CN112478801A - 一种基于四连杆中控结构的码垛机器人 - Google Patents

一种基于四连杆中控结构的码垛机器人 Download PDF

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鹿建森
戴军康
潘宜斌
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Abstract

本发明涉及一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,包括安装支架、设于安装支架上调节机构、连接在调节机构上的转动机构以及连接在转动机构上的货物码垛机构;所述调节机构包括连接在安装支架上端的若干个第一滑轨、滑动连接在第一滑轨上的第一滑板、连接在第一滑板上的第一驱动电机和第二滑轨、滑动连接在第二滑轨上的第二滑板、连接在第二滑板上的第二驱动电机和竖直滑轨、滑动连接在竖直滑轨上的竖直滑板以及连接在竖直滑轨上的第三驱动电机,所述第一滑轨、第二滑轨和竖直滑轨内分别固定连接有第一齿条。该基于四连杆中控结构的码垛机器人,适用于多层货架的货物码垛,可以便捷的调节码垛的位置以及码垛的范围,可调性增强,适用范围更广。

Description

一种基于四连杆中控结构的码垛机器人
技术领域
本发明属于码垛机器人领域,具体涉及一种基于四连杆中空结构的码垛机器人。
背景技术
自动码垛机是机、电一体化高新技术产品,中、低位码垛机可以满足中低产量的生产需要。可按照要求的编组方式和层数,完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛。最优化的设计使得垛形紧密、整齐。
码垛机将已装入容器的纸箱,按一定排列码放在托盘、栈板(木质、塑胶)上,进行自动堆码,可堆码多层,然后推出,便于叉车运至仓库储存。本设备采用PLC+触摸屏控制,实现智能化操作管理,简便、易掌握。可大大地减少劳动力和降低劳动强度。码垛机是输送机输送来的料袋、纸箱或是其它包装材料按照客户工艺要求的工作方式自动堆叠成垛,并将成垛的物料进行输送的设备。
目前较为常见的自动码垛机多是采用四连杆中空机构进行运转的机器手进行货物的搬运,这种码垛机器人多是固定在某一工作位置进行一定范围的工作,无法进行上下移动或平行位移,需要在不同的工作位置放置一台码垛机器人以供使用,无法适用于高层、多层的货架上的货物码垛。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单,设计合理的一种基于四连杆中控结构的码垛机器人。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,包括安装支架、设于安装支架上调节机构、连接在调节机构上的转动机构以及连接在转动机构上的货物码垛机构;
所述调节机构包括连接在安装支架上端的若干个第一滑轨、滑动连接在第一滑轨上的第一滑板、连接在第一滑板上的第一驱动电机和第二滑轨、滑动连接在第二滑轨上的第二滑板、连接在第二滑板上的第二驱动电机和竖直滑轨、滑动连接在竖直滑轨上的竖直滑板以及连接在竖直滑轨上的第三驱动电机,所述第一滑轨、第二滑轨和竖直滑轨内分别固定连接有第一齿条、第二齿条和第三齿条,所述第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机的输出轴上均连接有驱动齿轮,第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机通过驱动齿轮分别与第一齿条、第二齿条和第三齿条啮合连接;
所述调节机构包括连接在竖直滑板下端的中心圆板、活动连接在中心圆板上的转动环板以及连接在转动环板下端的转动电机,所述转动电机的输出端和中心圆板活动连接。
作为本发明的进一步优化方案,所述货物码垛机构包括连接在转动环板上的底支撑座、活动连接在底支撑座上的四连杆中控机构、连接在四连杆中控机构上的配合连杆机构以及连接在配合连杆机构上的货物抓取机构,所述底支撑座上连接有调节电机,调节电机的输出轴和四连杆中控机构连接。
作为本发明的进一步优化方案,所述中心圆板的侧壁上连接有限位圆环板,限位圆环板的侧壁上连接有环形齿轮,所述转动环板上设有限位槽,限位圆环板和环形齿轮均位于限位槽内,所述转动环板的侧壁上连接有若干连接杆,连接杆的一端连接有圆环把手。
作为本发明的进一步优化方案,所述限位槽内设有转动齿轮,转动电机的输出轴和转动齿轮连接,所述转动齿轮和环形齿轮啮合。
作为本发明的进一步优化方案,所述竖直滑板的上下端均连接有限位板,竖直滑板上端的限位板上连接有辅助限位杆,竖直滑轨上设有与辅助限位杆相配合的限位架。
作为本发明的进一步优化方案,所述第一滑板的侧壁上连接有限位缓冲块,所述第一滑轨的侧壁上连接有限位缓冲板,限位缓冲板上连接有与限位缓冲快相配合的缓冲垫。
作为本发明的进一步优化方案,所述安装支架上连接有控制箱,第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、转动电机、调节电机均和控制箱电性连接。
本发明的有益效果在于:
1)本发明适用于多层货架的货物码垛,可以便捷的调节码垛的位置以及码垛的范围,可调性增强,适用范围更广;
2)本发明可以使得码垛机器人在X轴、Y轴、Z轴上进行便捷且稳定的移动,同时便捷的调节码垛机构的工作位置,同时可以在一个平面内将码垛机器人在一定范围内进行便捷的转动,可以使得码垛机器人在一定高度的货架上将货物移动至同一平面内其他的货架上,有效的扩大了码垛机器人在同一工位上码垛工作的范围,工作效率较高;
3)本发明结构简单,稳定性高,设计合理,便于实现。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明A处的放大视图;
图3是本发明的侧视图;
图4是本发明中调节机构的结构示意图;
图5是本发明中码垛机器人的结构示意图;
图6是本发明中转动环板和中心圆板的相配合视图。
图中:1、安装支架;2、调节机构;201、第一滑轨;202、第二滑轨;203、第一滑板;204、第二滑板;205、竖直滑轨;206、竖直滑板;207、第一驱动电机;208、第二驱动电机;209、第三驱动电机;210、第一齿条;211、第二齿条;3、转动机构;301、转动环板;302、中心圆板;303、连接杆;304、圆环把手;305、限位圆环板;306、环形齿轮;307、转动电机;308、转动齿轮;4、货物码垛机构;401、底支撑座;402、调节电机;403、四连杆中控机构;404、配合连杆机构;405、货物抓取机构。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-6所示,一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,包括安装支架1、设于安装支架1上调节机构2、连接在调节机构2上的转动机构3以及连接在转动机构3上的货物码垛机构4;
如图5所示,货物码垛机构4包括连接在转动环板301上的底支撑座401、活动连接在底支撑座401上的四连杆中控机构403、连接在四连杆中控机构403上的配合连杆机构404以及连接在配合连杆机构404上的货物抓取机构405,底支撑座401上连接有调节电机402,调节电机402的输出轴和四连杆中控机构403连接。货物码垛机构4采用的是四连杆控制模式的码垛机器人,在此不再赘述其工作原理。
如图1和2所示,调节机构2包括连接在安装支架1上端的若干个第一滑轨201、滑动连接在第一滑轨201上的第一滑板203、连接在第一滑板203上的第一驱动电机207和第二滑轨202、滑动连接在第二滑轨202上的第二滑板204、连接在第二滑板204上的第二驱动电机208和竖直滑轨205、滑动连接在竖直滑轨205上的竖直滑板206以及连接在竖直滑轨205上的第三驱动电机209,第一滑轨201、第二滑轨202和竖直滑轨205内分别固定连接有第一齿条210、第二齿条211和第三齿条,第一驱动电机207、第二驱动电机208和第三驱动电机209的输出轴上均连接有驱动齿轮,第一驱动电机207、第二驱动电机208和第三驱动电机209通过驱动齿轮分别与第一齿条210、第二齿条211和第三齿条啮合连接;驱动电机驱使驱动齿轮转动时,驱动齿轮在固定的齿条上进行转动位移,同时带动电机以及相应的滑板进行移动,以此来达到控制移动的效果。
竖直滑板206的上下端均连接有限位板,竖直滑板206上端的限位板上连接有辅助限位杆,竖直滑轨205上设有与辅助限位杆相配合的限位架。限位板可以防止竖直滑板206在竖直滑轨205上发生脱落而造成较大的损失,同时通过辅助限位杆和限位架的相互配合,可以使得竖直滑板206在竖直滑轨205上移动时更加的稳定,不会出现偏转或偏移等情况出现,稳定性更高。
第一滑板203的侧壁上连接有限位缓冲块,第一滑轨201的侧壁上连接有限位缓冲板,限位缓冲板上连接有与限位缓冲快相配合的缓冲垫。缓冲垫可以起到缓冲限位的作用,防止第一滑板203在移动至边界时从第一滑轨201上脱离,安全性更高。
在进行调节货物码垛机构4的位置时,将第一滑轨201的安装方向设置为X轴,将第二滑轨202的安装方向设置为Y轴,将竖直滑板206的安装方向设置为Z轴,需要将货物码垛机构4沿着X轴方向进行位移时,可以控制第一驱动电机207工作,第一驱动电机207驱使驱动齿轮在第一齿条210上沿着X轴方向进行位移,同时带动第一滑板203在第一滑轨201上沿着X轴方向进行移动,并可以带动安装在第一滑板203上的第二滑轨202同向移动,需要将货物码垛机构4沿着Y轴方向移动时,可以控制第二驱动电机208工作,原理同上,第二驱动电机208上连接的驱动齿轮可以带动第二滑板204在第二滑轨202上沿着Y轴方向进行移动,第二滑板204带动竖直滑轨205和竖直滑板206沿着Y轴方向同向移动,需要将货物码垛机构4沿着Z轴方向向上或向下移动时,控制第三驱动电机209工作,第三驱动电机209上的驱动齿轮转动时,可以驱使竖直滑板206上的第三齿条向上或向下移动,第一驱动电机207、第二驱动电机208和第三驱动电机209可以同时进行工作,也可以分开单独工作,可以将货物码垛机构4便捷调节至任意的工位,可以适用于多组、多层的货物存储货架。
如图3、图4和图6所示,调节机构2包括连接在竖直滑板206下端的中心圆板302、活动连接在中心圆板302上的转动环板301以及连接在转动环板301下端的转动电机307,转动电机307的输出端和中心圆板302活动连接。
中心圆板302的侧壁上连接有限位圆环板305,限位圆环板305的侧壁上连接有环形齿轮306,转动环板301上设有限位槽,限位圆环板305和环形齿轮306均位于限位槽内,转动环板301的侧壁上连接有若干连接杆303,连接杆303的一端连接有圆环把手304。圆环把手304用于人工手动辅助控制。
限位槽内设有转动齿轮308,转动电机307的输出轴和转动齿轮308连接,转动齿轮308和环形齿轮306啮合。转动电机307驱使转动齿轮308转动,因中心圆板302和竖直滑板206固定连接,因此中心圆板302被限位不可转动,当转动齿轮308转动时会绕着环形齿轮306进行移动,同时带动转动电机307以及转动环板301进行相同方向的转动,以此来达到控制货物码垛机构4的所处位置,可以在同一平面一定范围内快速的移动,方便调节货物码垛机构4的工作状态和工作方位。
安装支架1上连接有控制箱,第一驱动电机207、第二驱动电机208、第三驱动电机209、转动电机307、调节电机402均和控制箱电性连接。可以通过控制箱控制整个装置的工作。
本装置适用于多层货架的货物码垛,可以便捷的调节码垛的位置以及码垛的范围,可调性增强,可以使得码垛机器人在X轴、Y轴、Z轴上进行便捷且稳定的移动,同时便捷的调节码垛机构的工作位置,同时可以在一个平面内将码垛机器人在一定范围内进行便捷的转动,可以使得码垛机器人在一定高度的货架上将货物移动至同一平面内其他的货架上,有效的扩大了码垛机器人在同一工位上码垛工作的范围,工作效率较高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,其特征在于:包括安装支架(1)、设于安装支架(1)上调节机构(2)、连接在调节机构(2)上的转动机构(3)以及连接在转动机构(3)上的货物码垛机构(4);
所述调节机构(2)包括连接在安装支架(1)上端的若干个第一滑轨(201)、滑动连接在第一滑轨(201)上的第一滑板(203)、连接在第一滑板(203)上的第一驱动电机(207)和第二滑轨(202)、滑动连接在第二滑轨(202)上的第二滑板(204)、连接在第二滑板(204)上的第二驱动电机(208)和竖直滑轨(205)、滑动连接在竖直滑轨(205)上的竖直滑板(206)以及连接在竖直滑轨(205)上的第三驱动电机(209),所述第一滑轨(201)、第二滑轨(202)和竖直滑轨(205)内分别固定连接有第一齿条(210)、第二齿条(211)和第三齿条,所述第一驱动电机(207)、第二驱动电机(208)和第三驱动电机(209)的输出轴上均连接有驱动齿轮,第一驱动电机(207)、第二驱动电机(208)和第三驱动电机(209)通过驱动齿轮分别与第一齿条(210)、第二齿条(211)和第三齿条啮合连接;
所述调节机构(2)包括连接在竖直滑板(206)下端的中心圆板(302)、活动连接在中心圆板(302)上的转动环板(301)以及连接在转动环板(301)下端的转动电机(307),所述转动电机(307)的输出端和中心圆板(302)活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,其特征在于:所述货物码垛机构(4)包括连接在转动环板(301)上的底支撑座(401)、活动连接在底支撑座(401)上的四连杆中控机构(403)、连接在四连杆中控机构(403)上的配合连杆机构(404)以及连接在配合连杆机构(404)上的货物抓取机构(405),所述底支撑座(401)上连接有调节电机(402),调节电机(402)的输出轴和四连杆中控机构(403)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,其特征在于:所述中心圆板(302)的侧壁上连接有限位圆环板(305),限位圆环板(305)的侧壁上连接有环形齿轮(306),所述转动环板(301)上设有限位槽,限位圆环板(305)和环形齿轮(306)均位于限位槽内,所述转动环板(301)的侧壁上连接有若干连接杆(303),连接杆(303)的一端连接有圆环把手(304)。
4.根据权利要求2所述的一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,其特征在于:所述限位槽内设有转动齿轮(308),转动电机(307)的输出轴和转动齿轮(308)连接,所述转动齿轮(308)和环形齿轮(306)啮合。
5.根据权利要求1所述的一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,其特征在于:所述竖直滑板(206)的上下端均连接有限位板,竖直滑板(206)上端的限位板上连接有辅助限位杆,竖直滑轨(205)上设有与辅助限位杆相配合的限位架。
6.根据权利要求1所述的一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,其特征在于:所述第一滑板(203)的侧壁上连接有限位缓冲块,所述第一滑轨(201)的侧壁上连接有限位缓冲板,限位缓冲板上连接有与限位缓冲快相配合的缓冲垫。
7.根据权利要求1所述的一种基于四连杆中控结构的码垛机器人,其特征在于:所述安装支架(1)上连接有控制箱,第一驱动电机(207)、第二驱动电机(208)、第三驱动电机(209)、转动电机(307)、调节电机(402)均和控制箱电性连接。
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