CN106003141A - 一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，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、安装在小臂上的机械手，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。所述机械手包括一对吸盘组、驱动一对吸盘组旋转的驱动机构；所述驱动机构包括旋转组件、锁扣组件、驱动组件。操作中，作旋转运动的驱动组件可解锁锁扣组件对旋转组件的约束而驱动旋转组件旋转180度，一对吸盘随着旋转组件旋转一百八十度。通过本发明所述驱动机构可使机械手上的两个吸盘准确地旋转一百八十度，以便机械手准确地取放料。

Description

一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人

技术领域：

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人。

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：一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，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、安装在小臂上的机械手，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；

所述机械手包括旋转块、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、盖板；

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；所述解锁滑块弹性连接在基盘上，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多个推杆，齿段固定设置而推杆滑动设置，齿段可与第二齿轮啮合；

所述盖板固定设置在机械手上，盖板上设有环形轨道，环形轨道的中心线与圆环的中心线重合，所述推杆设有与环形轨道配合的滑杆，环形轨道设有一段内凹的弧形轨道；当滑杆位于弧形轨道中时，推杆推动解锁滑块而使楔形块平移，同时，第二齿轮与齿段开始啮合。

按上述技术方案，本发明所述一种设有旋转固定角度机械手的搬运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，圆环带动其上的推杆旋转，推杆上的滑杆在环形轨道内移动。

第二，当滑杆运行至环形轨道的一段弧形轨道时，滑杆驱使推杆向圆环的中心移动，多个推杆的端部连续作用于解锁滑块上，推动解锁滑块向基盘的中心平移，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，多个推杆全部经过环形轨道的一段弧形轨道，如此，弹性连接在基盘上的解锁滑块复位，楔形块离开一对制动片弹性连接的一端而复位，一对制动片弹性连接的一端复位，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机械手上的两个吸盘准确地旋转一百八十度，以便机械手准确地取放料。

作为本发明对机械手的一种说明，所述机械手包括枢接在小臂上的连接臂、设置在连接臂上的壳体；所述盖板封盖在壳体上且固定设置，所述驱动机构安装在壳体内，驱动机构中的旋转座穿过盖板，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。其中，所述基盘通过支撑柱固定在壳体内，所述支撑柱位于圆环内且位于旋转座的旁侧。

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，一对定位销与楔形块前后设置在解锁滑块上；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，在第一伸缩弹簧的弹力下，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，当推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脱离第一定位孔和第二定位孔，同时，楔形块伸入第一制动片右端和第二制动片右端之间，并将其张开；在推杆随着圆环的旋转而离去后，解锁滑块复位，楔形块离开第一制动片右端和第二制动片右端，同时，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。

作为本发明对锁扣组件的一种说明，所述基盘上设有竖立块，竖立块上设有第二伸缩弹簧，第二伸缩弹簧的一端连接竖立块，第二伸缩弹簧的另一端连接解锁滑块。

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外侧壁上的齿环、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。

作为本发明对驱动组件的一种说明，所述圆环的内侧壁上设有径向内凸块，径向内凸块上设有多个推杆基座，推杆基座的数量相同于推杆的数量，多个推杆以一对一的方式滑动配合在多个推杆基座内，推杆的端部突出推杆基座且指向圆环的中心。多个推杆的数量按以下方式确定：当旋转座旋转一百八十度且齿段与第二齿轮脱离接触时，多个推杆全部经过环形轨道的一段弧形轨道而不再作用于解锁滑块。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人的结构示意图；

图2为图1中机械手50的结构示意图；

图3为图2中机械手50隐去盖板64后的结构示意图；

图4为图3中驱动机构60的结构示意图；

图5为图4中旋转组件61和锁扣组件62的组合结构示意图；

图6为图5中解锁滑块623的结构示意图；

图7为图4中驱动组件63的结构示意图；

图8为图7中A处放大图；

图9为图2中盖板64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、机械手；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；624、楔形块；625、支撑柱；626、支柱；627、定位销；628、竖立块；6281、第二伸缩弹簧；

63、驱动组件；631、圆环；632、齿段；633、推杆；634、滑杆；635、齿环；636、第三齿轮；637、径向内凸块；638、推杆基座；

64、盖板；641、环形轨道；642、弧形轨道。

具体实施方式：

如图1，一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，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、安装在小臂上的机械手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至图3，所述机械手包括旋转块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；所述机械手50还包括枢接在小臂40上的连接臂51、设置在连接臂上的壳体52；所述盖板64封盖在壳体上，所述驱动机构60安装在壳体内，驱动机构中的旋转座611穿过盖板，旋转块53位于壳体外。

如图4，所述驱动机构包括旋转组件61、锁扣组件62、驱动组件63、盖板64。

上述驱动机构60中，结合图5、图6，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。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。

上述驱动机构60中，结合图5、图6，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；所述解锁滑块弹性连接在基盘上，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。

上述锁扣组件62中，所述基盘621通过支撑柱625固定在壳体52内，所述支撑柱位于圆环631内且位于旋转座611的旁侧。

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627，一对定位销与楔形块624前后设置在解锁滑块上；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，在第一伸缩弹簧6221的弹力下，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，所述基盘621上设有竖立块628，竖立块上设有第二伸缩弹簧6281，第二伸缩弹簧的一端连接竖立块，第二伸缩弹簧的另一端连接

解锁滑块623。

上述驱动机构60中，结合图7、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和多个推杆633，齿段固定设置而推杆滑动设置，齿段可与第二齿轮啮合。

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外侧壁上的齿环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。

上述驱动组件63中，所述圆环的内侧壁上设有径向内凸块637，径向内凸块上设有多个推杆基座638，推杆基座的数量相同于推杆633的数量，多个推杆以一对一的方式滑动配合在多个推杆基座内，推杆的端部突出推杆基座且指向圆环的中心。

上述驱动机构60中，结合图2、图9，所述盖板固定设置在机械手上，盖板上设有环形轨道641，环形轨道的中心线与圆环的中心线重合，所述推杆设有与环形轨道配合的滑杆634，环形轨道设有一段内凹的弧形轨道642；当滑杆位于弧形轨道中时，推杆推动解锁滑块而使楔形块平移，同时，第二齿轮与齿段开始啮合。

实际操作中，本发明所述一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人的工作流程如下：

第一，驱动机构60中的驱动装置驱动圆环631旋转，圆环带动其上的推杆633旋转，推杆上的滑杆634在环形轨道641内移动。

第二，当滑杆634运行至环形轨道641的一段弧形轨道642时，滑杆驱使推杆633向圆环631的中心移动，多个推杆的端部连续作用于解锁滑块623上，推动解锁滑块向基盘621的中心平移，解锁滑块上的楔形块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，多个推杆633全部经过环形轨道的一段弧形轨道642，如此，弹性连接在基盘621上的解锁滑块623复位，楔形块624离开一对制动片622弹性连接的一端而复位，一对制动片弹性连接的一端复位，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 (9)

1.一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，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)、安装在小臂上的机械手(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：

所述机械手包括旋转块(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)、盖板(64)；

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；所述解锁滑块弹性连接在基盘上，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)和多个推杆(633)，齿段固定设置而推杆滑动设置，齿段可与第二齿轮啮合；

所述盖板固定设置在机械手上，盖板上设有环形轨道(641)，环形轨道的中心线与圆环的中心线重合，所述推杆设有与环形轨道配合的滑杆(634)，环形轨道设有一段内凹的弧形轨道(642)；当滑杆位于弧形轨道中时，推杆推动解锁滑块而使楔形块平移，同时，第二齿轮与齿段开始啮合。

2.如权利要求1所述的一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，其特征在于：所述机械手(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)；所述盖板(64)封盖在壳体上，所述驱动机构(60)安装在壳体内，驱动机构中的旋转座(611)穿过盖板，旋转块(53)位于壳体外。

3.如权利要求1所述的一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，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所述的一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，其特征在于：锁扣组件(62)中，所述基盘(621)通过支撑柱(625)固定在壳体(52)内，所述支撑柱位于圆环(631)内且位于旋转座(611)的旁侧。

5.如权利要求1所述的一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，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)。

6.如权利要求5所述的一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，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)，一对定位销与楔形块(624)前后设置在解锁滑块上；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，在第一伸缩弹簧(6221)的弹力下，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。

7.如权利要求1所述的一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，其特征在于：锁扣组件(62)中，所述基盘(621)上设有竖立块(628)，竖立块上设有第二伸缩弹簧(6281)，第二伸缩弹簧的一端连接竖立块，第二伸缩弹簧的另一端连接解锁滑块(623)。

8.如权利要求1所述的一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，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外侧壁上的齿环(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。

9.如权利要求1所述的一种设有旋转固定角度机械手的搬运机器人，其特征在于：驱动组件(63)中，所述圆环的内侧壁上设有径向内凸块(637)，径向内凸块上设有多个推杆基座(638)，推杆基座的数量相同于推杆(633)的数量，多个推杆以一对一的方式滑动配合在多个推杆基座内，推杆的端部突出推杆基座且指向圆环的中心。