CN108972511A - 一种码垛机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种码垛机器人及其使用方法，属于机器人技术领域。该码垛机器人包括：支撑座、腰座机构、机械摆臂机构、连杆机构和手腕组件机构；所述腰座机构位于支撑座的上方，并通过旋转副与支撑座连接，能够绕旋转副的回转轴S进行旋转，所述回转轴S与水平面垂直；所述机械摆臂机构的一端与腰座机构活动连接，另一端与手腕组件机构活动连接；所述连杆机构的一端与腰座机构活动连接，另一端与手腕组件机构活动连接；所述机械摆臂机构和连杆机构组合成带动手腕组件机构运动的平行四边形结构，使手腕组件机构保持水平或者倾斜面运动。本发明能够保证按要求的轨迹进行空间码垛搬运作业，且运动轨迹灵活多变，具有输出柔性。

Description

一种码垛机器人及其使用方法

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种码垛机器人及其使用方法。

背景技术

制造行业随着我国经济的快速增长，进入了一个高速发展的阶段，需要将物品整齐、规则的码放或者转移的场合与日俱增，现有的一些机械结构比较复杂，而且体积大，虽然通用性大，但针对性不佳，码垛运行时程序控制复杂，制造、加工成本高，其平衡装置也比较笨重，所占空间大，安装难度较大，需要反复调试，因此有必要予以改进。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种码垛机器人及其使用方法，结构简单，安装简单，码垛效率高，精度高，且动作灵活的码垛机器人。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种码垛机器人，包括支撑座、腰座机构、机械摆臂机构、连杆机构和手腕组件机构；

所述腰座机构位于支撑座的上方，并通过旋转副与支撑座连接，能够绕旋转副的回转轴S进行旋转，所述回转轴S与水平面垂直；

所述机械摆臂机构的一端与腰座机构活动连接，另一端与手腕组件机构活动连接；

所述连杆机构的一端与腰座机构活动连接，另一端与手腕组件机构活动连接；

所述机械摆臂机构和连杆机构组合成带动手腕组件机构运动的平行四边形结构，使手腕组件机构保持水平或者倾斜面运动。

所述机械摆臂机构包括A机械摆臂机构和B机械摆臂机构；

在所述腰座机构的上方连接有旋转副；在所述旋转副上设置有铰链接部件；所述铰链接部件与所述A机械摆臂机构的底部连接，所述A机械摆臂机构能够通过旋转副绕该旋转副的回转轴L进行旋转；

所述A机械摆臂机构的底部同时还与平衡器连接；

所述B机械摆臂机构的一端通过铰链接部件与A机械摆臂机构的上端连接；另一端通过销部件与手腕组件机构连接。

所述连杆机构的一端与腰座机构连接，并能够相对于腰座机构进行旋转，其旋转轴与旋转轴L平行；

所述连杆机构的中部与A机械摆臂机构的上端连接，另一端与手腕组件机构连接；

所述连杆机构包括A连接杆，三角辅助架和B连接杆；

所述A连接杆的底部通过销部件与位于平衡器上方的支撑板连接，A连接杆的上部通过销部件与三角辅助架的一个端顶点连接，所述三角辅助架的中间顶点通过销部件与A机械摆臂机构的上端连接；

所述B连接杆的一端通过销部件与三角辅助架的另一个端顶点连接，B连接杆的另一端通过销部件与手腕组件机构进行连接。

所述平衡器包括缸体、活塞杆、弹簧部件、顶部法兰、底部法兰和滑动轴承套；

所述缸体外壁的两侧设置有轴承安装孔，在轴承安装孔内安装有轴承，两个轴承的中心轴线的连线为AX1，所述缸体能够通过该两个轴承进行旋转；

所述弹簧部件包括外盘弹簧和内盘弹簧，两者的直径依次减小；

在所述缸体的一端安装有法兰安装座，在法兰安装座内固定安装有顶部法兰，在缸体的另一端安装有底部法兰；

在所述顶部法兰和所述底部法兰的径向上从外向内均设有两个弹簧安装台阶，外盘弹簧和内盘弹簧的端部依次安装在两个弹簧安装台阶上；

所述滑动轴承套安装在所述内盘弹簧的内腔中，所述活塞杆与所述滑动轴承套连接；

所述活塞杆的一端与底部法兰的中部通过销钉固定连接，所述底部法兰随活塞杆一起移动；所述活塞杆的自由端从缸体伸出；

未使用状态下的外盘弹簧和内盘弹簧均处于未拉紧状态，不产生作用力。

在所述平衡器的缸体的下方的腰座机构上设有呈半包围状的类弧形支撑机构，当缸体通过两个轴承进行旋转时，如果缸体的一端碰到该类弧形支撑机构，则缸体停止旋转。

所述平衡器安装在所述腰座机构的回转轴径向的外侧，且比腰座机构与支撑座之间的旋转副的回转轴S更靠近所述支撑座后侧的位置；

在所述腰座机构上设有第一安装部和第二安装部；所述第一安装部和第二安装部位于所述腰座机构与支撑座之间的旋转副的回转轴S的一侧；

所述平衡器的两个轴承均安装在第一安装部上，平衡器能够绕旋转轴AX1进行旋转；

所述第二安装部为销钉连接轴，其中心轴线为AX2,所述平衡器的活塞杆的自由端上设有环、A机械摆臂机构的底部设有环，两个环分别穿在所述销钉连接轴上，当A机械摆臂机构绕旋转轴L旋转时，通过销钉连接轴带动活塞杆，进而带动平衡器绕AX1进行旋转，同时对活塞杆产生拉力，活塞杆带动底部法兰移动，使外盘弹簧和内盘弹簧均处于压缩状态，平衡器对A机械摆臂机构产生反作用力。

在所述腰座机构上方设置有第一连接部、第二连接部、第三连接部；

在第一连接部内安装有第一伺服电机和与第一伺服电机连接的第一伺服马达，其控制A机械摆臂机构绕轴线L旋转；

在第二连接部内安装有第二伺服电机和与第二伺服电机连接的第二伺服马达，其控制腰座机构绕回转轴S旋转；

在第三连接部内安装有第三伺服电机和与第三伺服电机连接的第三伺服马达，其控制B机械摆臂机构绕轴线U旋转；

所述旋转轴L、轴线U、AX1、AX2平行，且均与回转轴S垂直。

所述第一连接部位于腰座机构上方、回转轴S的前方、A机械摆臂机构右侧的位置；

所述第二连接部位于腰座机构上方、回转轴S径向的外侧的位置；

所述第三连接部位于腰座机构上方、回转轴S的前方、A机械摆臂机构上端的位置；

所述第一安装部和第二安装部位于腰座机构上方，且位于第二连接部左面。

所述手腕组件机构的底部与法兰盘连接；

所述法兰盘通过旋转副连接在手腕组件机构的端部，能够绕该旋转副的回转轴进行旋转；

所述支撑座通过地脚螺栓直接固定在工位上。

所述码垛机器人的使用方法如下：

(1)通过支撑座对码垛机器人整体进行固定；

(2)将机械摆臂机构和连杆机构转动到指定的工作位置：通过腰座机构上面的第二伺服马达带动腰座机构绕回转轴S进行回转运动，旋转至需要的工作位置后，第一伺服马达带动A机械摆臂机构绕其轴线L进行回转运动，同时A机械摆臂机构带动平衡器运动，第三伺服马达带动B机械摆臂机构绕轴线U进行回转运动，到达指定的工作位置；

(3)由手腕组件机构对所需要连接的机械装置进行角度调节，调节到所需要的工作角度后，开始码垛工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本码垛机器人在工业生产过程中是执行大批量工件、包装件的抓取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品。随着我国机器人行业的不断发展，技术和研究领域到达了一定水平，本码垛机器人技术水平也得到了快速发展。

本码垛机器人具有机械臂结构简单，体积小，通用性强，所述手腕组件机构抓持待码放的货物后，可通过各部件实现多自由度的运动，将所述货物码放在指定的位置，从而避免人工搬运和码放，减小人力成本，降低劳动强度，且可自动实现码垛，提高码垛效率，且通过对各个电机的控制可精确控制被码放的货物的位置，提高码垛的精度，与现有技术相比，本发明采用腰座机构、连杆结构和手腕组件机构相配合，保证能按要求的轨迹进行空间码垛搬运作业，且运动轨迹灵活多变，具有输出柔性。

本发明具有承载能力强、精确控制、操作简单的优点，应用前景十分广阔。

附图说明

图1-1是实施方式涉及的机器人的立体图。

图1-2是图1-1中的部件12处的局部放大图。

图2A-1是示出实施方式涉及的机器人的结构的左侧视图。

图2A-2是图2A-1中的部件12处的局部放大图。

图2B是实施方式涉及的平衡器所起到的效果的示意图。

图3是实施方式涉及的机器人的主视图。

图4A是图2A-1所示的P1部周围的透视图。

图4B是图4A所示的P1部周围的沿箭头A观察的透视图。

图4C是实施方式涉及的机器人的俯视图。

图5是平衡器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1-1至图4C所示，本发明是一种码垛机器人10，包括支撑座11、腰座机构12、机械摆臂机构13A、机械摆臂机构13B、平衡器14、连杆机构15、手腕组件机构16、法兰盘17。

所述腰座机构12通过旋转副与支撑座11连接成能够绕规定的回转轴回转的部件；所述机械摆臂机构13A通过与腰座机构12连接成能够绕规定的旋转轴旋转；所述平衡器14分别与腰座机构12和机械摆臂机构13A连接；所述机械摆臂机构13B分别与机械摆臂机构13A和手腕组件机构16连接；所述连杆机构15分别与腰座机构12和手腕组件机构16连接；所述法兰盘17通过旋转副连接在手腕组件机构16连接成能够绕规定的回转轴回转，可根据实际要求安装不同的执行装置。连杆机构15、手腕组件机构16采用的是滚动部件进行连接，摩擦的系数较低，传递力的效率高；采用类似简支梁形状的结构，可以具有良好的力学性能，延长使用寿命；可以实现电机转角到大臂摆角大比数的减速传动，避免使用RV减速机，使得机器人关节结构简单，制造难度降低，制造成本减少。

所述支撑座11通过地脚螺栓31直接固定在工位上，便于固定与安装。

所述腰座机构12通过旋转副连接在支撑座11上，且能够绕规定的回转轴回转，所述腰座机构12底部安装有用于连接支撑座11的第二连接部，在所述第二连接部中安装有第二伺服电机G2，该伺服电机提供能够绕规定的回转轴回转的旋转驱动力，所述腰座机构12底部安装有用于连接平衡器14的第一连接部，以便能够以可旋转的方式与所述机械摆臂机构13A进行连接，在所述第一连接部中安装有第一伺服电机G1，该伺服电机提供所述机械摆臂机构13A的旋转驱动力，所述机械摆臂机构13A上部安装有用于连接机械摆臂机构13B的第三连接部，以便能够以可旋转的方式与所述机械摆臂机构13A进行连接，在所述第三连接部中安装有第三伺服电机G3，该伺服电机提供所述机械摆臂机构13B的旋转驱动力，所述伺服电机G1、G2、G3以能够传递动力的方式与所述安装部的平衡器连接，即机械摆臂机构与伺服电机连接的同时，机械摆臂机构又与平衡器连接。

所述机械摆臂机构13A底部与所述腰座机构12进行铰链接，所述机械摆臂机构13B与连杆机构15连接成用于保持手腕组件机构16运动的平行四边形装置。

所述平衡器14安装于所述腰座机构12，并且配置于比所述腰座机构12靠回转径向外侧、且比腰座机构与支撑座之间的旋转轴S靠所述支撑座11后侧的位置。

所述平衡器14与机械摆臂机构13A连接，机械摆臂机构13A能够拉动平衡器轴作运动以压缩或释放弹簧部件由此将能量储存到弹簧部件中或从弹簧部件中释放，以用于平衡因机械臂的重力负载而引起的旋转力矩。

所述连杆机构15包括A连接杆15a，三角辅助架15b和C连接杆16c，并且A连接杆15a与腰座机构12进行铰链接，三角辅助架15b与机械摆臂机构13A进行铰链接，而且还是A连接杆和C连接杆进行连接的重要部件，C连接杆通过销部件与手腕组件机构16进行连接。

所述手腕组件机构16通过与连杆机构15和机械摆臂机构13B的连接，使手腕组件机构16能够始终保持平动，不仅可以保持水平运动，还可以保持倾斜面运动。

所述法兰盘17通过旋转副连接在手腕组件机构16的平动保持器上，根据实际需要安装不同的末端执行器，由伺服电机G4控制，通过编程实现在竖直方向的转动。

图1-1和图1-2是实施方式涉及的机器人10的三维立体图。为了便于说明，机器人10的动态旋转位置和姿势处于图1-1所示的状态，便于对机器人10的各部分的位置关系进行说明。

所述，在图1-1中，为了帮助理解和说明，将沿竖直向上作为正方向的Z轴在内的三维直角坐标系。同时该直角坐标系有时也在用于以下说明的其他附图中示出。并且，在本实施方式中，X轴的正方向是指机器人10的前方。

所述，如图1-1和图1-2所示，机器人10是重载搬运型。具体来说，机器人10具备支撑座11、腰座机构12、机械摆臂机构13A、机械摆臂机构13B、平衡器14、连杆机构15、手腕组件机构16、法兰盘17。

另外，连杆机构15具备A连接杆15a，B三角辅助架15b和C连接杆15c。A连接杆15a是连杆机构15的一个例子，三角辅助架15b是连杆机构15的一个例子，C连接杆15c是连杆机构15的一个例子。

所述支撑座11是固定在地面等的支承基座。腰座机构12以能够回转的方式置于支撑座11上。

另外，机械摆臂机构13A能够相对于腰座机构12进行旋转，具体如下：在机械摆臂机构13A底部设有旋转机构，腰座机构12带动机械臂机构13A旋转，同时机械臂机构13A还利用旋转机构相对腰座机构进行旋转。

另外，连杆机构15能够相对于腰座机构12进行旋转。

另外，三角辅助架15b能够相对于A连接杆15a旋转，C连接杆15c能够相对于三角辅助架15b旋转，该旋转是通过销部件连接实现的。

另外，手腕组件机构16以能够旋转的方式设置于连杆机构15和机械摆臂机构13B的末端部。

另外，法兰盘17能够相对于该手腕组件机构16旋转。

对于该机器人10的结构，图2A-1和图2A-2是示出实施方式涉及的机器人10的结构的左侧视图。

所述如图2A-1和图2A-2所示，腰座机构12相对于支撑座11以能够绕回转轴S回转的方式连接，如图2A-1中的箭头201所示。

另外，连杆机构15相对于支撑座11以能够绕回转轴S回转的方式连接(即随腰座机构一同旋转)。

另外，A连接杆15a相对于平衡器14连接成基端部能够绕与轴L平行的轴U旋转，如图2A-1中的箭头203所示。并且，A连接杆15a在成为原点的旋转位置(参照轴U的旋转中心)进行机械摆臂机构13A向前方侧伸展的动作。

另外，三角辅助架15b和C连接杆15c相对于机械摆臂机构13A的末端部连接成基端部能够绕与轴L大致平行的轴U旋转，如图2A-1中的箭头203所示。并且，三角辅助架15b和C连接杆15c在成为原点的旋转位置(参照轴U的旋转中心)进行机械摆臂机构13A向前方侧伸展的动作。

另外，如图2A-1所示，机械摆臂机构13A相对于腰座机构12连接成基端部能够绕与回转轴S大致垂直的轴L旋转，如图2A-1中的箭头202所示。

另外，法兰盘17相对于手腕组件机构16的末端部连接成能够绕与轴R旋转的，如图2A-1中的箭头205所示。

所述如图2A-2所示，对于平衡器14，平衡器14的基端部被安装于腰座机构12的第一安装部12a和第二安装部12b。

如图5所示，平衡器14包括缸体、活塞杆、弹簧部件、法兰和滑动轴承套，所述弹簧部件包括外盘弹簧和内盘弹簧，在平衡器14缸体两侧设置有轴承安装孔；法兰安装在平衡器14缸体内的法兰安装座内，法兰上设置有两个弹簧安装台阶，外盘弹簧和内盘弹簧一端以未受力的状态依次安装在平衡器14缸体内法兰的两个弹簧安装台阶上，滑动轴承套装插在内盘弹簧圈内，活塞杆与滑动轴承套连接，活塞杆的一端与底部法兰连接，带动底部法兰一起运动。活塞杆伸出缸体的一端与机械摆臂机构13A连接。未使用状态下的弹簧部件处于未拉紧状态，不产生作用力；当机器人的机械臂机构运动时，对活塞杆产生拉力，活塞杆带动底部法兰移动，使外盘弹簧和内盘弹簧处于压缩状态，对机械臂机构产生反作用力，以此保证机器人的平衡。

另外，平衡器14在第一安装部12a被安装成能够绕与轴L平行的轴AX1旋转的，如图2A-2中的箭头207所示。

另外，平衡器14在第二安装部12b被安装在能使机械摆臂机构13A绕轴L旋转的连接轴AX2处，连接轴AX2是一个专门的销钉连接轴，而且平衡器14a的活塞杆的自由端与机械摆臂机构13A通过销钉连接轴进行连接的，如图2A-2中的箭头208所示。

并且，轴AX1是第一支承轴(用于支承14)的一个例子，轴AX2是第二支承轴的一个例子。

在此，如图2A-2所示，第一安装部12a配置在比腰座机构12的重要部位靠回转径向内侧的位置，并且配置在比轴L靠支撑座11上侧的位置。即，第一安装部12a形成为在比腰座机构12靠机器人10的后方侧的位置安装平衡器14的基端部。

下面对于这样安装的平衡器14所起到的效果进行说明。图2B是实施方式涉及的平衡器14所起到的效果的示意图。并且，在图2B中，使用表示关节的附图标号，在上一级示意性地示出了使机械摆臂机构13A立起的状态的机器人10，在下一级示意性地示出了使机械摆臂机构13A向后方倒伏的状态的机器人10。

如图2B所示，平衡器14的基端部借助于腰座机构12靠机器人10的后方侧的位置，由此，能够使机械摆臂机构13A向后方在更大的范围内倒伏(参照图2B中的箭头211)。这是因为，利用平衡器14，对向后方倒伏的机械摆臂机构13A作用有从下方支承的力。此处平衡器下方有呈半包围状的类弧形支撑机构，该机构位于平衡器14的下方，呈半包围状的类弧形支撑机构，能够有效的限制平衡器的活动范围，并为其提供足够的支撑力。

由此，在进行搬运作业时，能够提高机器人10所能够采取的姿势的自由度。另外，在搬运机器人10时，能够使机器人10采取更紧凑的姿势、即能够紧凑地折叠，因此能够减小搬运容积。

另外，通过像这样安装平衡器14，与安装以往形态的弹簧式的平衡器的情况相比，不容易导致占地面积增大的问题。即，能够减小占地面积而节省空间。

接下来，对腰座机构12周围的结构详细地进行说明。图3是实施方式涉及的机器人10的主视图。另外，图4A是腰座机构12周围的沿箭头A观察的图。

如图3所示，机器人10还具备：腰座机构12具备收纳伺服电机G1的第一连接部，其提供使机械摆臂机构13A绕轴L旋转的旋转驱动力；和伺服电机G1，其以能够进行动力传递的方式与该伺服马达M1连接。

并且，腰座机构12具备收纳伺服电机G2的第二连接部，以便以能够旋转的方式与支撑座11连接。因此，在连接部中还支承有与伺服电机G2连接的伺服马达M2。

另外，机械摆臂机构13A具备收纳伺服电机G3的第三连接部,以便以能够旋转的方式与机械摆臂机构13B连接。因此，在连接部中还支承有与伺服电机G3连接的伺服马达M3。

并且，腰座机构12是铸件，第二连接部和第三连接部与该腰座机构12形成为一体。

另外，前述的第一安装部、第二安装部也从第二连接部和第三连接部的一侧开始在机械摆臂机构13A的下方与轴L大致平行地延伸，且以在比机械摆臂机构13A靠延伸方向侧(参照图中的Y轴的负方向侧)的位置与平衡器14的基端部连接的方式一体地形成于腰座机构12。

所述图4A是图2A-1所示的P1部周围的透视图。

另外，图4B是图4A所示的P1部周围的沿箭头A观察的透视图。

另外，图4C是实施方式涉及的机器人10的俯视图。

本发明码垛机器人的工作过程如下：

本机器人的基本运行过程，由支撑座对机器人整体进行固定，能够保正机器人在运行过程中的正常工作，腰座机构可以带动机器人整体沿S轴进行回转运动，旋转至需要的工作位置，伺服马达M1可以带动机械摆臂机构13A绕L轴进行回转运动，伺服马达M2可以带动腰座机构绕S轴进行回转运动，伺服马达M3可以带动机械摆臂机构13B绕U轴进行回转运动，同时平衡器带动连杆机构，与伺服马达M1和伺服马达M3进行配合运动，以此来保证机械摆臂机构和连杆机构即能准确无误到达指定的工作位置，又能提供工作过程中所需要的机械强度，到达指定工作位置后，由手腕组件机构对所需要连接的机构装置进行角度调节，调节到所需要的工作角度，即可开始码垛工作。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种码垛机器人，其特征在于：所述码垛机器人包括：支撑座、腰座机构、机械摆臂机构、连杆机构和手腕组件机构；

所述腰座机构位于支撑座的上方，并通过旋转副与支撑座连接，能够绕旋转副的回转轴S进行旋转，所述回转轴S与水平面垂直；

所述机械摆臂机构的一端与腰座机构活动连接，另一端与手腕组件机构活动连接；

所述连杆机构的一端与腰座机构活动连接，另一端与手腕组件机构活动连接；

所述机械摆臂机构和连杆机构组合成带动手腕组件机构运动的平行四边形结构，使手腕组件机构保持水平或者倾斜面运动。

2.根据权利要求1所述的码垛机器人，其特征在于：所述机械摆臂机构包括A机械摆臂机构和B机械摆臂机构；

在所述腰座机构的上方连接有旋转副；在所述旋转副上设置有铰链接部件；所述铰链接部件与所述A机械摆臂机构的底部连接，所述A机械摆臂机构能够通过旋转副绕该旋转副的回转轴L进行旋转；

所述A机械摆臂机构的底部同时还与平衡器连接；

所述B机械摆臂机构的一端通过铰链接部件与A机械摆臂机构的上端连接；另一端通过销部件与手腕组件机构连接。

3.根据权利要求2所述的码垛机器人，其特征在于：所述连杆机构的一端与腰座机构连接，并能够相对于腰座机构进行旋转，其旋转轴与旋转轴L平行；

所述连杆机构的中部与A机械摆臂机构的上端连接，另一端与手腕组件机构连接；

所述连杆机构包括A连接杆，三角辅助架和B连接杆；

所述A连接杆的底部通过销部件与位于平衡器上方的支撑板连接，A连接杆的上部通过销部件与三角辅助架的一个端顶点连接，所述三角辅助架的中间顶点通过销部件与A机械摆臂机构的上端连接；

所述B连接杆的一端通过销部件与三角辅助架的另一个端顶点连接，B连接杆的另一端通过销部件与手腕组件机构进行连接。

4.根据权利要求3所述的码垛机器人，其特征在于：所述平衡器包括缸体、活塞杆、弹簧部件、顶部法兰、底部法兰和滑动轴承套；

所述缸体外壁的两侧设置有轴承安装孔，在轴承安装孔内安装有轴承，两个轴承的中心轴线的连线为AX1，所述缸体能够通过该两个轴承进行旋转；

所述弹簧部件包括外盘弹簧和内盘弹簧，两者的直径依次减小；

在所述缸体的一端安装有法兰安装座，在法兰安装座内固定安装有顶部法兰，在缸体的另一端安装有底部法兰；

在所述顶部法兰和所述底部法兰的径向上从外向内均设有两个弹簧安装台阶，外盘弹簧和内盘弹簧的端部依次安装在两个弹簧安装台阶上；

所述滑动轴承套安装在所述内盘弹簧的内腔中，所述活塞杆与所述滑动轴承套连接；

所述活塞杆的一端与底部法兰的中部通过销钉固定连接，所述底部法兰随活塞杆一起移动；所述活塞杆的自由端从缸体伸出；

未使用状态下的外盘弹簧和内盘弹簧均处于未拉紧状态，不产生作用力。

5.根据权利要求4所述的码垛机器人，其特征在于：在所述平衡器的缸体的下方的腰座机构上设有呈半包围状的类弧形支撑机构，当缸体通过两个轴承进行旋转时，如果缸体的一端碰到该类弧形支撑机构，则缸体停止旋转。

6.根据权利要求5所述的码垛机器人，其特征在于：所述平衡器安装在所述腰座机构的回转轴径向的外侧，且比腰座机构与支撑座之间的旋转副的回转轴S更靠近所述支撑座后侧的位置；

在所述腰座机构上设有第一安装部和第二安装部；所述第一安装部和第二安装部位于所述腰座机构与支撑座之间的旋转副的回转轴S的一侧；

所述平衡器的两个轴承均安装在第一安装部上，平衡器能够绕旋转轴AX1进行旋转；

所述第二安装部为销钉连接轴，其中心轴线为AX2,所述平衡器的活塞杆的自由端上设有环、A机械摆臂机构的底部设有环，两个环分别穿在所述销钉连接轴上，当A机械摆臂机构绕旋转轴L旋转时，通过销钉连接轴带动活塞杆，进而带动平衡器绕AX1进行旋转，同时对活塞杆产生拉力，活塞杆带动底部法兰移动，使外盘弹簧和内盘弹簧均处于压缩状态，平衡器对A机械摆臂机构产生反作用力。

7.根据权利要求6所述的码垛机器人，其特征在于：在所述腰座机构上方设置有第一连接部、第二连接部、第三连接部；

在第一连接部内安装有第一伺服电机和与第一伺服电机连接的第一伺服马达，其控制A机械摆臂机构绕轴线L旋转；

在第二连接部内安装有第二伺服电机和与第二伺服电机连接的第二伺服马达，其控制腰座机构绕回转轴S旋转；

在第三连接部内安装有第三伺服电机和与第三伺服电机连接的第三伺服马达，其控制B机械摆臂机构绕轴线U旋转；

所述旋转轴L、轴线U、AX1、AX2平行，且均与回转轴S垂直。

8.根据权利要求7所述的码垛机器人，其特征在于：所述第一连接部位于腰座机构上方、回转轴S的前方、A机械摆臂机构右侧的位置；

所述第二连接部位于腰座机构上方、回转轴S径向的外侧的位置；

所述第三连接部位于腰座机构上方、回转轴S的前方、A机械摆臂机构上端的位置；

所述第一安装部和第二安装部位于腰座机构上方，且位于第二连接部左面。

9.根据权利要求1至8任一所述的码垛机器人，其特征在于：所述手腕组件机构的底部与法兰盘连接；

所述法兰盘通过旋转副连接在手腕组件机构的端部，能够绕该旋转副的回转轴进行旋转；

所述支撑座通过地脚螺栓直接固定在工位上。

10.权利要求1至9任一所述的码垛机器人的使用方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)通过支撑座对码垛机器人整体进行固定；

(2)将机械摆臂机构和连杆机构转动到指定的工作位置：通过腰座机构上面的第二伺服马达带动腰座机构绕回转轴S进行回转运动，旋转至需要的工作位置后，第一伺服马达带动A机械摆臂机构绕其轴线L进行回转运动，同时A机械摆臂机构带动平衡器运动，第三伺服马达带动B机械摆臂机构绕轴线U进行回转运动，到达指定的工作位置；

(3)由手腕组件机构对所需要连接的机械装置进行角度调节，调节到所需要的工作角度后，开始码垛工作。