CN110883759B - 一种大载荷偏载桁架机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及搬运机器人领域，具体地说是一种大载荷偏载桁架机器人，包括框架、水平移动机构、升降机构和夹持机构，水平移动机构设有行走小车，升降机构安装于所述行走小车上，升降机构设有垂直移动的升降架，夹持机构安装于所述升降架上，搬运时物料一端通过所述夹持机构夹持；升降机构包括支承架、升降架、升降电机、绞车、动滑轮、定滑轮和钢丝绳，支承架设于行走小车上，升降架设于支承架上，升降架上设有动滑轮，行走小车上设有定滑轮,钢丝绳缠绕在绞车的绞筒上且一端由绞筒引出后依次绕过所述动滑轮和定滑轮后固定。本发明能够实现长规格物料的大载荷偏载搬运，大大提高了物料搬运效率，且控制精确。

Description

一种大载荷偏载桁架机器人
技术领域
本发明涉及搬运机器人领域，具体地说是一种大载荷偏载桁架机器人。
背景技术
在物料搬运过程中，经常遇到较长规格物料的搬运难题，比如在铝行业中，当铝棒自动装箱时，需要将重达八吨的铝棒一次搬运到集装箱内部便无法实现，现有技术中的各种物料搬运装置或者无法适用于类似于铝棒这种较长规格物料的搬运，或者搬运额载难以满足要求，现有技术中的能够搬运较长规格物料的设备额载多在一吨以下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大载荷偏载桁架机器人，通过夹持机构夹持物料一端并通过水平移动机构和升降机构驱动实现长规格物料的大载荷偏载搬运，大大提高了物料搬运效率，且控制精确。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种大载荷偏载桁架机器人，包括框架、水平移动机构、升降机构和夹持机构，其中水平移动机构包括在框架上移动的行走小车，升降机构安装于所述行走小车上，所述升降机构设有垂直移动的升降架，夹持机构安装于所述升降架上，搬运时物料一端通过所述夹持机构夹持；
所述升降机构包括支承架、升降架、升降电机、绞车、动滑轮、定滑轮和钢丝绳，所述支承架垂直固设于所述行走小车下侧且设于框架内，所述升降架可移动地设置于所述支承架上，在所述升降架上设有动滑轮，在所述行走小车上设有定滑轮、绞车和升降电机,其中所述绞车上的绞筒通过升降电机驱动旋转，所述钢丝绳缠绕在所述绞车的绞筒上且一端由所述绞筒引出后依次绕过所述动滑轮和定滑轮后固定。
所述水平移动机构包括行走小车、行走电机、驱动齿轮和齿条，所述行走小车可移动地设置于所述框架上，行走电机安装于所述行走小车上，且所述行走电机为双输出轴电机，在所述行走电机的两个输出轴端部均设有驱动齿轮，在所述框架上端两侧均设有齿条，且所述输出轴端部的驱动齿轮与对应侧的齿条啮合。
在所述框架上设有行走导轨，在所述行走小车上设有沿着所述行走导轨滚动的行走轮。
在所述行走小车的前后端均设有行走导向轮和限位块，且所述行走导向轮轴向与所述行走轮轴向垂直并沿着所述行走导轨的侧面滚动。
所述升降架上设有升降导向轮，所述支承架上设有升降导轨，且升降导向轮在升降导轨内滚动。
所述升降电机上设有绝对值码盘，所述绞筒上设有拉线编码器。
所述夹持机构包括夹持框架和压紧油缸，所述夹持框架前端开口、后端与所述升降机构中的升降架固连，压紧油缸安装于夹持框架上侧且缸杆置于夹持框架中，在所述缸杆上设有压板。
所述夹持框架前端开口的下侧设有滚轮，在夹持框架后端设有感应夹持框架内有无料的传感器。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明通过夹持机构夹持物料一端并通过水平移动机构和升降机构驱动实现物料的大载荷偏载搬运，可实现八吨以上的长规格物料搬运，大大提高了物料搬运效率。
2、本发明中的升降机构采用钢丝绳滑轮组结构带动夹持机构升降，并采用绝对值码盘和拉线编码器结合控制方式控制升降，在提高升降负载能力同时也大大提高了控制精度。
3、本发明将工人从繁重危险的生产环境中解放出来，节省人工成本同时也避免了人身伤害的安全隐患。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1中的水平移动机构示意图，
图3为图1中的升降机构示意图，
图4为图1中的夹持机构示意图。
其中，1为框架，101为行走导轨，2为水平移动机构，201为行走导向轮，202为行走小车，203为行走轮，204为限位块，205为行走电机，206为驱动齿轮，207为输出轴，3为升降机构，301为升降架，302为升降导向轮，303为动滑轮，304为升降导轨，305为钢丝绳，306为升降电机，307为绞车，308为定滑轮，309为支承架，4为夹持机构，401为传感器，402为压紧油缸，403为夹持框架，404为滚轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～4所示，本发明包括框架1、水平移动机构2、升降机构3和夹持机构4，其中水平移动机构2包括在框架1上移动的行走小车202，升降机构3安装于所述行走小车202上，所述升降机构3设有垂直移动的升降架301，夹持机构4安装于所述升降架301上，搬运时物料一端通过所述夹持机构4夹持。
如图2所示，所述水平移动机构2包括行走小车202、行走电机205、驱动齿轮206和齿条，所述行走小车202可移动地设置于所述框架1上，在所述框架1上设有行走导轨101，在所述行走小车202上设有分别沿着对应侧的行走导轨101滚动的行走轮203，行走电机205安装于所述行走小车202上，且所述行走电机205为双输出轴电机，在所述行走电机205的两个输出轴207端部均设有驱动齿轮206，在所述框架1上端两侧均设有齿条，且所述输出轴207端部的驱动齿轮206与对应侧的齿条啮合。机构工作时，所述行走电机205启动驱动两侧的驱动齿轮206转动，进而通过所述驱动齿轮206和齿条驱动行走小车202移动。
如图2所示，在所述行走小车202的前端两侧和后端两侧均设有行走导向轮201和限位块204，所述行走导向轮201轴向与所述行走轮203轴向垂直并沿着所述行走导轨101的侧面滚动，所述限位块204前端设有缓冲块，当行走小车202遇到挡停物或障碍物时，所述限位块204前端先与挡停物或障碍物接触。
如图3所示，所述升降机构3包括支承架309、升降架301、升降电机306、绞车307、动滑轮303、定滑轮308和钢丝绳305，所述支承架309垂直固设于所述行走小车202下侧且设于框架1内，所述升降架301可移动地设置于所述支承架309上，在所述升降架301上设有动滑轮303，在所述行走小车202上设有定滑轮308、绞车307和升降电机306,其中所述绞车307上的绞筒通过升降电机306驱动旋转，所述钢丝绳305缠绕在所述绞车307的绞筒上，且所述钢丝绳305一端由所述绞筒引出后先绕过升降架301上的动滑轮303，再绕过行走小车202上的定滑轮308，然后固定于行走小车202上或支承架309上端。机构工作时，所述绞车307上的绞筒通过升降电机306驱动旋转带动钢丝绳305卷收或释放，进而通过所述动滑轮303带动所述升降架301升降，所述夹持机构4即安装于所述升降架301上。
如图3所示，所述升降架301两侧均设有升降导向轮302，所述支承架309两侧均设有呈凹型的升降导轨304且凹口朝内，所述升降导向轮302即在对应侧的升降导轨304内滚动。
所述升降电机306上设有绝对值码盘，所述绞筒上设有拉线编码器，本发明通过所述绝对值码盘和拉线编码器结合控制钢丝绳305移动距离，进而实现物料大载荷满载升降的安全精确控制。所述绝对值码盘和拉线编码器均为本领域公知技术。
如图4所示，所述夹持机构4包括夹持框架403和压紧油缸402，所述夹持框架403前端开口、后端与所述升降机构3中的升降架301固连，压紧油缸402安装于夹持框架403上侧且缸杆置于夹持框架403中，在所述缸杆上设有压板。机构工作时，物料一端由夹持框架403的前端开口伸入，然后压紧油缸402驱动压板下降压住固定物料端部。
如图4所示，所述夹持框架403前端开口的下侧设有滚轮404方便物料送入，在夹持框架403后端设有传感器401用于感应夹持框架403内有无料，当检测到夹持框架403内有料时所述传感器401即发出信号给控制系统，使压紧油缸402启动。所述传感器401为本领域公知技术。
本发明的工作原理为：
本发明工作时，夹持机构4通过水平移动机构2带动移动调整Y向水平位置，并通过升降机构3驱动移动调整Z向高度位置。
夹持物料时，夹持机构4中的夹持框架403移动使物料一端由夹持框架403的前端开口伸入，然后压紧油缸402启动使压板压住固定物料端部。Z向高度调整时，升降机构3中的升降电机306启动驱动绞车304上的绞筒转动，进而通过钢丝绳305带动升降架301上的夹持机构4移动。Y向移动时，水平移动机构2中的行走电机205启动，并通过驱动齿轮206和齿条驱动行走小车202移动，进而带动升降机构3和夹持机构4一起水平移动。

Claims (5)

1.一种大载荷偏载桁架机器人，其特征在于：包括框架(1)、水平移动机构(2)、升降机构(3)和夹持机构(4)，其中水平移动机构(2)包括在框架(1)上移动的行走小车(202)，升降机构(3)安装于所述行走小车(202)上，所述升降机构(3)设有垂直移动的升降架(301)，夹持机构(4)安装于所述升降架(301)上，搬运时物料一端通过所述夹持机构(4)夹持；
所述升降机构(3)包括支承架(309)、升降架(301)、升降电机(306)、绞车(307)、动滑轮(303)、定滑轮(308)和钢丝绳(305)，所述支承架(309)垂直固设于所述行走小车(202)下侧且设于框架(1)内，所述升降架(301)可移动地设置于所述支承架(309)上，在所述升降架(301)上设有动滑轮(303)，在所述行走小车(202)上设有定滑轮(308)、绞车(307)和升降电机(306),其中所述绞车(307)上的绞筒通过升降电机(306)驱动旋转，所述钢丝绳(305)缠绕在所述绞车(307)的绞筒上且一端由所述绞筒引出后依次绕过所述动滑轮(303)和定滑轮(308)后固定；
所述水平移动机构(2)包括行走小车(202)、行走电机(205)、驱动齿轮(206)和齿条，所述行走小车(202)可移动地设置于所述框架(1)上，行走电机(205)安装于所述行走小车(202)上，且所述行走电机(205)为双输出轴电机，在所述行走电机(205)的两个输出轴(207)端部均设有驱动齿轮(206)，在所述框架(1)上端两侧均设有齿条，且所述输出轴(207)端部的驱动齿轮(206)与对应侧的齿条啮合；
所述夹持机构(4)包括夹持框架(403)和压紧油缸(402)，所述夹持框架(403)前端开口、后端与所述升降机构(3)中的升降架(301)固连，压紧油缸(402)安装于夹持框架(403)上侧且缸杆置于夹持框架(403)中，在所述缸杆上设有压板；所述夹持框架(403)前端开口的下侧设有方便物料送入的滚轮(404)，在夹持框架(403)后端设有感应夹持框架(403)内有无料的传感器(401)。
2.根据权利要求1所述的大载荷偏载桁架机器人，其特征在于：在所述框架(1)上设有行走导轨(101)，在所述行走小车(202)上设有沿着所述行走导轨(101)滚动的行走轮(203)。
3.根据权利要求2所述的大载荷偏载桁架机器人，其特征在于：在所述行走小车(202)的前后端均设有行走导向轮(201)和限位块(204)，且所述行走导向轮(201)轴向与所述行走轮(203)轴向垂直并沿着所述行走导轨(101)的侧面滚动。
4.根据权利要求1所述的大载荷偏载桁架机器人，其特征在于：所述升降架(301)上设有升降导向轮(302)，所述支承架(309)上设有升降导轨(304)，且升降导向轮(302)在升降导轨(304)内滚动。
5.根据权利要求1所述的大载荷偏载桁架机器人，其特征在于：所述升降电机(306)上设有绝对值码盘，所述绞筒上设有拉线编码器。
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