CN108555897A - 一种空间四自由度滑块式码垛机器人 - Google Patents

一种空间四自由度滑块式码垛机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN108555897A
CN108555897A CN201810726712.XA CN201810726712A CN108555897A CN 108555897 A CN108555897 A CN 108555897A CN 201810726712 A CN201810726712 A CN 201810726712A CN 108555897 A CN108555897 A CN 108555897A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arm
revolute pair
pull rod
connect
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810726712.XA
Other languages
English (en)
Inventor
韦为
蔡敢为
周海
胡明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN201810726712.XA priority Critical patent/CN108555897A/zh
Publication of CN108555897A publication Critical patent/CN108555897A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G61/00Use of pick-up or transfer devices or of manipulators for stacking or de-stacking articles not otherwise provided for

Abstract

一种空间四自由度滑块式码垛机器人,包括大臂抬升支链,上臂抬升支链,底座,转动平台,曲柄滑块组件及丝杠。采用三平行四边形机构,能够有效提高码垛机构在码垛作业时的定位精度,有效降低由于铰链运动副间隙引起的定位偏差和运动副间隙碰撞振动。采用曲柄滑块机构,能够在高精度实现机器人俯仰角变化的同时,实现四自由度定位控制。全部电机安放在机架上,运动杆件均为轻杆,机器人运动惯性小,动力性能好,能够实现重载高速高精度码垛作业。

Description

一种空间四自由度滑块式码垛机器人
技术领域
[0001]本发明涉及机械领域,具体是一种空间四自由度滑块式码垛机器人。
背景技术
[0002]在物料搬运过程中,需要将物料或者产品搬运到不同地方,码垛机器人根据不同 要求完成搬运任务,将物料或者产品码放到设定位置。传统的码垛机器人,基于多为三自由 度设计,码垛平衡链没有设置自由度,码垛盘只能保持水平,不能调整角度,三自由度均直 接由电机提供转矩工作,会造成电机负荷过大,减小电机使用寿命,并降低了电机的工作效 率,直接电机驱动机器人活动构件,将活动件的转角转化为码垛盘的运动,控制过程不够灵 敏,降低了码垛机器人的工作精度。
发明内容
[0003] 本发明针对现有技术的不足,提供一种空间四自由度滑块式码垛机器人。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种空间四自由度滑块式码垛 机器人,包括底座、转动平台、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一丝杠、第二丝 杠、第三丝杠、第一支架、第二支架、第一滑块、第二滑块、第三滑块、大臂拉杆、大臂、立柱、 第一上臂拉杆、第二上臂拉杆、第三上臂拉杆、上臂、第一码垛拉杆、第二码垛拉杆、第三码 垛拉杆、三角架、、第四码垛拉杆以及码垛盘,具体结构和连接关系为:
[0005] 第一电机一端固定在机架上,第一电机另一端通过轴承连接在转动平台上,转动 平台下端通过第一转动副与第一电机连接,轴承内圈固定连接在第一电机电机轴上,轴承 外圈固定连接在底座上,立柱固定连接在转动平台中心,第一支架固定连接在转动平台上, 第二支架固定连接在转动平台上,第二电机一端固定在转动平台上,第二电机另一端固定 连接在第一丝杠上,第一丝杠另一端通过第二转动副与第一支架连接,第三电机一端固定 在转动平台上,第三电机另一端连接在第二丝杠上,第二丝杠另一端通过第三转动副与第 一支架连接,第四电机一端固定在转动平台上,第四电机另一端连接在第三丝杠上,第三丝 杠另一端通过第四转动副与第二支架连接,第一滑块与第一丝杠螺纹连接,第二滑块与第 二丝杠螺纹连接,第三滑块与第三丝杠螺纹连接,大臂拉杆一端通过第五转动副与第一滑 块连接,大臂拉杆另一端通过第六转动副与大臂连接,大臂中间通过第七转动副与立芒连 接,大臂另一端通过第八转动副与上臂连接,第一上臂拉杆一端通过第九转动副与第三滑 块连接,第一上臂拉杆另一端通过第十转动副与第二上臂拉杆连接,第二上臂拉杆二端通 过转动副七与上臂连接,第二上臂拉杆另一端通过第十转动副与第一上臂拉杆和第三上臂 拉杆连接,第三上臂拉杆一端通过第十一转动副与上臂连接,上臂中间通过第八转动$与 大臂连接,上臂另一端通过第十二转动副与码垛盘连接,第一码垛拉杆一端通过第十二转 动副与第三滑块连接,第一码垛拉杆另一端通过第十四转动副与第二码垛拉杆、第三码垛 拉杆连接,第二码垛拉杆一端通过第七转动副与大臂连接,第二码垛拉杆另一端通过第i 四转动副与第一码垛拉杆、第三码垛拉杆连接,第三码垛拉杆一端通过第十四转动副与弟 一码垛拉杆、第三码垛拉杆连接,第三码垛拉杆另一端通过第十五转动副与三角架连接,二 角架中间通过第八转动副与上臂、大臂连接,三角架另一端通过第十六转动副与第四码躲 拉杆连接,第四码垛拉杆另一端通过第十七转动副与码垛盘连接。
[0006] 所述大臂位于第二码垛拉杆、第二上臂拉杆之间。 一
[0007] 所述第三码垛拉杆长度、第三上臂拉杆长度和大臂上的第七转动副、第八转动副 对应的圆周中心孔之间的长度相同。
[0008] 所述立柱、第一丝杠和第三丝杠处于一条直线上。
[0009] 所述第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠长度相同。
[0010] 所述三角架两端定位孔的中心距离中间定位孔的距离与上臂上的第八转动副、第 十一转动副对应的圆周中心孔之间的距离相等。
[0011] 所述第一码垛拉杆长度是第二码垛拉杆长度的两倍。
[0012] 所述第八转动副位于第十五转动副和第十六转动副之间,同时位于第i^一转动 高IJ、第十二转动副之间。
[0013] 与现有技术相比较,本发明具备的有益效果:
[0014] 1、采用三平行四边形三点共面定位,能够有效提高码垛机器人码垛作业过程中的 定位精度,能够有效降低由于铰链运动副间隙引起的定位偏差和运动副间隙碰撞振动。
[0015] 2、采用曲柄滑块机构,能够在高精度实现机器人俯仰角变化的同时,实现四自由 度定位控制,提高了码垛精度,降低了码垛动作控制难度。
[0016] 3、采用电机下放式,全部电机放在机架上,大大减小了码垛机器人的转动惯量,提 高了整体活动度,提高了机械系统整体刚度,有利于实现码垛作业的高速化。
附图说明
[0017] 图1为本发明所述的空间四自由度滑块式码垛机器人带部件标注的整体主视图。
[0018] 图2为本发明所述的空间四自由度滑块式码垛机器人带部件标注的整体后视图。 [0019]图3为本发明所述的空间四自由度滑块式码垛机器人转动平台部分装配示意图。 [0020]图4为本发明所述的空间四自由度滑块式码垛机器人曲柄滑块部分装配示意图。 [0021]图5为本发明所述的空间四自由度滑块式码垛机器人电机装配示意图。
具体实施方式
[0022]下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
[0023] 实施例1
[0024]如图1至图5所示,本发明所述的空间四自由度滑块式码垛机器人,包括底座1、转 动平台2、第一丝杠3、第一滑块4、大臂拉杆5、大臂6、码垛盘7、上臂8、第四码垛拉杆9、三角 架10、第三上臂拉杆11、第三码垛拉杆12、第二码垛拉杆13、第一码垛拉杆14、第一支架15、 第二丝杠I6、第二滑块17、第一上臂拉杆18、第二上臂拉杆19、立柱20、第二支架21、第三滑 块22、第三丝杠烈、第一电机24、第二电机25、第三电机26、第四电机27和轴承28。具体结构 和连接关系为:
[0025]第一电机24另一端通过轴承28连接在转动平台2上,轴承28外圈固定连接在底座 上,轴承28内圈固定连接在第一电机电机轴上,立柱20固定连接在转动平台2的中心,转动 平台2下端通过第一转动副101与第一电机24连接,第一支架I5固定连接在转动平台2上,第 二支架21固定连接在转动平台2上;第二电机25—端固定在转动平台2上,第二电机25另: 端固定连接在第一丝杠3—端上,第一丝杠3另一端通第二转动副1〇2与第一支架I5连接,第 三电机26—端固定在转动平台2上,第三电机26另一端连接在第二丝杠16—端上,第二丝兰 16另一端通过第三转动副103与第一支架15连接,第四电机27—端固定在转动平台2上,第 四电机27另一端连接在第三丝杠23—端上,第三丝杠23另一端通过第四转动副104与^二 支架21连接;第一滑块4与第一丝杠3螺纹连接,第二滑块17与第二丝杠16螺纹连接,第三滑 块22与第三丝杠23螺纹连接,大臂拉杆5—端通过第五转动副1〇5与第一滑块4连接,大臂拉 杆5另一端通过第六转动副106与大臂6连接,大臂6中间通过第七转动副1〇7与立柱20连接, 大臂6另一端通过第八转动副108与上臂8连接,第一上臂拉杆I8—端通过第九转动副1〇9与 第二滑块17连接,第一上臂拉杆18另一端通过第十转动副11〇与第二上臂拉杆19连接,第f 上臂拉杆19 一端通过第七转动副107与上臂8连接,第二上臂拉杆19另一端通过第十转动副 110与第三上臂拉杆11连接,第三上臂拉杆11另一端通过第十一转动副111与上臂8连接,上 臂8中间通过第八转动副108与大臂6连接,上臂8另一端通过第十二转动副112与码垛盘7连 接;第一码垛拉杆14 一端通过第十三转动副113与第三滑块22连接,第一码垛拉杆14另一端 通过第十四转动副114与第二码垛拉杆13、第三码垛拉杆12连接;第二码垛拉杆13另一端通 过转动副七107与大臂6连接,第三码垛拉杆12另一端通过第十五转动副115与三角架1〇连 接;三角架10中间通过第八转动副108与上臂8、大臂6连接,三角架10另一端通过第十六转 动副116与第四码垛拉杆9连接,第四码垛拉杆9另一端通过第十七转动副117与码垛盘7连 接。
[0026] 所述大臂6位于第二码垛拉杆13、第二上臂拉杆19之间。 一
[0027]所述第三码垛拉杆12的长度、第三上臂拉杆11的长度和大臂6上的第七转动副 107、 第八转动副108对应的圆周中心孔之间的长度相同。
[0028] 所述立柱20、第一丝杠3、第三丝杠23处于一条直线上。
[0029] 所述第一丝杠3、第二丝杠16、第三丝杠23长度相同。
[0030]所述三角架10两端定位孔的中心距离中间定位孔的距离与上臂8上的第八转动副 108、 第^^一转动副111对应的圆周中心孔之间的距离相等。
[0031]所述第一码垛拉杆14长度是第二码垛拉杆13长度的两倍。
[0032]所述第八转动副108位于第十五转动副115、第六转动副116之间,也位于第十一转 动副111、第十二转动副112之间。
[0033] 工作原理:
[0034]第二电机25、第三电机26、第四电机27固定安装在转动平台2上,形成一个整体,通 过轴承28与底座1连接,使得转动平台2能够绕着轴承28做旋转运动。
[0035]当控制第二电机25旋转时,由于第一丝杠3与第二电机25机轴固联,第一丝杠3会 随着第二电机25旋转而转动,由于第一滑块4与第一丝杠3螺纹连接,则滑块4随着第一丝杠 3的转动沿着第一丝杠3的轴线做直线运动,则大臂拉杆5会随着滑块4沿第一丝杠3竖直方 向的直线运动而做摆动,拉动大臂6做旋转运动,则大臂6相应会有抬升或者下降的动作。 [0036]当控制第三电机26旋转时,由于第二丝杠16与第三电机26机轴固联,第二丝杠16 会随着第三电机26旋转而转动,由于第二滑块17与第二丝杠16螺纹连接,则第二滑块17会 做雜运动,騰—上體杆18綠动第二 笛^故旋转运动,第三上臂拉杆11相应的做摆动,带动上臂8沿着 弟八转动副108做旋转®动,实现上臂s做抬升或者下降的动作。 =〇37] ^当控制第四电机27旋转时,由于第三丝杠23与第四电机27机轴固联,第三丝杠23 石随着$四电机27旋转而转动,由于第三滑块M与第三丝杠23螺纹连接,则第三滑块22会 随着第三丝杠23的转动沿着第三丝杠幻的轴线做直线运动,则第一码垛拉杆14会带动第二 码垛拉杆13沿着第七转动副107做旋转运动,第三码躲拉杆12相应的做摆动,带动三角架1〇 沿着第八转动副108做旋转运动,带动第四码垛拉杆9运动,则能够带动码垛盘7沿着第十二 转动副112做旋转运动,能够实现码垛盘7角度的调整。

Claims (8)

1. 一种空间四自由度滑块式码垛机器人,其特征在于,包括底座、转动平台、第一电机、 第二电机、第三电机、第四电机、第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第一支架、第二支架、第一 滑块、第二滑块、第三滑块、大臂拉杆、大臂、立柱、第一上臂拉杆、第二上臂拉杆、第三上臂 拉杆、上臂、第一码垛拉杆、第二码垛拉杆、第三码垛拉杆、三角架、第四码垛拉杆以及码垛 盘,具体结构和连接关系为: 第一电机一端固定在机架上,第一电机另一端通过轴承连接在转动平台上,转动平台 下端通过第一转动副与第一电机连接,轴承内圈固定连接在第一电机电机轴上,轴承外圈 固定连接在底座上,立柱固定连接在转动平台中心,第一支架固定连接在转动平台上,第二 支架固定连接在转动平台上,第二电机一端固定在转动平台上,第二电机另一端固定连接 在第一丝杠上,第一丝杠另一端通过第二转动副与第一支架连接,第三电机一端固定在转 动平台上,第三电机另一端连接在第二丝杠上,第二丝杠另一端通过第三转动副与第一支 架连接,第四电机一端固定在转动平台上,第四电机另一端连接在第三丝杠上,第三丝杠另 一端通过第四转动副与第二支架连接,第一滑块与第一丝杠螺纹连接,第二滑块与第二丝 杜螺纹连接,第三滑块与第三丝杠螺纹连接,大臂拉杆一端通过第五转动副与第一滑块连 接,大臂拉杆另一端通过第六转动副与大臂连接,大臂中间通过第七转动副与立柱连接,大 臂另一端通过第八转动副与上臂连接,第一上臂拉杆一端通过第九转动副与第三滑块连 接,第一上臂拉杆另一端通过第十转动副与第二上臂拉杆连接,第二上臂拉杆一端通过转 动副七与上臂连接,第二上臂拉杆另一端通过第十转动副与第一上臂拉杆和第三上臂拉杆 连接,第三上臂拉杆一端通过第i^一转动副与上臂连接,上臂中间通过第八转动副与大臂 连接,上臂另一端通过第十二转动副与码垛盘连接,第一码垛拉杆一端通过第十三转动副 与第三滑块连接,第一码垛拉杆另一端通过第十四转动副与第二码垛拉杆、第三码垛拉杆 连接,第二码垛拉杆一端通过第七转动副与大臂连接,第二码垛拉杆另一端通过第十四转 动副与第一码垛拉杆、第三码躲拉杆连接,第二码操拉杆一端通过第十四转动副与第一码 垛拉杆、第三码垛拉杆连接,第三码垛拉杆另一端通过第十五转动副与三角架连接,三角架 中间通过第八转动副与上臂、大臂连接,三角架另一端通过第十六转动副与第四码垛拉杆 连接,第四码垛拉杆另一端通过第十七转动副与码垛盘连接。
2. 如权利要求1所述的空间四自由度滑块式码垛机器人,其特征在于,大臂位于第二码 垛拉杆、第二上臂拉杆之间。
3. 如权利要求1所述的空间四自由度滑块式码垛机器人,其特征在于,第三码垛拉杆长 度、第三上臂拉杆长度和大臂上的第七转动副、第八转动副对应的圆周中心孔之间的长度 相同。
4. 如权利要求1所述的空间四自由度滑块式码垛机器人,其特征在于,立柱、第一丝杜 和第三丝杠处于一条直线上。
5. 如权利要求1所述的空间四自由度滑块式码垛机器人,其特征在于,第一丝杠、第二 丝杠和第三丝杠长度相同。
6. 如权利要求1所述的空间四自由度滑块式码垛机器人,其特征在于,三角架两端定位 孔的中心距离中间定位孔的距离与上臂上的第八转动副、第^^一转动副对应的圆周中心孔 之间的距离相等。
7. 如权利要求1所述的空间四自由度滑块式码垛机器人,其特征在于,第一码操拉杆长 度是第二码垛拉杆长度的两倍。
8.如权利要求1所述的空间四自由度滑块式码垛机器人,其特征在于,第八转动副 第十五转动副和第十六转动副之间,同时位于第^一转动副、第十二转动副之间。
CN201810726712.XA 2018-07-04 2018-07-04 一种空间四自由度滑块式码垛机器人 Pending CN108555897A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810726712.XA CN108555897A (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种空间四自由度滑块式码垛机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810726712.XA CN108555897A (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种空间四自由度滑块式码垛机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108555897A true CN108555897A (zh) 2018-09-21

Family

ID=63555166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810726712.XA Pending CN108555897A (zh) 2018-07-04 2018-07-04 一种空间四自由度滑块式码垛机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108555897A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111360787A (zh) * 2020-03-19 2020-07-03 上海交通大学 七自由度串并混联机械臂及机器人

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060099064A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Yaron Anaki On-the-fly robotic stacking system for flat glass
CN1923468A (zh) * 2006-09-08 2007-03-07 清华大学 一种搬运码垛机器人
AU2008200056A1 (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Robotic Automation Pty Ltd A robotic collator and palletiser
CN104786211A (zh) * 2015-05-04 2015-07-22 安徽华创智能装备有限公司 一种含滚珠丝杠副的六自由度工业机器人
CN104802185A (zh) * 2015-04-22 2015-07-29 上海交通大学 五自由度机械臂

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060099064A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Yaron Anaki On-the-fly robotic stacking system for flat glass
CN1923468A (zh) * 2006-09-08 2007-03-07 清华大学 一种搬运码垛机器人
AU2008200056A1 (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Robotic Automation Pty Ltd A robotic collator and palletiser
CN104802185A (zh) * 2015-04-22 2015-07-29 上海交通大学 五自由度机械臂
CN104786211A (zh) * 2015-05-04 2015-07-22 安徽华创智能装备有限公司 一种含滚珠丝杠副的六自由度工业机器人

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111360787A (zh) * 2020-03-19 2020-07-03 上海交通大学 七自由度串并混联机械臂及机器人
CN111360787B (zh) * 2020-03-19 2021-06-29 上海交通大学 七自由度串并混联机械臂及机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4398863A (en) Pick and place robot
US4466770A (en) Robotic machine
CN106041902B (zh) 一种四自由度十杆可控机构式码垛机器人
CN108555897A (zh) 一种空间四自由度滑块式码垛机器人
CN108748082A (zh) 机器人的底盘移动机构
CN107855791A (zh) 一种多并联柔索式光学镜面加工装置
CN207027504U (zh) 一种旋转上下送取机械手
CN105945474B (zh) 一种多自由度可调式焊接机器人
CN104708624A (zh) 同轴式间接驱动多关节机器人手臂的传动机构
CN204604329U (zh) 同轴式间接驱动多关节机器人手臂的传动机构
CN214924419U (zh) 用于转运零件的机械手
CN110774258A (zh) 一种自动跟随定量装药机器人
CN209504915U (zh) 一种3d打印系统
CN209504159U (zh) 一种旋转机械臂
CN110961836A (zh) 一种焊接自动化机械手
CN208196790U (zh) 一种新型四轴码垛机械臂
CN207171122U (zh) 一种丝杆外螺纹磨削装置
CN205520681U (zh) 带双滑枕结构的搬运小车
CN205905004U (zh) 一种摆动开合铲斗
CN216180522U (zh) 基于三轴调整的工业机器人桁架装置
CN214779166U (zh) 一种旋转横移送料机构
CN212601808U (zh) 一种平面关节型机器人
CN214651316U (zh) 一种工业机器人加工上料运输装置
CN211712117U (zh) 搬运装置及板材堆垛设备
CN214081512U (zh) 一种多角度旋转切换的机械手

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180921

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication