CN108858140A - 一种轻载物料搬运机器人 - Google Patents

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罗忠
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Abstract

本发明涉及物料自动化搬运技术领域，提供了一种轻载物料搬运机器人。所述的搬运机器人包括底部回转机构、Z轴直线移动机构、水平直线移动机构、手部回转机构、机械爪和配重系统。Z轴直线移动机构固定在底部回转机构上；Z轴直线移动机构与水平直线移动机构连接；水平直线移动机构通过手部回转机构连接机械爪，手部回转机构在水平直线移动机构上沿水平方向移动；手部回转机构控制连接机械爪旋转；机械爪实现物料的抓取和释放；配重系统通过钢丝绳连接水平直线移动机构的悬臂。本发明有效克服现有的四自由度平行连杆式关节型搬运机器人工作空间到达不充分、制造成本高、自重较重等缺点。

Description

一种轻载物料搬运机器人
技术领域
本发明涉及物料自动化搬运技术领域，尤其涉及四自由度的轻载物料搬运机器人。
背景技术
随着科学技术的发展，现代工业越来越向着高效、自动化、智能化的方向发展，传统工业现场许多重复、繁重的劳动必将越来越多地由机器代替。工业机器人便是一类主要应用于工业生产中的机器人，如点焊、弧焊、加工、搬运、装配及喷漆机器人等，它们主要工作在柔性生产线上，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。搬运机器人是一类很重要的工业机器人，它能够自动化地将物料从一个加工位置搬运到另一个加工位置，代替人类完成搬运这类单调、重复、精确度要求高的工作，同时由于机械臂本身具有的自动化机械装置的特点，能够准确、不间断、有条不紊地进行物料搬运，能够很好地适应工厂流水线生产的要求，极大地解放了人类的生产力，提高了生产效率。
目前市面上常见的码垛搬运机器人，其构型常采用平行连杆式的关节型机器人。由于其平行连杆的结构特点，能够保证其机械臂末端姿态始终为水平，对于码垛搬运这类只需要在空间中一个位置平移到另一个位置的任务来说，这种结构是灵巧且适宜的。但同样是由于这一特性，使得平行连杆式关节型机器人的末端不能够完全到达其臂展范围内的每一点，它的工作空间为一个中空的椭球体，对于斜上部分和斜下部分的圆周空间内的物料无法实现抓取。注：工作空间是指机器人手臂末端或手腕中心在三维空间中所能到达的所有点的集合。
因此，为了充分发挥搬运机器人的臂展优势、拓宽工作空间，本发明的搬运机器人整体运动结构采用圆柱坐标式构型，由一个底部回转关节、两个直线移动关节和一个末端回转关节构成，其工作空间为一中空的圆柱体，对于臂展范围空间内的每一点都可以达到。同时，本发明所设计结构具有灵活、易控制、加工成本低的特点，对于生产线旁的物料搬运等工作场合来说是一种经济有效的方案选择。
发明内容
本发明的目的在于有效克服现有的四自由度搬运机器人工作空间到达不充分、制造成本高、自重较重等缺点，提出一种轻载物料搬运机器人。
为了实现上述目标，本发明采用以下方案：
一种轻载物料搬运机器人，包括底部回转机构、Z轴直线移动机构、水平直线移动机构、手部回转机构、机械爪和配重系统。
所述的Z轴直线移动机构固定在底部回转机构上，底部回转机构为其提供绕Z轴回转的动力；Z轴直线移动机构与水平直线移动机构连接，为其提供Z轴方向的往复直线运动的动力；水平直线移动机构通过手部回转机构连接机械爪，手部回转机构在水平直线移动机构上沿水平方向移动；手部回转机构控制连接机械爪旋转；机械爪实现物料的抓取和释放；配重系统通过钢丝绳连接水平直线移动机构的悬臂，用以抵消重物搬运时产生的大扭矩，维持工作机构的稳定运转。
所述的底部回转机构包括底座、底部电机支撑板、底部下轴承座、Z轴旋转平台支撑板、推力调心滚子轴承、底部上轴承座、底部电机轴连接法兰和伺服电机A；
底部电机支撑板与底座顶端连接，构成框架结构，伺服电机A置于框架结构内，通过螺栓固定在底部电机支撑板下方；底部下轴承座置于底部电机支撑板上；底部下轴承座与推力调心滚子轴承外圈连接，推力调心滚子轴承内圈与底部上轴承座配合；伺服电机A的输出轴穿过底部电机支撑板与底部电机轴连接法兰、底部上轴承座和Z轴旋转平台支撑板依次连接，实现将电机轴的回转动力传递到其他装置。Z轴旋转平台支撑板之上的重力加载在了推力调心滚子轴承上，推力调心滚子轴承维持了回转运动的流畅和稳定。
为了防止电机轴与连接件间的轴向窜动，通过紧定螺钉将伺服电机A的轴与底部电机轴连接法兰固定。
所述的Z轴直线移动机构包括直线光轴A、伺服电机B、梅花联轴器A、丝杠固定侧支撑座、滚珠丝杠、直线轴承A、丝杠支撑侧支撑座、滚珠丝杠螺母、丝杠支撑座固定板、Z轴电机支撑板和光轴支座。
四根直线光轴A分别通过光轴支座固定在Z轴旋转平台支撑板上，形成支撑结构；直线轴承A套装在直线光轴A上，沿直线光轴A上下滑动，Z轴电机支撑板四周分别与直线光轴A固定；伺服电机B固定在Z轴电机支撑板下表面，其输出轴通过梅花联轴器A与滚珠丝杠连接；滚珠丝杠与滚珠丝杠螺母啮合，带动滚珠丝杠螺母直线移动。滚珠丝杠螺母与丝杠螺母固定板固定；丝杠螺母固定板与水平直线移动机构连接，滚珠丝杠螺母的直线运动传到水平直线移动机构中。
滚珠丝杠下端通过丝杠固定侧支撑座与丝杠支撑座固定板固定连接，丝杠支撑座固定板固定在Z轴电机支撑板上表面。滚珠丝杠顶端通过丝杠支撑侧支撑座固定在配重系统的Z轴旋转平台上盖板上，盖板四周分别固定在直线光轴A顶端，从而避免了丝杠自身在轴向上的窜动。
所述的水平直线移动机构包括悬臂铝方管、同步带主动轮、同步带、直线导轨、直线导轨滑块、同步带固连块、滑块固定板、同步带从动轮、减速电机A、梅花联轴器B、近端同步带轮轴和末端同步带轮支撑板。
同步带主动轮和同步带从动轮分别通过丝杠螺母固定板和末端同步带轮支撑板固定于悬臂铝方管的两端，且通过同步带连接；减速电机A的输出轴通过梅花联轴器B与近端同步带轮轴、同步带主动轮依次连接，同步带主动轮旋转带动与其啮合的同步带转动。
直线导轨通过悬臂铝方管固定在丝杠螺母固定板上，直线导轨滑块置于直线导轨上，为直线移动提供导向。同步带固连块与滑块固定板固定，且整体固定在直线导轨滑块上，同步带固连块与同步带啮合，滑块固定板与手部回转机构连接，手部回转机构随着同步带的转动而往复直线移动。
所述的手部回转机构包括圆形支柱、机械爪上盖板、连轴件下端轴套、机械爪旋转轴轴承座、圆锥滚子轴承、减速电机B、机械爪电机连接板、连轴件上端轴套和机械爪电机连轴件；
圆形支柱上端与滑块固定板相连，其下端与机械爪电机连接板和械爪旋转轴轴承座依次相连，为机械爪提供垂直方向上的悬吊。减速电机B输出轴穿过机械爪电机连接板与电机连轴件和机械爪上盖板依次连接，从而将电机的回转运动传递给了下端的机械爪。机械爪旋转轴轴承座与机械爪电机连轴件之间设有圆锥滚子轴承，保持回转运动的顺畅。连轴件下端轴套和连轴件上端轴套分别固定在圆锥滚子轴承的上下两侧，防止圆锥滚子轴承和电机连轴件在轴向上相对位置窜动。
所述的机械爪包括机械爪橡胶垫、机械爪组件、机械爪条形板、不完全齿轮臂从动端、不完全齿轮臂主动端和伺服电机、梅花联轴器C和机械爪主动轴；
伺服电机固定在机械爪上盖板上，伺服电机的输出轴通过梅花联轴器C与机械爪主动轴和不完全齿轮臂主动端依次连接；被动端一侧由机械爪组件、机械爪条形板和不完全齿轮臂从动端三者构成平行连杆结构，主动端一侧与之相同，两个平行连杆结构关于中心线对称安装，不完全齿轮臂主动端与不完全齿轮臂从动端啮合，伺服电机驱动两组平行连杆结构对称旋转。
在旋转过程中，两组平行连杆结构的机械爪组件始终保持竖直，伺服电机输出轴的回转运动转化为机械爪组件两侧的对称开合，实现了抓取物料的功能。
机械爪橡胶垫通过齿形结构与机械爪组件啮合连接，在抓取时增加了摩擦力，提升了抓取效率。
所述的配重系统包括直线光轴B、配重块、直线轴承B、Z轴旋转平台上盖板、定滑轮用铝方管、定滑轮、钢丝绳、U型钢丝绳夹头、配重吊板和铝套；
两根直线光轴B垂直固定在底面上，顶端与Z轴旋转平台上盖板连接；直线轴承B套装在直线光轴B上，沿着直线光轴B上下滑动；配重块与直线轴承B固定安装，实现配重块在上下移动时不发生旋转和晃动。
定滑轮用铝方管安装在Z轴旋转平台上盖板上，为两端的定滑轮提供了支撑平台；钢丝绳绕过两个定滑轮且一端连接水平直线移动机构的悬臂，另一端连接配重块，使得配重块的重力G1＝拉力F1，与物料及机械爪的自重G2进行了抵消，消除了加载在悬臂上的弯矩。
钢丝绳的端部采用铝套夹紧，使钢丝绳端部形成一个小圈，方便固连，钢丝绳与水平直线移动机构的悬臂采用U型钢丝绳夹头连接。
如果采用一根钢丝绳来载重的话，钢丝绳上的载荷较大，对于滑轮的磨损也会更严重，因此采用了两根钢丝绳和两组定滑轮共同承担载重任务。也正是由于两根钢丝绳共同承重，当安装过程中无法保证两根钢丝绳的长度绝对一致时，便会出现较短的钢丝绳被拉紧独自承重而较长的钢丝绳“虚搭”而不发挥效力，没有起到共同承担拉力的作用。
所述的钢丝绳为两根，定滑轮为两组，两根钢丝绳分别通过两组定滑轮与配重吊板的两端连接；配重吊板与配重块通过轴连接，且能绕中心轴旋转；当两根钢丝绳长度不一致时，在重力作用下，配重吊板自动旋转将两根钢丝绳都拉紧至相同受力。
本发明的有益效果：
本发明为通过伺服电机驱动、滚珠丝杠与同步带传动的圆柱坐标式搬运机器人。有效克服现有的四自由度平行连杆式关节型搬运机器人工作空间到达不充分、制造成本高、自重较重等缺点。
附图说明
图1为本发明的工作现场示意图。
图2为本发明的三维轴测图。
图3为本发明的底部回转机构的主视图。
图4为本发明的Z轴直线移动机构的主视图。
图5为本发明的水平直线移动机构的主视图。
图6为本发明的水平直线移动机构的左视图。
图7为本发明的手部回转机构的主视图。
图8为本发明的机械爪的主视图。
图9为本发明的机械爪的左视图。
图10为本发明的配重系统的主视图。
图11为本发明的配重系统的局部左视图。
图中：1生产线传输带，2物料搬运机器人，3物料，4底部回转机构，5配重系统，6Z轴直线移动机构，7水平直线移动机构，8手部回转机构，9机械爪，10底座，11底部电机支撑板，12底部下轴承座，13Z轴旋转平台支撑板，14推力调心滚子轴承，15底部上轴承座，16底部电机轴连接法兰，17紧定螺钉，18伺服电机A，19直线光轴A，20伺服电机B，21梅花联轴器A，22丝杠固定侧支撑座，23滚珠丝杠，24直线轴承A，25丝杠支撑侧支撑座，26悬臂铝方管，27丝杠螺母固定板，28滚珠丝杠螺母，29丝杠支撑座固定板，30Z轴电机支撑板，31光轴支座，32同步带主动轮，33同步带，34直线导轨，35直线导轨滑块，36同步带固连块，37滑块固定板，38圆形支柱，39同步带从动轮，40减速电机A，41梅花联轴器B，42近端同步带轮轴，43机械爪上盖板，44连轴件下端轴套，45机械爪旋转轴轴承座，46圆锥滚子轴承，47减速电机B，48机械爪电机连接板，49连轴件上端轴套，50机械爪电机连轴件，51机械爪橡胶垫，52机械爪组件，53机械爪条形板，54不完全齿轮臂从动端，55不完全齿轮臂主动端，56伺服电机C，57梅花联轴器C，58机械爪主动轴，59直线光轴B，60配重块，61直线轴承B，62Z轴旋转平台上盖板，63定滑轮用铝方管，64定滑轮，65钢丝绳，66U型钢丝绳夹头，67配重吊板，68铝套，69末端同步带轮支撑板。
具体实施方式
下面结合图1～图11和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。
一种轻载物料搬运机器人，包括：底部回转机构4、Z轴直线移动机构6、水平直线移动机构7、手部回转机构8、机械爪9和配重系统5。
所述的底部回转机构4支撑上面其他结构，并为机器人整体提供绕Z轴回转的动力；Z轴直线移动机构6连接外伸悬臂部分，为其提供Z轴方向的往复直线运动的动力；水平直线移动机构7连接手部回转部分8以及机械爪9，为其提供水平方向往复直线移动的动力；手部回转机构8悬吊连接机械爪9并为其提供回转运动的动力；机械爪9是一个由不完全齿轮臂和连杆机构构成的抓取装置，负责物料的抓取和释放；配重系统5是由配重块、定滑轮系统、悬臂梁等构成的，用以抵消重物搬运时产生的大扭矩，维持工作机构的稳定运转。绕Z轴的回转运动与水平方向上的平移的结合，覆盖了工作空间中的X–Y平面，再结合Z轴方向的直线移动，则覆盖了机器人的整个三维工作空间。
每个功能部分的结构说明如下：
1.底部回转机构4，如图3所示。
底座10为机器人提供稳定的支撑，底部电机支撑板11通过螺栓与底座10连接，支撑了与它连接的伺服电机A18机身。底部下轴承座12外与底部电机支撑板11连接，内与推力调心滚子轴承14外圈配合，而推力调心滚子轴承14内圈与底部上轴承座15相配合，如此则将上面机构的重力加载在了推力调心滚子轴承14上，同时推力调心滚子轴承14也维持了回转运动的流畅和稳定。伺服电机A18的输出轴通过键与底部电机轴连接法兰16连接，而底部电机轴连接法兰16、底部上轴承座15以及Z轴旋转平台支撑板13三者通过螺栓进行连接，如此便将电机轴的回转动力传递了出去。为了防止电机轴与连接件间的轴向窜动，在法兰侧壁加入了紧定螺钉17。
2.Z轴直线移动机构6，如图4所示。
直线光轴A19通过光轴支座31固定在Z轴旋转平台支撑板13上，与直线轴承A24相互配合为Z轴直线移动提供导向。伺服电机B20通过螺栓固定在Z轴电机支撑板30上，输出轴通过梅花联轴器A21与滚珠丝杠23连接，将电机的回转动力传递给丝杠，而丝杠旋转带动与其相啮合的滚珠丝杠螺母28进行直线移动，从而完成了回转运动向直线运动的转化。在丝杠轴向固定方面，下端与丝杠固定侧支撑座22配合，上端与丝杠支撑侧支撑座25配合，从而避免了丝杠自身在轴向上的窜动。滚珠丝杠螺母28通过螺栓与丝杠螺母固定板27固连，而丝杠螺母固定板27又通过螺栓与悬臂铝方管相连接，因此，滚珠丝杠螺母28的直线运动顺利传到了下一机构中。
3.水平直线移动机构7，如图5、图6所示。
水平直线移动机构7整体安装在丝杠螺母固定板27和悬臂铝方管26所组成的悬臂上。
减速电机A40的输出轴通过梅花联轴器B41与近端同步带轮轴42连接，而近端同步带轮轴42与同步带轮32通过键连接，从而将电机的动力传递到了同步带主动轮32上，同步带主动轮32旋转带动与其啮合的同步带33转动。直线导轨34安装在悬臂铝方管26上，为水平移动件提供垂直方向上的支撑，直线导轨滑块35与直线导轨34相配合，为直线移动提供导向。同步带固连块36与同步带33相啮合，同时与滑块固定板37通过螺栓固连并安装在直线导轨滑块35上，从而使得与滑块固定板37相连接的手部回转机构8随着同步带33的转动而往复直线移动。
4.手部回转机构8，如图7所示。
圆形支柱38上端与滑块固定板37相连接，下端与机械爪电机连接板48以及机械爪旋转轴轴承座45相连接，为机械爪9提供垂直方向上的悬吊。圆锥滚子轴承46外壁与机械爪旋转轴轴承座45内壁相配合，内壁与机械爪电机连轴件50相配合，保持回转运动的顺畅。而连轴件下端轴套44和连轴件上端轴套49的作用是防止圆锥滚子轴承46和电机连轴件50在轴向上相对位置窜动。减速电机B47的输出轴插在电机连轴件50的D形孔中，带动其旋转，而电机连轴件50下端用螺栓与机械爪上盖板43连接，从而将电机的回转运动传递给了下端的机械爪9。
5.机械爪9，如图8、图9所示。
伺服电机C56的输出轴通过梅花联轴器C57与机械爪主动轴58相连接，而机械爪主动轴58通过键与不完全齿轮臂主动端55连接，电机旋转带动不完全齿轮臂主动端55旋转，同时带动与之相啮合的不完全齿轮臂从动端54对称旋转。由于机械爪组件52、机械爪条形板53以及不完全齿轮臂从动端54三者构成了平行连杆结构，在旋转过程中机械爪组件52始终保持竖直主动端一侧同理，因此伺服电机C56输出轴的回转运动转化为了机械爪组件52两侧的对称开合，实现了抓取物料的功能。其中，机械爪橡胶垫51通过齿形结构与机械爪组件52啮合连接，在抓取时增加了摩擦力，提升了抓取效率。
6.配重系统5，如图10、图11所示。
Z轴旋转平台上盖板62与定滑轮用铝方管63相互连接，为两端的定滑轮64提供了支撑平台。
钢丝绳65绕过两个定滑轮64且一端连接水平直线移动机构7的悬臂，另一端连接配重块60，使得配重块的重力G1＝F1，与物料及机械爪的自重G2进行了抵消，消除了加载在悬臂上的弯矩。直线轴承B61与直线光轴B59相互配合，保证了配重块60在上下移动时不发生旋转和晃动。铝套68的作用是夹紧钢丝绳端部，使钢丝绳端部形成一个小圈，方便固连，U型钢丝绳夹头66的作用是固连钢丝绳65与水平直线移动机构7的悬臂。如果采用一根钢丝绳来载重的话，钢丝绳上的载荷较大，对于滑轮的磨损也会更严重，因此在本设计中采用了两根钢丝绳和两组定滑轮共同承担载重任务。也正是由于两根钢丝绳共同承重，当安装过程中无法保证两根钢丝绳的长度绝对一致时，便会出现较短的钢丝绳被拉紧独自承重而较长的钢丝绳“虚搭”而不发挥效力，没有起到共同承担拉力的作用。因此，在设计时在钢丝绳65与配重块60的连接处加入了一个可绕中心轴旋转的配重吊板67，当两根钢丝绳长度不一致时，在配重的重力作用下，配重吊板67自动旋转将两根钢丝绳65都拉紧至相同受力，解决了受力不一致的问题。

Claims (10)

1.一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，包括底部回转机构(4)、Z轴直线移动机构(6)、水平直线移动机构(7)、手部回转机构(8)、机械爪(9)和配重系统(5)；
所述的Z轴直线移动机构(6)固定在底部回转机构(4)上，底部回转机构(4)为其提供绕Z轴回转的动力；Z轴直线移动机构(6)与水平直线移动机构(7)连接，为其提供Z轴方向的往复直线运动的动力；水平直线移动机构(7)通过手部回转机构(8)连接机械爪(9)，手部回转机构(8)在水平直线移动机构(7)上沿水平方向移动；手部回转机构(8)控制连接机械爪(9)旋转；机械爪(9)实现物料的抓取和释放；配重系统(5)通过钢丝绳(65)连接水平直线移动机构(7)的悬臂，用以抵消重物搬运时产生的大扭矩，维持工作机构的稳定运转；
所述的配重系统(5)包括直线光轴B(59)、配重块(60)、直线轴承B(61)、Z轴旋转平台上盖板(62)、定滑轮用铝方管(63)、定滑轮(64)、钢丝绳(65)、U型钢丝绳夹头(66)、配重吊板(67)和铝套(68)；两根直线光轴B(59)垂直固定在底面上，顶端与Z轴旋转平台上盖板(62)连接；直线轴承B(61)套装在直线光轴B(59)上，沿着直线光轴B(59)上下滑动；配重块(60)与直线轴承B(61)固定安装，实现配重块(60)在上下移动时不发生旋转和晃动；定滑轮用铝方管(63)安装在Z轴旋转平台上盖板(62)上，为两端的定滑轮(64)提供了支撑平台；钢丝绳(65)绕过两个定滑轮(64)且一端连接水平直线移动机构(7)的悬臂，另一端连接配重块(60)；钢丝绳(65)的端部采用铝套(68)夹紧，使钢丝绳端部形成一个小圈，方便固连，钢丝绳(65)与水平直线移动机构(7)的悬臂采用U型钢丝绳夹头(66)连接。
2.如权利要求1所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，所述的钢丝绳(65)为两根，定滑轮(64)为两组，两根钢丝绳(65)分别通过两组定滑轮(64)与配重吊板(67)的两端连接；配重吊板(67)与配重块(60)通过轴连接，且能绕轴旋转；当两根钢丝绳(67)长度不一致时，在重力作用下，配重吊板(67)自动旋转将两根钢丝绳(65)都拉紧至相同受力。
3.如权利要求1或2所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，底部回转机构(4)包括底座(10)、底部电机支撑板(11)、底部下轴承座(12)、Z轴旋转平台支撑板(13)、推力调心滚子轴承(14)、底部上轴承座(15)、底部电机轴连接法兰(16)和伺服电机A(18)；
底部电机支撑板(11)与底座(10)顶端连接，构成框架结构，伺服电机A(18)置于框架结构内，通过螺栓固定在底部电机支撑板(11)下方；底部下轴承座(12)置于底部电机支撑板(11)上；底部下轴承座(12)与推力调心滚子轴承(14)外圈连接，推力调心滚子轴承(14)内圈与底部上轴承座(15)配合；伺服电机A(18)的输出轴穿过底部电机支撑板(11)与底部电机轴连接法兰(16)、底部上轴承座(15)和Z轴旋转平台支撑板(13)依次连接，实现将电机轴的回转动力传递到其他装置；Z轴旋转平台支撑板(13)之上的重力加载在了推力调心滚子轴承(14)上，推力调心滚子轴承(14)维持了回转运动的流畅和稳定。
4.如权利要求1或2所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，所述的Z轴直线移动机构(6)包括直线光轴A(19)、伺服电机B(20)、梅花联轴器A(21)、丝杠固定侧支撑座(22)、滚珠丝杠(23)、直线轴承A(24)、丝杠支撑侧支撑座(25)、滚珠丝杠螺母(28)、丝杠支撑座固定板(29)、Z轴电机支撑板(30)和光轴支座(31)；
四根直线光轴A(19)分别通过光轴支座(31)固定在Z轴旋转平台支撑板(13)上，形成支撑结构；直线轴承A(24)套装在直线光轴A(19)上，沿直线光轴A(19)上下滑动，Z轴电机支撑板(30)四周分别与直线光轴A(19)固定；伺服电机B(20)固定在Z轴电机支撑板(30)下表面，其输出轴通过梅花联轴器A(21)与滚珠丝杠(23)连接；滚珠丝杠(23)与滚珠丝杠螺母(28)啮合，带动滚珠丝杠螺母(28)直线移动；滚珠丝杠螺母(28)与丝杠螺母固定板(27)固定；丝杠螺母固定板(27)与水平直线移动机构(7)连接，滚珠丝杠螺母(28)的直线运动传到水平直线移动机构(7)中。
5.如权利要求1或2所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，所述的水平直线移动机构(7)包括悬臂铝方管(26)、同步带主动轮(32)、同步带(33)、直线导轨(34)、直线导轨滑块(35)、同步带固连块(36)、滑块固定板(37)、同步带从动轮(39)、减速电机A(40)、梅花联轴器B(41)、近端同步带轮轴(42)和末端同步带轮支撑板(69)；
同步带主动轮(32)和同步带从动轮(39)分别通过丝杠螺母固定板(27)和末端同步带轮支撑板(69)固定于悬臂铝方管(26)的两端，且通过同步带(33)连接；减速电机A(40)的输出轴通过梅花联轴器B(41)与近端同步带轮轴(42)、同步带主动轮(32)依次连接，同步带主动轮(32)旋转带动与其啮合的同步带(33)转动；
直线导轨(34)通过悬臂铝方管(26)固定在丝杠螺母固定板(27)上，直线导轨滑块(35)置于直线导轨(34)上，为直线移动提供导向；同步带固连块(36)与滑块固定板(37)固定，且整体固定在直线导轨滑块(35)上，同步带固连块(36)与同步带(33)啮合，滑块固定板(37)与手部回转机构(8)连接，手部回转机构(8)随着同步带(33)的转动而往复直线移动。
6.如权利要求1或2所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，所述的手部回转机构(8)包括圆形支柱(38)、机械爪上盖板(43)、连轴件下端轴套(44)、机械爪旋转轴轴承座(45)、圆锥滚子轴承(46)、减速电机B(47)、机械爪电机连接板(48)、连轴件上端轴套(49)和机械爪电机连轴件(50)；
圆形支柱(38)上端与滑块固定板(37)相连，其下端与机械爪电机连接板(48)和械爪旋转轴轴承座(45)依次相连，为机械爪(9)提供垂直方向上的悬吊；减速电机B(47)输出轴穿过机械爪电机连接板(48)与电机连轴件(50)和机械爪上盖板(43)依次连接，从而将电机的回转运动传递给了下端的机械爪(9)；机械爪旋转轴轴承座(45)与机械爪电机连轴件(50)之间设有圆锥滚子轴承(46)，保持回转运动的顺畅；连轴件下端轴套(44)和连轴件上端轴套(49)分别固定在圆锥滚子轴承(46)的上下两侧，防止圆锥滚子轴承(46)和电机连轴件(50)在轴向上相对位置窜动。
7.如权利要求1或2所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，所述的机械爪(9)包括机械爪橡胶垫(51)、机械爪组件(52)、机械爪条形板(53)、不完全齿轮臂从动端(54)、不完全齿轮臂主动端(55)和伺服电机(56)、梅花联轴器C(57)和机械爪主动轴(58)；
伺服电机(56)固定在机械爪上盖板(43)上，伺服电机(56)的输出轴通过梅花联轴器C(57)与机械爪主动轴(58)和不完全齿轮臂主动端(55)依次连接；被动端一侧由机械爪组件(52)、机械爪条形板(53)和不完全齿轮臂从动端(54)三者构成平行连杆结构，主动端一侧与之相同，两个平行连杆结构关于中心线对称安装，不完全齿轮臂主动端(55)与不完全齿轮臂从动端(54)啮合，伺服电机(56)驱动两组平行连杆结构对称旋转；
在旋转过程中，两组平行连杆结构的机械爪组件(52)始终保持竖直，伺服电机(56)输出轴的回转运动转化为机械爪组件(52)两侧的对称开合，实现了抓取物料的功能；机械爪橡胶垫(51)通过齿形结构与机械爪组件(52)啮合连接，在抓取时增加了摩擦力，提升了抓取效率。
8.如权利要求4所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，所述的滚珠丝杠(23)下端通过丝杠固定侧支撑座(22)与丝杠支撑座固定板(29)固定连接，丝杠支撑座固定板(29)固定在Z轴电机支撑板(30)上表面；滚珠丝杠(23)顶端通过丝杠支撑侧支撑座(25)固定在配重系统(5)的Z轴旋转平台上盖板(62)上，盖板四周分别固定在直线光轴A(19)顶端，从而避免了丝杠自身在轴向上的窜动。
9.如权利要求3所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，所述的手部回转机构(8)包括圆形支柱(38)、机械爪上盖板(43)、连轴件下端轴套(44)、机械爪旋转轴轴承座(45)、圆锥滚子轴承(46)、减速电机B(47)、机械爪电机连接板(48)、连轴件上端轴套(49)和机械爪电机连轴件(50)；
圆形支柱(38)上端与滑块固定板(37)相连，其下端与机械爪电机连接板(48)和械爪旋转轴轴承座(45)依次相连，为机械爪(9)提供垂直方向上的悬吊；减速电机B(47)输出轴穿过机械爪电机连接板(48)与电机连轴件(50)和机械爪上盖板(43)依次连接，从而将电机的回转运动传递给了下端的机械爪(9)；机械爪旋转轴轴承座(45)与机械爪电机连轴件(50)之间设有圆锥滚子轴承(46)，保持回转运动的顺畅；连轴件下端轴套(44)和连轴件上端轴套(49)分别固定在圆锥滚子轴承(46)的上下两侧，防止圆锥滚子轴承(46)和电机连轴件(50)在轴向上相对位置窜动。
10.如权利要求4所述的一种轻载物料搬运机器人，其特征在于，所述的手部回转机构(8)包括圆形支柱(38)、机械爪上盖板(43)、连轴件下端轴套(44)、机械爪旋转轴轴承座(45)、圆锥滚子轴承(46)、减速电机B(47)、机械爪电机连接板(48)、连轴件上端轴套(49)和机械爪电机连轴件(50)；
圆形支柱(38)上端与滑块固定板(37)相连，其下端与机械爪电机连接板(48)和械爪旋转轴轴承座(45)依次相连，为机械爪(9)提供垂直方向上的悬吊；减速电机B(47)输出轴穿过机械爪电机连接板(48)与电机连轴件(50)和机械爪上盖板(43)依次连接，从而将电机的回转运动传递给了下端的机械爪(9)；机械爪旋转轴轴承座(45)与机械爪电机连轴件(50)之间设有圆锥滚子轴承(46)，保持回转运动的顺畅；连轴件下端轴套(44)和连轴件上端轴套(49)分别固定在圆锥滚子轴承(46)的上下两侧，防止圆锥滚子轴承(46)和电机连轴件(50)在轴向上相对位置窜动。
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