CN111390960B - 一种平面多关节机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面多关节机器人，其结构包括底座、旋转座、活动臂、支撑臂、连接臂、装夹结构，旋转座水平安装于底座上端，支撑臂安装于旋转座内侧上端，活动臂铰链连接于支撑臂尾端，连接臂卡接于支撑臂前端，活动臂前端与连接臂铰链连接，装夹结构安装于连接臂前端，装夹结构包括卡爪、固定板、驱动轴、活动杆，固定板竖直安装于卡爪上端，固定板安装于驱动轴下端外侧，本发明在活动杆下端设置了卡爪，增加了之间的接触面积，并且增加了之间的摩擦力，来防止绕着接触的部位进行旋转，增加了装夹的稳定性；在夹爪内侧上端设置了限位结构，对装夹的上端进行限制，进而增加了限制的方向，减少了之间的自由度，使装配更加稳定，降低了装配难度。

Description

一种平面多关节机器人

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及到一种平面多关节机器人。

背景技术

多关节机器人是目前工业领域中最常见的工业机器人形态，主要运用于工业领域上的机械自动化作业，其中在目前的工业装配中，为了减少装夹时与零件的接触面积，进而采用平面多关节机器人，来对零件进行装夹，减少了空间上的限制，更加便于进行工业上的零件装配，但是现有技术存在以下不足：

由于装夹的装夹结构为平面式，其夹紧的部位形成小范围的点接触，而装夹结构的内侧中空，在夹紧部位偏移时，将形成左右两侧的重力不平衡，而造成接触部位形成旋转中心，进而造成被夹紧零件整体发生反转晃动，使零件在装配时不稳定，加大装配时的难度。

以此本申请提出一种平面多关节机器人，对上述缺陷进行改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种平面多关节机器人，以解决现有技术由于装夹的装夹结构为平面式，其夹紧的部位形成小范围的点接触，而装夹结构的内侧中空，在夹紧部位偏移时，将形成左右两侧的重力不平衡，而造成接触部位形成旋转中心，进而造成被夹紧零件整体发生反转晃动，使零件在装配时不稳定，加大装配时的难度的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种平面多关节机器人，其结构包括底座、旋转座、活动臂、支撑臂、连接臂、装夹结构，所述旋转座水平安装于底座上端并且采用机械连接，所述支撑臂安装于旋转座内侧上端并且采用铰链连接，所述活动臂铰链连接于支撑臂尾端，所述连接臂卡接于支撑臂前端并且采用活动连接，所述活动臂前端与连接臂铰链连接，所述装夹结构安装于连接臂前端并且采用铰链连接；所述装夹结构包括卡爪、固定板、驱动轴、活动杆，所述固定板竖直安装于卡爪上端并且采用机械连接，所述固定板安装于驱动轴下端外侧并且相焊接，所述活动杆贯穿于卡爪内侧并且采用机械连接，所述活动杆设于固定板内侧并且活动连接于驱动轴下端。

对本发明进一步地改进，所述卡爪包括固定架、联动杆、夹爪、限位结构，所述活动杆穿过固定架与限位结构上端机械连接，所述夹爪安装于固定架下端并且采用铰链连接，所述联动杆安装于夹爪与限位结构之间，所述限位结构位于夹爪之间。

对本发明进一步地改进，所述夹爪包括夹板、内槽、弹簧、夹块，所述内槽设于夹板内侧并且为一体化结构，所述夹块安装于内槽内侧并且与夹板铰链连接，所述弹簧右端固定于夹板内侧并且左端抵在夹块右侧。

对本发明进一步地改进，所述夹块包括块体、通口、卡板、防滑板，所述通口贯穿于块体下端并且为一体化结构，所述卡板固定于块体右侧上端并且相焊接，所述防滑板竖直安装于块体前端并且相贴合。

对本发明进一步地改进，所述限位结构包括活动板、齿条、活动结构、齿轮架、导向块，所述齿条安装于活动板正面并且相焊接，所述活动结构设于活动板内侧并且采用活动连接，所述齿轮架外侧与齿条内侧相啮合，所述导向块固定安装于齿轮架之间并且与活动结构活动连接。

对本发明进一步地改进，所述活动结构包括支杆、侧齿条、滑道、顶板，所述侧齿条设于支杆外侧并且为一体化结构，所述滑道凹陷于支杆内侧并且位于侧齿条之间，所述顶板水平安装于支杆下端并且相焊接。

对本发明进一步地改进，所述顶板包括板体、垫板、凹槽、凸块，所述垫板水平安装于板体下端并且相贴合，所述凹槽凹陷于垫板内侧并且均匀分布，所述凸块设于凹槽之间并且与垫板相连接。

根据上述提出的技术方案，本发明一种平面多关节机器人，具有如下有益效果：

本发明在活动杆下端设置了卡爪，驱动轴拉动活动杆来使其带动卡爪进行工作，此时限位结构将向上移动，而与其铰链连接的联动杆将拉动夹爪向内靠近，进而夹板之间向内靠近零件，而夹块下端将进行转动而使上端向内偏移并压缩弹簧，此时块体外侧的防滑板将贴合于零件的外表面进行限位夹紧，增加了之间的接触面积，并且增加了之间的摩擦力，来防止绕着接触的部位进行旋转，增加了装夹的稳定性。

本发明在夹爪内侧上端设置了限位结构，在夹爪对零件夹紧的同时，由于活动板的向上移动来带动齿条啮合齿轮架上端的齿轮，进而将作用于内侧的活动结构，此时侧齿条将向下移动，而支杆内侧的滑道将在导向块的作用下向下滑动，进而推出顶板来顶在零件的上端，对装夹的上端进行限制，进而增加了限制的方向，减少了之间的自由度，使装配时更加稳定，降低了装配难度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种平面多关节机器人的结构示意图；

图2为本发明装夹结构的结构示意图；

图3为本发明卡爪的结构示意图；

图4为本发明夹爪的结构示意图；

图5为本发明夹块的侧视结构示意图；

图6为本发明夹块的结构示意图；

图7为本发明限位结构的正视结构示意图；

图8为本发明限位结构的侧视结构示意图；

图9为本发明活动结构的结构示意图；

图10为本发明顶板的结构示意图。

图中：底座-1、旋转座-2、活动臂-3、支撑臂-4、连接臂-5、装夹结构-6、卡爪-61、固定板-62、驱动轴-63、活动杆-64、固定架-611、联动杆-612、夹爪-613、限位结构-614、夹板-13a、内槽-13b、弹簧-13c、夹块-13d、块体-d1、通口-d2、卡板-d3、防滑板-d4、活动板-14a、齿条-14b、活动结构-14c、齿轮架-14d、导向块-14e、支杆-c1、侧齿条-c2、滑道-c3、顶板-c4、板体-c41、垫板-c42、凹槽-c43、凸块-c44。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一：请参阅图1-图6，本发明具体实施例如下：

其结构包括底座1、旋转座2、活动臂3、支撑臂4、连接臂5、装夹结构6，所述旋转座2水平安装于底座1上端并且采用机械连接，所述支撑臂4安装于旋转座2内侧上端并且采用铰链连接，所述活动臂3铰链连接于支撑臂4尾端，所述连接臂5卡接于支撑臂4前端并且采用活动连接，所述活动臂3前端与连接臂5铰链连接，所述装夹结构6安装于连接臂5前端并且采用铰链连接；所述装夹结构6包括卡爪61、固定板62、驱动轴63、活动杆64，所述固定板62竖直安装于卡爪61上端并且采用机械连接，所述固定板62安装于驱动轴63下端外侧并且相焊接，所述活动杆64贯穿于卡爪61内侧并且采用机械连接，所述活动杆64设于固定板62内侧并且活动连接于驱动轴63下端。

参阅图3，所述卡爪61包括固定架611、联动杆612、夹爪613、限位结构614，所述活动杆64穿过固定架611与限位结构614上端机械连接，所述夹爪613安装于固定架611下端并且采用铰链连接，所述联动杆612安装于夹爪613与限位结构614之间，所述限位结构614位于夹爪613之间，对零件进行夹紧的同时，上端的限位结构614可对其进行限制，进而防止进行转动偏移。

参阅图4，所述夹爪613包括夹板13a、内槽13b、弹簧13c、夹块13d，所述内槽13b设于夹板13a内侧并且为一体化结构，所述夹块13d安装于内槽13b内侧并且与夹板13a铰链连接，所述弹簧13c右端固定于夹板13a内侧并且左端抵在夹块13d右侧，夹紧零件，并且根据零件的宽度，来调节夹块13d，进而更好的贴合在零件的外侧。

参阅图5-图6，所述夹块13d包括块体d1、通口d2、卡板d3、防滑板d4，所述通口d2贯穿于块体d1下端并且为一体化结构，所述卡板d3固定于块体d1右侧上端并且相焊接，所述防滑板d4竖直安装于块体d1前端并且相贴合，增加与零件间的摩擦力，进而防止发生滑动旋转。

基于上述实施例，具体工作原理如下：

将该设备放置于需要进行零件装配的位置，此时旋转座2工作沿着底座1上端进行转动，支撑臂4在旋转座2上进行转动，并且活动臂3拉动连接臂5来改变位置，使装夹结构6来靠近并装夹零件，驱动轴63拉动活动杆64来使其带动卡爪61进行工作，此时限位结构614将向上移动，而与其铰链连接的联动杆612将拉动夹爪613向内靠近，进而夹板13a之间向内靠近零件，而夹块13d下端将进行转动而使上端向内偏移并压缩弹簧13c，此时块体d1外侧的防滑板d4将贴合于零件的外表面进行限位夹紧，即可将零件送至装配的位置进行装配。

实施例二：请参阅图3、图7-图10，本发明具体实施例如下：

所述卡爪61包括固定架611、联动杆612、夹爪613、限位结构614，所述活动杆64穿过固定架611与限位结构614上端机械连接，所述夹爪613安装于固定架611下端并且采用铰链连接，所述联动杆612安装于夹爪613与限位结构614之间，所述限位结构614位于夹爪613之间。

参阅7-图8，所述限位结构614包括活动板14a、齿条14b、活动结构14c、齿轮架14d、导向块14e，所述齿条14b安装于活动板14a正面并且相焊接，所述活动结构14c设于活动板14a内侧并且采用活动连接，所述齿轮架14d外侧与齿条14b内侧相啮合，所述导向块14e固定安装于齿轮架14d之间并且与活动结构14c活动连接，在拉动活动板14a的同时，齿条14b将作用于齿轮架14d啮合的活动结构14c上，进而向下伸出进行限位。

参阅图9，所述活动结构14c包括支杆c1、侧齿条c2、滑道c3、顶板c4，所述侧齿条c2设于支杆c1外侧并且为一体化结构，所述滑道c3凹陷于支杆c1内侧并且位于侧齿条c2之间，所述顶板c4水平安装于支杆c1下端并且相焊接，可根据齿轮架14d上端齿轮的转动来带动侧齿条c2进行移动，进而推出顶板c4来进行限位。

参阅图10，所述顶板c4包括板体c41、垫板c42、凹槽c43、凸块c44，所述垫板c42水平安装于板体c41下端并且相贴合，所述凹槽c43凹陷于垫板c42内侧并且均匀分布，所述凸块c44设于凹槽c43之间并且与垫板c42相连接，可根据零件外侧的轮廓，来对其外侧进行限制，进而防止发生偏移。

基于上述实施例，具体工作原理如下：

活动杆64拉动卡爪61进行工作，此时限位结构614将向上移动，而与其铰链连接的联动杆612将拉动夹爪613向内靠近，在夹爪613对零件夹紧的同时，由于活动板14a的向上移动来带动齿条14b啮合齿轮架14d上端的齿轮，进而将作用于内侧的活动结构14c，此时侧齿条c2将向下移动，而支杆c1内侧的滑道c3将在导向块14e的作用下向下滑动，进而推出顶板c4来顶在零件的上端，垫板c42下方的凹槽c43与凸块c44将根据零件的外表面进行适应，而更好的进行限位。

本发明解决了现有技术由于装夹的装夹结构为平面式，其夹紧的部位形成小范围的点接触，而装夹结构的内侧中空，在夹紧部位偏移时，将形成左右两侧的重力不平衡，而造成接触部位形成旋转中心，进而造成被夹紧零件整体发生反转晃动，使零件在装配时不稳定，加大装配时的难度的问题，本发明通过上述部件的互相组合，在活动杆下端设置了卡爪，驱动轴拉动活动杆来使其带动卡爪进行工作，此时限位结构将向上移动，而与其铰链连接的联动杆将拉动夹爪向内靠近，进而夹板之间向内靠近零件，而夹块下端将进行转动而使上端向内偏移并压缩弹簧，此时块体外侧的防滑板将贴合于零件的外表面进行限位夹紧，增加了之间的接触面积，并且增加了之间的摩擦力，来防止绕着接触的部位进行旋转，增加了装夹的稳定性；在夹爪内侧上端设置了限位结构，在夹爪对零件夹紧的同时，由于活动板的向上移动来带动齿条啮合齿轮架上端的齿轮，进而将作用于内侧的活动结构，此时侧齿条将向下移动，而支杆内侧的滑道将在导向块的作用下向下滑动，进而推出顶板来顶在零件的上端，对装夹的上端进行限制，进而增加了限制的方向，减少了之间的自由度，使装配时更加稳定，降低了装配难度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种平面多关节机器人，其结构包括底座（1）、旋转座（2）、活动臂（3）、支撑臂（4）、连接臂（5）、装夹结构（6），所述旋转座（2）水平安装于底座（1）上端，所述支撑臂（4）安装于旋转座（2）内侧上端，所述活动臂（3）铰链连接于支撑臂（4）尾端，所述连接臂（5）卡接于支撑臂（4）前端，所述活动臂（3）前端与连接臂（5）铰链连接，所述装夹结构（6）安装于连接臂（5）前端；其特征在于：

所述装夹结构（6）包括卡爪（61）、固定板（62）、驱动轴（63）、活动杆（64），所述固定板（62）竖直安装于卡爪（61）上端，所述固定板（62）安装于驱动轴（63）下端外侧，所述活动杆（64）贯穿于卡爪（61）内侧，所述活动杆（64）设于固定板（62）内侧；

所述卡爪（61）包括固定架（611）、联动杆（612）、夹爪（613）、限位结构（614），所述活动杆（64）穿过固定架（611）与限位结构（614）上端机械连接，所述夹爪（613）安装于固定架（611）下端，所述联动杆（612）安装于夹爪（613）与限位结构（614）之间，所述限位结构（614）位于夹爪（613）之间；

所述夹爪（613）包括夹板（13a）、内槽（13b）、弹簧（13c）、夹块（13d），所述内槽（13b）设于夹板（13a）内侧，所述夹块（13d）安装于内槽（13b）内侧，所述弹簧（13c）右端固定于夹板（13a）内侧；

所述夹块（13d）包括块体（d1）、通口（d2）、卡板（d3）、防滑板（d4），所述通口（d2）贯穿于块体（d1）下端，所述卡板（d3）固定于块体（d1）右侧上端，所述防滑板（d4）竖直安装于块体（d1）前端；

所述限位结构（614）包括活动板（14a）、齿条（14b）、活动结构（14c）、齿轮架（14d）、导向块（14e），所述齿条（14b）安装于活动板（14a）正面，所述活动结构（14c）设于活动板（14a）内侧，所述齿轮架（14d）外侧与齿条（14b）内侧相啮合，所述导向块（14e）固定安装于齿轮架（14d）之间。

2.根据权利要求1所述的一种平面多关节机器人，其特征在于：所述活动结构（14c）包括支杆（c1）、侧齿条（c2）、滑道（c3）、顶板（c4），所述侧齿条（c2）设于支杆（c1）外侧，所述滑道（c3）凹陷于支杆（c1）内侧，所述顶板（c4）水平安装于支杆（c1）下端。

3.根据权利要求2所述的一种平面多关节机器人，其特征在于：所述顶板（c4）包括板体（c41）、垫板（c42）、凹槽（c43）、凸块（c44），所述垫板（c42）水平安装于板体（c41）下端，所述凹槽（c43）凹陷于垫板（c42）内侧，所述凸块（c44）设于凹槽（c43）之间。

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