CN109159111A - 一种分拣码放机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分拣码放机械臂，该分拣码放机械臂包括：机座、旋转手臂、水平手臂、竖直手臂与抓取机构；旋转手臂安装于机座；水平手臂安装于旋转手臂；竖直手臂安装于水平手臂；抓取机构安装于竖直手臂。本发明的技术方案是通过机座将旋转手臂进行固定，用户在利用机械臂进行物料抓取时，可通过旋转手臂旋转角度，并利用水平手臂进行水平移动以使抓取机构位于物料上方，进而通过竖直手臂调整抓取机构的高度以便于准确抓取物料，能够有效的提高物料抓取的精准度及稳定性，具有较好的实用性，且其成本较低、操作简单，具有较好的用户体验度。

Description

一种分拣码放机械臂

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种分拣码放机械臂。

背景技术

机械臂作为一种模仿人手的机械结构，例如平面多关节机器人、码垛机等，其在工业制造、医学治疗、娱乐服务、半导体制造等多个领域均得到了广泛的应用。但是，现有的机械臂存在物料抓取准确度低、抓取范围窄，操作繁琐、稳定性差等缺点。

如申请号为201721588672.4的中国专利公开了一种可升降的机械臂结构，其包括机械臂、机械臂平移板与机械臂横向梁。机械臂与机械臂横向梁水平设置，并相互垂直。机械臂横向梁通过机械臂升降机构安装在机械臂支撑柱上。机械臂平移板通过机械臂横向平移机构安装在机械臂横向梁上，使得机械臂平移板能够沿着机械臂横向梁进行平移。机械臂通过机械臂纵向平移机构安装在机械臂平移板上，使得机械臂能够进行纵向伸缩。

上述现有技术所提供的机械臂机构仅能够使其在水平方向与竖直方向上进行移动以抓取物料，其仅能抓取某一固定角度范围内的物料，其准确度低，抓取范围较小，严重影响了其使用性能。因此，目前急需解决的问题在于：

如何提高机械臂抓取码放物料的精准度，同时扩大机械臂的抓取范围以避免其仅能抓取某一固定角度范围内物料的缺陷，以及简化物料的分拣码放过程，提高其操作性能。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种分拣码放机械臂，该分拣码放机械臂包括：机座、旋转手臂、水平手臂、竖直手臂与抓取机构；上述旋转手臂安装于上述机座；上述水平手臂安装于上述旋转手臂；上述竖直手臂安装于上述水平手臂；上述抓取机构安装于上述竖直手臂。

进一步的，上述旋转手臂包括旋转伺服电机与板组件，上述旋转伺服电机连接于上述机座，上述旋转伺服电机安装于上述板组件内部；上述板组件与上述水平手臂相连接。

进一步的，上述机座与上述旋转伺服电机通过轴承相连接。

进一步的，上述板组件包括竖直板与水平板；上述竖直板与上述水平手臂相连接，上述竖直板固定安装于上述水平板之上；上述水平板活动安装于上述机座。

进一步的，上述水平手臂包括水平伺服电机与直线模组；上述直线模组与上述旋转手臂相连接；上述水平伺服电机固定安装于上述直线模组。

进一步的，上述直线模组包括：导向块、滚珠丝杠与第一机座板；上述导向块连接于上述旋转手臂；上述滚珠丝杠通过联轴器连接于上述水平伺服电机；上述水平伺服电机固定安装于上述第一机座板。

进一步的，上述竖直手臂包括竖直伺服电机、摆臂机构、第二机座板；上述第二机座板固定安装于上述直线模组；上述竖直伺服电机固定安装于上述第二机座板；上述摆臂机构与上述竖直伺服电机相连接。

进一步的，上述摆臂机构包括：第一摆臂、第二摆臂、第一摆轴、第二摆轴、第一连接架、第二连接架与第三连接架，上述第一摆臂连接于上述竖直伺服电机；上述第一摆轴连接于上述第一摆臂；上述第一连接架与上述第一摆轴相连接；上述第一连接架安装于上述第二连接架内侧；上述第二连接架固定安装于上述直线模组；上述第二摆臂连接于上述第一连接架；上述第三连接架与上述第二摆臂相连接；上述第二摆轴的第一端连接于上述第三连接架，上述第二摆轴的第二端连接于上述第二连接架。

进一步的，上述抓取机构包括：气缸、空心电机与抓取部；上述气缸固定安装于上述第三连接架；上述空心电机固定安装于上述第三连接架；上述抓取部固定安装于上述第三连接架。

进一步的，上述抓取部包括机械爪与吸盘，上述机械爪固定安装于上述第三连接架，上述吸盘固定安装于上述第三连接架。

本发明的有益效果在于：

(1)、本发明所公开的分拣码放机械臂中旋转手臂的旋转伺服电机通过轴承与机座相连接，通过旋转手臂进行360°全方位的抓取码放，有效提高了分拣码放的范围且通过将该旋转手臂安装在机座上以有效保证了旋转手臂的运行稳定性。

(2)、本发明所公开的分拣码放机械臂中的水平手臂采用滚珠丝杠螺母副结构，使其通过滚珠丝杠与竖直手臂连接，能够有效提高水平方向移动的精准度与稳定性，有效提高分拣码放效率。

(3)、本发明所公开的分拣码放机械臂中的竖直手臂通过第一摆臂、第二摆臂、第一摆轴、第二摆轴、第一连接架、第二连接架、第三连接架等组件构成了串联平行四边形结构，其结构稳定可靠，可根据所抓取物料的大小精确调整抓取部的高度，可有效提高其物料抓取的精准度。

(4)、本发明所公开的分拣码放机械臂中的抓取部，采用机械爪与吸盘相结合，一抓一吸，稳定可靠，可用于抓取按一定方式排列的多个物料，并按一定规律进行排放，简化了物料的抓取码放过程，具有较高的实用性。

附图说明

图1为实施例一中的一种分拣码放机械臂的结构示意图；

图2为实施例一中的机座机构示意图；

图3为实施例一中的板组件结构示意图；

图4为实施例一中的竖直手臂结构示意图；

图5为实施例一中的吸盘结构示意图；

图中，1-机械爪，2-吸盘，3-抓取部，4-第一机座板，5-第三连接架，6-空心电机，7-气缸，8-竖直板，9、12、15-光轴，10-第二摆臂，11-第二摆轴,13、16、21-关节轴承，14-水平板，17-机座，18-第二连接架，19-第一连接架，20-第一摆轴，22-第一摆臂，23-竖直伺服电机，24-第二机座板，25-水平伺服电机，26-直线模组，27-旋转伺服电机，28-板组件，29-联轴器，30-轴承，31-圆筒，32-轴承安装台阶，33-导向块，34-滚珠丝杠。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

参照图1，本实施例提供了一种分拣码放的机械臂，该机械臂包括机座17、旋转手臂、水平手臂、竖直手臂以及抓取机构。其中，机座17安装在该分拣码放机械臂的最下方，起到支撑作用；该旋转手臂安装在机座的上方，且旋转手臂与机座之间是通过轴承30相连接的，以基于轴承30使机座上的旋转手臂进行360°全方位的旋转，从而有效提高该分拣码放机械臂的使用范围；水平手臂安装在旋转手臂上，且水平手臂能够在水平方向上进行移动，以便于通过水平手臂的水平移动来水平调整抓取机构所处的水平位置；竖直手臂安装在水平手臂上，且竖直手臂位于水平手臂之上，以便于通过竖直手臂调整抓取机构的高度；抓取机构安装在竖直手臂上，且该抓取机构固定在竖直手臂的一端。其工作过程为：在用户将旋转手臂旋转式安装在机座上之后，通过旋转手臂进行旋转一定角度以使竖直手臂上所固定安装的抓取机构与待抓取的物料处于同一角度；进而，通过旋转手臂上方所活动式安装的水平手臂进行水平移动该抓取机构以使抓取机构移动至该待抓取物料的正上方，以及通过调整水平手臂上的竖直手臂进行调整抓取机构与待抓取物料的垂直距离(即调整抓取机构的高度)；最终，通过该抓取机构抓取该待抓取的物料。

其中，旋转手臂的功能在于实现分拣码放机械臂进行360°全方位的旋转，以保证分拣码放机械臂可以抓取码放任意角度范围内的物料。该旋转手臂包括：旋转伺服电机27与板组件28，该旋转伺服电机27与机座17相连接，且旋转伺服电机27位于板组件28内部，旋转伺服电机27是通过轴承30与机座进行连接的，旋转伺服电机能够提供驱动力以使旋转手臂进行旋转，进而带动旋转手臂上方的水平手臂转动；板组件28与水平手臂相接，且与机座17相接触。

需要说明的是，参照图2，机座17是整个分拣码放机械臂的支撑部，是用于保证整个机械臂的稳定运行；该机座17的四角设有螺纹通孔，用于固定整个机械臂，且该机座17的上表面安装有与轴承30内圈相配合的轴承安装台阶32。

在机座17的中间形成通孔，该通孔是用于安装圆筒31。该圆筒31是采用焊接的方式与机座17相连接的，该圆筒31的内部形成槽孔，该槽孔可与旋转伺服电机27的输出轴相连接，且该槽孔的下端设置有沉头孔，通过螺钉拉紧旋转伺服电机。

需要说明的是，参照图3，旋转手臂中的板组件28包括：竖直板8与水平板14，水平板14呈方形，其水平板14活动室安装在机座17之上，且在水平板14的下端设置有用于配合轴承30外径安装的轴承安装台阶孔，在水平板的上端设有台阶孔，该台阶孔是用于配合旋转伺服电机27的定位与安装，且在水平板中间设有一个通孔，以便于旋转伺服电机27的输出轴穿过该通孔。其竖直板8固定安装在水平板的上方，且竖直板8与水平手臂相连接，其竖直板8呈梯形。

水平手臂的功能在于实现分拣码放机械臂的稳定、准确的水平移动，该水平手臂包括：水平伺服电机25与直线模组26；其直线模组26与旋转手臂相连接，且位于旋转手臂的上方；水平伺服电机25固定安装在该直线模组26上，且该水平伺服电机用于提供驱动力以使水平手臂在水平方向上进行移动。

其中，直线模组26包括：导向块33、滚珠丝杠34与第一机座板4，其水平伺服电机25固定安装在第一机座板4上；且该水平伺服电机25通过联轴器29与滚珠丝杠34相连接，其水平伺服电机25提供驱动力驱动滚珠丝杠进行水平移动以带动整个水平手臂与竖直手臂移动；整个水平手臂是通过导向块33活动式安装在旋转手臂的上方。

竖直手臂的功能在于实现分拣码放机械臂稳定、准确的在竖直方向上移动。参照图4，该竖直手臂包括：竖直伺服电机23、摆臂机构、第二机座板24，其第二机座板24固定安装在直线模组26之上，且在第二机座板24上固定安装有竖直伺服电机23，且该第二机板座呈L型；该竖直伺服电机23与摆臂机构相连接，其竖直伺服电机23用于提供驱动力驱动摆臂机构进行运行。

需要说明的是，参照图1及图4，该摆臂机构包括：第一摆臂22、第二摆臂10、第一摆轴20、第二摆轴11、第一连接架19、第二连接架18与第三连接架5。其中，第一摆臂22与竖直伺服电机23的输出轴相连接；第一摆轴20的一端与第一摆臂22之间通过关节轴承21相连接；第一摆轴20的另一端与第一连接架19通过光轴15、关节轴承16相连接，且该第一连接架19安装在第二连接架18的内侧，其第二连接架固定安装在直线模组26上。第二摆臂10的一端连接在第一连接架19，另一端与第三连接架5之间通过光轴9相连接；第二摆轴11的一端与第三连接架5之间通过关节轴承、光轴相连接，第二摆轴11的另一端与第二连接架18通过光轴12、关节轴承3相连接。

需要说明的是，参照图4，第一连接架19呈L型，且该第一连接件19由两块连接板(图4中，19-1、19-2)组成；第二连接架18包括两块连接板(图4中18-1、18-3)及一块平板(图4中18-2)；第三连接架5包括：两块连接板(图4中5-1、5-3)及一块平板(图4中5-2)。

本实施例中的抓取机构的功能在于实现物料的抓取，该抓取机构包括：气缸7、空心电机6与抓取部3，气缸7固定安装在第三连接架5之上；空心电机6固定安装在第三连接架之上，且位于气缸7的上方；抓取部3固定安装在于第三连接架5的下方。

其中，抓取部3包括：机械爪1与吸盘2(如图5所示)，机械爪1与吸盘2均可通过气缸7所提供的动力抓取或吸取物料；其机械爪1可通过空气电机所提供的电能控制机械爪的转动以实现对物料的抓取过程。

本实施例所提供的分拣码放机械臂中旋转手臂的旋转伺服电机通过轴承与机座相连接，通过旋转手臂进行360°全方位的抓取码放，有效提高了分拣码放的范围且通过将该旋转手臂安装在机座上以有效保证了旋转手臂的运行稳定性。

本实施所提供的分拣码放机械臂中的水平手臂采用滚珠丝杠螺母副结构，使其通过滚珠丝杠与竖直手臂连接，能够有效提高水平方向运动的精度与稳定性，有效提高分拣码放效率。

本实施例所提供的的分拣码放机械臂中的竖直手臂通过第一摆臂、第二摆臂、第一摆轴、第二摆轴、第一连接架、第二连接架、第三连接架等组件构成了串联平行四边形结构，其结构稳定可靠，可根据所抓取物料的大小精确调整抓取部的高度。

本实施例所提供的一种分拣码放机械臂中的抓取部，采用机械爪与吸盘相结合，一抓一吸，稳定可靠，可用于抓取按一定方式排列的多个物料，并按一定规律进行排放，具有较高的实用性。

本实施例所提供的分拣码放机械臂在提高其分家码放效率的同时简化了其分拣码放物料的操作构成，降低了其经济成本，整体结构简单，可极大的弥补市场产品的空缺，满足市场需求。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述机械臂包括机座、旋转手臂、水平手臂、竖直手臂与抓取机构；所述旋转手臂安装于所述机座；所述水平手臂安装于所述旋转手臂；所述竖直手臂安装于所述水平手臂；所述抓取机构安装于所述竖直手臂。

2.如权利要求1所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述旋转手臂包括旋转伺服电机与板组件，所述旋转伺服电机连接于所述机座，所述旋转伺服电机安装于所述板组件内部；所述板组件与所述水平手臂相连接。

3.如权利要求2所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述机座与所述旋转伺服电机通过轴承相连接。

4.如权利要求3所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述板组件包括竖直板与水平板；所述竖直板与所述水平手臂相连接，所述竖直板固定安装于所述水平板之上；所述水平板活动安装于所述机座。

5.如权利要求4所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述水平手臂包括水平伺服电机与直线模组；所述直线模组与所述旋转手臂相连接；所述水平伺服电机固定安装于所述直线模组。

6.如权利要求5所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述直线模组包括：导向块、滚珠丝杠与第一机座板；所述导向块连接于所述旋转手臂；所述滚珠丝杠通过联轴器连接于所述水平伺服电机；所述水平伺服电机固定安装于所述第一机座板。

7.如权利要求6所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述竖直手臂包括竖直伺服电机、摆臂机构、第二机座板；所述第二机座板固定安装于所述直线模组；所述竖直伺服电机固定安装于所述第二机座板；所述摆臂机构与所述竖直伺服电机相连接。

8.如权利要求7所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述摆臂机构包括：第一摆臂、第二摆臂、第一摆轴、第二摆轴、第一连接架、第二连接架与第三连接架，所述第一摆臂连接于所述竖直伺服电机；所述第一摆轴连接于所述第一摆臂；所述第一连接架与所述第一摆轴相连接，所述第一连接架安装于所述第二连接架内侧；所述第二连接架固定安装于所述直线模组；所述第二摆臂连接于所述第一连接架；所述第三连接架与所述第二摆臂相连接；所述第二摆轴的第一端连接于所述第三连接架，所述第二摆轴的第二端连接于所述第二连接架。

9.如权利要求1-8任意一项所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述抓取机构包括：气缸、空心电机与抓取部；所述气缸固定安装于所述第三连接架；所述空心电机固定安装于所述第三连接架；所述抓取部固定安装于所述第三连接架。

10.如权利要求9所述的一种分拣码放机械臂，其特征在于，所述抓取部包括机械爪与吸盘，所述机械爪固定安装于所述第三连接架，所述吸盘固定安装于所述第三连接架。