CN109732587B - 一种气动转运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转运装置，特别是涉及一种气动转运机器人。一种气动转运机器人，包括动力机构、转向单元、抓取装置和软体机器人主体，所述转向单元设有两组，两组转向单元分别固定连接在软体机器人主体的左右两端；所述抓取装置的中端穿过软体机器人主体内侧的中端，抓取装置的上端位于软体机器人主体的顶端；所述软体机器人主体、抓取装置和两组转向单元的下端皆固定连接在动力机构上，动力机构驱动控制软体机器人主体、抓取装置和两组转向单元。本发明可以解决现有对于精度要求不高的转运场合无法实现低成本转运货物的问题；可以有效提高货物转运效率，降低货物转运成本。

Description

一种气动转运机器人

技术领域

本发明涉及一种转运装置，特别是涉及一种气动转运机器人。

背景技术

随着科技的发展，机器人的作用变得越来越重要，机器人能够代替人类完成一些具有危险性或者长时间单调频繁重复的工作。在一些柔性制造生产线上如汽车整车装配生产线等，转运机器人发挥着不可替代的作用，一方面能够减小人力劳动，将人从这种低水平的工作中解放出来，还能够避免人类受到生产生活过程中的潜在危险；另一方面能够提高生产力，同时能减少失误率，保证高效高质量的生产。

目前，一些柔性制造生产线上一般用的是机械式工业机器人，这类机器人有着工作稳定精度高等优点，但对于一些对转运精度要求不太高的场合如快递的分拣，如果用目前主流的工业机器人不仅是对其精度的浪费，同时也会提高整个生产过程的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种气动转运机器人，可以解决现有对于精度要求不高的转运场合无法实现低成本转运货物的问题；可以有效提高货物转运效率，降低货物转运成本。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种气动转运机器人，包括动力机构、转向单元、抓取装置和软体机器人主体，所述转向单元设有两组，两组转向单元分别固定连接在软体机器人主体的左右两端；所述抓取装置的中端穿过软体机器人主体内侧的中端，抓取装置的上端位于软体机器人主体的顶端；所述软体机器人主体、抓取装置和两组转向单元的下端皆固定连接在动力机构上，动力机构驱动控制软体机器人主体、抓取装置和两组转向单元。

所述软体机器人主体包括软体气囊Ⅱ和气囊Ⅱ通气软管，软体气囊Ⅱ的端口I与气囊Ⅱ通气软管的一端通过接头密封连接；所述软体气囊Ⅱ的端口Ⅱ内翻并向内固定连接在软体气囊Ⅱ的端口I处，软体气囊Ⅱ的内侧构成软管通道，气囊Ⅱ通气软管的另一端连接动力机构。

所述转向单元包括软体气囊I、节气环和气囊I通气软管，所述节气环设有多个，多个节气环等间距套在软体气囊I上并与软体气囊I固定连接；所述软体气囊I固定连接在软体气囊Ⅱ的侧面上；所述软体气囊I和气囊I通气软管的一端通过接头密封连接，气囊I通气软管的另一端连接动力机构。

所述抓取装置包括吸盘和吸盘通气软管；所述吸盘通气软管的一端通过接头与吸盘密封连接；所述吸盘通气软管的中端固定连接在软体气囊Ⅱ内侧构成的软管通道内，吸盘通气软管的另一端连接动力机构。

所述动力机构包括气泵、抽气泵、输气管、气泵通气软管、四通、分气管和动力箱；所述气泵和抽气泵皆安装在动力箱内；所述气泵通气软管的两端分别密封连接在气泵和四通上；所述四通上密封连接三根分气管的一端，三根分气管上皆设有球阀；三根分气管的另一端分别通过接头与气囊Ⅱ通气软管的另一端和两个气囊I通气软管的另一端密封连接并连通；所述抽气泵密封连接输气管的一端，输气管的另一端通过接头与吸盘通气软管的另一端密封连接；所述输气管上设有球阀。

所述节气环的直径小于软体气囊I的直径。

所述吸盘的内侧设有电磁铁，电磁铁通过导线连接电源和控制开关；导线穿过软体气囊Ⅱ内侧的软管通道。

本发明的有益效果为：本发明的一种气动转运机器人，可以有效提高货物转运效率，降低货物转运成本；本发明的操作简单，灵活性好，且易于维修维护，成本较低。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)成本低：制作的主要材料为塑料，软体气囊I和软体气囊Ⅱ皆为塑料气囊；

(2)维护性好：在生产线上，如果发现机器人受损，直接可以更换，更换成本低；

(3)冲击力小：由于制作的为软体机器人，其对于被转运物件损害较小，可用于精密器件的搬运以及易碎物品的搬运；

(4)灵活性较高：通过增加不同方向的转向单元，可以转运不同方向的货物，有利于提高其对于转运环境的适应性；

(5)控制简单：只需要控制软体气囊I和软体气囊Ⅱ的气压差就可以实现软体机器人主体向各个方向的弯曲；

(6)通过布置不同角度的转向单元可以实现软体机器人主体的扭曲变形(如螺旋线)；

(7)可以在柔性生产线上广泛使用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图一；

图2是本发明的整体结构示意图二；

图3是本发明内部转向单元未充气状态示意图；

图4是本发明内部转向单元充气状态示意图；

图5是本发明转向单元与软体机器人主体结合实现转向功能原理图一；

图6是本发明转向单元与软体机器人主体结合实现转向功能原理图二；

图7是基于本发明的转运装置运载货物的示意图。

图中：软体气囊I1；节气环2；软体气囊II3；转向单元4；待转运货物5；吸盘6；吸盘通气软管7；动力机构8；抓取装置9；软体机器人主体10。

具体实施方式

下面结合附图1-7对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式一：

如图1-7所示，一种气动转运机器人，包括动力机构8、转向单元4、抓取装置9和软体机器人主体10，所述转向单元4设有两组，两组转向单元4分别固定连接在软体机器人主体10的左右两端；所述抓取装置9的中端穿过软体机器人主体10内侧的中端，抓取装置9的上端位于软体机器人主体10的顶端；所述软体机器人主体10、抓取装置9和两组转向单元4的下端皆固定连接在动力机构8上，动力机构8驱动控制软体机器人主体10、抓取装置9和两组转向单元4。所述一种气动转运机器人，在使用时，动力机构8的动力源为气源或液压源，利用气体或液体对转向单元4、抓取装置9和软体机器人主体10进行控制，利用气体控制时，在进行抓取时，首先通过动力机构8向一侧的转向单元4内部充气，通过一侧的转向单元4带动软体机器人主体10向待转运货物5的一侧倾斜，然后通过动力机构8向抓取装置9内充气控制抓取装置9对待转运货物5进行抓取工作，抓取后，通过动力机构8向软体机器人主体10的内侧充气，使得软体机器人主体10的整体直立，然后向另一侧的转向单元4内部充气，通过另一侧的转向单元4带动软体机器人主体10向另一侧倾斜，使得待转运货物5向待转运位置运动；所述转向单元4可设有多个，便于控制软体机器人主体10向多个不同的方向位置进行运动。

具体实施方式二：

如图1-7所示，所述软体机器人主体10包括软体气囊Ⅱ3和气囊Ⅱ通气软管，软体气囊Ⅱ3的端口I与气囊Ⅱ通气软管的一端通过接头密封连接；所述软体气囊Ⅱ3的端口Ⅱ内翻并向内固定连接在软体气囊Ⅱ3的端口I处，软体气囊Ⅱ3的内侧构成软管通道，气囊Ⅱ通气软管的另一端连接动力机构8。

所述软体机器人主体10在使用时，可以通过动力机构8向气囊Ⅱ通气软管内部充气并通过气囊Ⅱ通气软管向软体气囊Ⅱ3的内部充气，使得软体气囊Ⅱ3的长度发生改变，便于配合两个转向单元4进行待转运货物5的转运工作。

具体实施方式三：

如图1-7所示，所述转向单元4包括软体气囊I1、节气环2和气囊I通气软管，所述节气环2设有多个，多个节气环2等间距套在软体气囊I1上并与软体气囊I1固定连接；所述软体气囊I1固定连接在软体气囊Ⅱ3的侧面上；所述软体气囊I1和气囊I通气软管的一端通过接头密封连接，气囊I通气软管的另一端连接动力机构8。

所述转向单元4在使用时，软体气囊I1在一般气压下不会发生弹塑性变形，保证了软体气囊I1的容积不变，由于节气环2直径小于软体气囊I1，当动力机构8通过气囊I通气软管向软体气囊I1中充气时，软体气囊I1的截面积变大，由于容积不变，因此软体气囊I1的长度将会缩短，进而通过缩短的软体气囊I1带动软体气囊Ⅱ3发生倾斜，从而通过与抓取装置9的配合对不同位置的待转运货物5进行抓取或卸放。

具体实施方式四：

如图1-7所示，所述抓取装置9包括吸盘6和吸盘通气软管7；所述吸盘通气软管7的一端通过接头与吸盘6密封连接；所述吸盘通气软管7的中端固定连接在软体气囊Ⅱ3内侧构成的软管通道内，吸盘通气软管7的另一端连接动力机构8。所述抓取装置9在使用时，动力机构8可以通过吸盘通气软管7抽气，吸盘通气软管7配合吸盘6将待转运货物5进行抓取并保证货物稳定，而当动力机构8停止抽气时，便于对待转运货物5进行卸放工作。

具体实施方式五：

如图1-7所示，所述动力机构8包括气泵、抽气泵、输气管、气泵通气软管、四通、分气管和动力箱；所述气泵和抽气泵皆安装在动力箱内；所述气泵通气软管的两端分别密封连接在气泵和四通上；所述四通上密封连接三根分气管的一端，三根分气管上皆设有球阀；三根分气管的另一端分别通过接头与气囊Ⅱ通气软管的另一端和两个气囊I通气软管的另一端密封连接并连通；所述抽气泵密封连接输气管的一端，输气管的另一端通过接头与吸盘通气软管7的另一端密封连接；所述输气管上设有球阀。所述动力机构8在使用时，可以通过气泵来控制一个气囊Ⅱ通气软管和两个气囊I通气软管是否进行充气工作，从而控制两个转向单元4和一个软体机器人主体10的工作；所述抽气泵通过输气管控制抓取装置9的工作。

所述节气环2的直径小于软体气囊I1的直径。可通过改变转向单元4上连接的节气环2的数目来改变其占空比，实现软体气囊I1不同程度的弯曲。

所述转向单元4的节气环2还可以采用小口径的空心管段代替，由于空心管段与软体气囊I1之间的摩擦力的作用，可以不采取例如胶粘等方式进行连接，直接将空心管段空套在软体气囊I1上，同时可以方便调整空心管间距，实现软体气囊II3不同曲率的弯曲。

具体实施方式六：

如图1-7所示，所述吸盘6的内侧设有电磁铁，电磁铁通过导线连接电源和控制开关；导线穿过软体气囊Ⅱ3内侧的软管通道。

所述转向单元4的软体气囊I1与软体机器人主体10的软体气囊II3皆采用密封性能好，防爆性能好的软体材料支撑，均可实现本装置的转运功能。

本发明的工作原理为：所述一种气动转运机器人，在使用时，动力机构8的动力源为气源或液压源，利用气体或液体对转向单元4、抓取装置9和软体机器人主体10进行控制，利用气体控制时，在进行抓取时，首先通过动力机构8向一侧的转向单元4内部充气，通过一侧的转向单元4带动软体机器人主体10向待转运货物5的一侧倾斜，然后通过动力机构8向抓取装置9内充气控制抓取装置9对待转运货物5进行抓取工作，抓取后，通过动力机构8向软体机器人主体10的内侧充气，使得软体机器人主体10的整体直立，然后向另一侧的转向单元4内部充气，通过另一侧的转向单元4带动软体机器人主体10向另一侧倾斜，使得待转运货物5向待转运位置运动；所述转向单元4可设有多个，便于控制软体机器人主体10向多个不同的方向位置进行运动。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种气动转运机器人，包括动力机构(8)、转向单元(4)、抓取装置(9)和软体机器人主体(10)，其特征在于：所述转向单元(4)设有两组，两组转向单元(4)分别固定连接在软体机器人主体(10)的左右两端；所述抓取装置(9)的中端穿过软体机器人主体(10)内侧的中端，抓取装置(9)的上端位于软体机器人主体(10)的顶端；所述软体机器人主体(10)、抓取装置(9)和两组转向单元(4)的下端皆固定连接在动力机构(8)上，动力机构(8)驱动控制软体机器人主体(10)、抓取装置(9)和两组转向单元(4)；

所述软体机器人主体(10)包括软体气囊Ⅱ(3)和气囊Ⅱ通气软管，软体气囊Ⅱ(3)的端口I与气囊Ⅱ通气软管的一端通过接头密封连接；所述软体气囊Ⅱ(3)的端口Ⅱ内翻并向内固定连接在软体气囊Ⅱ(3)的端口I处，软体气囊Ⅱ(3)的内侧构成软管通道，气囊Ⅱ通气软管的另一端连接动力机构(8)；

所述转向单元(4)包括软体气囊I(1)、节气环(2)和气囊I通气软管，所述节气环(2)设有多个，多个节气环(2)等间距套在软体气囊I(1)上并与软体气囊I(1)固定连接；所述软体气囊I(1)固定连接在软体气囊Ⅱ(3)的侧面上；所述软体气囊I(1)和气囊I通气软管的一端通过接头密封连接，气囊I通气软管的另一端连接动力机构(8)。

2.根据权利要求1所述的一种气动转运机器人，其特征在于：所述抓取装置(9)包括吸盘(6)和吸盘通气软管(7)；所述吸盘通气软管(7)的一端通过接头与吸盘(6)密封连接；所述吸盘通气软管(7)的中端固定连接在软体气囊Ⅱ(3)内侧构成的软管通道内，吸盘通气软管(7)的另一端连接动力机构(8)。

3.根据权利要求2所述的一种气动转运机器人，其特征在于：所述动力机构(8)包括气泵、抽气泵、输气管、气泵通气软管、四通、分气管和动力箱；所述气泵和抽气泵皆安装在动力箱内；所述气泵通气软管的两端分别密封连接在气泵和四通上；所述四通上密封连接三根分气管的一端，三根分气管上皆设有球阀；三根分气管的另一端分别通过接头与气囊Ⅱ通气软管的另一端和两个气囊I通气软管的另一端密封连接并连通；所述抽气泵密封连接输气管的一端，输气管的另一端通过接头与吸盘通气软管(7)的另一端密封连接；所述输气管上设有球阀。

4.根据权利要求1所述的一种气动转运机器人，其特征在于：所述节气环(2)的直径小于软体气囊I(1)的直径。

5.根据权利要求2所述的一种气动转运机器人，其特征在于：所述吸盘(6)的内侧设有电磁铁，电磁铁通过导线连接电源和控制开关；导线穿过软体气囊Ⅱ(3)内侧的软管通道。

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