CN106002445A - 一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，所述驱动机构包括旋转座、以滑块作为解锁件的锁扣组件、设有齿段的内齿轮，旋转座与内齿轮偏心设置。常态时，齿段与旋转座上的齿轮无接触，锁扣组件中的一对制动片制动旋转座；操作时，旋转的内齿轮上的解锁杆与滑块上的S形导向槽配合，滑块平移，其上的楔形块平移，张开一对制动片的一端，以解除对旋转座的制动，之后，滑块复位，弹簧使制动片复位以制动旋转座；上述过程中，齿段驱动旋转座旋转预定角度。按上述技术方案，解锁杆与S形导向槽的配合可驱使滑块作一来回往复直线运动。

Description

一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人

技术领域：

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人。

背景技术：

现有技术中，PCB板的裁切通常采用专用的PCB板裁切机。然而，操作人员通过手工方式将待裁切的PCB板送入PCB板裁切机，再将已裁切的PCB板输出PCB板裁切机，不仅工作量大，而且，PCB板裁切效率也难以得到提高。

申请号为CN201520484088.9的实用新型公开了一种通过机器人的机械手取放料的PCB板裁切机，其中，机器人的机械手上设两个吸盘组，吸盘组通过真空吸附方式吸取PCB板和废料。所述两个吸盘组可进行一百八十度旋转，以方便两个吸盘组取放PCB板或废料至相应工位。

发明内容：

本发明所解决的技术问题：现有技术中，通过机器人的机械手取放料的PCB板裁切机，安装在机械手上的两个吸盘如何准确地旋转一百八十度。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，包括底座体、枢接在底座体上的腰转部件、枢接在腰转部件上的大臂、枢接在大臂上的小臂、安装在小臂上的执行末端，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动，小臂绕大臂转动；

所述执行末端包括旋转块、与旋转块固定连接的一对吸盘组、驱动旋转块旋转的驱动机构；所述驱动机构包括旋转组件、锁扣组件、驱动组件；

所述旋转组件包括旋转座、固定套设在旋转座外围的制动盘和第二齿轮；所述旋转块固定连接旋转座；

所述锁扣组件包括固定设置在壳体内的基盘、安装在基盘上的一对制动片、滑动设置在基盘上的解锁滑块；所述一对制动片左右对称设置在制动盘的外围，一对制动片的一端铰接而另一端弹性连接；所述解锁滑块上设有可平移入一对制动片弹性连接一端以张开一对制动片的楔形块；

所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段和解锁模块，解锁模块包括一解锁杆，所述解锁滑块开设S形的导向槽，旋转的圆环可驱使解锁杆滑入导向槽，在导向槽内滑动的解锁杆可驱使解锁滑块向基盘中心平移，当解锁杆开始驱使解锁滑块向基盘中心平移时，第二齿轮与齿段开始啮合，当解锁杆脱离与导向槽接触时，解锁滑块复位且第二齿轮与齿段脱离接触。

按上述技术方案，本发明所述一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人的工作原理如下：

第一，驱动机构中的驱动装置驱动圆环旋转，圆环带动其上的齿段和解锁模块旋转。

第二，当固定设置在圆环上的解锁杆滑入导向槽内并驱使解锁滑块向基盘的中心平移时，解锁滑块上的楔形块平移入一对制动片弹性连接的一端以张开一对制动片，如此，旋转座由初始的被一对制动片摩擦制动的状态转变为可自由旋转的状态。

第三，与一对制动片不再制动旋转座同步地，圆环内侧壁上的齿段，即圆环内侧壁上的一段齿，与第二齿轮开始啮合，并驱动第二齿轮及与其固定连接的旋转座旋转，旋转座带动一对吸盘旋转；当旋转座旋转一百八十度时，齿段与第二齿轮脱离接触，同时，解锁杆与解锁滑块的导向槽脱离接触，由于导向槽呈S形，因此，解锁杆与导向槽脱离接触时，解锁滑块复位，楔形块随之复位，一对制动片弹性连接的一端亦随之复位，一对制动片重新摩擦制动制动盘，进而制动旋转座。

通过上述技术方案，本发明所述驱动机构可使执行末端上的两个吸盘准确地旋转一百八十度，以便执行末端准确地取放料。

作为本发明对执行末端的一种说明，所述执行末端包括枢接在小臂上的连接臂、设置在连接臂上的壳体；所述驱动机构安装在壳体内，旋转块位于壳体外。具体而言，一对吸盘固定在旋转块的左右两侧。

作为本发明对旋转组件的一种说明，所述旋转座枢接在基盘上，旋转座上设有一对定位杆，所述旋转块通过一对定位杆固定连接旋转座。

作为本发明对锁扣组件的一种说明，所述基盘上设有一支柱，支柱上设有铰接销；所述一对制动片包括位于左侧的第一制动片和位于右侧的第二制动片，第一制动片的左端与第二制动片的左端铰接在铰接销上，第一制动片的右端与第二制动片的右端通过第一伸缩弹簧弹性连接；第一制动片的右端设有第一顶柱，第二制动片的右端设有第二顶柱，第一顶柱和第二顶柱相向设置，第一顶柱和第二顶柱位于第一伸缩弹簧内；所述第一制动片和第二制动片均呈半圆形，第一制动片和第二制动片包围制动盘。按上述说明，第一伸缩弹簧具有使第一制动片和第二制动片合拢的趋势，而第一顶柱和第二顶柱的设置则具有阻挡该种趋势的作用。

作为本发明对锁扣组件的一种说明，所述解锁滑块上设有一对定位销，所述一对定位销包括左右对称设置的第一定位销和第二定位销，所述第一制动片的右端设有第一定位孔，第二制动片的右端设有第二定位孔，当第一顶柱与第二顶柱相抵时，平移的解锁滑块上的第一定位销和第二定位销可相应地插入第一定位孔和第二定位孔内。按上述说明，当解锁杆推动解锁滑块向基盘的中心平移时，第一定位销和第二定位销相应地脱离第一定位孔和第二定位孔，之后，楔形块介入第一制动片右端和第二制动片右端之间，以撑开第一制动片右端和第二制动片右端，使一对制动片不再制动旋转座；在解锁杆随着圆环的旋转而离去后，解锁滑块复位，楔形块随之复位，第一定位销和第二定位销相应地插入第一定位孔和第二定位孔，以锁定一对制动片，进而制动旋转座。

作为本发明对锁扣组件和驱动组件之间互动关系的一种说明，锁扣组件中，解锁滑块上的导向槽包括连通的第一弧形导向槽、第二弧形导向槽、第三弧形导向槽，其中，第二弧形导向槽的弧形圆心位于圆环的中心线上；驱动组件中，所述解锁模块包括固定在圆环内侧壁上的径向内凸块、固定在径向内凸块上且指向圆环圆心的径向杆；所述解锁杆安装在径向杆的端部；随着圆环的旋转，解锁杆首先滑入第一弧形导向槽，并驱使解锁滑块向基盘的中心平移，同时，第二齿轮与齿段开始啮合，之后，解锁杆进入第二弧形导向槽，解锁滑块与基盘中心的距离保持不变，之后，解锁杆进入第三弧形导向槽，并驱使解锁滑块向远离基盘中心的方向平移，当解锁杆脱离第三弧形导向槽时，第二齿轮与齿段脱离接触。

按上述说明，在圆环旋转的前提下，当解锁杆在第一弧形导向槽内移动时，解锁杆即推动解锁滑块向基盘的中心直线平移，解锁杆在第一弧形导向槽内移动的过程中，首先，第一定位销和第二定位销逐步从第一定位孔和第二定位孔中拔出，之后，楔形块介入第一制动片右端和第二制动片右端，使第一制动片右端和第二制动片右端相互分离；当解锁杆在第二弧形导向槽内移动时，由于径向杆端部指向圆环的圆心且第二弧形导向槽的弧形圆心位于圆环的中心线上，因此，当解锁杆在第二弧形导向槽内移动时，解锁滑块与圆环的中心距离保持不变，进而，解锁滑块与基盘中心的距离保持不变，一对制动片保持张开状态，使旋转座自由旋转；当解锁杆在第三弧形导向槽内移动时，解锁杆即推动解锁滑块向远离基盘中心的方向直线平移，解锁杆在第三弧形导向槽内移动的过程中，楔形块从第一制动片右端和第二制动片右端之间撤出，在第一伸缩弹簧的作用下，第一制动片右端和第二制动片右端相互靠拢以锁定制动盘，之后，第一定位销和第二定位销逐步插入第一定位孔和第二定位孔以锁定第一制动片和第二制动片。上述说明中，当解锁杆在第一弧形导向槽内移动时，第二齿轮与齿段啮合，当解锁杆脱离与第三弧形导向槽接触时，第二齿轮与齿段脱离接触，在解锁杆与导向槽开始接触至解锁杆脱离与导向槽接触，第二齿轮驱动旋转座旋转一百八十度，即，旋转块旋转一百八十度。

作为本发明对驱动组件的一种说明，所述圆环枢接在壳体内，所述驱动装置包括固定套设在圆环内侧壁上的齿环、与齿环啮合的第三齿轮、与第三齿轮联接且安装在壳体内的第一电机。按上述说明，第一电机驱动第三齿轮旋转，第三齿轮通过驱动齿环而驱动圆环旋转。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人的结构示意图；

图2为图1中执行末端50的结构示意图；

图3为图2中驱动机构60的结构示意图；

图4为图3中旋转组件61和锁扣组件62的组合结构示意图；

图5为图4中旋转组件61和锁扣组件62的组合结构被剖切后的示意图；

图6为图5中解锁滑块623的结构示意图；

图7为图5中制动片622的结构示意图；

图8为图3中驱动组件63的结构示意图。

图中符号说明：

10、底座体；

20、腰转部件；

30、大臂；

40、小臂；

50、执行末端；51、连接臂；52、壳体；53、旋转块；

60、驱动机构；

61、旋转组件；611、旋转座；612、制动盘；613、第二齿轮；614、定位杆；

62、锁扣组件；621、基盘；622、制动片；6221、第一伸缩弹簧；6222、定位孔；623、解锁滑块；6230、导向槽；6231、第一弧形导向槽；6232、第二弧形导向槽；6233、第三弧形导向槽；624、楔形块；626、支柱；627、定位销；

63、驱动组件；631、圆环；632、齿段；633、解锁模块；6331、解锁杆；635、齿环；636、第三齿轮；637、径向内凸块；638、径向杆。

具体实施方式：

如图1，一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，包括底座体10、枢接在底座体上的腰转部件20、枢接在腰转部件上的大臂30、枢接在大臂上的小臂40、安装在小臂上的执行末端50，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动，小臂绕大臂转动。

结合图1、图2，所述执行末端包括枢接在小臂40上的连接臂51、设置在连接臂上的壳体52、位于壳体外的旋转块53、与旋转块固定连接的一对吸盘组、驱动旋转块旋转的驱动机构60；所述驱动机构60安装在壳体内。

如图3，所述驱动机构包括旋转组件61、锁扣组件62、驱动组件63。

上述驱动机构中，结合图4、图5，所述旋转组件包括旋转座611、固定套设在旋转座外围的制动盘612和第二齿轮613；所述旋转块固定连接旋转座。结合图4至图7，所述锁扣组件包括固定设置在壳体内的基盘621、安装在基盘上的一对制动片622、滑动设置在基盘上的解锁滑块623；所述一对制动片左右对称设置在制动盘的外围，一对制动片的一端铰接而另一端弹性连接；所述解锁滑块上设有可平移入一对制动片弹性连接一端以张开一对制动片的楔形块624。如图8，所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环631，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段632和解锁模块633，解锁模块包括一解锁杆6331，所述解锁滑块开设S形的导向槽6230，旋转的圆环可驱使解锁杆滑入导向槽，在导向槽内滑动的解锁杆可驱使解锁滑块向基盘中心平移，当解锁杆开始驱使解锁滑块向基盘中心平移时，第二齿轮与齿段开始啮合，当解锁杆脱离与导向槽接触时，解锁滑块复位且第二齿轮与齿段脱离接触。

上述旋转组件61中，所述旋转座611枢接在基盘621上，旋转座上设有一对定位杆614，所述旋转块53通过一对定位杆固定连接旋转座。

上述锁扣组件62中，所述基盘621上设有一支柱626，支柱上设有铰接销；所述一对制动片622包括位于左侧的第一制动片和位于右侧的第二制动片，第一制动片的左端与第二制动片的左端铰接在铰接销上，第一制动片的右端与第二制动片的右端通过第一伸缩弹簧弹性6221连接；第一制动片的右端设有第一顶柱，第二制动片的右端设有第二顶柱，第一顶柱和第二顶柱相向设置，第一顶柱和第二顶柱位于第一伸缩弹簧内；所述第一制动片和第二制动片均呈半圆形，第一制动片和第二制动片包围制动盘612。

上述锁扣组件62中，所述解锁滑块623上设有一对定位销627，所述一对定位销包括左右对称设置的第一定位销和第二定位销，所述第一制动片的右端设有第一定位孔6222，第二制动片的右端设有第二定位孔，当第一顶柱与第二顶柱相抵时，平移的解锁滑块上的第一定位销和第二定位销可相应地插入第一定位孔和第二定位孔内。

上述锁扣组件62中，解锁滑块623上的导向槽6230包括连通的第一弧形导向槽6231、第二弧形导向槽6232、第三弧形导向槽6233，其中，第二弧形导向槽的弧形圆心位于圆环631的中心线上；驱动组件63中，所述解锁模块633包括固定在圆环631内侧壁上的径向内凸块637、固定在径向内凸块上且指向圆环圆心的径向杆638；所述解锁杆6331安装在径向杆的端部；随着圆环的旋转，解锁杆首先滑入第一弧形导向槽，并驱使解锁滑块向基盘621的中心平移，同时，第二齿轮613与齿段632开始啮合，之后，解锁杆进入第二弧形导向槽，解锁滑块与基盘中心的距离保持不变，之后，解锁杆进入第三弧形导向槽，并驱使解锁滑块向远离基盘中心的方向平移，当解锁杆脱离第三弧形导向槽时，第二齿轮与齿段脱离接触。

上述驱动组件63中，所述圆环631枢接在壳体52内，所述驱动装置包括固定套设在圆环内侧壁上的齿环635、与齿环啮合的第三齿轮636、与第三齿轮联接且安装在壳体内的第一电机。

实际操作中，本发明所述驱动机构60的工作流程如下：

第一，驱动机构60中的驱动装置驱动圆环631旋转，圆环带动其上的齿段632和解锁模块633旋转。

第二，当固定设置在圆环631上的解锁杆6331滑入导向槽6230内并驱使解锁滑块623向基盘621的中心平移时，解锁滑块623上的楔形块624平移入一对制动片622弹性连接的一端以张开一对制动片，如此，旋转座611由初始的被一对制动片摩擦制动的状态转变为可自由旋转的状态。

第三，与一对制动片622不再制动旋转座611同步地，圆环631内侧壁上的齿段632，即圆环内侧壁上的一段齿，与第二齿轮613开始啮合，并驱动第二齿轮及与其固定连接的旋转座611旋转，旋转座带动一对吸盘旋转；当旋转座611旋转一百八十度时，齿段632与第二齿轮613脱离接触，同时，解锁杆6331与解锁滑块的导向槽6230脱离接触，由于导向槽呈S形，因此，解锁杆6331与导向槽脱离接触时，解锁滑块623复位，楔形块624随之复位，一对制动片622弹性连接的一端亦随之复位，一对制动片重新摩擦制动制动盘612，进而制动旋转座611。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，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 (7)

1.一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，包括底座体(10)、枢接在底座体上的腰转部件(20)、枢接在腰转部件上的大臂(30)、枢接在大臂上的小臂(40)、安装在小臂上的执行末端(50)，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动，小臂绕大臂转动；其特征在于：

所述执行末端包括旋转块(53)、与旋转块固定连接的一对吸盘组、驱动旋转块旋转的驱动机构(60)；所述驱动机构包括旋转组件(61)、锁扣组件(62)、驱动组件(63)；

所述旋转组件包括旋转座(611)、固定套设在旋转座外围的制动盘(612)和第二齿轮(613)；所述旋转块固定连接旋转座；

所述锁扣组件包括固定设置在壳体内的基盘(621)、安装在基盘上的一对制动片(622)、滑动设置在基盘上的解锁滑块(623)；所述一对制动片左右对称设置在制动盘的外围，一对制动片的一端铰接而另一端弹性连接；所述解锁滑块上设有可平移入一对制动片弹性连接一端以张开一对制动片的楔形块(624)；

所述驱动组件包括由驱动装置驱动而旋转的圆环(631)，圆环旋转的中心线偏离旋转座旋转的中心线，圆环的内侧壁上设有齿段(632)和解锁模块(633)，解锁模块包括一解锁杆(6331)，所述解锁滑块开设S形的导向槽(6230)，旋转的圆环可驱使解锁杆滑入导向槽，在导向槽内滑动的解锁杆可驱使解锁滑块向基盘中心平移，当解锁杆开始驱使解锁滑块向基盘中心平移时，第二齿轮与齿段开始啮合，当解锁杆脱离与导向槽接触时，解锁滑块复位且第二齿轮与齿段脱离接触。

2.如权利要求1所述的一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，其特征在于：所述执行末端(50)包括枢接在小臂(40)上的连接臂(51)、设置在连接臂上的壳体(52)，所述驱动机构(60)安装在壳体内，旋转块(53)位于壳体外。

3.如权利要求1所述的一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，其特征在于：旋转组件(61)中，所述旋转座(611)枢接在基盘(621)上，旋转座上设有一对定位杆(614)，所述旋转块(53)通过一对定位杆固定连接旋转座。

4.如权利要求1所述的一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，其特征在于：锁扣组件(62)中，所述基盘(621)上设有一支柱(626)，支柱上设有铰接销；所述一对制动片(622)包括位于左侧的第一制动片和位于右侧的第二制动片，第一制动片的左端与第二制动片的左端铰接在铰接销上，第一制动片的右端与第二制动片的右端通过第一伸缩弹簧弹性(6221)连接；第一制动片的右端设有第一顶柱，第二制动片的右端设有第二顶柱，第一顶柱和第二顶柱相向设置，第一顶柱和第二顶柱位于第一伸缩弹簧内；所述第一制动片和第二制动片均呈半圆形，第一制动片和第二制动片包围制动盘(612)。

5.如权利要求4所述的一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，其特征在于：锁扣组件(62)中，所述解锁滑块(623)上设有一对定位销(627)，所述一对定位销包括左右对称设置的第一定位销和第二定位销，所述第一制动片的右端设有第一定位孔(6222)，第二制动片的右端设有第二定位孔，当第一顶柱与第二顶柱相抵时，平移的解锁滑块上的第一定位销和第二定位销可相应地插入第一定位孔和第二定位孔内。

6.如权利要求5所述的一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，其特征在于：锁扣组件(62)中，解锁滑块(623)上的导向槽(6230)包括连通的第一弧形导向槽(6231)、第二弧形导向槽(6232)、第三弧形导向槽(6233)，其中，第二弧形导向槽的弧形圆心位于圆环(631)的中心线上；驱动组件(63)中，所述解锁模块(633)包括固定在圆环(631)内侧壁上的径向内凸块(637)、固定在径向内凸块上且指向圆环圆心的径向杆(638)；所述解锁杆(6331)安装在径向杆的端部；

随着圆环的旋转，解锁杆首先滑入第一弧形导向槽，并驱使解锁滑块向基盘(621)的中心平移，同时，第二齿轮(613)与齿段(632)开始啮合，之后，解锁杆进入第二弧形导向槽，解锁滑块与基盘中心的距离保持不变，之后，解锁杆进入第三弧形导向槽，并驱使解锁滑块向远离基盘中心的方向平移，当解锁杆脱离第三弧形导向槽时，第二齿轮与齿段脱离接触。

7.如权利要求1所述的一种执行末端设有旋转驱动机构的机器人，其特征在于：驱动组件(63)中，所述圆环(631)枢接在壳体(52)内，所述驱动装置包括固定套设在圆环内侧壁上的齿环(635)、与齿环啮合的第三齿轮(636)、与第三齿轮联接且安装在壳体内的第一电机。