CN105965546A - 一种用于码垛机器人的腰部装置 - Google Patents

Abstract

一种用于码垛机器人的腰部装置，其包括第一竖直滑动装置和第二竖直滑动装置，第一竖直滑动装置包括第一滑座、与第一滑座配合的第一滑轨、连接至第一滑座的第一推座、设置于第一推座的第一螺母以及与第一螺母配合的第一丝杠，第二竖直滑动装置包括第二滑座、与第二滑座配合的第三滑轨，连接至第二滑座的第二推座、设置于第二推座的第二螺母以及与第二螺母配合的第二丝杠，第一推座和第二推座分别铰接至铰接轴。只需要通过控制两个竖直滑动装置的丝杠转动即可实现手臂装置的多种运动，不需要复杂的驱动系统和传动系统，成本更低、制造更容易。

Description

一种用于码垛机器人的腰部装置

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种用于码垛机器人的腰部装置。

背景技术

码垛机器人是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的获取、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。

码垛机器人的结构型式主要有直角坐标型、关节型。直角坐标型码垛机器人为4轴机器人。4根运动轴对应直角坐标系中的X轴、Y轴和Z轴,以及Z轴上带有的一个旋转轴。直角坐标机器人的传动主要是通过驱动电机的转动带动同步带运动,同步带带动直线导轨上的滑块运动。直角坐标机器人具有定位精度高、空间轨迹易于求解、计算机控制简单等优点,但所占空间大、相对工作范围小、操作灵活性差、运动速度较低。与直角坐标机器人相比,关节型机器人机身小而且动作空间大,动作灵活,可满足更多的生产要求,应用范围更广。在现有技术中，4自由度码垛机器人的腰部结构复杂并且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于码垛机器人的腰部装置，其结构简单并且成本较低。

本发明的实施例是这样实现的：

一种用于码垛机器人的腰部装置，其包括第一竖直滑动装置和第二竖直滑动装置，第一竖直滑动装置包括第一滑座、与第一滑座配合的第一滑轨、连接至第一滑座的第一推座、设置于第一推座的第一螺母以及与第一螺母配合的第一丝杠，第二竖直滑动装置包括第二滑座、与第二滑座配合的第三滑轨，连接至第二滑座的第二推座、设置于第二推座的第二螺母以及与第二螺母配合的第二丝杠，第一推座和第二推座分别铰接至铰接轴。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置的第一竖直滑动装置还包括第一拉杆，第一拉杆的一端铰接至第一推座并且第一拉杆的另一端铰接至铰接轴。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置的第二竖直滑动装置还包括第二拉杆，第二拉杆的一端铰接至第二推座并且第二拉杆的另一端铰接至铰接轴。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置的第一竖直滑动装置还包括设置于第一滑座的第一滑块，第一滑块与第一滑轨配合。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置的第一竖直滑动装置还包括设置于第一滑座的第二滑块以及与第二滑块配合的第二滑轨。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置的第二竖直滑动装置还包括设置于第二滑座的第三滑块，第三滑块与第三滑轨配合。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置的第二竖直滑动装置还包括设置于第二滑座的第四滑块以及与第四滑块配合的第四滑轨。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置的第一推 座和第二推座的截面分别是L形。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置还包括腰部壳体，第一竖直滑动装置和第二竖直滑动装置分别设置于腰部壳体的内部。

在本发明较佳的实施例中，上述用于码垛机器人的腰部装置的第一滑轨和第二滑轨分别设置于腰部壳体的第一侧，第二滑轨和第四滑轨分别设置于腰部壳体的第二侧，第一侧与第二侧相对。

本发明实施例的有益效果是：用于码垛机器人的腰部装置包括第一竖直滑动装置和第二竖直滑动装置，并且不包括水平滑动装置，通过第一竖直滑动装置和第二竖直滑动装置控制手臂装置，只需要通过控制两个竖直滑动装置的丝杠转动即可实现手臂装置的多种运动，只需要两个电机驱动这两个竖直滑动装置，一个电机驱动第一丝杠、另一个电机驱动第二丝杠，不需要复杂的驱动系统和传动系统，从而成本更低、制造更容易。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的用于码垛机器人的腰部装置的立体示意图；

图2为本发明的用于码垛机器人的腰部装置不包括腰部壳体时的立体示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明的用于码垛机器人的腰部装置的分解立体示意图；

图5为本发明的码垛机器人的立体示意图，该码垛机器人包括本发明的用于码垛机器人的腰部装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1至图4，本实施例提供一种用于码垛机器人300的腰部装置200，其包括第一竖直滑动装置210和第二竖直滑动装置230，第一竖直滑动装置210和第二竖直滑动装置230分别设置于码垛机器人300的腰部壳体260或者其它安装架。

腰部壳体260是三面开口的长方体，这三个开口分别是顶部开口以及侧面的两个开口，侧面的两个开口相对。腰部壳体260的底部没有开口。腰部壳体260用于安装第一竖直滑动装置210和第二竖直滑动装置230。应理解，腰部壳体260可以是其它形状。

第一竖直滑动装置210包括第一滑座211、第一滑块212、第二滑块213、第一滑轨214、第二滑轨215、第一推座216、第一螺母218以及第一丝杠217。第一滑座211外露于腰部壳体260的一个侧面开口，第一滑座211上安装有相互间隔的第一滑块212和第二滑块213，第一滑块212具有与第一滑轨214配合的滑槽，第二滑块213具有与第二滑轨215配合的滑槽，第一滑块212可以在第一滑轨214上滑动，第二滑块213可以在第二滑轨215上滑动。第一滑轨214的一端连接至腰部壳体260的顶端，第一滑轨214的另一端连接至腰部壳体260的底端。在本实施例中，第一滑座211安装有两个滑块和两个滑轨，使得滑块在滑轨上的滑动更平稳。应理解，第一滑座211可包括一个滑块和一个滑轨；第一滑座211可以开设有凹槽，第 一滑座211通过该凹槽直接与滑轨配合。

第一推座216包括水平部分以及连接至水平部分的竖直部分，应理解，水平部分和竖直部分之间可以具有夹角。水平部分连接至第一滑座211并且其连接点位于第一滑块212和第二滑块213之间，水平部分设置有通孔，通孔中安装有第一螺母218，第一螺母218中安装有第一丝杠217，第一螺母218和第一丝杠217形成丝杠螺母机构。在本实施例中，第一丝杠217设置于竖直方向使得第一竖直滑动装置210的运转更平稳，当第一丝杠217转动时第一螺母218在第一丝杠217的轴向方向上下移动。第一推座216的竖直部分铰接至第一拉杆219的一端，第一拉杆219的另一端铰接至铰接轴250。

第一丝杠217的一端连接至法兰座，法兰座具有通孔，第一丝杠217的一端与该通孔配合，并且第一丝杠217可以在法兰座的通孔中自由转动，该法兰座连接至腰部壳体260的顶部。第一丝杠217的另一端连接至另一个法兰座，该法兰座也具有通孔，第一丝杠217的另一端与该通孔配合，并且第一丝杠217可以在该法兰座的通孔中自由转动，该法兰座连接至腰部壳体260的底部。应理解，第一滑轨214的两端可以分别连接至这两个法兰座，第二滑轨215的两端也可以分别连接至这两个法兰座。

第二竖直滑动装置230包括第二滑座231、第三滑块232、第四滑块233、第三滑轨234、第四滑轨235、第二推座236、第二螺母238以及第二丝杠237。第二滑座231外露于腰部壳体260的另一个侧面开口，第二滑座231上安装有相互间隔的第三滑块232和第四滑块233，第三滑块232具有与第三滑轨234配合的滑槽，第四滑块233具有与第四滑轨235配合的滑槽，第三滑块232可以在第三滑轨234上滑动，第四滑块233可以在第四滑轨235上滑动。第三滑轨234的一端连接至腰部壳体260的顶端，第三滑轨234的另一端连接至腰部壳体260的底端。在本实施例中，第二滑座231安 装有两个滑块和两个滑轨，使得滑块在滑轨上的滑动更平稳。应理解，第二滑座231可包括一个滑块和一个滑轨；第二滑座231可以开设有凹槽，第二滑座231通过该凹槽直接与滑轨配合。

第二推座236包括水平部分以及连接至水平部分的竖直部分，应理解，水平部分和竖直部分之间可以具有夹角。水平部分连接至第二滑座231并且其连接点位于第三滑块232和第四滑块233之间，水平部分设置有通孔，通孔中安装有第二螺母238，第二螺母238中安装有第二丝杠237，第二螺母238和第二丝杠237形成丝杠螺母机构。在本实施例中，第二丝杠237设置于竖直方向使得第二竖直滑动装置230的运转更平稳，当第二丝杠237转动时第二螺母238在第二丝杠237的轴向方向上下移动。第二推座236的竖直部分铰接至第二拉杆239的一端，第二拉杆239的另一端铰接至铰接轴250。

第二丝杠237的一端连接至法兰座，法兰座具有通孔，第二丝杠237的一端与该通孔配合，并且第二丝杠237可以在法兰座的通孔中自由转动，该法兰座连接至腰部壳体260的顶部。第二丝杠237的另一端连接至另一个法兰座，该法兰座也具有通孔，第二丝杠237的另一端与该通孔配合，并且第二丝杠237可以在该法兰座的通孔中自由转动，该法兰座连接至腰部壳体260的底部。应理解，第三滑轨234的两端可以分别连接至这两个法兰座，第四滑轨235的两端也可以分别连接至这两个法兰座。

在本实施例中，第一滑座211、第一滑块212、第二滑块213、第一滑轨214和第二滑轨215外露于腰部壳体260一侧的开口；第二滑座231、第三滑块232、第四滑块233、第三滑轨234和第四滑轨235外露于腰部壳体260另一侧的开口。其有益效果在于，将滑座、滑块和滑轨露在腰部壳体260的外面，有利于第一竖直滑动装置210和第二竖直滑动装置230的散热。应理解，上述滑座、滑块和滑轨可以分别设置于腰部壳体260的内部。

腰部装置200的工作原理是第一竖直滑动装置210中的第一丝杠217转动，第一丝杠217带动第一推座216，第一推座216的水平部分在第一丝杠217的轴向方向上下运动，第一推座216带动第一滑座211上下运动，第一滑座211带动两个滑块分别在两个滑轨上沿滑轨的延伸方向上下运动；第一推座216的竖直部分将上下运动通过第一拉杆219传递至铰接轴250。

第二竖直滑动装置230中的第二丝杠237转动，第二丝杠237带动第二推座236，第二推座236的水平部分在第二丝杠237的轴向方向上下运动，第二推座236带动第二滑座231上下运动，第二滑座231带动两个滑块分别在两个滑轨上沿滑轨的延伸方向上下运动；第二推座236的竖直部分将上下运动通过第二拉杆239传递至铰接轴250。

第一拉杆219和第二拉杆239分别铰接至铰接轴250，第一拉杆219将第一推座216的上下运动传递至铰接轴250、第二拉杆239将第二推座236的上下运动传递至铰接轴250，从而将铰接轴250连接至码垛机器人300的手臂装置，可以实现将两个竖直滑动装置的运动传递至手臂装置。

请参照图5，本发明还提供一种码垛机器人300，其包括底座110、上述用于码垛机器人300的腰部装置200、手臂装置130以及抓手152，底座110驱动用于码垛机器人300的腰部装置200转动，手臂装置130连接至用于码垛机器人300的腰部装置200，抓手152连接至手臂装置130。与现有技术相比，本实施例中的码垛机器人300没有水平滑座，本实施例中码垛机器人300通过两个竖直滑座控制手臂，只需要通过控制两个竖直滑座即可实现手臂的多种运动，只需要两个电机(图未示)驱动这两个竖直滑座，一个电机驱动第一丝杠217、另一个电机驱动第二丝杠237，不需要复杂的驱动系统和传动系统，从而成本更低、制造更容易。

底座110安装至地面或其它安装面，底座110包括底座110壳体、驱动装置(图未示)以及减速装置(图未示)，驱动装置和减速装置分别安装 在底座110壳体的内部。在本实施例中，驱动装置包括第一电机和第二电机；减速装置是行星齿轮减速机。

请继参照图5，手臂装置130包括后臂131、前臂134、和第三连杆137。后臂131包括后大臂132和后小臂133，后大臂132和后小臂133相互平行并且间隔设置，后大臂132的一端设置于腰部壳体260，后小臂133的一端通过第三连杆137铰接至腰部壳体260，后大臂132的另一端和后小臂133的另一端分别与前臂134铰接，后大臂132、后小臂133、第三连杆137以及前臂134形成四连杆机构。

前臂134的一端设置有用于安装抓手152的安装架151，安装架151的一侧连接至前臂134的一端，安装架151的另一侧连接至抓手152。应理解，码垛机器人300还可以包括辅助连杆装置。

当第一推座216向下运动时，第一推座216通过第一拉杆219带动铰接轴250向下运动，铰接轴250带动铰接至铰接轴250的后大臂132向下运动，后大臂132带动铰接至后大臂的前臂134向上运动；当第一推座216向上运动时，第一推座216通过第一拉杆219带动铰接轴250向上运动，铰接轴250带动铰接至铰接轴250的后大臂132向下运动，后大臂132带动铰接至后大臂的前臂134向下运动。

当第二推座236向下运动时，第二推座236通过第二拉杆239带动铰接轴250向下运动，铰接轴250带动铰接至铰接轴250的后大臂132向下运动，后大臂132带动铰接至后大臂的前臂134向上运动；当第二推座236向上运动时，第二推座236通过第一拉杆219带动铰接轴250向上运动，铰接轴250带动铰接至铰接轴250的后大臂132向下运动，后大臂132带动铰接至后大臂的前臂134向下运动。

由于后大臂132、后小臂133、第三连杆137以及前臂134形成四连杆 机构，当后大臂132在铰接轴250的带动下绕后大臂132与第三连杆137的铰接点运动时，其它手臂作相应运动。

综上所述，本发明的码垛机器人300没有水平滑座，码垛机器人300通过第一竖直滑动装置210和第二竖直滑动装置230控制手臂，只需要通过控制两个竖直滑动装置的丝杠转动即可实现手臂装置的多种运动，只需要两个电机(图未示)驱动这两个竖直滑座，一个电机驱动第一丝杠217、另一个电机驱动第二丝杠237，不需要复杂的驱动系统和传动系统，从而成本更低、制造更容易。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，其包括第一竖直滑动装置和第二竖直滑动装置，所述第一竖直滑动装置包括第一滑座、与所述第一滑座配合的第一滑轨、连接至所述第一滑座的第一推座、设置于所述第一推座的第一螺母以及与所述第一螺母配合的第一丝杠，所述第二竖直滑动装置包括第二滑座、与所述第二滑座配合的第三滑轨，连接至所述第二滑座的第二推座、设置于所述第二推座的第二螺母以及与所述第二螺母配合的第二丝杠，所述第一推座和所述第二推座分别铰接至铰接轴。

2.根据权利要求1所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述第一竖直滑动装置还包括第一拉杆，所述第一拉杆的一端铰接至所述第一推座并且所述第一拉杆的另一端铰接至所述铰接轴。

3.根据权利要求2所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述第二竖直滑动装置还包括第二拉杆，所述第二拉杆的一端铰接至所述第二推座并且所述第二拉杆的另一端铰接至所述铰接轴。

4.根据权利要求3所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述第一竖直滑动装置还包括设置于所述第一滑座的第一滑块，所述第一滑块与所述第一滑轨配合。

5.根据权利要求4所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述第一竖直滑动装置还包括设置于所述第一滑座的第二滑块以及与所述第二滑块配合的第二滑轨。

6.根据权利要求4所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述第二竖直滑动装置还包括设置于所述第二滑座的第三滑块，所述第三滑块与所述第三滑轨配合。

7.根据权利要求6所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述第二竖直滑动装置还包括设置于所述第二滑座的第四滑块以及与所述第四滑块配合的第四滑轨。

8.根据权利要求1所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述第一推座和所述第二推座的截面分别是L形。

9.根据权利要求1所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述用于码垛机器人的腰部装置还包括腰部壳体，所述第一竖直滑动装置和所述第二竖直滑动装置分别设置于所述腰部壳体的内部。

10.根据权利要求9所述的用于码垛机器人的腰部装置，其特征在于，所述第一滑轨和所述第二滑轨分别设置于所述腰部壳体的第一侧，所述第二滑轨和所述第四滑轨分别设置于所述腰部壳体的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对。