CN105752640A - 一种物料搬运机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及搬运技术领域，尤其涉及一种物料搬运机器人包括夹取装置、升降装置和旋转装置，所述升降装置安装在旋转装置上，夹取装置安装在升降装置上，物料搬运机器人还包括PLC控制系统，PLC控制系统控制升降装置的升降，PLC控制系统控制旋转装置在三维空间旋转，PLC控制系统控制夹取装置实现物料的夹取并进行前后移动。本发明通过PLC控制系统控制夹取装置、升降装置和旋转装置可以将物料快速准确的放置在正确的位置；通过使用光电感应板和微型光电开关检测运动的极限位置，延长了使用寿命；可以在空间自由旋转，运转灵活同时可以将物料存放于高处，节约了人力和物力。

Description

一种物料搬运机器人
技术领域
本发明涉及搬运技术领域，尤其涉及一种物料搬运机器人。
背景技术
随着自动化程度的不断提高，仓储行业迅速发展，在一些大型的仓库中，主要依靠人工操作叉车搬运大型设备，而在物流行业中，就需要人工进行分拣，需要人来回移动，而且对于一些放在高处的物料，还需要工人爬上爬下，人力成本高，效率低下。
现有的智能仓储行业中，在成组排列货架间，物料机器人在导轨上前后运动，上下取料，地面需提前铺设长距离导轨，空间占用大，费用高。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可以上升，下降旋转夹取物料的物料搬运机器人。
实现本发明目的的技术方案是：一种物料搬运机器人，包括夹取装置、升降装置和旋转装置，所述升降装置安装在旋转装置上，夹取装置安装在升降装置上，物料搬运机器人还包括PLC控制系统，PLC控制系统控制升降装置的升降，PLC控制系统控制旋转装置在三维空间旋转，PLC控制系统控制夹取装置实现物料的夹取并进行前后移动。
作为本发明的优化方案，夹取装置包括夹取夹板、丝杆螺母、第一导向芯轴、第一直线轴承、直线步进电机、夹取基板、线性滑轨、步进电机和第一同步带轮，夹取夹板安装在丝杆螺母上，第一导向芯轴设置在丝杆螺母的前后两侧，第一直线轴承安装在第一导向芯轴上，直线步进电机带动丝杆螺母上下运动，夹取基板设置在夹取夹板的下方，夹取基板安装在线性滑轨上，步进电机带动第一同步带轮转动，第一同步带轮带动线性滑轨的滑块实现前后移动，直线步进电机和步进电机均与PLC控制系统相连接，直线步进电机带动丝杆螺母上下运动将物料夹在夹取夹板和夹取基板之间。
作为本发明的优化方案，夹取夹板的下方设置有定位凸台，物料通过定位凸台固定在夹取夹板和夹取基板之间。
作为本发明的优化方案，夹取夹板的右端设置有第一光电感应板，第一光电感应板的上方设置有第一微型光电开关，第一光电感应板和第一微型光电开关用于检测夹取夹板的上下夹取极限位置。
作为本发明的优化方案，线性滑轨下方设置有第二光电感应板，线性滑轨的左端设置有第二微型光电开关，第二光电感应板和第二微型光电开关用于检测线性滑轨的滑块前后平移的极限位置。
作为本发明的优化方案，升降装置包括升降装置基板、第二导向芯轴、第二直线轴承、同步带夹板、第一伺服电机、第二同步带轮、第一同步带、第一行星齿轮减速机、第三同步带轮和第三同步带，夹取装置安装在升降装置基板上，升降装置基板安装在第二导向芯轴上，第二直线轴承安装在第二导向芯轴上，第一伺服电机带动第一同步带轮转动，第一同步带安装在第二同步带轮上，第一行星齿轮减速机安装在第二同步带上，第一行星齿轮减速机带动第三同步带轮转动，第三同步带安装在第三同步带轮上，同步带夹板将升降装置基板与第三同步带连接，第三同步带通过同步带夹板带动升降装置基板沿着第二导向芯轴上下移动，第一伺服电机与PLC控制系统相连接。
作为本发明的优化方案，同步带夹板的下方设置有第三光电感应板，升降装置基板的下方设置有第三微型光电开关，第三光电感应板和第三微型光电开关用于检测升降装置基板的上下运动的极限位置。
作为本发明的优化方案，旋转装置包括旋转台底板、转台下转轴、设备安装底板、第二伺服电机、第四同步带轮、第四同步带、第二行星齿轮减速机、第五同步带轮和第五同步带，第二导向芯轴安装在旋转台底板上，旋转台底板安装在转台下转轴上，转台下转轴安装在设备安装底板上，第二伺服电机带动第四同步带轮转动，第四同步带安装在第四同步带轮上，第二行星齿轮减速机安装在第四同步带上，第二行星齿轮减速机带动第五同步带轮转动，第五同步带安装在第五同步带轮上，第五同步带与转台下转轴连接，第二伺服电机与PLC控制系统相连接，第二伺服电机带动旋转台底板在设备安装底板上旋转。
作为本发明的优化方案，旋转装置包括还包括旋转顶板、轴承、旋转上转轴和升降从动带轮，轴承安装在旋转顶板的上方，旋转上转轴安装在轴承上，升降从动带轮安装在旋转顶板的下方，第三同步带上端安装在升降从动带轮上，第二导向芯轴的下端安装在旋转台底板上，第二导向芯轴的上端安装在旋转顶板上。
本发明具有积极的效果：1)本发明通过PLC控制系统控制夹取装置、升降装置和旋转装置可以将物料快速准确的放置在正确的位置；
2)本发明通过使用光电感应板和微型光电开关检测运动的极限位置，防止相应的运动部件超过极限位置与固定端的零件发生碰撞；
3)本发明可以在空间自由旋转，运转灵活同时可以将物料存放于高处，节约了人力和物力；
4)本发明可以旋转进行物料的存取，存储物料的仓格可以垂直设置，与平行排列的仓格相比，可以有效的节约仓储空间；
5)本发明通过旋转，然后上下就可以夹取到对应仓格上的物料，取料迅速，不用铺设导轨，节约了成本和空间。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的主视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图2的B-B剖视图。
其中：1、夹取装置，2、升降装置，3、旋转装置，11、夹取夹板，12、丝杆螺母，13、第一导向芯轴，14、第一直线轴承，15、直线步进电机，16、夹取基板，17、线性滑轨，18、步进电机，19、第一同步带轮，110、第一光电感应板，111、第一微型光电开关，112、第二光电感应板，113、第二微型光电开关，21、升降装置基板，22、第二导向芯轴，23、第二直线轴承，24、同步带夹板，25、第一伺服电机，26、第二同步带轮，27、第一同步带，28、第一行星齿轮减速机，29、第三同步带轮，210、第三同步带，215、第三光电感应板，216、第三微型光电开关，31、旋转台底板，32、转台下转轴，33、设备安装底板，34、第二伺服电机，35、第四同步带轮，36、第四同步带，37、第二行星齿轮减速机，38、第五同步带轮，39、第五同步带，310、旋转顶板，311、轴承，312、旋转上转轴，313、升降从动带轮。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种物料搬运机器人，包括夹取装置1、升降装置2和旋转装置3，升降装置2安装在旋转装置3上，夹取装置1安装在升降装置2上，物料搬运机器人还包括PLC控制系统，PLC控制系统控制升降装置2的升降，PLC控制系统控制旋转装置3在三维空间旋转，PLC控制系统控制夹取装置1实现物料的夹取并进行前后移动。
如图2至3所示，夹取装置1包括夹取夹板11、丝杆螺母12、第一导向芯轴13、第一直线轴承14、直线步进电机15、夹取基板16、线性滑轨17、步进电机18和第一同步带轮19，夹取夹板11安装在丝杆螺母12上，第一导向芯轴13设置在丝杆螺母12的前后两侧，第一直线轴承14安装在第一导向芯轴13上，直线步进电机15带动丝杆螺母12上下运动，夹取基板16设置在夹取夹板11的下方，夹取基板16安装在线性滑轨17上，步进电机18带动第一同步带轮19转动，第一同步带轮19带动线性滑轨17的滑块实现前后移动，直线步进电机15和步进电机18均与PLC控制系统相连接，直线步进电机15带动丝杆螺母12上下运动将物料夹在夹取夹板11和夹取基板16之间。
夹取夹板11的下方设置有定位凸台111，物料通过定位凸台111固定在夹取夹板11和夹取基板16之间。
夹取夹板11的右端设置有第一光电感应板110，第一光电感应板110的上方设置有第一微型光电开关111，第一光电感应板110和第一微型光电开关111用于检测夹取夹板11的上下夹取极限位置。
线性滑轨17下方设置有第二光电感应板112，线性滑轨17的左端设置有第二微型光电开关113，第二光电感应板112和第二微型光电开关113用于检测线性滑轨17的滑块前后平移的极限位置。
升降装置2包括升降装置基板21、第二导向芯轴22、第二直线轴承23、同步带夹板24、第一伺服电机25、第二同步带轮26、第一同步带27、第一行星齿轮减速机28、第三同步带轮29和第三同步带210，夹取装置1安装在升降装置基板21上，升降装置基板21安装在第二导向芯轴22上，第二直线轴承23安装在第二导向芯轴22上，第一伺服电机25带动第二同步带轮26转动，第一同步带27安装在第二同步带轮26上，第一行星齿轮减速机28安装在第一同步带27上，第一行星齿轮减速机28带动第三同步带轮29转动，第三同步带210安装在第三同步带轮29上，同步带夹板24将升降装置基板21与第三同步带210连接，第三同步带210通过同步带夹板24带动升降装置基板21沿着第二导向芯轴22上下移动，第一伺服电机25与PLC控制系统相连接。
同步带夹板24的下方设置有第三光电感应板215，升降装置基板21的下方设置有第三微型光电开关216，第三光电感应板215和第三微型光电开关216用于检测升降装置基板21的上下运动的极限位置。
如图4所示，旋转装置3包括旋转台底板31、转台下转轴32、设备安装底板33、第二伺服电机34、第四同步带轮35、第四同步带36、第二行星齿轮减速机37、第五同步带轮38和第五同步带39，第二导向芯轴22安装在旋转台底板31上，旋转台底板31安装在转台下转轴32上，转台下转轴32安装在设备安装底板33上，第二伺服电机34带动第四同步带轮35转动，第四同步带36安装在第四同步带轮35上，第二行星齿轮减速机37安装在第四同步带36上，第二行星齿轮减速机37带动第五同步带轮38转动，第五同步带39安装在第五同步带轮38上，第五同步带39与转台下转轴32连接，第二伺服电机34与PLC控制系统相连接，第二伺服电机34带动旋转台底板31在设备安装底板33上旋转。
旋转装置3还包括旋转顶板310、轴承311、旋转上转轴312和升降从动带轮313，轴承311安装在旋转顶板310的上方，旋转上转轴312安装在轴承311上，升降从动带轮313安装在旋转顶板310的下方，第三同步带210的上端安装在升降从动带轮313上，第二导向芯轴22的下端安装在旋转台底板31上，第二导向芯轴22的上端安装在旋转顶板310上，通过设置旋转顶板310、轴承311和旋转上转轴312可以有效的防止在旋转时发生的摆动。
夹取时，直线步进电机15带动丝杆螺母12上下运动使夹取夹板11与夹取基板16可以将物料夹住，夹取基板16固定在线性滑轨17上，步进电机18带动第一同步带轮19转动，线性滑轨17的滑块前后滑动，实现夹取物料时的前后移动。
升降时，第一伺服电机25带动第二同步带轮26转动，通过第一同步带27、第一行星齿轮减速机28带动第三同步带轮29转动带动第三同步带210，同步带夹板24带动升降装置基板21顺着第二导向芯轴22上下移动，从而使夹取装置1可以上下移动。
旋转时，第二伺服电机34通过第四同步带轮35、第四同步带36、第二行星齿轮减速机37和第五同步带轮38带动第五同步带39转动，第五同步带39与转台下转轴32连接，转台下转轴32与旋转台底板31通过螺丝紧固在一起，第二伺服电机34转动带动旋转台底板31旋转，从而实现旋转动作。
整个物料搬运机器人物料夹取时可以在三维空间内任意快速移动，通过PLC控制系统的控制，使得物料可以快速准确的放置在正确的储料仓格中。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种物料搬运机器人，包括夹取装置(1)、升降装置(2)和旋转装置(3)，所述升降装置(2)安装在旋转装置(3)上，所述夹取装置(1)安装在升降装置(2)上，其特征在于：所述物料搬运机器人还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统控制升降装置(2)的升降，所述PLC控制系统控制旋转装置(3)在三维空间旋转，所述PLC控制系统控制夹取装置(1)实现物料的夹取并进行前后移动。
2.根据权利要求1所述的一种物料搬运机器人，其特征在于：所述夹取装置(1)包括夹取夹板(11)、丝杆螺母(12)、第一导向芯轴(13)、第一直线轴承(14)、直线步进电机(15)、夹取基板(16)、线性滑轨(17)、步进电机(18)和第一同步带轮(19)，所述夹取夹板(11)安装在丝杆螺母(12)上，所述第一导向芯轴(13)设置在丝杆螺母(12)的前后两侧，所述第一直线轴承(14)安装在第一导向芯轴(13)上，所述直线步进电机(15)带动丝杆螺母(12)上下运动，所述夹取基板(16)设置在夹取夹板(11)的下方，所述夹取基板(16)安装在线性滑轨(17)上，所述步进电机(18)带动第一同步带轮(19)转动，所述第一同步带轮(19)带动线性滑轨(17)的滑块实现前后移动，所述直线步进电机(15)和步进电机(18)均与PLC控制系统相连接，所述直线步进电机(15)带动丝杆螺母(12)上下运动将物料夹在夹取夹板(11)和夹取基板(16)之间。
3.根据权利要求2所述的一种物料搬运机器人，其特征在于：所述夹取夹板(11)的下方设置有定位凸台(111)，物料通过定位凸台(111)固定在夹取夹板(11)和夹取基板(16)之间。
4.根据权利要求2所述的一种物料搬运机器人，其特征在于：所述夹取夹板(11)的右端设置有第一光电感应板(110)，第一光电感应板(110)的上方设置有第一微型光电开关(111)，所述的第一光电感应板(110)和第一微型光电开关(111)用于检测夹取夹板(11)的上下夹取极限位置。
5.根据权利要求2所述的一种物料搬运机器人，其特征在于：所述线性滑轨(17)下方设置有第二光电感应板(112)，所述线性滑轨(17)的左端设置有第二微型光电开关(113)，所述的第二光电感应板(112)和第二微型光电开关(113)用于检测线性滑轨(17)的滑块前后平移的极限位置。
6.根据权利要求2所述的一种物料搬运机器人，其特征在于：所述升降装置(2)包括升降装置基板(21)、第二导向芯轴(22)、第二直线轴承(23)、同步带夹板(24)、第一伺服电机(25)、第二同步带轮(26)、第一同步带(27)、第一行星齿轮减速机(28)、第三同步带轮(29)和第三同步带(210)，所述夹取装置(1)安装在升降装置基板(21)上，所述升降装置基板(21)安装在第二导向芯轴(22)上，所述第二直线轴承(23)安装在第二导向芯轴(22)上，所述第一伺服电机(25)带动第二同步带轮(26)转动，第一同步带(27)安装在第二同步带轮(26)上，所述第一行星齿轮减速机(28)安装在第一同步带(27)上，所述第一行星齿轮减速机(28)带动第三同步带轮(29)转动，第三同步带(210)安装在第三同步带轮(29)上，所述同步带夹板(24)将升降装置基板(21)与第三同步带(210)连接，所述第三同步带(210)通过同步带夹板(24)带动升降装置基板(21)沿着第二导向芯轴(22)上下移动，所述第一伺服电机(25)与PLC控制系统相连接。
7.根据权利要求6所述的一种物料搬运机器人，其特征在于：所述同步带夹板(24)的下方设置有第三光电感应板(215)，升降装置基板(21)的下方设置有第三微型光电开关(216)，所述的第三光电感应板(215)和第三微型光电开关(216)用于检测升降装置基板(21)的上下运动的极限位置。
8.根据权利要求6所述的一种物料搬运机器人，其特征在于：所述旋转装置(3)包括旋转台底板(31)、转台下转轴(32)、设备安装底板(33)、第二伺服电机(34)、第四同步带轮(35)、第四同步带(36)、第二行星齿轮减速机(37)、第五同步带轮(38)和第五同步带(39)，所述第二导向芯轴(22)安装在旋转台底板(31)上，所述旋转台底板(31)安装在转台下转轴(32)上，所述转台下转轴(32)安装在设备安装底板(33)上，所述第二伺服电机(34)带动第四同步带轮(35)转动，第四同步带(36)安装在第四同步带轮(35)上，所述第二行星齿轮减速机(37)安装在第四同步带(36)上，所述第二行星齿轮减速机(37)带动第五同步带轮(38)转动，第五同步带(39)安装在第五同步带轮(38)上，第五同步带(39)与转台下转轴(32)连接，所述第二伺服电机(34)与PLC控制系统相连接，所述第二伺服电机(34)带动旋转台底板(31)在设备安装底板(33)上旋转。
9.根据权利要求8所述的一种物料搬运机器人，其特征在于：所述旋转装置(3)还包括旋转顶板(310)、轴承(311)、旋转上转轴(312)和升降从动带轮(313)，所述的轴承(311)安装在旋转顶板(310)的上方，所述的旋转上转轴(312)安装在轴承(311)上，所述的升降从动带轮(313)安装在旋转顶板(310)的下方，所述的第三同步带(210)的上端安装在升降从动带轮(313)上，第二导向芯轴(22)的下端安装在旋转台底板(31)上，第二导向芯轴(22)的上端安装在旋转顶板(310)上。
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