CN110406966A - 一种工业搬运机器人及其防撞机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及搬运机器人技术领域，且公开了一种工业搬运机器人及其防撞机构，包括底座、支撑轴和摇摆臂，所述支撑轴转动安装于所述底座的顶部，所述摇摆臂活动安装于所述支撑轴的顶端，所述摇摆臂包括连接圆板、螺纹环、紧固环、分裂柱和机械手，所述连接圆板活动安装于所述支撑轴的顶端，所述螺纹环和分裂柱均固定安装于所述连接圆板的顶部，且分裂柱位于所述螺纹环内，所述紧固环螺纹连接于所述螺纹环的外侧。该工业搬运机器人及其防撞机构，通过撞击时，紧固环转动，同时带动扭转弹簧转动，扭转弹簧的反作用力可以降低紧固环转动时的动能，也就降低了撞击板撞击时的动能，起到缓冲的作用，对摇摆臂起到保护作用，起到很好的防冲撞效果。

Description

一种工业搬运机器人及其防撞机构

技术领域

本发明涉及搬运机器人技术领域，具体为一种工业搬运机器人及其防撞机构。

背景技术

搬运机器人作为最早应用于生产的两种工业机器人之一，在工业生产自动化中，一直扮演着非常重要角色。并且在现有的工业机器人已装机总数中，搬运机器人也占着较大的比例。伴随着工业机器人应用范围的不断扩展，搬运机器人呈现向食品饮料、家用电器、半导体晶圆、液晶面板和快递等多元行业发展的趋势，尤其是在快递行业，提高快递行业的工作效率，大大的节省了劳动力，降低劳动强度。

但是，在使用的过程中，由于快递堆积处具有很多的障碍物，因此搬运机器人在移动的过程中时常会因为撞击到障碍物而造成摇摆臂与支撑轴的连接处产生震动，造成损坏，同时，该震动可能会导致机械手间的货物由于抖动而掉落，导致货物出现损坏。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种工业搬运机器人及其防撞机构，具备对摇摆臂起到保护和防止货物掉落损坏的优点，解决了摇摆臂由于碰撞损坏以及货物掉落损坏的问题。

本发明提供如下技术方案：一种工业搬运机器人及其防撞机构，包括底座、支撑轴和摇摆臂，所述支撑轴转动安装于所述底座的顶部，所述摇摆臂活动安装于所述支撑轴的顶端，所述摇摆臂包括连接圆板、螺纹环、紧固环、分裂柱和机械手，所述连接圆板活动安装于所述支撑轴的顶端，所述螺纹环和分裂柱均固定安装于所述连接圆板的顶部，且分裂柱位于所述螺纹环内，所述紧固环螺纹连接于所述螺纹环的外侧，所述紧固环的底部与连接圆板的顶部之间固定连接有扭转弹簧，所述紧固环的前侧固定安装有撞击板，所述机械手固定安装于所述紧固环的顶部。

优选的，所述分裂柱为圆台状，且底部的直径小于顶部的直径。

优选的，所述撞击板位于所述紧固环表面的45°处，且撞击板位于水平面投影相较于所述紧固环凸出。

优选的，所述扭转弹簧位于所述螺纹环的外侧，且两端分别与连接圆板的顶部和紧固环的底部固定连接。

优选的，所述紧固环上设置有摆臂控制模块，所述摆臂控制模块包括感应模块、信号转换模块、信号发送模块、信号接收模块和中央处理器。

优选的，所述感应模块：用于感应紧固环的转动，并将感应信号发出；信号转换模块：用于转换感应信号，转换成中央处理器可识别的信号；信号发送模块：用于发送转换后的信号；信号接收模块：用于接收转换后的信号；中央处理器：识别转换后的信号，并根据该信号控制摇摆臂做出相应的功动作。

优选的，所述感应模块的输出端与信号转换模块的输入端电连接，所述信号转换模块的输出端与信号发送模块的输入端电连接，所述信号发送模块的输出端与信号接收模块的输入端电连接，所述信号接收模块的输出端与中央处理器的输入端电连接。

该摆臂控制模块的实行方法：

S100、机器人碰触障碍物时，紧固环转动，带动感应模块启动

S200、感应模块将感应信号传递至信号转换模块，并将该信号转换成可由中央处理器识别的电信号；

S300、信号转换模块将转换后的信号传递至信号发送模块，且由该模块将信号传递至信号接收模块；

S400、信号接收模块位于中央处理器上，负责接收该信号，中央处理器对该信号进行识别，并控制机器人进行避障；

S500、避障动作完成后，紧固环在扭转弹簧的作用下复位，摆臂控制模块关闭。

该工业机器人的自动避障方法：

S401、中央处理器识别该信号后，控制摇摆臂进行动作；

S402、摇摆臂启动内置摄像头，观察障碍物形状，并传递回中央处理器处；

S403、中央处理器根据传递回的信号控制摇摆臂进行避障动作，例如上升或者下降动作，实现避障动作。

本发明具备以下有益效果：

1、该工业搬运机器人及其防撞机构，通过撞击时，紧固环转动，同时带动扭转弹簧转动，扭转弹簧的反作用力可以降低紧固环转动时的动能，也就降低了撞击板撞击时的动能，起到缓冲的作用，对摇摆臂起到保护作用，起到很好的防冲撞效果。

2、该工业搬运机器人及其防撞机构，通过撞击时，紧固环转向分裂柱直径较大的地方，使得分裂柱的三个部分互相靠近，分裂柱带动机械手互相靠近，即可夹紧机械手之间的货物，防止货物掉落造成损坏，同时摆臂控制模块可以保证机械臂可以始终处于工作状态，提高搬运机器人的工作效率。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明的爆炸图；

图3为本发明摆臂控制模块的结构示意图；

图4为本发明摆臂控制模块的实行方法流程图；

图5为本发明摆臂控制模块的自动避障流程图。

图中：1、底座；2、支撑轴；3、摇摆臂；301、连接圆板；302、螺纹环；303、紧固环；304、分裂柱；305、机械手；306、扭转弹簧；307、撞击板；4、摆臂控制模块；401、感应模块；402、信号转换模块；403、信号发送模块；404、信号接收模块；405、中央处理器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种工业搬运机器人及其防撞机构，包括底座1、支撑轴2和摇摆臂3，支撑轴2转动安装于底座1的顶部，该转动为水平面上的转动，摇摆臂3活动安装于支撑轴2的顶端，该转动为垂直面上的转动，摇摆臂3包括连接圆板301、螺纹环302、紧固环303、分裂柱304和机械手305，分裂柱304为圆台状，且底部的直径小于顶部的直径，这种圆台设置可以在紧固环303向上移动时，将分裂柱304紧固，连接圆板301活动安装于支撑轴2的顶端，螺纹环302和分裂柱304均固定安装于连接圆板301的顶部，且分裂柱304位于螺纹环302内，紧固环303螺纹连接于螺纹环302的外侧，紧固环303的底部与连接圆板301的顶部之间固定连接有扭转弹簧306，扭转弹簧306位于螺纹环302的外侧，且两端分别与连接圆板301的顶部和紧固环303的底部固定连接，确保在紧固环303转动时，可以扭转弹簧306转动，且扭转弹簧306的位置不会发生变动，紧固环303的前侧固定安装有撞击板307，撞击板307位于紧固环303表面的45°处，且撞击板307位于水平面投影相较于紧固环303凸出，这种设置在确保撞击时优先碰撞撞击板307，且位置可以使得撞击板307带动紧固环303转动，初始状态时，紧固环303的内环刚好与分裂柱304的外侧接触，机械手305固定安装于紧固环303的顶部，分裂柱304分为三部分，且为圆台状的三个部分，但三部分不能合成完整的圆台，机械手305也分别三部分，且分别与分裂柱304的三部分相对应，紧固环303上设置有摆臂控制模块4，摆臂控制模块4包括感应模块401、信号转换模块402、信号发送模块403、信号接收模块404和中央处理器405，感应模块401：用于感应紧固环303的转动，并将感应信号发出；信号转换模块402：用于转换感应信号，转换成中央处理器405可识别的信号；信号发送模块403：用于发送转换后的信号；信号接收模块404：用于接收转换后的信号；中央处理器405：识别转换后的信号，并根据该信号控制摇摆臂3做出相应的功动作，感应模块401的输出端与信号转换模块402的输入端电连接，信号转换模块402的输出端与信号发送模块403的输入端电连接，信号发送模块403的输出端与信号接收模块404的输入端电连接，信号接收模块404的输出端与中央处理器405的输入端电连接。

该摆臂控制模块4的实行方法：

S100、机器人碰触障碍物时，紧固环303转动，带动感应模块401启动；

S200、感应模块401将感应信号传递至信号转换模块402，并将该信号转换成可由中央处理器405识别的电信号；

S300、信号转换模块将转换后的信号传递至信号发送模块403，且由该模块将信号传递至信号接收模块404；

S400、信号接收模块404位于中央处理器405上，负责接收该信号，中央处理器对该信号进行识别，并控制机器人进行避障；

S500、避障动作完成后，紧固环303在扭转弹簧306的作用下复位，摆臂控制模块4关闭。

该工业机器人的自动避障方法：

S401、中央处理器405识别该信号后，控制摇摆臂3进行动作；

S402、摇摆臂3启动内置摄像头，观察障碍物形状，并传递回中央处理器405处；

S403、中央处理器405根据传递回的信号控制摇摆臂3进行避障动作，例如上升或者下降动作，实现避障动作。

工作原理，工作时，当出现摇摆臂3出现碰撞时，由于撞击板307的角度与长度的设置，会优先撞击撞击板307，且撞击板307带动紧固环303转动，紧固环303带动扭转弹簧306转动，同时与螺纹环302的螺纹连接设置，使得紧固环303向分裂柱304直径较大处移动，同时挤压分裂柱304，紧固环303转动时启动摆臂控制模块4，并控制摇摆臂3绕过阻碍。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种工业搬运机器人及其防撞机构，包括底座（1）、支撑轴（2）和摇摆臂（3），所述支撑轴（2）转动安装于所述底座（1）的顶部，所述摇摆臂（3）活动安装于所述支撑轴（2）的顶端，其特征在于：所述摇摆臂（3）包括连接圆板（301）、螺纹环（302）、紧固环（303）、分裂柱（304）和机械手（305），所述连接圆板（301）活动安装于所述支撑轴（2）的顶端，所述螺纹环（302）和分裂柱（304）均固定安装于所述连接圆板（301）的顶部，且分裂柱（304）位于所述螺纹环（302）内，所述紧固环（303）螺纹连接于所述螺纹环（302）的外侧，所述紧固环（303）的底部与连接圆板（301）的顶部之间固定连接有扭转弹簧（306），所述紧固环（303）的前侧固定安装有撞击板（307），所述机械手（305）固定安装于所述紧固环（303）的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种工业搬运机器人及其防撞机构，其特征在于：所述分裂柱（304）为圆台状，且底部的直径小于顶部的直径。

3.根据权利要求1所述的一种工业搬运机器人及其防撞机构，其特征在于：所述撞击板（307）位于所述紧固环（303）表面的45°处，且撞击板（307）位于水平面投影相较于所述紧固环（303）凸出。

4.根据权利要求1所述的一种工业搬运机器人及其防撞机构，其特征在于：所述扭转弹簧（306）位于所述螺纹环（302）的外侧，且两端分别与连接圆板（301）的顶部和紧固环（303）的底部固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种工业搬运机器人及其防撞机构，其特征在于：所述紧固环（303）上设置有摆臂控制模块（4），所述摆臂控制模块（4）包括感应模块（401）、信号转换模块（402）、信号发送模块（403）、信号接收模块（404）和中央处理器（405）。

6.根据权利要求5所述的一种工业搬运机器人及其防撞机构，其特征在于：所述感应模块（401）：用于感应紧固环（303）的转动，并将感应信号发出；信号转换模块（402）：用于转换感应信号，转换成中央处理器（405）可识别的信号；信号发送模块（403）：用于发送转换后的信号；信号接收模块（404）：用于接收转换后的信号；中央处理器（405）：识别转换后的信号，并根据该信号控制摇摆臂（3）做出相应的功动作。

7.根据权利要求5所述的一种工业搬运机器人及其防撞机构，其特征在于：所述感应模块（401）的输出端与信号转换模块（402）的输入端电连接，所述信号转换模块（402）的输出端与信号发送模块（403）的输入端电连接，所述信号发送模块（403）的输出端与信号接收模块（404）的输入端电连接，所述信号接收模块（404）的输出端与中央处理器（405）的输入端电连接，该摆臂控制模块4的实行方法：

S100、机器人碰触障碍物时，紧固环（303）转动，带动感应模块（401）启动

S200、感应模块（401）将感应信号传递至信号转换模块（402），并将该信号转换成可由中央处理器（405）识别的电信号；

S300、信号转换模块将转换后的信号传递至信号发送模块（403），且由该模块将信号传递至信号接收模块（404）；

S400、信号接收模块（404）位于中央处理器（405）上，负责接收该信号，中央处理器对该信号进行识别，并控制机器人进行避障；

S500、避障动作完成后，紧固环（303）在扭转弹簧（306）的作用下复位，摆臂控制模块（4）关闭，该工业机器人的自动避障方法：

S401、中央处理器（405）识别该信号后，控制摇摆臂（3）进行动作；

S402、摇摆臂（3）启动内置摄像头，观察障碍物形状，并传递回中央处理器（405）处；

S403、中央处理器（405）根据传递回的信号控制摇摆臂（3）进行避障动作，例如上升或者下降动作，实现避障动作。