CN107639633A - 一种可控机构搬运机器人 - Google Patents

Abstract

可控机构搬运机器人，转轴一端与从动轴承内圈固定安装，从动轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端连接在滑套上；动臂一端连接在机架上另一端与斗杆一端连接，斗杆另一端连接在主动轴承的内圈上，主动轴承的内圈内侧固定有球体，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中；第二滑块嵌装在主动轴承外圈的轴向滑槽中，第二滑块一侧为推动环，第二滑块另一侧为弹簧，第一传动杆一端连接在第二滑块上另一端连接在执行器上，第四圆柱销一端固定连接在第二推拉杆一端，第二推拉杆另一端固定在推动环上，拉杆一端连接在第一滑块上另一端与第二传动杆一端连接，第二传动杆另一端连接在执行器上；第三圆柱销一端固定在第一推拉杆一端，第一推拉杆另一端固定在环轨板上。

Description

一种可控机构搬运机器人

技术领域

本发明涉及机械领域，具体是一种可控机构搬运机器人。

背景技术

传统的串联机器人具有结构简单、成本低、工作空间大等优点，相对而言串联机器人刚度低，不能应用于高速，大承载的场合；并联机器人和传统的串联机器人相比较，具有无累积误差、精度较高、结构紧凑、承载能力大、刚度高且末端执行器惯性小等特点，驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好，具有工作空间大、刚度高、承载能力强、惯量小和末端执行器精度高等优点，能应用在焊接、喷涂、搬运、装卸、装配、码垛等复杂作业中，有效的的提高劳动效率，在产品质量和稳定性方面有很大提高。此含并联闭环子链的机器人采用间接驱动方式，还能有效的减小驱动关节所需要的力矩。码垛导致机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累计等问题，机构动力学性能较差，难以满足高速搬运码垛的要求。随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机械式机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可靠性高，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种可控机构搬运机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

可控机构搬运机器人，包括机架、杆一、杆二、杆三、第三圆柱销、第四圆柱销、第五圆柱销、第一推拉杆、第一限位套管、环轨板、从动轴承、拉杆、转轴、滑套、第二传动杆、执行器、第一传动杆、斗杆、第一滑块、第二限位套管、第二推拉杆、动臂、主动轴承的内圈、主动轴承的滚珠、主动轴承的外圈、球体、圆柱螺旋线凹槽、弹簧、第二滑块和推动环；

杆一一端通过转动副一连接在机架上，杆一上设有轴向滑槽，

杆二一端通过转动副二连接在机架上，杆二上设有轴向滑槽，

杆三一端通过转动副三连接在机架上，杆三上设有轴向滑槽，

转轴外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽，转轴一端与从动轴承内圈固定安装，从动轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端通过转动副二十一连接在滑套上；

动臂一端通过转动副二十连接在机架上，动臂另一端通过轴向移动副与斗杆一端连接形成伸缩杆，斗杆另一端固定连接在主动轴承的内圈上，主动轴承的内圈内侧固定有球体，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中；

推动环套装在主动轴承外圈上，主动轴承外圈上设有轴向滑槽，第二滑块嵌装在主动轴承外圈的轴向滑槽中，第二滑块一侧为推动环，第二滑块另一侧为弹簧，弹簧一端固定在第二滑块上，弹簧另一侧固定在主动轴承外圈上，第一传动杆一端通过转动副二十四连接在第二滑块上，第一传动杆另一端通过转动副二十五连接在执行器上，

第四圆柱销一端嵌装在杆二的轴向滑槽滑槽中，第四圆柱销另一端固定连接在第二推拉杆一端，第二推拉杆另一端固定在推动环上，第二限位套管套装在第二推拉杆上，第二限位套管固定在动臂上，

拉杆一端连接在第一滑块上，第一滑块嵌装在环轨板的轨槽中；拉杆另一端通过转动副二十二与第二传动杆一端连接，第二传动杆另一端通过转动副二十三连接在执行器上，滑套套装在第二传动杆上；

第三圆柱销一端嵌装在杆一的轴向滑槽中，第三圆柱销另一端固定在第一推拉杆一端，第一推拉杆另一端固定在环轨板上，第一限位套管套装第一推拉杆上，同时第一限位套管固定在动臂上；

第五圆柱销一端固定在斗杆上，另一端嵌装在杆三的轴向滑槽中。

进一步的，还包括内限位环和外限位环，内限位环固定在从动轴承外圈上，外限位环固定在动臂上，内限位环和外限位环之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆穿过环形限位轨道。

进一步的，动臂、斗杆和转轴的轴线平行或共线。

进一步的，环轨板的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块安装在轨槽内腔中。

进一步的，转动副一由伺服电机一驱动，和/或转动副二由伺服电机二驱动，和/或转动副三由伺服电机三驱动。

进一步的，第三圆柱销、第四圆柱销和第五圆柱销的柱面与槽壁形成高副。

进一步的，第三圆柱销与第一推拉杆垂直、第四圆柱销与第二推拉杆垂直，第五圆柱销与斗杆垂直。

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机械式机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可靠性高，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点。

附图说明

图1为本发明所述的可控机构搬运机器人的整体结构示意图。

图2为本发明所述的可控机构搬运机器人的动臂、斗杆、转轴、执行器及其附属零件的装配示意图。

图3为本发明所述的可控机构搬运机器人的主动轴承及其附属零件的装配示意图。

图4为本发明所述的可控机构搬运机器人的主动轴承外圈、主动轴承外圈上滑槽、第二滑块之间的装配示意图。

图5为本发明所述的可控机构搬运机器人的转轴、轴承、动臂、第二推拉杆、内限位环和外限位环的装配示意图。

图6为本发明所述的可控机构搬运机器人的环轨板与第一滑块、拉杆、第一推拉杆、动臂、第二推拉杆之间的装配示意图。

图7为本发明所述可控机构搬运机器人的杆三、动臂、斗杆和第五圆柱销的装配示意图。

图8为本发明所述的可控机构搬运机器人的转轴、轴承、动臂、内限位环和外限位环的装配示意图。图中，40为将内限位环固定在轴承外圈上的支撑杆。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

可控机构搬运机器人，包括机架99、杆一1、杆二2、杆三3、第三圆柱销53、第四圆柱销54、第五圆柱销55、第一推拉杆85a、第一限位套管84a、环轨板89、从动轴承93、拉杆95、转轴90、滑套42、第一滑块96a、第二传动杆72、执行器98、第一传动杆71、斗杆92、第二限位套管84b、第二推拉杆85b、动臂91、主动轴承的内圈73、主动轴承的滚珠75、主动轴承的外圈74、球体96、圆柱螺旋线凹槽97、第一滑块96a、弹簧81、第二滑块96b和推动环80；

杆一1一端通过转动副一101连接在机架99上，杆一1上设有轴向滑槽，

杆二2一端通过转动副二102连接在机架99上，杆二2上设有轴向滑槽，

杆三3一端通过转动副三103连接在机架99上，杆三3上设有轴向滑槽，

转轴90外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽97，转轴90一端与从动轴承93内圈固定安装，从动轴承93外圈固定在动臂91上，转轴90另一端通过转动副二十一121连接在滑套42上；

动臂91一端通过转动副二十120连接在机架99上，动臂91另一端通过轴向移动副与斗杆92一端连接形成伸缩杆，斗杆92另一端固定连接在主动轴承的内圈73上，主动轴承的内圈73内侧固定有球体96，球体96嵌装在圆柱螺旋线凹槽97中；

推动环80套装在主动轴承外圈74上，主动轴承外圈74上设有轴向滑槽，第二滑块96b嵌装在主动轴承外圈74的轴向滑槽中，第二滑块96b一侧为推动环80，第二滑块96b另一侧为弹簧81，弹簧81一端固定在第二滑块96b上，弹簧81另一侧固定在主动轴承外圈74上，第一传动杆71一端通过转动副二十四124连接在第二滑块96b上，第一传动杆71另一端通过转动副二十五125连接在执行器98上，

第四圆柱销54一端嵌装在杆二2的轴向滑槽滑槽中，第四圆柱销54另一端固定连接在第二推拉杆85b一端，第二推拉杆85b另一端固定在推动环80上，第二限位套管84b套装在第二推拉杆85b上，第二限位套管84b固定在动臂91上，

拉杆95一端连接在第一滑块96a上，第一滑块96a嵌装在环轨板89的轨槽中；拉杆95另一端通过转动副二十二122与第二传动杆72一端连接，第二传动杆72另一端通过转动副二十三123连接在执行器98上，滑套42套装在第二传动杆72上；

第三圆柱销53一端嵌装在杆一1的轴向滑槽中，第三圆柱销53另一端固定在第一推拉杆85a一端，第一推拉杆85a另一端固定在环轨板89上，第一限位套管84a套装第一推拉杆85a上，同时第一限位套管84a固定在动臂91上；

第五圆柱销55一端固定在斗杆92上，另一端嵌装在杆三3的轴向滑槽中。

进一步的，还包括内限位环94a和外限位环94b，内限位环94a固定在从动轴承93外圈上，外限位环94b固定在动臂91上，内限位环94a和外限位环94b之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆72穿过环形限位轨道。

进一步的，动臂91、斗杆92和转轴90的轴线平行或共线。

进一步的，环轨板89的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块96a安装在轨槽内腔中。

进一步的，转动副一101由伺服电机一驱动，和/或转动副二102由伺服电机二驱动，和/或转动副三103由伺服电机三驱动。

进一步的，第三圆柱销53、第四圆柱销54和第五圆柱销55的柱面与槽壁形成高副。

进一步的，第三圆柱销53与第一推拉杆85a垂直、第四圆柱销54与第二推拉杆85b垂直，第五圆柱销55与斗杆92垂直。机架通过转动副安装在小车上。

Claims (8)

1.可控机构搬运机器人，其特征在于，包括机架、杆一、杆二、杆三、第三圆柱销、第四圆柱销、第五圆柱销、第一推拉杆、第一限位套管、环轨板、从动轴承、拉杆、转轴、滑套、第二传动杆、执行器、第一滑块、第一传动杆、斗杆、第二限位套管、第二推拉杆、动臂、主动轴承的内圈、主动轴承的滚珠、主动轴承的外圈、球体、圆柱螺旋线凹槽、弹簧、第二滑块和推动环；

杆一一端通过转动副一连接在机架上，杆一上设有轴向滑槽，

杆二一端通过转动副二连接在机架上，杆二上设有轴向滑槽，

杆三一端通过转动副三连接在机架上，杆三上设有轴向滑槽，

转轴外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽，转轴一端与从动轴承内圈固定安装，从动轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端通过转动副二十一连接在滑套上；

动臂一端通过转动副二十连接在机架上，动臂另一端通过轴向移动副与斗杆一端连接形成伸缩杆，斗杆另一端固定连接在主动轴承的内圈上，主动轴承的内圈内侧固定有球体，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中；

推动环套装在主动轴承外圈上，主动轴承外圈上设有轴向滑槽，第二滑块嵌装在主动轴承外圈的轴向滑槽中，第二滑块一侧为推动环，第二滑块另一侧为弹簧，弹簧一端固定在第二滑块上，弹簧另一侧固定在主动轴承外圈上，第一传动杆一端通过转动副二十四连接在第二滑块上，第一传动杆另一端通过转动副二十五连接在执行器上，

第四圆柱销一端嵌装在杆二的轴向滑槽滑槽中，第四圆柱销另一端固定连接在第二推拉杆一端，第二推拉杆另一端固定在推动环上，第二限位套管套装在第二推拉杆上，第二限位套管固定在动臂上，

拉杆一端连接在第一滑块上，第一滑块嵌装在环轨板的轨槽中；拉杆另一端通过转动副二十二与第二传动杆一端连接，第二传动杆另一端通过转动副二十三连接在执行器上，滑套套装在第二传动杆上；

第三圆柱销一端嵌装在杆一的轴向滑槽中，第三圆柱销另一端固定在第一推拉杆一端，第一推拉杆另一端固定在环轨板上，第一限位套管套装第一推拉杆上，同时第一限位套管固定在动臂上；

第五圆柱销一端固定在斗杆上，另一端嵌装在杆三的轴向滑槽中。

2.如权利要求1所述的可控机构搬运机器人，其特征在于，还包括内限位环和外限位环，内限位环固定在从动轴承外圈上，外限位环固定在动臂上，内限位环和外限位环之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆穿过环形限位轨道。

3.如权利要求1所述的可控机构搬运机器人，其特征在于，动臂、斗杆和转轴的轴线平行或共线。

4.如权利要求1所述的可控机构搬运机器人，其特征在于，环轨板的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块安装在轨槽内腔中。

5.如权利要求1所述的可控机构搬运机器人，其特征在于，转动副一由伺服电机一驱动，和/或转动副二由伺服电机二驱动，和/或转动副三由伺服电机三驱动。

6.如权利要求1所述的可控机构搬运机器人，其特征在于，第三圆柱销、第四圆柱销和第五圆柱销的柱面与槽壁形成高副。

7.如权利要求1所述的可控机构搬运机器人，其特征在于，第三圆柱销与第一推拉杆垂直、第四圆柱销与第二推拉杆垂直，第五圆柱销与斗杆垂直。

8.如权利要求1所述的可控机构搬运机器人，其特征在于，机架通过转动副安装在小车上。