CN111452015A

CN111452015A - 一种新型agv小车式装配机器人

Info

Publication number: CN111452015A
Application number: CN202010432563.3A
Authority: CN
Inventors: 徐淑晓; 许传阳; 高运禄; 张英辉
Original assignee: Haihui Group Co ltd
Current assignee: Haihui Group Co ltd
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-07-28

Abstract

本发明提出了一种新型AGV小车式装配机器人，包括安装在AGV小车车体上的底座部，底座部与腰身部转动连接，腰身部的顶端连接手臂部，手臂部连接机械手部，机械手部包括机械手壳体，机械手壳体内设有第一驱动电机，第一驱动电机与第一丝杆连接，第一丝杆与内螺纹连接块螺纹连接，内螺纹连接块的底端与第一滑块连接，第一滑块与机械手壳体内的第一直线滑轨滑动连接，内螺纹连接块外侧固定连接套设在第一丝杆上的弹簧，弹簧的另一端与滑动连接在第一直线轴承内的第二滑块连接，第二滑块与连接杆固定连接，连接杆另一端同时与上连接板和下连接板的一端转动连接，上连接板和下连接板另一端分别转动连接上夹板和下夹板。

Description

一种新型AGV小车式装配机器人

技术领域

本发明涉及一种新型AGV小车式装配机器人，属于装配机器人技术领域。

背景技术

AGV是(Automated Guided Vehicle)的缩写，意即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，传统AGV小车是底部叉运式，对于物品的外形要求和托盘的配置有相应的要求，这也就导致了目前的AGV基本只适用在物流或仓储区域，物流输送过来后，产品扔需人工装配或二次机械装配，增大了中转件的物流区域，不能做到仓储到产品的一体化装配要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出一种新型AGV小车式装配机器人，技术方案如下，

一种新型AGV小车式装配机器人，包括安装在AGV小车车体上的底座部，所述底座部与可在竖直方向上伸缩的腰身部转动连接，所述腰身部的顶端固定连接可在水平方向伸缩的手臂部，所述手臂部的可伸缩的端部固定连接机械手部，所述机械手部包括机械手壳体，所述机械手壳体内的一端设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的传动轴通过轴套与第一丝杆连接，所述第一丝杆的一侧与固定连接在机械手壳体内的第一轴承座轴承连接，所述第一丝杆与内螺纹连接块螺纹连接，所述内螺纹连接块的底端与第一滑块固定连接，所述第一滑块与固定连接在机械手壳体内的第一直线滑轨滑动连接，所述内螺纹连接块的外侧固定连接套设在第一丝杆上的弹簧，所述弹簧的另一端与滑动连接在第一直线轴承内的第二滑块固定连接，所述第一直线轴承通过螺栓固定连接在机械手壳体的另一端，所述第二滑块与连接杆固定连接，所述连接杆的另一端同时与上连接板和下连接板的一端转动连接，所述上连接板和下连接板的另一端分别转动连接上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板的端部内侧均设有聚氨酯块。

优选的，所述上连接板和下连接板与连接杆转动连接的端部均设有长条孔，所述连接杆通过销轴穿过长条孔分别与上连接板和下连接板转动连接。

优选的，所述聚氨酯块设有V型开口，所述上夹板和下夹板上的聚氨酯块的V型开口对称设置。

优选的，所述底座部包括底座壳体，所述底座壳体内设有安装在AGV小车车体上的旋转轴承座，所述旋转轴承座轴承连接转轴，所述转轴的上部与安装在底座壳体顶端中间位置的第二轴承座轴承连接，所述转轴的中部固定连接齿轮，所述齿轮与锥齿轮传动组连接，所述锥齿轮传动组与第二驱动电机连接，所述第二驱动电机固定连接在底座壳体的底部，所述转轴的顶端固定连接基座，所述基座与腰身部连接。

进一步的，所述腰身部包括竖向设置的两根支撑板，所述支撑板的底部固定连接定位板，所述定位板的中间固定连接滑动螺母，所述滑动螺母与竖向设置的第二丝杆螺纹连接，所述第二丝杆穿过固定连接在安装板底部的挡板中部与第三驱动电机的传动轴连接，所述第二丝杆的两侧设有固定连接在安装板上的第二直线滑轨，所述第二直线滑轨与固定连接在定位板上的第三滑块滑动连接；所述支撑板的顶端与手臂部固定连接。

优选的，所述手臂部包括手臂壳体，所述手臂壳体上固定连接第四驱动电机，所述第四驱动电机驱动位于手臂壳体内的第三丝杆转动，所述第三丝杆上螺纹连接螺纹滑动块，所述螺纹滑动块与伸缩筒固定连接，所述伸缩筒的上下两侧固定连接固定板，所述固定板位于手臂壳体外部设置，所述固定板上分别固定连接光轴，所述光轴与固定连接在手臂壳体上下两侧的第二直线轴承滑动连接，靠近固定板的伸缩筒的端部与机械手部连接。

本发明通过机械手部夹取工件产品，配合底座部、腰身部、手臂部的协同运作，对物流输送过来的工件产品，能够做到快速高效的对工件进行一次性装配，避免人工装配或二次机械装配，大大提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明一种新型AGV小车式装配机器人的结构示意图。

图2是本发明机械手部的结构示意图。

图3是本发明底座部的结构示意图。

图4是本发明腰身部的结构示意图。

图5是本发明手臂部的结构示意图。

图中：1、AGV小车车体；2、底座部；201、底座壳体；202、旋转轴承座；203、转轴；204、第二轴承座；205、齿轮；206、锥齿轮传动组；207、第二驱动电机；208、基座；3、腰身部；301、支撑板；302、定位板；303、滑动螺母；304、第二丝杆；305、安装板；306、挡板；307、第三驱动电机；308、第二直线滑轨；309、第三滑块；4、手臂部；401、手臂壳体；402、第四驱动电机；403、第三丝杆；404、螺纹滑动块；405、伸缩筒；406、固定板；407、光轴；408、第二直线轴承；5、机械手部；501、机械手壳体；502、第一驱动电机；503、第一丝杆；504、第一轴承座；505、内螺纹连接块；506、第一滑块；507、第一直线滑轨；508、弹簧；509、第一直线轴承；510、第二滑块；511、连接杆；512、上连接板；513、下连接板；514、上夹板；515、下夹板；516、聚氨酯块；517、长条孔。

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。

如图1-5所示，一种新型AGV小车式装配机器人，包括安装在AGV小车车体1上的底座部2，所述底座部2与可在竖直方向上伸缩的腰身部3转动连接，所述腰身部3的顶端固定连接可在水平方向伸缩的手臂部4，所述手臂部4的可伸缩的端部固定连接机械手部5，所述机械手部5包括机械手壳体501，所述机械手壳体501内的一端设有第一驱动电机502，所述第一驱动电机502的传动轴通过轴套与第一丝杆503连接，所述第一丝杆503的一侧与固定连接在机械手壳体501内的第一轴承座504轴承连接，所述第一丝杆503与内螺纹连接块505螺纹连接，所述内螺纹连接块505的底端与第一滑块506固定连接，所述第一滑块506与固定连接在机械手壳体501内的第一直线滑轨507滑动连接，所述内螺纹连接块505的外侧固定连接套设在第一丝杆503上的弹簧508，所述弹簧508的另一端与滑动连接在第一直线轴承509内的第二滑块510固定连接，所述第一直线轴承509通过螺栓固定连接在机械手壳体501的另一端，所述第二滑块510与连接杆511固定连接，所述连接杆511的另一端同时与上连接板512和下连接板513的一端转动连接，所述上连接板512和下连接板513的另一端分别转动连接上夹板514和下夹板515，所述上夹板514和下夹板515的端部内侧均设有聚氨酯块516。

所述第一驱动电机502通过传动轴带动第一丝杆503转动，第一轴承座504起到支撑作用，第一丝杆503转动时，由于与第一丝杆503螺纹连接的内螺纹连接块505固定连接第一滑块506，第一滑块506与第一直线滑轨507滑动连接，所以内螺纹连接块505并不与第一丝杆503同时转动，而是通过第一滑块506和第一直线滑轨507的作用进行水平方向上的前后移动，内螺纹连接块505的移动带动弹簧508移动，弹簧508带动第二滑块510在第一直线轴承509内滑动，进而通过连接杆511拉动上连接板512和下连接板513运动，实现上夹板514和下夹板515的上下移动，进而对实现对产品的夹持动作。

所述第一驱动电机502选择永磁式步进电机，永磁式步进电动机是一个永久磁铁电动子,卷绕并且磁性地导电性定子。通电导线形成一个磁场，定子磁场分布的改变，定子在磁场的作用下转动来带动负载。两相绕阻中的A向通电产生磁场，因为转子受定子磁极吸引由向A向绕阻转动。然后对B向绕阻通电，使转子由A向绕阻向B向绕阻转动，即转子随磁场方向转动。磁场转到A向绕阻，转子由B向绕阻向A向绕阻转动。重覆以上这个过程。每使电机转子顺时针转过90度，即步进电机向前进一步(一个步距角)，电机选用55BF003步进电机，相数为3，额定电压27V，静态电流3A，步距角1.5/3，空载启动频率PPS为1800，空载运行频率16000，外形尺寸：总长70mm，外径φ55，轴径φ6。

物料的大小虽然形状差异比较大，但整体的抓取范围相差并不是很大，所以现在将上夹板514与下夹板515之间的最大张开宽度定为120mm，最小张开宽度设为70mm。第一丝杆503螺距为p＝2.5mm，连接杆511与上连接板512和下连接板513的铰接点处至其中一个聚氨酯块516之间的连线与上连接板512或下连接板513的轴线之间的夹角为α＝30°，如果上夹板514和下夹板515夹紧时夹紧方向位移设为x，第一丝杆503传动的水平位移为y，那么有

那么，若第一驱动电机502转动一圈，第一丝杆503向前传动一个螺距的话，即y＝2.5mm，那么x＝y×tgα＝2.5×tg30°＝1.44mm，例如：夹紧一个边长为100mm的立方体物料，则

所以第一驱动电机502应该转动的圈数为

圈，第一丝杆503传动最大水平位移确定：设最大水平位移为A，则

所述上连接板512和下连接板513与连接杆511转动连接的端部均设有长条孔517，所述连接杆511通过销轴穿过长条孔517分别与上连接板513和下连接板514转动连接。所述聚氨酯块516设有V型开口，所述上夹板514和下夹板515上的聚氨酯块516的V型开口对称设置。所述弹簧508及聚氨酯块516的作用是让上夹板514和下夹板515在夹取产品时更加柔性，从而适应更多的产品规格。所述长条孔517使得上连接板512和下连接板513相对于连接杆511富余的活动空间，避免上夹板514和下夹板515夹取产品时处于过度刚性状态。

如图3所示，所述底座部2包括底座壳体201，所述底座壳体201内设有安装在AGV小车车体1上的旋转轴承座202，所述旋转轴承座202轴承连接转轴203，所述转轴203的上部与安装在底座壳体201顶端中间位置的第二轴承座204轴承连接，所述转轴203的中部固定连接齿轮205，所述齿轮205与锥齿轮传动组206连接，所述锥齿轮传动组206与第二驱动电机207连接，所述第二驱动电机207固定连接在底座壳体201的底部，所述转轴203的顶端固定连接基座208，所述基座208与腰身部3连接。所述第二驱动电机207驱动锥齿轮传动组206转动，进而通过与其啮合的齿轮205来带动转轴203进行左右旋转，转轴203顶端固定连接的基座208可带动腰身部3进行水平方向的转动。

如图4所示，所述腰身部3包括竖向设置的两根支撑板301，所述支撑板301的底部固定连接定位板302，所述定位板302的中间固定连接滑动螺母303，所述滑动螺母303与竖向设置的第二丝杆304螺纹连接，所述第二丝杆304穿过固定连接在安装板305底部的挡板306中部与第三驱动电机307的传动轴连接，所述第二丝杆304的两侧设有固定连接在安装板305上的第二直线滑轨308，所述第二直线滑轨308与固定连接在定位板302上的第三滑块309滑动连接；所述支撑板301的顶端与手臂部4固定连接。

所述第三驱动电机307驱动第二丝杆304转动，由于滑动螺母303与定位板302固定，且第三滑块309与第二直线滑轨308滑动连接，确保滑动平稳行，二者的连接同时能够起到定位的作用，避免第二丝杆304转动时带动定位板302一起转动，第二丝杆304转动时，滑动螺母303相对第二丝杆304上下移动，实现支撑板301的上下移动，进而带动手臂部4在竖直方向上运动。

如图5所示，所述手臂部4包括手臂壳体401，所述手臂壳体401上固定连接第四驱动电机402，所述第四驱动电机402驱动位于手臂壳体401内的第三丝杆403转动，所述第三丝杆403上螺纹连接螺纹滑动块404，所述螺纹滑动块404与伸缩筒405固定连接，所述伸缩筒405的上下两侧固定连接固定板406，所述固定板406位于手臂壳体401外部设置，所述固定板406上分别固定连接光轴407，所述光轴407与固定连接在手臂壳体401上下两侧的第二直线轴承408滑动连接，靠近固定板406的伸缩筒405的端部与机械手部5连接。

所述第四驱动电机402通过传动组件驱动第三丝杆403转动，由于螺纹滑动块404与伸缩筒405固定连接，伸缩筒405上设有固定板406，固定板406与光轴407连接，光轴407又与第二直线轴承408滑动连接，通过上述连接方式，可以有效对螺纹滑动块404进行定位，避免螺纹滑动块404随第三丝杆403转动，使得螺纹滑动块404只能在手臂壳体401内进行左右方向的移动，进而实现手臂部4在水平方向上的伸缩。两个光轴407在第二直线轴承408内滑动，还能保证伸缩筒405伸出时的单向直线及稳定性。

本发明选用步进电机驱动方式对机器人进行驱动，伺服系统的执行元件，能方便地实现连续地、平滑地、可逆调速，对控制信号反应快捷。本发明主要是对仓储中的零部件进行搬运装配，采用四个自由度，分别是手臂部4随着腰身部的旋转和上下伸缩进行运动，手臂部4的左右伸缩和机械手部5的夹紧与放松，此四个自由度可以保证在工业生产中能够将物料搬运到空间的各个位置上。AGV小车能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能，它可以实现仓储到生产线间的自由行驶。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型AGV小车式装配机器人，其特征在于：包括安装在AGV小车车体上的底座部，所述底座部与可在竖直方向上伸缩的腰身部转动连接，所述腰身部的顶端固定连接可在水平方向伸缩的手臂部，所述手臂部的可伸缩的端部固定连接机械手部，所述机械手部包括机械手壳体，所述机械手壳体内的一端设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的传动轴通过轴套与第一丝杆连接，所述第一丝杆的一侧与固定连接在机械手壳体内的第一轴承座轴承连接，所述第一丝杆与内螺纹连接块螺纹连接，所述内螺纹连接块的底端与第一滑块固定连接，所述第一滑块与固定连接在机械手壳体内的第一直线滑轨滑动连接，所述内螺纹连接块的外侧固定连接套设在第一丝杆上的弹簧，所述弹簧的另一端与滑动连接在第一直线轴承内的第二滑块固定连接，所述第一直线轴承通过螺栓固定连接在机械手壳体的另一端，所述第二滑块与连接杆固定连接，所述连接杆的另一端同时与上连接板和下连接板的一端转动连接，所述上连接板和下连接板的另一端分别转动连接上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板的端部内侧均设有聚氨酯块。

2.根据权利要求1所述的一种新型AGV小车式装配机器人，其特征在于：所述上连接板和下连接板与连接杆转动连接的端部均设有长条孔，所述连接杆通过销轴穿过长条孔分别与上连接板和下连接板转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型AGV小车式装配机器人，其特征在于：所述聚氨酯块设有V型开口，所述上夹板和下夹板上的聚氨酯块的V型开口对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种新型AGV小车式装配机器人，其特征在于：所述底座部包括底座壳体，所述底座壳体内设有安装在AGV小车车体上的旋转轴承座，所述旋转轴承座轴承连接转轴，所述转轴的上部与安装在底座壳体顶端中间位置的第二轴承座轴承连接，所述转轴的中部固定连接齿轮，所述齿轮与锥齿轮传动组连接，所述锥齿轮传动组与第二驱动电机连接，所述第二驱动电机固定连接在底座壳体的底部，所述转轴的顶端固定连接基座，所述基座与腰身部连接。

5.根据权利要求4所述的一种新型AGV小车式装配机器人，其特征在于：所述腰身部包括竖向设置的两根支撑板，所述支撑板的底部固定连接定位板，所述定位板的中间固定连接滑动螺母，所述滑动螺母与竖向设置的第二丝杆螺纹连接，所述第二丝杆穿过固定连接在安装板底部的挡板中部与第三驱动电机的传动轴连接，所述第二丝杆的两侧设有固定连接在安装板上的第二直线滑轨，所述第二直线滑轨与固定连接在定位板上的第三滑块滑动连接；所述支撑板的顶端与手臂部固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型AGV小车式装配机器人，其特征在于：所述手臂部包括手臂壳体，所述手臂壳体上固定连接第四驱动电机，所述第四驱动电机驱动位于手臂壳体内的第三丝杆转动，所述第三丝杆上螺纹连接螺纹滑动块，所述螺纹滑动块与伸缩筒固定连接，所述伸缩筒的上下两侧固定连接固定板，所述固定板位于手臂壳体外部设置，所述固定板上分别固定连接光轴，所述光轴与固定连接在手臂壳体上下两侧的第二直线轴承滑动连接，靠近固定板的伸缩筒的端部与机械手部连接。