接，所述第二螺母与所述第二滑块固定连接。

进一步，所述第三驱动组件包括第四电机和第二摆线减速机，所述第四电机与所述第二摆线减速机的输入端连接，所述第二摆线电机的输出端与所述抓手盘连接。

进一步，还包括第一拉杆、三角架、第二拉杆和连扳，所述三角架铰接于所述第二摆臂上与所述第一摆臂铰接的一端，所述第一拉杆一端与所述连扳的一端铰接，另一端与所述三角架铰接，所述连扳的另一端与所述第二滑块铰接，所述第二拉杆一端与所述三脚架铰接，另一端与所述抓手架铰接，且所述三角架与所述第一拉杆、所述第二拉杆和所述第二摆臂的三个铰接点分别位于所述三角架的三个角上。

进一步，还包括润滑组件，包括储油罐和油泵，所述油泵一端与所述储油罐连接，另一端设有第一管道和第二管道，所述第一管道具有第一出油口，所述出油口设于所述第一导轨上，所述第二管道上设有第二出油口，所述第二出油口设于第二导轨上。

进一步，所述第一导轨和所述第二导轨均具有平行的两条轨道。

进一步，还包括可编程控制装置，所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机和所述第四电机均与所述可编程控制装置连接，所述可编程控制装置用于控制所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机和所述第四电机。

本发明的码垛机器人,在工作时，所述第一电机可驱动所述回转支承，所述回转支承可带动所述机架及固定在所述机架上的组件旋转，可实现在回转运动，通过所述第一驱动组件驱动所述第一滑块沿所述第一导轨在竖直方向上滑动，可使所述第一摆臂上下摆动，同时，所述第二驱动组件驱动所述第二滑块沿所述第一导轨在水平方向上直线移动，通过所述第三摆臂实现所述第二摆臂的前后摆动，通过所述第三驱动组件驱动所述抓手盘旋转，带动所述抓手盘上的所述抓手相对所述第二摆臂旋转，利用所述抓手抓持待码放的货物后，可通过上述各部件实现多自由度的运动，将所述货物码放在指定的位置，从而避免人工搬运和码放，减小人力成本，降低劳动强度，且可自动实现码垛，提高码垛效率，且通过对各个电机的控制可精确控制被码放的货物的位置，提高码垛的精度，此外，通过所述第一电机直接驱动所述回转支承，避免采用带传动、齿轮传动等其他传动机构，有利于简化结构，所述第一摆线减速机相较于普通减速机，结构紧凑，可获得较大的减速比，且运行平稳，噪声较小。由此，提高码垛效率和精度，并减小人力成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明提供的码垛机器人的示意图一；

图2为图1中A部的局部视图；

图3为本发明提供的码垛机器人的示意图二；

图4为图3中B部的局部视图；

图5为本发明提供的码垛机器人的示意图三。

附图标记说明：

1-底座，2-回转组件，21-第一电机，22-回转支承，3-摆臂组件，31-第一摆臂，32-第二摆臂，33-第三摆臂，34-连接臂，4-机架，5-第一导轨，51-第一滑块，6-第二导轨，62-第二滑块，7-抓手架，8-抓手盘，9-第一驱动组件，91-第二电机，92-第一丝杠，10-第二驱动组件，101-第三电机，102-第二丝杠，11-第三驱动组件，111-第四电机，12-第一拉杆，13-三角架，14-第二拉杆，15-连扳。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”和“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1至图5所示：本实施例提供的码垛机器人，包括底座1、回转组件2、摆臂组件3和机架4，回转组件2包括第一电机21、回转支承22和第一摆线减速机（图中未示出），第一电机21的输出轴通过联轴器（图中未示出）与所述第一摆线减速机的输入端连接，所述第一摆线减速机的输出端与回转支承22连接，机架4固定在所述回转支承22上，机架4上固定有竖直设置的第一导轨5和水平设置的第二导轨6，第一导轨5上设有第一滑块51，第二导轨6上设有第二滑块61，摆臂组件3包括第一摆臂31、第二摆臂32、第三摆臂33和连接臂34，第一摆臂31的一端与第一滑块31铰接，另一端与第二摆臂的一端32铰接，第二摆臂32的另一端铰接有抓手架7，抓手架7上设有可转动的抓手盘8，抓手盘8上设有抓手（图中未示出），所述抓手具有多个卡爪（图中未示出），多个所述卡爪可相对开合，从而夹持货物，第三摆臂33的一端与第二摆臂32铰接，另一端与第二滑块61铰接，连接臂34一端与所述第二滑块61铰接，另一端与第一摆臂31铰接，机架4上设有第一驱动组件9和第二驱动组件10，且连接臂34的一端和第三摆臂33同轴线与第二滑块61，连接臂34的另一端和第一摆臂31同轴线与第一滑块51铰接，第三摆臂33与第二摆臂32铰接的位置位于第二摆臂32的两端之间，第三摆臂33与第一驱动组件9用于驱动第一滑块51沿第一导轨5竖直移动，第二驱动组件10用于驱动第二滑块61沿第二导轨6水平移动，抓手架7上设有第三驱动组件11，用于驱动抓手盘8旋转。

在工作时，第一电机21可驱动回转支承22，回转支承22可带动机架4及固定在机架4上的各组件旋转，可实现在回转运动，通过第一驱动组件9驱动第一滑块31沿第一导轨5在竖直方向上滑动，可使第一摆臂31上下摆动，同时，第二驱动组件10驱动第二滑块61沿第一导轨6在水平方向上直线移动，通过第三摆臂33实现第二摆臂32的前后摆动，通过第三驱动组件11驱动抓手盘8转动，带动抓手盘上的所述抓手相对第二摆臂32旋转，利用所述抓手抓持待码放的货物后，可通过上述各部件实现多自由度的运动，将所述货物码放在指定的位置，从而避免人工搬运和码放，减小人力成本，降低劳动强度，且可自动实现码垛，提高码垛效率，且通过对各个电机的控制可精确控制被码放的货物的位置，提高码垛的精度，此外，通过第一电机21直接驱动回转支承22，避免采用带传动、齿轮传动等其他传动机构，有利于简化结构，所述第一摆线减速机相较于普通减速机，结构紧凑，可获得较大的减速比，且运行平稳，噪声较小。由此，提高码垛效率和精度，并减小人力成本。

作为上述技术方案的进一步改进，第一驱动组件9的具体结构包括第二电机91、第一丝杠92和第一螺母，所述第一螺母配合套设在第一丝杠92上，第一螺母与第一滑块51固定连接，第二电机91与第一丝杠92传动连接，具体可通过带传动的方式，即在第一丝杠92和电机的输出轴上均设置皮带轮，并通过皮带连接，当第二电机91工作时，带动所述第一丝杠92旋转，此时，由于所述第一螺母与第一滑块51固定连接，第一滑块51又固定在第一导轨5上，使得所述第一螺母自身无法旋转，在第一丝杠92旋转时，可驱动所述第一螺母在竖直方向上直线移动，所述第一螺母带动第一滑块51移动的目的，由于丝杠螺母传动的结构简单、紧凑，可直接将转动转化为直线移动，且具有自锁功能，在第二电机91停转时，所述第一螺母不会向下滑动，从而保证第一滑块51位置稳定，进而有利于货物在码放过程中的保持稳定。

作为上述技术方案的进一步改进，第二驱动组件10的具体结构包括第三电机101、第二丝杠102和第二螺母，所述第二螺母配合套设在第二丝杠102上，所述第二螺母与第二滑块61固定连接，第三电机101与第二丝杠102连接，具体可通过带传动的方式连接，即在第二丝杠102和第三电机101的输出轴上均设置皮带轮，并通过皮带连接，当第三电机101工作时，带动所述第二丝杠102旋转，此时，由于所述第二螺母与第二滑块61固定连接，第二滑块61又固定在第二导轨6上，使得所述第二螺母自身无法旋转，第二丝杠102旋转时驱动所述第二螺母在水平方向上直线移动，从而达到驱动第二滑块61移动的目的，丝杠螺母传动的优点在上段已有描述，不再赘述，从而保证第二滑块61位置稳定，进而有利于货物在码放过程中的保持稳定。

作为上述技术方案的进一步改进，第三驱动组件11具体可包括第四电机111和第二摆线减速机，第四电机111与所述第二摆线减速机的输入端连接，所述第二摆线电机的输出端与抓手盘8连接，当第四电机111工作时，可通过所述第二摆线减速机降速并带动抓手盘8和抓手盘8上的所述抓手旋转，从而通过控制第四电机111即可控制所述抓手夹持的货物，有利于调整货物的位置，将货物放置在更加精确的位置，同时，摆线减速机的结构紧凑，减速比较大，且运行平稳，噪声较小，有利于放置货物旋转速度过大而松脱。

作为上述技术方案的进一步改进，为了使所述抓手可相对第二摆臂3摆动，所述码垛机器人还包括第一拉杆12、三角架13、第二拉杆14和连扳15，三角架13铰接于第二摆臂32上与第一摆臂31铰接的一端，第一拉杆12一端与连扳15的一端铰接，另一端与三角架13铰接，连扳15的另一端与第二滑块61铰接，第二拉杆14一端与三脚架12铰接，另一端与抓手架7铰接，且三角架13与第一拉杆12、第二拉杆14和第二摆臂31的三个铰接点分别位于所述三角架13的三个角上，工作时，滑块61带动连扳15运动，连扳15带动第一拉杆12运动，第一拉杆12拉动三角架13，三角架13转动，拉动第二拉杆14，第二拉杆14拉动抓手架7绕其铰接处摆动，使抓手盘8始终保持水平状态，从而使货物始终保持水平状态，有利于对不能倾斜或翻转的货物进行码放。

作为上述技术方案的进一步改进，为了便于对第一导轨5和第二导轨6进行润滑，所述码垛机器人还包括润滑组件（图中未示出），包括储油罐（图中未示出）和油泵（图中未示出），所述油泵一端与所述储油罐连接，另一端设有第一管道（图中未示出）和第二管道（图中未示出），所述第一管道具有第一出油口（图中未示出），所述出油口设于所述第一导轨5上，所述第二管道上设有第二出油口（图中未示出），所述第二出油口设于第二导轨6上，从而可通过所述油泵将所述储油罐内的润滑油沿所述第一管道和所述第二管道分别送至第一导轨5和第二导轨6上，进行润滑，减少第一滑块51和第二滑块61在滑动过程中摩擦力，由于提高使用寿命，

作为上述技术方案的进一步改进，第一导轨5和第二导轨6均具有平行的两条轨道，从而可对第一滑块51和第二滑块61进行更加稳定的支撑，防止第一滑块51和第二滑块61偏斜。

作为上述技术方案的进一步改进，所述码垛机器人还包括可编程控制装置（图中未示出），第一电机21、第二电机91、第三电机101和第四电机111均与所述可编程控制装置连接，通过编程对所述可编程控制装置进行编程，可控制第一电机21、第二电机91、第三电机101和第四电机111相互配合工作，实现对货物的码放，所述可编程控制装置可采用计算机或PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器），也可以二者配合使用，还可采用能实现类似功能的其他装置，在此不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种码垛机器人，其特征在于：包括底座（1）、回转组件（2）、摆臂组件（3）和机架（4），所述回转组件（2）包括第一电机（21）、回转支承（22）和第一摆线减速机，所述第一电机（21）的输出轴通过联轴器与所述第一摆线减速机的输入端连接，所述第一摆线减速机的输出端与所述回转支承（22）连接，所述机架（4）固定在所述回转支承（22）上，所述机架（4）上固定有竖直设置的第一导轨（5）和水平设置的第二导轨（6），所述第一导轨（5）上设有第一滑块（51），所述第二导轨（6）上设有第二滑块（61），所述摆臂组件（3）包括第一摆臂（31）、第二摆臂（32）、第三摆臂（33）和连接臂（34），所述第一摆臂（31）的一端与第一滑块（31）铰接，另一端与所述第二摆臂的一端（32）铰接，所述第二摆臂（32）的另一端铰接有抓手架（7），所述抓手架（7）上设有可转动的抓手盘（8），所述抓手盘（8）上设有抓手，所述第三摆臂（33）的一端与所述第二摆臂（32）铰接，另一端与所述第二滑块（61）铰接，所述连接臂（34）一端与所述第二滑块（61）铰接，另一端与所述第一摆臂（31）铰接，所述机架（4）上设有第一驱动组件（9）和第二驱动组件（10），所述第一驱动组件（9）用于驱动所述第一滑块（51）沿所述第一导轨（5）竖直移动，所述第二驱动组件（10）用于驱动所述第二滑块（61）沿所述第二导轨（6）水平移动，所述抓手架（7）上设有第三驱动组件（11），用于驱动所述抓手盘（8）旋转。

2.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：所述第一驱动组件（9）包括第二电机（91）、相互配合的第一丝杠（92）和第一螺母，所述第二电机（91）与所述第一丝杠（92）连接，所述第一螺母与所述第一滑块（51）固定连接。

3.根据权利要求2所述的码垛机器人，其特征在于：所述第二驱动组件（10）包括第三电机（101）、相互配合的第二丝杠（102）和第二螺母，所述第三电机（101）与所述第二丝杠（102）连接，所述第二螺母与所述第二滑块（61）固定连接。

4.根据权利要求3所述的码垛机器人，其特征在于：所述第三驱动组件（11）包括第四电机（111）和第二摆线减速机，所述第四电机（111）与所述第二摆线减速机的输入端连接，所述第二摆线电机的输出端与所述抓手盘（8）连接。

5.根据权利要求4所述的码垛机器人，其特征在于：还包括第一拉杆（12）、三角架（13）、第二拉杆（14）和连扳（15），所述三角架（13）铰接于所述第二摆臂（32）上与所述第一摆臂（31）铰接的一端，所述第一拉杆（12）一端与所述连扳（15）的一端铰接，另一端与所述三角架（13）铰接，所述连扳（15）的另一端与所述第二滑块（61）铰接，所述第二拉杆（14）一端与所述三脚架（12）铰接，另一端与所述抓手架（7）铰接，且所述三角架（13）与所述第一拉杆（12）、所述第二拉杆（14）和所述第二摆臂（31）的三个铰接点分别位于所述三角架（13）的三个角上。

6.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：还包括润滑组件，包括储油罐和油泵，所述油泵一端与所述储油罐连接，另一端设有第一管道和第二管道，所述第一管道具有第一出油口，所述出油口设于所述第一导轨（5）上，所述第二管道上设有第二出油口，所述第二出油口设于第二导轨（6）上。

7.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：所述第一导轨（5）和所述第二导轨（6）均具有平行的两条轨道。

8.根据权利要求5所述的码垛机器人，其特征在于：还包括可编程控制装置，所述第一电机（21）、所述第二电机（91）、所述第三电机（101）和所述第四电机（111）均与所述可编程控制装置连接，所述可编程控制装置用于控制所述第一电机（21）、所述第二电机（91）、所述第三电机（101）和所述第四电机（111）。