CN111217146A - 一种长型材搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长型材搬运机器人，包括机架、X轴滑移机构、Y轴滑移机构、Z轴滑移机构及吸附搬运机构；机架包括平行设置的第一横梁与第二横梁，以及用于支撑第一横梁、第二横梁的支撑立柱，第一横梁下端面和第二横梁下端面位于同一水平面，X轴滑移机构设于机架上，Y轴滑移机构与X轴滑移机构连接，Z轴滑移机构与Y轴滑移机构连接，吸附搬运机构与Z轴滑移机构连接。本发明搬运及堆垛精度高，避免了吊装不合理出现型材过重的情况，降低了长型材搬运过程中的危险系数及人工成本，可广泛应用于智能无人化工厂。

Description

一种长型材搬运机器人

技术领域

本发明涉及车间搬运技术领域，尤其涉及一种长型材搬运机器人。

背景技术

现有车间型材搬运时一般采用车间桁车，较短的型材可用单台车间桁车搬运，长型材则需要两台车间桁车同时工作从两头吊起型材并搬运。在搬运时需要人工观察并时时操作。这种长型材搬运方式主要存在以下问题：1、单台桁车搬运时可能会因吊装不合理出现型材过重的情况，而发生危险；1、长型材搬运时，两台桁车配合搬运，可能会吊装不合理出现型材过重的情况，而发生掉落危险；2、两台桁车配合搬运，需要两个人同时操作两台桁车，增加了人工成本；3、搬运精度低，无法实现型材的码垛堆料。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，提供了一种长型材搬运机器人，搬运及堆垛精度高，避免了吊装不合理出现型材过重的情况，降低了长型材搬运过程中的危险系数及人工成本，可广泛应用于智能无人化工厂。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案, 一种长型材搬运机器人，包括机架、X轴滑移机构、Y轴滑移机构、Z轴滑移机构及吸附搬运机构；所述机架包括平行设置的第一横梁与第二横梁，以及用于支撑所述第一横梁、所述第二横梁的支撑立柱，所述第一横梁下端面和所述第二横梁下端面位于同一水平面，所述X轴滑移机构设于所述机架上，所述Y轴滑移机构与所述X轴滑移机构连接，所述Z轴滑移机构与所述Y轴滑移机构连接，所述吸附搬运机构与所述Z轴滑移机构连接。

通过采用上述技术方案，吸附搬运机构吸附吊装长型材，通过X轴滑移机构、Y轴滑移机构及Z轴滑移机构精确调整吸附搬运机构的位置，使长型材精确搬运或堆垛至准确位置。

作为优选方案，所述X轴滑移机构包括平行设置的主动X轴移动梁与从动X轴移动梁，以及用于驱动所述主动X轴移动梁的X轴驱动单元，所述主动X轴移动梁下端面与所述从动X轴移动梁下端面位于同一水平面，所述主动X轴移动梁与所述从动X轴移动梁均与所述第一横梁及所述第二横梁垂直，所述主动X轴移动梁两端及所述从动X轴移动梁两端分别与所述第一横梁及所述第二横梁通过第一滚轮单元连接；

所述第一滚轮单元包括第一滚轮模组及第一滚轮模组安装板，所述第一滚轮模组安装板一侧与所述主动X轴移动梁一端或所述从动X轴移动梁一端固定连接，相对的另一侧固定连接有所述第一滚轮模组，所述第一滚轮模组底部与所述第一横梁上端面或所述第二横梁上端面接触；

所述X轴驱动单元包括第一减速电机、第一转轴、第一齿轮轴，所述第一减速电机通过法兰连接于所述主动X轴移动梁上，所述第一齿轮轴通过轴承座设于所述主动X轴移动梁两端连接的第一滚轮模组安装板上，所述第一减速电机通过第一转轴与所述主动X轴移动梁两端连接的第一滚轮模组安装板上的第一齿轮轴连接。

作为优选方案，所述主动X轴移动梁与所述从动X轴移动梁相对一侧的侧壁上从上而下依次设有导轨、齿条。

作为优选方案，所述Y轴滑移机构包括Y轴移动梁以及用于驱动所述Y轴移动梁的Y轴驱动单元，所述Y轴移动梁位于所述主动X轴移动梁与所述从动X轴移动梁之间，且与所述主动X轴移动梁及所述从动X轴移动梁垂直，所述Y轴移动梁两端通过第二滚轮单元分别与所述主动X轴移动梁侧壁上的导轨滑动连接；

所述第二滚轮单元包括第二滚轮模组、第二滚轮模组安装板及毛毡齿轮，所述第二滚轮模组安装板一侧与所述Y轴移动梁连接，另一侧分别固定连接有所述第二滚轮模组、所述毛毡齿轮，所述第二滚轮模组底部与所述导轨上端面接触，所述毛毡齿轮与所述齿条啮合；

所述Y轴驱动单元包括第二减速电机、第一膜片式联轴器、第二转轴及第二齿轮轴，所述第二减速电机通过法兰连接于所述Y轴移动梁上，所述第二齿轮轴通过轴承座设于与所述Y轴移动梁两端连接的第二滚轮模组安装板上，所述第二减速电机依次通过所述第一膜片式联轴器、所述第二转轴与所述第二齿轮轴连接。

作为优选方案，所述Y轴移动梁上还固定安装有双配重气缸，双配重气缸采用同一路气源，确保双配重气缸同部执行，双配重气缸提供必要的恒定向上的力平衡除搬运型材以外的所有的自身重量。

作为优选方案，所述Z轴滑移机构包括Z轴主体及Z轴驱动单元；所述Z轴主体对称设有两个，两个Z轴主体相对一侧的侧壁上均设有齿条；所述Z轴驱动单元包括第三减速电机、第二膜片联轴器、第三转轴及第三齿轮轴，所述第三减速电机通过法兰连接于所述Y轴移动梁上，所述第三齿轮轴一端与所述Z轴主体侧壁上的齿条啮合，另一端依次通过轴承座依次与所述第三转轴、所述第二膜片联轴器、所述第三减速电机连接。

作为优选方案，所述吸附搬运机构包括电磁抓手本体和多功能电磁吸盘，所述电磁抓手本体底部对称设有两个所述多功能电磁吸盘，所述电磁抓手本体顶部设有两个分别与两个Z轴主体对应的重型链条，所述重型链条上设有连接法兰，所述Z轴主体底部设有法兰座，所述连接法兰与所述法兰座通过螺栓固定连接。

通过采用上述技术方案，避免了因吊装不合理出现型材过重的情况，降低了长型材搬运过程中的危险系数。

作为优选方案，所述第一减速电机、所述第二减速电机及所述第三减速电机均为双输出减速电机

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明中吸附搬运机构吸附吊装长型材，通过X轴滑移机构、Y轴滑移机构及Z轴滑移机构精确调整吸附搬运机构的位置，使长型材精确搬运或堆垛至准确位置。

2、本发明避免了因吊装不合理出现型材过重的情况，降低了长型材搬运过程中的危险系数。

3、本发明搬运长型材过程中只需一个工作人员操作即可，节省了人工成本。

4、本发明可广泛应用于智能无人化工厂。

附图说明

图1为本发明的轴测图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明中第一滚轮单元的结构示意图。

图4为图1中A部结构放大图。

图5为本发明中Y轴滑移机构的结构示意图。

图6为本发明中Z轴滑移机构的结构示意图。

各标记与部件名称对应关系如下：

1、机架；11、第一横梁；12、第二横梁；2、X轴滑移机构；201、主动X轴移动梁；202、从动X轴移动梁；203、第一滚轮模组；204、第一滚轮模组安装板；205、第一减速电机；206、第一转轴；207、第一齿轮轴；3、Y轴滑移机构；301、Y轴移动梁；302、第二滚轮模组；303、二滚轮模组安装板；304、毛毡齿轮；305、第二减速电机；306、第一膜片式联轴器；307、第二转轴；308、第二齿轮轴；309、双配重气缸；4、Z轴滑移机构；401、Z轴主体；402、齿条；403、第三减速电机；404、第二膜片联轴器；405、第三转轴；406、第三齿轮轴；5、吸附搬运机构；501、电磁抓手本体；502、多功能电磁吸盘。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例

如图1所示，一种长型材搬运机器人，包括机架1、X轴滑移机构2、Y轴滑移机构3、Z轴滑移机构4及吸附搬运机构5；机架1包括平行设置的第一横梁11与第二横梁12，以及用于支撑第一横梁11、第二横梁12的支撑立柱，第一横梁11下端面和第二横梁12下端面位于同一水平面，X轴滑移机构2设于机架1上，Y轴滑移机构3与X轴滑移机构2连接，Z轴滑移机构4与Y轴滑移机构3连接，吸附搬运机构5与Z轴滑移机构4连接。

长型材搬运过程中，第一横梁11及第二横梁12若长度不足，可通过两个横梁通过螺栓连接及平键限位，以满足对第一横梁11及第二横梁12长度需求。

第一横梁11上还开设有拖链槽，用于线缆气管的移动走线和保护。

如图2所示，X轴滑移机构2包括平行设置的主动X轴移动梁201与从动X轴移动梁202，以及用于驱动主动X轴移动梁201的X轴驱动单元，主动X轴移动梁201下端面与从动X轴移动梁202下端面位于同一水平面，主动X轴移动梁201与从动X轴移动梁202均与第一横梁11及第二横梁12垂直，主动X轴移动梁201两端及从动X轴移动梁202两端分别与第一横梁11及第二横梁12通过第一滚轮单元连接。

如图3所示，第一滚轮单元包括第一滚轮模组203及第一滚轮模组安装板204，第一滚轮模组安装板204一侧与主动X轴移动梁201一端或从动X轴移动梁202一端固定连接，相对的另一侧固定连接有第一滚轮模组203，第一滚轮模组203对称设有两个，两个第一滚轮模组203底部均与第一横梁11上端面或第二横梁12上端面接触，第一横梁11及第二横梁12为动X轴移动梁201与从动X轴移动梁202的滑移平台。

第一滚轮模组203由箱体和两个限位轴承及一个支撑轴承构成，可以在硬轨上滑动。

如图2所示，X轴驱动单元包括第一减速电机205、第一转轴206、第一齿轮轴207，第一减速电机205通过法兰连接于主动X轴移动梁201上，第一齿轮轴207通过轴承座设于主动X轴移动梁201两端连接的第一滚轮模组安装板204上，第一减速电机205通过第一转轴206与主动X轴移动梁201两端连接的第一滚轮模组安装板204上的第一齿轮轴207连接。

如图4所示，主动X轴移动梁201与从动X轴移动梁202相对一侧的侧壁上从上而下依次设有导轨208、齿条209。

X轴驱动单元驱动主动X轴移动梁201两端的第一滚轮模组203在第一横梁11及第二横梁12滑动，同时主动X轴移动梁201带动从动X轴移动梁202两端的第一滚轮模组203滑动，从而精确调整吸附搬运机构5的X轴位置。

如图5及图6所示，Y轴滑移机构3包括Y轴移动梁301以及用于驱动Y轴移动梁301的Y轴驱动单元，Y轴移动梁301位于主动X轴移动梁201与从动X轴移动梁202之间，且与主动X轴移动梁201及从动X轴移动梁202垂直，Y轴移动梁301两端通过第二滚轮单元分别与主动X轴移动梁201侧壁上的导轨滑动连接；

第二滚轮单元包括第二滚轮模组302、第二滚轮模组安装板303及毛毡齿轮304，第二滚轮模组安装板303一侧与Y轴移动梁301连接，另一侧分别固定连接有第二滚轮模组302、毛毡齿轮304，第二滚轮模组302底部与导轨208上端面接触，毛毡齿轮304与齿条209啮合；

第二滚轮模组302由箱体和两个限位轴承及一个支撑轴承构成，可以在硬轨上滑动。

Y轴驱动单元包括第二减速电机305、第一膜片式联轴器306、第二转轴307及第二齿轮轴308，第二减速电机305通过法兰连接于Y轴移动梁301上，第二齿轮轴308通过轴承座设于与Y轴移动梁301两端连接的第二滚轮模组安装板303上，第二减速电机305依次通过第一膜片式联轴器306、第二转轴307与第二齿轮轴308连接。

其中，Y轴移动梁301还安装有双配重气缸309，双配重气缸309采用同一路气源，确保双配重气缸309同部执行，双配重气缸309提供必要的恒定向上的力平衡除搬运型材以外的所有的自身重量。

Y轴驱动单元驱动Y轴移动梁301两端的第二滚轮模组302在主动X轴移动梁201及从动X轴移动梁202滑动，从而精确调整吸附搬运机构5的Y轴位置。

如图5及图6所示，Z轴滑移机构4包括Z轴主体401及Z轴驱动单元；Z轴主体401对称设有两个，两个Z轴主体401相对一侧的侧壁上均设有齿条402；Z轴驱动单元包括第三减速电机403、第二膜片联轴器404、第三转轴405及第三齿轮轴406，第三减速电机403通过法兰连接于Y轴移动梁301上，第三齿轮轴406一端与Z轴主体401侧壁上的齿条啮合，另一端依次通过轴承座依次与第三转轴405、第二膜片联轴器404、第三减速电机403连接。

Z轴主体401在Z轴驱动单元的驱动下精确调整吸附搬运机构5的Z轴位置。

如图1所示，吸附搬运机构5包括电磁抓手本体501和多功能电磁吸盘502，电磁抓手本体501底部对称设有两个多功能电磁吸盘502，电磁抓手本体501顶部设有两个分别与两个Z轴主体401对应的重型链条，重型链条上设有连接法兰，Z轴主体401底部设有法兰座，连接法兰与法兰座通过螺栓固定连接。

其中，第一减速电机205、第二减速电机305及第三减速电机403均为双输出减速电机。

工作过程：吸附搬运机构5导通，多功能电磁吸盘502在X轴滑移机构2、Y轴滑移机构3及Z轴滑移机构4的驱动下位于待搬运或堆垛长型材上方；根据长型材待搬运或堆垛准确位置，设定X轴滑移机构2、Y轴滑移机构3及Z轴滑移机构4的运动参数，再利用相对柔性的电磁抓手本体501和多功能电磁吸盘502，对长型材进行精准安全智能的搬运，可广泛应用于智能无人化工厂。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种长型材搬运机器人，其特征在于，包括机架、X轴滑移机构、Y轴滑移机构、Z轴滑移机构及吸附搬运机构；所述机架包括平行设置的第一横梁与第二横梁，以及用于支撑所述第一横梁、所述第二横梁的支撑立柱，所述第一横梁下端面和所述第二横梁下端面位于同一水平面，所述X轴滑移机构设于所述机架上，所述Y轴滑移机构与所述X轴滑移机构连接，所述Z轴滑移机构与所述Y轴滑移机构连接，所述吸附搬运机构与所述Z轴滑移机构连接。

2.如权利要求1所述的一种长型材搬运机器人，其特征在于，所述X轴滑移机构包括平行设置的主动X轴移动梁与从动X轴移动梁，以及用于驱动所述主动X轴移动梁的X轴驱动单元，所述主动X轴移动梁下端面与所述从动X轴移动梁下端面位于同一水平面，所述主动X轴移动梁与所述从动X轴移动梁均与所述第一横梁及所述第二横梁垂直，所述主动X轴移动梁两端及所述从动X轴移动梁两端分别与所述第一横梁及所述第二横梁通过第一滚轮单元连接；

所述第一滚轮单元包括第一滚轮模组及第一滚轮模组安装板，所述第一滚轮模组安装板一侧与所述主动X轴移动梁一端或所述从动X轴移动梁一端固定连接，相对的另一侧固定连接有所述第一滚轮模组，所述第一滚轮模组底部与所述第一横梁上端面或所述第二横梁上端面接触；

所述X轴驱动单元包括第一减速电机、第一转轴、第一齿轮轴，所述第一减速电机通过法兰连接于所述主动X轴移动梁上，所述第一齿轮轴通过轴承座设于所述主动X轴移动梁两端连接的第一滚轮模组安装板上，所述第一减速电机通过第一转轴与所述主动X轴移动梁两端连接的第一滚轮模组安装板上的第一齿轮轴连接。

3.如权利要求2所述的一种长型材搬运机器人，其特征在于，所述主动X轴移动梁与所述从动X轴移动梁相对一侧的侧壁上从上而下依次设有导轨、齿条。

4.如权利要求3所述的一种长型材搬运机器人，其特征在于，所述Y轴滑移机构包括Y轴移动梁以及用于驱动所述Y轴移动梁的Y轴驱动单元，所述Y轴移动梁位于所述主动X轴移动梁与所述从动X轴移动梁之间，且与所述主动X轴移动梁及所述从动X轴移动梁垂直，所述Y轴移动梁两端通过第二滚轮单元分别与所述主动X轴移动梁侧壁上的导轨滑动连接；

所述第二滚轮单元包括第二滚轮模组、第二滚轮模组安装板及毛毡齿轮，所述第二滚轮模组安装板一侧与所述Y轴移动梁连接，另一侧分别固定连接有所述第二滚轮模组、所述毛毡齿轮，所述第二滚轮模组底部与所述导轨上端面接触，所述毛毡齿轮与所述齿条啮合；

所述Y轴驱动单元包括第二减速电机、第一膜片式联轴器、第二转轴及第二齿轮轴，所述第二减速电机通过法兰连接于所述Y轴移动梁上，所述第二齿轮轴通过轴承座设于与所述Y轴移动梁两端连接的第二滚轮模组安装板上，所述第二减速电机依次通过所述第一膜片式联轴器、所述第二转轴与所述第二齿轮轴连接。

5.如权利要求4所述的一种长型材搬运机器人，其特征在于，所述Y轴移动梁上还固定安装有双配重气缸。

6.如权利要求4所述的一种长型材搬运机器人，其特征在于，所述Z轴滑移机构包括Z轴主体及Z轴驱动单元；所述Z轴主体对称设有两个，两个Z轴主体相对一侧的侧壁上均设有齿条；所述Z轴驱动单元包括第三减速电机、第二膜片联轴器、第三转轴及第三齿轮轴，所述第三减速电机通过法兰连接于所述Y轴移动梁上，所述第三齿轮轴一端与所述Z轴主体侧壁上的齿条啮合，另一端依次通过轴承座依次与所述第三转轴、所述第二膜片联轴器、所述第三减速电机连接。

7.如权利要求6所述的一种长型材搬运机器人，其特征在于，所述吸附搬运机构包括电磁抓手本体和多功能电磁吸盘，所述电磁抓手本体底部对称设有两个所述多功能电磁吸盘，所述电磁抓手本体顶部设有两个分别与两个Z轴主体对应的重型链条，所述重型链条上设有连接法兰，所述Z轴主体底部设有法兰座，所述连接法兰与所述法兰座通过螺栓固定连接。

8.如权利要求7所述的一种长型材搬运机器人，其特征在于，所述第一减速电机、所述第二减速电机及所述第三减速电机均为双输出减速电机。

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