CN107640602A - 顶装两轴自动码坯机器人 - Google Patents

Abstract

针对现有技术的不足，本发明提供了一种顶装两轴自动码坯机器人，该机器人包括：底座、至少2个电机、至少两套传动装置、曲柄、机械臂I、机械臂II、至少1个上部连杆、至少1个下部连杆、传动连杆、至少1个角拐及夹具安装头。其中，机械臂I可通过传动装置在电机的带动下转动；机械臂II可通过传动装置、曲柄以及传动连杆在电机的带动下做往返运动。夹具安装头在机械臂II和下部连杆的共同作用下可保持处于水平面。本发明的优点在于：不仅噪音小、机械振动小而且维护成本低，并具有更高的工作效率。

Description

顶装两轴自动码坯机器人

技术领域

本发明属于自动装置领域，尤其涉及一种顶装两轴自动码坯机器人。

背景技术

码坯机主要适用于一次、二次码烧隧道窑中的砖坯自动码放，传统的码坯机如图1所示，工作原理是通过气动来顶动码坯机在固定滑轨上滑动并通过下部分的夹具来达到在切坯后抓取生坯后滑动到固定位置放下的目的，该套码坯机由于夹具重量大在滑动的过程中噪音很大，码坯机的震动大，且滑动的轴承非常容易损坏，维修时间长，维修成本高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种顶装两轴自动码坯机器人，该机器人包括：底座、至少2个电机、至少两套传动装置、曲柄、机械臂I、机械臂II、至少1个上部连杆、至少1个下部连杆、传动连杆、至少1个角拐及夹具安装头；其中，电机通过传动装置固定安装于底座的两个侧面上；曲柄内装于底座下部，其一端与其中一套传动装置连接，另一端与传动连杆活动连接；传动连杆另一端与机械臂II活动连接，传动连杆可通过曲柄和与曲柄连接的传动装置在相应电机的带动下带动机械臂II做往返运动；机械臂I一端与另一套传动装置连接，通过该套传动装置内装于底座下部；机械臂I的另一端与机械臂II的一端活动连接，机械臂II另一端与另一端与夹具安装头活动连接；在机械臂I与机械臂II的活动连接部还活动连接有角拐，角拐的拐角处与机械臂I、机械臂II活动连接；上部连杆一端与角拐活动连接，另一端与底座顶部活动连接；下部连杆一端与角拐活动连接，另一端与夹具安装头活动连接；夹具安装头可在机械臂II及下部连杆的共同作用下跟随机械臂II运动且底面永远指向同一方向。

进一步的，该机器人选用了2个电机和2套传动装置，此时，该机器人的1个电机通过其中一套传动装置固定安装于底座左侧，另一个电机通过另一套传动装置安装于底座的右侧。

优选的，电机均选用4.4KW伺服电机。

进一步的，上部连杆与底座之间、上部连杆与角拐之间、角拐与下部连杆之间所述活动连接均为铰接连接。

进一步的，传动装置包括固定装置和减速器，其中减速器被固定装置固定安装于底座的侧面上。

进一步的，机械臂I一端中央设有开槽，曲柄通过交叉滚子轴承安装于开槽内。开槽将机械臂I该端分为左右两侧，其中一侧直接与一个减速器固定连接；另一侧设有通槽，通槽内固定安装有交叉滚柱轴承。交叉滚柱轴承的内环位于机械臂I内部的一端与曲柄固定连接，另一端与法兰固定连接。法兰分别一端固定于交叉滚柱轴承内环，另一端与另一个减速器固定连接。机械臂I通过2个减速器、法兰、交叉滚柱轴承内装于底座下部，可通过与机械臂I固定连接的减速器在相应电机的带动下转动。

进一步的，机械臂I与机械臂II之间采用转轴连接，机械臂I的轴孔内固定安装有圆锥滚子轴承，转轴分别穿过圆锥滚子轴承的内环和机械臂II的轴孔，将机械臂I和机械臂II连接在一起。

优选的，机械臂I与机械臂II的连接端为各自外延的两个连接支座，机械臂I的两个连接支座内均固定安装有圆锥滚子轴承，2根转轴分别穿过圆锥滚子轴承的内环和机械臂II的两个支座轴孔，将机械臂I和机械臂II连接在一起。

优选的，可选用2个角拐及相应的2根上部连杆、2根下部连杆。角拐分别安装于机械臂I和机械臂II连接支座的两外侧，其拐角端均设有1通孔，通孔内固定安装有圆锥滚子轴承，2根转轴分别穿过角拐内部的圆锥滚子轴承内环与机械臂I连接支座内的圆锥滚子轴承内环连接角拐和机械臂I。

优选的，可分别只用1根转轴连接机械臂I的连接支座、机械臂II202的连接支座和角拐。

进一步的，夹具安装头为中空结构，两侧面均为类三角型结构。机械臂II与夹具安装头的连接部位为2个外延的连接支座，机械臂II的连接支座与夹具安装头的侧面顶端之间通过转轴和轴承连接，下部连杆与夹具安装头的侧面底端之间通过铰接连接。

优选的，夹具安装头两侧面的顶端均设有开孔，开孔内固定安装圆锥滚子轴承，转轴通过圆锥滚子轴承内环机械臂II连接。

本发明的工作过程为：底座固定安装于一可旋转的转盘上，由底座一侧的伺服电机通过曲柄与传动连杆，驱动机械臂II实现夹具安装头的左右运动；由底座另一侧伺服电机驱动机械臂I实现机器人的上下运动，通过角拐和上部连杆及下部连杆连接底座和夹具安装头。机器人在外部控制系统的控制下，通过下部连杆和机械臂II可实现夹具安装头在臂展范围内的任意移动且保持夹具安装头一直处于水平位置，在夹具安装头上加装夹具，即可实现自动码坯功能。

本发明的优点在于：相对现有的码坯机，本发明顶装两轴自动码坯机器人不仅噪音小、机械振动小而且维护成本低，并具有更高的工作效率。

附图说明

图1.本发明顶装两轴自动码坯机器人结构图，

其中：底座100、伺服电机101、伺服电机102、传动装置103、传动装置104、曲柄105、机械臂I201、机械臂II202、上部连杆301和302、下部连杆401和402、传动连杆500、角拐601和602以及夹具安装头700；

图2.本发明顶装两轴自动码坯机器人爆炸图，

其中：底座100、伺服电机101、伺服电机102、固定装置103A、减速器103B、固定装置104A、减速器104B、曲柄105、交叉滚子轴承106、法兰107、圆锥滚子轴承108、机械臂I201、机械臂II202、圆锥滚子轴承203、转轴204、上部连杆301和302、下部连杆401和402、杆端关节轴承303和403、传动连杆500、圆锥滚子轴承501、转轴502、角拐601和602、圆锥滚子轴承603、转轴604、夹具安装头700、圆锥滚子轴承701、转轴702。

具体实施例

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，一种顶装两轴自动码坯机器人，包括：底座100、伺服电机101、伺服电机102、传动装置103、传动装置104、曲柄105、机械臂I201、机械臂II202、上部连杆301和302、下部连杆401和402、传动连杆500、角拐601和602以及夹具安装头700。其中，电机101固定安装于传动装置103上，传动装置103固定安装于底座100的左侧，电机102固定安装于传动装置104上，传动装置104固定安装于底座100的右侧。曲柄105安装于机械臂I201上端内部，曲柄105的上端与传动装置104连接，下端与传动连杆500活动连接，曲柄105可通过传动装置104在电机102的带动下带动传动连杆500做往返运动。机械臂I201的上端与底座100之间活动连接，并与传动装置103连接，可通过传动装置103在电机101的带动下沿与底座100的活动连接部位转动；机械臂I201的下端与机械臂II202的上端活动连接，可带动机械臂II202运动。机械臂I201与机械臂II202的连接端为各自外延的两个连接支座，两个支座之间采用活动连接将机械臂I201和机械臂II202连接在一起。角拐601和602分别安装于机械臂I201和机械臂II202连接部位的两外侧并与机械臂I201和机械臂II202连接部位活动连接。机械臂II202上端与机械臂I201活动连接，下端与夹具安装头700活动连接。传动连杆500一端与曲柄105活动连接，另一端与机械臂II202活动连接，传动连杆500可在曲柄105的带动下带动机械臂II202做往返运动。上部连杆301的下端与角拐601活动连接，顶端与底座100的顶部左侧活动连接；上部连杆302的下端与角拐602活动连接，顶端与底座100的顶部右侧活动连接。下部连杆401的顶端与角拐601活动连接，下端与夹具安装头700左侧壁底端活动连接；下部连杆402的顶端与角拐602活动连接，下端与夹具安装头700右侧壁底端活动连接。夹具安装头700为中空结构，两侧面均为类三角型结构。机械臂II202与夹具安装头700的连接部位为2个外延的连接支座，机械臂II202的连接支座与夹具安装头700的侧面顶端之间活动连接，下部连杆401和402与夹具安装头700的一个侧面底端之间活动连接。夹具安装头700可在机械臂II202及下部连杆401和402的共同作用下跟随机械臂II202运动且底面永远指向垂直方向。

根据本发明的一个实施例，伺服电机101和伺服电机102选用4.4KW伺服电机。

根据本发明的一个实施例，可选用2套转动装置，每套传动装置对应至少2个电机，多个电机共同为传动装置提供动力。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，传动装置103包括固定装置103A和减速器103B，伺服电机101固定安装与固定装置103A上，输出轴与减速器103B的输入轴连接，固定装置103A将减速器103B固定安装与底座100的左侧壁上。传动装置104包括固定装置104A和减速器104B，伺服电机102固定安装与固定装置104A上，输出轴与减速器104B的输入轴连接，固定装置104A将减速器104B固定安装与底座100的右侧壁上。机械臂I201一端中央设有开槽，曲柄105顶端通过交叉滚子轴承106安装于开槽内。开槽将机械臂I201该端分为左右两侧，其中一侧直接与减速器103B固定连接；另一侧设有通槽，通槽内固定安装有交叉滚柱轴承106。交叉滚柱轴承106的内环位于机械臂I201内部的一端与曲柄105顶端固定连接，另一端与法兰107固定连接。法兰107分别一端固定于交叉滚柱轴承106内环，另一端与减速器104B固定连接。机械臂I201通过减速器103B、减速器104B、法兰107、交叉滚柱轴承106内装于底座100底部，可在减速器103B的带动下，沿减速器103B的转轴方向转动。曲柄105底端设有轴孔，轴孔内装有2个圆锥滚子轴承108。传动连杆500两端各自均设有2个连接支座，连接支座上均设有轴孔，转轴206穿过传动连杆500一端连接支座的轴孔及曲柄105底端圆锥滚子轴承108的内环与曲柄105连接。机械臂I201与机械臂II202的连接端为各自外延的两个连接支座，机械臂I201的两个连接支座内均固定安装有圆锥滚子轴承203，通过转轴204连接机械臂I201与机械臂II202的两个连接支座。角拐601和602分别安装于机械臂I201和机械臂II202连接部位的两外侧，其拐角端均设有1通孔，通孔内固定安装有2个圆锥滚子轴承603，2跟转轴604分别穿过角拐601和602内部的圆锥滚子轴承603内环与机械臂I201的支座轴孔，将角拐601和602连接于机械臂I201的连个支座外侧。上部连杆301的下端与角拐601通过杆端关节轴承303铰接连接，顶端与底座100的顶部左侧通过杆端关节轴承303铰接连接；上部连杆302的下端与角拐602通过杆端关节轴承303铰接连接，顶端与底座100的顶部右侧通过杆端关节轴承303铰接连接。下部连杆401的顶端与角拐601通过杆端关节轴承403铰接连接，下端与夹具安装头700左侧壁底端通过杆端关节轴承403铰接连接；下部连杆402的顶端与角拐602通过杆端关节轴承403铰接连接，下端与夹具安装头700右侧壁底端通过杆端关节轴承403铰接连接。机械臂II202两侧面靠近传动连杆500的一端设有3对开孔，其中一对开孔内各装有1个圆锥滚子轴承501，转轴502穿过圆锥滚子轴承501的内环与传动连杆500的连接支座轴孔将机械臂II202与传动连杆500连接在一起。夹具安装头700为中空结构，两侧面均为类三角型结构，其两侧面的顶端和低端均设有开孔，顶端开孔内固定安装有2个圆锥滚子轴承701。机械臂II202与夹具安装头700的连接部位为2个外延的连接支座，2根转轴702分别穿过夹具安装头700的两个侧面顶端的圆锥滚子轴承701内环与机械臂II202的连接支座连接。夹具安装头700的两个侧面底端的开孔与部连杆401和402之间通过杆端关节轴承403铰接。

本发明的工作过程为：底座100固定安装于一可旋转的转盘上，由底座100一侧的伺服电机102通过曲柄105与传动连杆500，驱动机械臂II202实现夹具安装头700的左右运动；由底座100另一侧伺服电机101驱动机械臂I201实现机器人的上下运动，通过角拐600和上部连杆300及下部连杆400连接底座100和夹具安装头700。机器人在外部控制系统的控制下，通过下部连杆300及机械臂II202可实现夹具安装头700在臂展范围内的任意移动且保持夹具安装头700一直处于水平位置，在夹具安装头700上加装夹具，即可实现自动码坯功能。

本发明的优点在于：相对现有的码坯机，本发明顶装两轴自动码坯机器人不仅噪音小、机械振动小而且维护成本低，并具有更高的工作效率。

应该注意到并理解，在不脱离本发明权利要求所要求的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (9)

1.顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，包括：底座、至少2个电机、至少两套传动装置、曲柄、机械臂I、机械臂II、至少1个上部连杆、至少1个下部连杆、传动连杆、至少1个角拐及夹具安装头；其中，电机通过传动装置固定安装于底座的两个侧面上；曲柄内装于底座下部，其一端与其中一套传动装置连接，另一端与传动连杆活动连接；传动连杆另一端与机械臂II活动连接，传动连杆可通过曲柄和与曲柄连接的传动装置在相应电机的带动下带动机械臂II做往返运动；机械臂I一端与另一套传动装置连接，通过该套传动装置内装于底座下部；机械臂I的另一端与机械臂II的一端活动连接，机械臂II另一端与另一端与夹具安装头活动连接；在机械臂I与机械臂II的活动连接部还活动连接有角拐，角拐的拐角处与机械臂I、机械臂II活动连接；上部连杆一端与角拐活动连接，另一端与底座顶部活动连接；下部连杆一端与角拐活动连接，另一端与夹具安装头活动连接；夹具安装头可在机械臂II及下部连杆的共同作用下跟随机械臂II运动且底面永远指向同一方向。

2.根据权利要求1所述顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，所述电机选用4.4KW伺服电机。

3.根据权利要求1所述顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，上部连杆与底座之间、上部连杆与角拐之间、角拐与下部连杆之间所述活动连接均为转轴连接，其余所述活动连接为通过转轴和轴承连接。

4.根据权利要求1所述顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，所述传动装置包括固定装置和减速器，其中减速器被固定装置固定安装于底座的侧面上。

5.根据权利要求4所述顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，机械臂I一端中央设有开槽，曲柄通过交叉滚子轴承安装于开槽内，开槽将机械臂I该端分为左右两侧，其中一侧直接与其中一个减速器固定连接；另一侧设有通槽，通槽内固定安装有交叉滚柱轴承；交叉滚柱轴承的内环位于机械臂内部的一端与曲柄固定连接，另一端与法兰固定连接；法兰一端固定于交叉滚柱轴承内环，另一端与另一个减速器固定连接；机械臂通过2个减速器、法兰以及交叉滚柱轴承内装于底座底部。

6.根据权利要求1所述顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，机械臂I与机械臂II之间通过转轴和轴承连接，机械臂I的轴孔内固定安装有圆锥滚子轴承，转轴分别穿过圆锥滚子轴承的内环和机械臂II的轴孔，将机械臂I和机械臂II连接在一起。

7.根据权利要求6所述顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，机械臂I与机械臂II的连接端为各自外延的两个连接支座，机械臂I的两个连接支座内均固定安装有圆锥滚子轴承，2根转轴分别穿过圆锥滚子轴承的内环和机械臂II的两个支座轴孔，将机械臂I和机械臂II连接在一起。

8.根据权利要求7所述顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，选用2个角拐分别活动连接于机械臂I与机械臂II两个连接支座的外侧，角拐的拐角端与机械臂I通过转轴和轴承连接；两根上部连杆分别连接角拐和底座；两根下部连杆分别连接角拐和夹具安装头。

9.根据权利要求1所述顶装两轴自动码坯机器人，其特征在于，所述夹具安装头为中空结构，两侧面均为类三角型结构；机械臂II与夹具安装头的连接部位为2个外延的连接支座，机械臂II的连接支座与夹具安装头的侧面顶端之间通过转轴和轴承连接，下部连杆与夹具安装头之间通过铰接连接。