CN106671072A - 四轴码垛机器人 - Google Patents

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CN106671072A CN201710080597.9A CN201710080597A CN106671072A CN 106671072 A CN106671072 A CN 106671072A CN 201710080597 A CN201710080597 A CN 201710080597A CN 106671072 A CN106671072 A CN 106671072A
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张世宏
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Kushan Wechum Automation Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种四轴码垛机器人，包括第一摆臂、第二摆臂、旋转座、第一摆动驱动机构、第二摆动驱动机构和末端执行机构，第一摆臂竖向设置于旋转座上，并能够在旋转座的带动下进行水平旋转；第一摆动驱动机构设置在旋转座上，第一摆动驱动机构还能够带动第一摆臂进行前后摆动；第二摆臂活动连接于第一摆臂的上侧上，第二摆动驱动机构设置在第二摆臂上，第二摆动驱动机构还能够带动第二摆臂进行上下摆动；末端执行机构具有承接座及末端驱动组件，承接座铰接于第二摆臂上，末端驱动组件安装于承接座上；该四轴码垛机器人的整体结构简单、合理，传动精度高、运行平稳，抓取面积大。

Description

四轴码垛机器人
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，具体提供一种四轴码垛机器人。
背景技术
码垛机器人主要用于产品的码垛，能够将产品按照要求进行堆放。四轴码垛机器人作为常用的一种码垛机器人结构，其主要由四个关节部分组成，能够实现腰部旋转、臂体上下摆动、臂体前后摆动、以及执行端旋转四种运动，进而能够抓取、摆放产品，以实现码垛。
然而，现有的四轴码垛机器人在应用过程中还存在有一些不足之处，如：体积大、灵活性稍有欠缺，使得抓取面积受限；平衡装置比较笨重，不仅所占空间大，且整体的平衡性能一般，不利于抓取、摆放产品。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种四轴码垛机器人，其结构简单、合理、紧凑，传动精度高、运行平稳，且抓取面积大。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种四轴码垛机器人，包括第一摆臂、第二摆臂、旋转座、第一摆动驱动机构、第二摆动驱动机构、以及末端执行机构，其中，所述第一摆臂竖向设置于所述旋转座上，并能够在所述旋转座的带动下进行水平旋转；所述第一摆动驱动机构亦设置在所述旋转座上，且所述第一摆动驱动机构还能够带动所述第一摆臂进行前后摆动；所述第二摆臂活动连接于所述第一摆臂的上侧上，所述第二摆动驱动机构设置在所述第二摆臂上，且所述第二摆动驱动机构还能够带动所述第二摆臂进行上下摆动；所述末端执行机构具有承接座、及用以承接抓取组件并能够驱动抓取组件旋转的末端驱动组件，且所述承接座铰接于所述第二摆臂上，所述末端驱动组件安装于所述承接座上。
作为本发明的进一步改进，实现所述第一摆臂竖向设置于所述旋转座上，并能够在所述旋转座的带动下进行水平旋转的结构为：所述旋转座包括底座、盖体和旋转驱动组件，其中，所述底座上形成有一槽口朝上的第一容置槽，所述盖体活动盖合于所述第一容置槽的槽口上，所述第一摆臂竖向设置于所述盖体上，且所述旋转驱动组件还能够带动所述盖体相对所述底座水平旋转-170°～170°。
作为本发明的进一步改进，实现所述旋转驱动组件还能够带动所述盖体相对所述底座水平旋转的结构为：所述旋转驱动组件包括第一伺服马达、第一入力轴和第一减速机，所述第一伺服马达定位设置于所述盖体上，所述第一伺服马达的动力输出轴还伸入所述第一容置槽中；所述第一入力轴和第一减速机均内置于所述第一容置槽中，且所述第一入力轴固定套接于所述第一伺服马达的动力输出轴上，并还同时与所述第一减速机啮合传动连接，另外，所述第一减速机的动力输出轴还与所述盖体定位连接。
作为本发明的进一步改进，实现所述第一摆动驱动机构设置在所述旋转座上，且所述第一摆动驱动机构还能够带动所述第一摆臂进行前后摆动的结构为：在所述盖体上定位设置有一承接支座，且所述承接支座上还形成有一第二容置槽；
所述第一摆动驱动机构包括第二伺服马达、第二入力轴和第二减速机，所述第二伺服马达定位设置于所述盖体上，所述第二伺服马达的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第二伺服马达的动力输出轴还伸入所述第二容置槽中；所述第二入力轴和第二减速机均内置于所述第二容置槽中，且所述第二减速机还通过所述第二入力轴与所述第二伺服马达的动力输出轴定位连接；所述第一摆臂的下侧活动盖合于所述第二容置槽的槽口上，且同时所述第一摆臂的下侧还与所述第二减速机的动力输出端定位连接。
作为本发明的进一步改进，实现所述第二摆动驱动机构设置在所述第二摆臂上，且所述第二摆动驱动机构还能够带动所述第二摆臂进行上下摆动的结构为：所述第二摆动驱动机构包括第三伺服马达、第三入力轴和第三减速机，所述第三伺服马达定位设置于所述第二摆臂的一侧上，所述第三伺服马达的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第三伺服马达的动力输出轴还通过所述第三入力轴与所述第三减速机定位连接，另外，所述第三减速机的动力输出端还与所述第二摆臂的一侧定位连接。
作为本发明的进一步改进，在所述第二摆臂的一侧上形成有一第三容置槽；所述第三伺服马达的动力输出轴伸入所述第三容置槽中，所述第三入力轴和所述第三减速机均内置于所述第三容置槽中，且所述第三减速机的动力输出端还与所述第三容置槽定位连接；
所述第一摆臂的上侧盖合于所述第三容置槽的槽口上，且同时所述第一摆臂的上侧还与所述第三容置槽转动连接。
作为本发明的进一步改进，所述承接座的一侧通过转动轴铰接于所述第二摆臂的另一侧上，所述承接座的另一侧上形成有一第四容置槽；
所述末端驱动组件包括第四伺服马达和第四减速机，所述第四伺服马达定位设置于所述第四容置槽中，所述第四减速机与所述第四伺服马达的动力输出轴定位连接，且所述第四减速机的动力输出端还伸出所述第四容置槽外，以供抓取组件安装。
作为本发明的进一步改进，还设有用以使所述第四减速机的动力输出端保持水平状态的平衡组件，该平衡组件具有连接支架、V型支架、第一平衡杆和第二平衡杆，其中，所述连接支架竖向且固定设置在所述盖体上，所述V型支架转动连接于所述第一摆臂的上侧上，所述第一平衡杆为竖向布置，且其上下两端分别对应铰接于所述V型支架的一侧和所述连接支架的上侧上，所述第二平衡杆的两端分别对应铰接于所述V型支架的另一侧和所述承接座上。
作为本发明的进一步改进，在所述底座上还设置有重载连接器。
本发明的有益效果是：相较于现有技术，该四轴码垛机器人的整体结构简单、合理、紧凑，传动精度高、运行平稳，且抓取面积大；特别是，所采用的平衡组件不仅结构简单、可靠，且还能够很好的确保使第四减速机的动力输出端保持水平状态，利于抓取、摆放产品。
附图说明
图1为本发明所述四轴码垛机器人的第一种实施例的立体结构示意图；
图2为图1所示四轴码垛机器人的主视结构示意图；
图3为图1所示四轴码垛机器人的侧视结构示意图；
图4为图1所示四轴码垛机器人中所述旋转座的分解结构示意图；
图5为图1所示四轴码垛机器人中所述第一摆动驱动机构装配于所述承接支座上的局部结构示意图；
图6为图1所示四轴码垛机器人中所述第一摆动驱动机构的分解结构示意图；
图7为图1所示四轴码垛机器人中所述第二摆动驱动机构的结构示意图；
图8为图1所示四轴码垛机器人中所述第二摆动驱动机构于第二摆臂上装配分解结构示意图；
图9为图1所示四轴码垛机器人中所述末端执行机构的局部结构示意图；
图10为本发明所述四轴码垛机器人的第二种实施例的立体结构示意图；
图11为图10所示四轴码垛机器人的主视结构示意图；
图12为图10所示四轴码垛机器人的侧视结构示意图；
图13为图10所示四轴码垛机器人中所述旋转座的分解结构示意图；
图14为图10所示四轴码垛机器人中所述第一摆动驱动机构装配于所述承接支座上的局部结构示意图；
图15为图10所示四轴码垛机器人中所述第一摆动驱动机构的分解结构示意图；
图16为图10所示四轴码垛机器人中所述第二摆动驱动机构的结构示意图；
图17为图10所示四轴码垛机器人中所述第二摆动驱动机构于第二摆臂上装配分解结构示意图；
图18为图10所示四轴码垛机器人中所述末端执行机构的局部结构示意图。
结合附图，作以下说明：
1——第一摆臂 2——第二摆臂
3——旋转座 30——底座
31——盖体 32——第一伺服马达
33——第一入力轴 34——第一减速机
35——承接支座 36——重载连接器
4——第一摆动驱动机构 40——第二伺服马达
41——第二入力轴 42——第二减速机
5——第二摆动驱动机构 50——第三伺服马达
51——第三入力轴 52——第三减速机
6——末端执行机构 60——承接座
61——第四伺服马达 62——第四减速机
70——连接支架 71——V型支架
72——第一平衡杆 73——第二平衡杆
具体实施方式
下面参照图对本发明的优选实施例进行详细说明。
实施例1：
参阅附图1～3所示，分别示出了本发明所述四轴码垛机器人的第一种实施例的立体结构示意图、主视结构示意图、及侧视结构示意图。所述的四轴码垛机器人包括第一摆臂1、第二摆臂2、旋转座3、第一摆动驱动机构4、第二摆动驱动机构5、以及末端执行机构6，其中，所述第一摆臂1竖向设置于所述旋转座3上，并能够在所述旋转座3的带动下进行水平旋转；所述第一摆动驱动机构4亦设置在所述旋转座3上，且所述第一摆动驱动机构4还能够带动所述第一摆臂1进行前后摆动；所述第二摆臂2活动连接于所述第一摆臂1的上侧上，所述第二摆动驱动机构5设置在所述第二摆臂2上，且所述第二摆动驱动机构5还能够带动所述第二摆臂2进行上下摆动；所述末端执行机构6具有承接座60、及用以承接抓取组件并能够驱动抓取组件旋转的末端驱动组件(抓取组件可采用真空吸盘、气动夹爪、或电磁铁)，且所述承接座60铰接于所述第二摆臂2上，所述末端驱动组件安装于所述承接座60上。
在本实施例中，实现所述第一摆臂1竖向设置于所述旋转座3上，并能够在所述旋转座3的带动下进行水平旋转的结构为：所述旋转座3包括底座30、盖体31和旋转驱动组件，其中，所述底座30上形成有一槽口朝上的第一容置槽，所述盖体31活动盖合于所述第一容置槽的槽口上，所述第一摆臂1竖向设置于所述盖体31上，且所述旋转驱动组件还能够带动所述盖体31相对所述底座30水平旋转-170°～170°。
进一步优选的，实现所述旋转驱动组件还能够带动所述盖体31相对所述底座30水平旋转的结构为：所述旋转驱动组件包括第一伺服马达32、第一入力轴33和第一减速机34，所述第一伺服马达32定位设置于所述盖体31上，所述第一伺服马达32的动力输出轴还伸入所述第一容置槽中；所述第一入力轴33和第一减速机34均内置于所述第一容置槽中，且所述第一入力轴33固定套接于所述第一伺服马达32的动力输出轴上，并还同时与所述第一减速机34啮合传动连接，另外，所述第一减速机34的动力输出轴还与所述盖体31定位连接(具体参阅附图4所示)。
在本实施例中，实现所述第一摆动驱动机构4设置在所述旋转座3上，且所述第一摆动驱动机构4还能够带动所述第一摆臂1进行前后摆动的结构为：在所述盖体31上定位设置有一承接支座35，且所述承接支座35上还形成有一第二容置槽；
所述第一摆动驱动机构4包括第二伺服马达40、第二入力轴41和第二减速机42，所述第二伺服马达40定位设置于所述盖体31上，所述第二伺服马达40的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达32的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第二伺服马达40的动力输出轴还伸入所述第二容置槽中；所述第二入力轴41和第二减速机42均内置于所述第二容置槽中，且所述第二减速机42还通过所述第二入力轴41与所述第二伺服马达40的动力输出轴定位连接；所述第一摆臂1的下侧活动盖合于所述第二容置槽的槽口上，且同时所述第一摆臂1的下侧还与所述第二减速机42的动力输出端定位连接(具体参阅附图4、5和6所示)。
在本实施例中，实现所述第二摆动驱动机构5设置在所述第二摆臂2上，且所述第二摆动驱动机构5还能够带动所述第二摆臂2进行上下摆动的结构为：所述第二摆动驱动机构5包括第三伺服马达50、第三入力轴51和第三减速机52，所述第三伺服马达50定位设置于所述第二摆臂2的一侧上，所述第三伺服马达50的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达32的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第三伺服马达50的动力输出轴还通过所述第三入力轴51与所述第三减速机52定位连接(具体为所述第三入力轴51的一端与所述第三伺服马达50的动力输出轴定位连接，所述第三减速机52锁固连接于所述第三入力轴51的另一端上)，另外，所述第三减速机52的动力输出端还与所述第二摆臂2的一侧定位连接(具体参阅附图7和8所示)。
进一步优选的，在所述第二摆臂2的一侧上形成有一第三容置槽，第三容置槽的槽口与第二容置槽的槽口同向；所述第三伺服马达50的动力输出轴伸入所述第三容置槽中，所述第三入力轴51和所述第三减速机52均内置于所述第三容置槽中，且所述第三减速机52的动力输出端还与所述第三容置槽定位连接；
所述第一摆臂1的上侧盖合于所述第三容置槽的槽口上，且同时所述第一摆臂1的上侧还与所述第三容置槽转动连接。
在本实施例中，所述承接座60的一侧通过转动轴铰接于所述第二摆臂2的另一侧上，所述承接座60的另一侧上形成有一第四容置槽；所述末端驱动组件包括第四伺服马达61和第四减速机62，所述第四伺服马达61定位设置于所述第四容置槽中，所述第四减速机62与所述第四伺服马达61的动力输出轴定位连接，且所述第四减速机62的动力输出端还伸出所述第四容置槽外，以供抓取组件安装(具体参阅附图9所示)。
在本实施例中，还设有用以使所述第四减速机62的动力输出端保持水平状态的平衡组件，该平衡组件具有连接支架70、V型支架71、第一平衡杆72和第二平衡杆73，其中，所述连接支架70竖向且固定设置在所述盖体31上，所述V型支架71转动连接于所述第一摆臂1的上侧上，所述第一平衡杆72为竖向布置，且其上下两端分别对应铰接于所述V型支架71的一侧和所述连接支架70的上侧上，所述第二平衡杆73的两端分别对应铰接于所述V型支架71的另一侧和所述承接座60上(具体参阅附图1～3所示)。另外，优选的，所述V型支架71上的一转动点、两个铰接点相互连接后还构成一等腰三角形。
另外，在本实施例中，在所述底座30上还设置有重载连接器36。
实施例2：
参阅附图10～12所示，分别示出了本发明所述四轴码垛机器人的第二种实施例的立体结构示意图、主视结构示意图、及侧视结构示意图。
实施例2所示四轴码垛机器人与实施例1所示四轴码垛机器人的区别主要在于：外观形状有差异。实施例2所示四轴码垛机器人中各部件/机构的结构原理、以及各部件/机构相互间的连接关系和动作原理均与实施例1相同(具体参阅附图13～18)。
综上所述，相较于现有技术，本发明所述四轴码垛机器人的整体结构简单、合理、紧凑，传动精度高、运行平稳，且抓取面积大；特别是，所采用的平衡组件不仅结构简单、可靠，且还能够很好的确保使第四减速机的动力输出端保持水平状态，利于抓取、摆放产品。
上述实施方式仅例示性说明本发明的功效，而非用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种四轴码垛机器人，其特征在于：包括第一摆臂(1)、第二摆臂(2)、旋转座(3)、第一摆动驱动机构(4)、第二摆动驱动机构(5)、以及末端执行机构(6)，其中，所述第一摆臂(1)竖向设置于所述旋转座(3)上，并能够在所述旋转座(3)的带动下进行水平旋转；所述第一摆动驱动机构(4)亦设置在所述旋转座(3)上，且所述第一摆动驱动机构(4)还能够带动所述第一摆臂(1)进行前后摆动；所述第二摆臂(2)活动连接于所述第一摆臂(1)的上侧上，所述第二摆动驱动机构(5)设置在所述第二摆臂(2)上，且所述第二摆动驱动机构(5)还能够带动所述第二摆臂(2)进行上下摆动；所述末端执行机构(6)具有承接座(60)、及用以承接抓取组件并能够驱动抓取组件旋转的末端驱动组件，且所述承接座(60)铰接于所述第二摆臂(2)上，所述末端驱动组件安装于所述承接座(60)上。
2.根据权利要求1所述的四轴码垛机器人，其特征在于：实现所述第一摆臂(1)竖向设置于所述旋转座(3)上，并能够在所述旋转座(3)的带动下进行水平旋转的结构为：所述旋转座(3)包括底座(30)、盖体(31)和旋转驱动组件，其中，所述底座(30)上形成有一槽口朝上的第一容置槽，所述盖体(31)活动盖合于所述第一容置槽的槽口上，所述第一摆臂(1)竖向设置于所述盖体(31)上，且所述旋转驱动组件还能够带动所述盖体(31)相对所述底座(30)水平旋转-170°～170°。
3.根据权利要求2所述的四轴码垛机器人，其特征在于：实现所述旋转驱动组件还能够带动所述盖体(31)相对所述底座(30)水平旋转的结构为：所述旋转驱动组件包括第一伺服马达(32)、第一入力轴(33)和第一减速机(34)，所述第一伺服马达(32)定位设置于所述盖体(31)上，所述第一伺服马达(32)的动力输出轴还伸入所述第一容置槽中；所述第一入力轴(33)和第一减速机(34)均内置于所述第一容置槽中，且所述第一入力轴(33)固定套接于所述第一伺服马达(32)的动力输出轴上，并还同时与所述第一减速机(34)啮合传动连接，另外，所述第一减速机(34)的动力输出轴还与所述盖体(31)定位连接。
4.根据权利要求3所述的四轴码垛机器人，其特征在于：实现所述第一摆动驱动机构(4)设置在所述旋转座(3)上，且所述第一摆动驱动机构(4)还能够带动所述第一摆臂(1)进行前后摆动的结构为：在所述盖体(31)上定位设置有一承接支座(35)，且所述承接支座(35)上还形成有一第二容置槽；
所述第一摆动驱动机构(4)包括第二伺服马达(40)、第二入力轴(41)和第二减速机(42)，所述第二伺服马达(40)定位设置于所述盖体(31)上，所述第二伺服马达(40)的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达(32)的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第二伺服马达(40)的动力输出轴还伸入所述第二容置槽中；所述第二入力轴(41)和第二减速机(42)均内置于所述第二容置槽中，且所述第二减速机(42)还通过所述第二入力轴(41)与所述第二伺服马达(40)的动力输出轴定位连接；所述第一摆臂(1)的下侧活动盖合于所述第二容置槽的槽口上，且同时所述第一摆臂(1)的下侧还与所述第二减速机(42)的动力输出端定位连接。
5.根据权利要求3所述的四轴码垛机器人，其特征在于：实现所述第二摆动驱动机构(5)设置在所述第二摆臂(2)上，且所述第二摆动驱动机构(5)还能够带动所述第二摆臂(2)进行上下摆动的结构为：所述第二摆动驱动机构(5)包括第三伺服马达(50)、第三入力轴(51)和第三减速机(52)，所述第三伺服马达(50)定位设置于所述第二摆臂(2)的一侧上，所述第三伺服马达(50)的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达(32)的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第三伺服马达(50)的动力输出轴还通过所述第三入力轴(51)与所述第三减速机(52)定位连接，另外，所述第三减速机(52)的动力输出端还与所述第二摆臂(2)的一侧定位连接。
6.根据权利要求5所述的四轴码垛机器人，其特征在于：在所述第二摆臂(2)的一侧上形成有一第三容置槽；所述第三伺服马达(50)的动力输出轴伸入所述第三容置槽中，所述第三入力轴(51)和所述第三减速机(52)均内置于所述第三容置槽中，且所述第三减速机(52)的动力输出端还与所述第三容置槽定位连接；
所述第一摆臂(1)的上侧盖合于所述第三容置槽的槽口上，且同时所述第一摆臂(1)的上侧还与所述第三容置槽转动连接。
7.根据权利要求5所述的四轴码垛机器人，其特征在于：所述承接座(60)的一侧通过转动轴铰接于所述第二摆臂(2)的另一侧上，所述承接座(60)的另一侧上形成有一第四容置槽；
所述末端驱动组件包括第四伺服马达(61)和第四减速机(62)，所述第四伺服马达(61)定位设置于所述第四容置槽中，所述第四减速机(62)与所述第四伺服马达(61)的动力输出轴定位连接，且所述第四减速机(62)的动力输出端还伸出所述第四容置槽外，以供抓取组件安装。
8.根据权利要求7所述的四轴码垛机器人，其特征在于：还设有用以使所述第四减速机(62)的动力输出端保持水平状态的平衡组件，该平衡组件具有连接支架(70)、V型支架(71)、第一平衡杆(72)和第二平衡杆(73)，其中，所述连接支架(70)竖向且固定设置在所述盖体(31)上，所述V型支架(71)转动连接于所述第一摆臂(1)的上侧上，所述第一平衡杆(72)为竖向布置，且其上下两端分别对应铰接于所述V型支架(71)的一侧和所述连接支架(70)的上侧上，所述第二平衡杆(73)的两端分别对应铰接于所述V型支架(71)的另一侧和所述承接座(60)上。
9.根据权利要求2所述的四轴码垛机器人，其特征在于：在所述底座(30)上还设置有重载连接器(36)。
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