CN112916434A - 一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，包括固定支架、设置于所述固定支架上的纵向滑轨组件、设置于所述纵向滑轨组件上的连接滑块、与所述连接滑块连接的移动横梁、设置于所述移动横梁上的并联机器人和设置于所述并联机器人下方用于传送物件的传送组件，所述移动横梁与所述纵向滑轨组件相互垂直，所述连接滑块上设置有驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述连接滑块沿所述纵向滑轨组件滑动，可实现大范围的并联机器人移动，可以根据物件位置而自动调节并联机器人的位置，有效地避障。

Description

一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统

技术领域

本发明涉及并联机器人领域，特别涉及一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统。

背景技术

近年来，随着同行业内各个企业之间的竞争形势日益激烈，人力成本的不断上升，越来越多的传统制造企业愿意把更多工业机器人引入工厂，进一步提升工业生产效率，促进产业结构的智能化调整。在这个过程中，并联机器人因其刚度高、速度快、柔性强、重量轻等优点，在食品、药品、3C、电子等轻工业中应用最为广泛，在物料的理料、分拣、装箱、转运等方面有着无可比拟的优势。

现有的分拣、包装、移载等物流系统的并联机器人都是固定安装，等待物品到达指定的工作范围，由于自身无法自由地移动，安装完成后并联机器人的工作范围等于其工作空间，调试完成后只能在一定的范围内的物品进行分拣，无法适应大范围的物品进行抓取；同时在使用时由于自身固定，工作空间有限，通常如果分拣过程中出现障碍物是无法绕过障碍物，这样就会使得并联机器人的功能受到限制。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，可实现大范围的并联机器人移动，可以根据物件位置而自动调节并联机器人的位置，有效地避障。

根据本发明实施例的大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，包括固定支架、设置于所述固定支架上的纵向滑轨组件、设置于所述纵向滑轨组件上的连接滑块、与所述连接滑块连接的移动横梁、设置于所述移动横梁上的并联机器人和设置于所述并联机器人下方用于传送物件的传送组件，所述移动横梁与所述纵向滑轨组件相互垂直，所述连接滑块上设置有驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述连接滑块沿所述纵向滑轨组件滑动；所述并联机器人包括用于分拣物件的工作台、安装于所述移动横梁上的连接轴、与所述连接轴连接的变速齿轮组、与所述变速齿轮组连接的步进电机直角行星减速机和分别相对地与所述变速齿轮组的外壳连接的第一挂臂和第二挂臂；所述第一挂臂上设置有第一线性导轨、第一步进电机、与所述第一步进电机轴接的第一联轴器、与所述第一联轴器连接的第一丝杆、套接于所述第一丝杆上的第一滑座、与所述第一滑座连接的安装于所述第一线性导轨上的第一滑动连接块、与所述第一滑动连接块连接的第一圆盘和与所述第一圆盘连接的第一万向联轴器；所述第一挂臂上还设置有第一电机安装板、设置于所述第一电机安装板上的第一伺服电机、与所述第一伺服电机轴接的第一电机连接杆和与所述第一电机连接杆铰接的第一长杆；所述第二挂臂上设置有第二线性导轨、第二步进电机、与所述第二步进电机轴接的第二联轴器、与所述第二联轴器连接的第二丝杆、套接于所述第二丝杆上的第二滑座、与所述第二滑座连接的安装于所述第二线性导轨上的第二滑动连接块、与所述第二滑动连接块连接的第二圆盘和与所述第二圆盘连接的第二万向联轴器；所述第二挂臂上还设置有第二电机安装板、设置于所述第二电机安装板上的第二伺服电机、与所述第二伺服电机轴接的第二电机连接杆和与所述第二电机连接杆铰接的第二长杆；所述并联机器人还包括第一导杆、第二导杆、第三万向联轴器和第四万向联轴器，所述第一导杆连接于所述第一万向联轴器和所述第三万向联轴器之间，所述第二导杆连接于所述第二万向联轴器和所述第四万向联轴器之间，所述第三万向联轴器和所述第四万向联轴器均连接于所述工作台上，所述第一长杆和所述第二长杆相对地连接于所述工作台上。

根据本发明实施例的大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，至少具有如下有益效果：设置在连接滑块上的驱动电机能够使得连接滑块沿着纵向滑轨组件进行滑动，从而使得与连接滑块连接的移动横梁同样可以沿着纵向滑轨组件进行滑动，最后使得并联机器人能够跟随移动横梁进行纵向移动；步进电机直角行星减速机可以使得变速齿轮组绕着连接轴进行转动，使得并联机器人整体能够进行灵活转动；变速齿轮组在转动的过程中能够带动第一挂臂和第二挂臂进行转动，而设置在第一挂臂上第一步进电机可以使得第一滑座沿着第一丝杆进行移动，而第一滑座可以带动第一滑动连接块沿着第一线性导轨进行滑动，带动与第一滑动连接块连接的第一圆盘移动，从而使得第一万向联轴器移动，进而带动与第一万向联轴器连接的第一导杆进行移动，最终实现对工作台所处高度进行调整，改变了第一电机连接杆和第一长杆的角度，同理设置在第二挂臂上的第二步进电机同样可以实现对工作台的高度进行调整处理，最终使得并联机器人的工作区域能够实现灵活变化；而设置在第一挂臂上的第一伺服电机可以通过第一电机连接杆和第一长杆而使得工作台进行移动，同理设置在第二挂臂上的第二伺服电机同样可以实现对工作台的工作状态进行调整；步进电机直角行星减速机、第一步进电机、第二步进电机、第一伺服电机和第二伺服电机五者之间相互配合，使得工作台能够灵活地进行升降变向，从而更加有利于避开障碍物，实现物件的分拣；并且实现了大范围的并联机器人移动，可以根据物件位置而自动调节并联机器人的位置。

根据本发明的一些实施例，所述纵向滑轨组件有两个，两个纵向滑轨组件均包括滑动轨道和设置于所述滑动轨道中的齿条，所述驱动电机轴接有传动齿轮，所述传动齿轮与所述齿条相互啮合。

根据本发明的一些实施例，所述纵向滑轨组件还包括用于防止所述传动齿轮脱出所述滑动轨道的限位块，所述限位块设置于所述滑动轨道的末端。

根据本发明的一些实施例，所述滑动轨道上还套接有衔接滑块，所述连接滑块连接于所述衔接滑块上。

根据本发明的一些实施例，所述传送组件包括转动辊轮组、套接于所述转动辊轮组上的传送带和传送驱动电机，所述传送驱动电机与所述转动辊轮组连接。

根据本发明的一些实施例，所述传送带的下方还设置有支撑支架，所述传送驱动电机设置于所述支撑支架上，所述传送组件还包括皮带，所述传送驱动电机通过所述皮带与所述转动辊轮组连接。

根据本发明的一些实施例，所述第一长杆包括第一连接支杆和第二连接支杆，所述第一连接支杆和所述第二连接支杆均铰接于所述第一电机连接杆和所述工作台之间，所述第一连接支杆和所述第二连接支杆之间连接有第一弹簧。

根据本发明的一些实施例，所述第二长杆包括第三连接支杆和第四连接支杆，所述第三连接支杆和所述第四连接支杆均铰接于所述第二电机连接杆和所述工作台之间，所述第三连接支杆和所述第四连接支杆之间连接有第二弹簧。

根据本发明的一些实施例，所述固定支架由钢铁制成。

根据本发明的一些实施例，所述支撑支架由钢铁制成。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统的并联机器人结构示意图；

图3为本发明实施例的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统的并联机器人部分结构示意图；

图4为本发明实施例的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统的纵向滑轨组件部分结构示意图；

图5为本发明实施例的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统的传送组件结构示意图。

附图标记：

固定支架100、纵向滑轨组件200、滑动轨道210、齿条220、衔接滑块230、限位块240、连接滑块300、驱动电机400、移动横梁500、并联机器人600、第一挂臂610、第一导杆611、第二挂臂620、第二导杆621、步进电机直角行星减速机630、变速齿轮组640、连接轴650、工作台660、第一伺服电机671、第二伺服电机672、第一电机安装板673、第二电机安装板674、第一电机连接杆681、第二电机连接杆682、第一长杆691、第一连接支杆6911、第二连接支杆6912、第二长杆692、第三连接支杆6921、第四连接支杆6922、第一弹簧693、第二弹簧694、第一万向联轴器695、第三万向联轴器696、第二万向联轴器697、第四万向联轴器698、传送组件700、转动辊轮组710、传送带720、传送驱动电机730、支撑支架740、第一步进电机810、第二步进电机820、第一联轴器830、第二联轴器840、第一丝杆850、第二丝杆860、第一线性导轨870、第二线性导轨880、第一圆盘891、第二圆盘892。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1、图2和图3，本发明实施例的大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人600系统，包括固定支架100、设置于固定支架100上的纵向滑轨组件200、设置于纵向滑轨组件200上的连接滑块300、与连接滑块300连接的移动横梁500、设置于移动横梁500上的并联机器人600和设置于并联机器人600下方用于传送物件的传送组件700，移动横梁500与纵向滑轨组件200相互垂直，连接滑块300上设置有驱动电机400，驱动电机400用于驱动连接滑块300沿纵向滑轨组件200滑动；并联机器人600包括用于分拣物件的工作台660、安装于移动横梁500上的连接轴650、与连接轴650连接的变速齿轮组640、与变速齿轮组640连接的步进电机直角行星减速机630和分别相对地与变速齿轮组640的外壳连接的第一挂臂610和第二挂臂620；第一挂臂610上设置有第一线性导轨870、第一步进电机810、与第一步进电机810轴接的第一联轴器830、与第一联轴器830连接的第一丝杆850、套接于第一丝杆850上的第一滑座、与第一滑座连接的安装于第一线性导轨870上的第一滑动连接块、与第一滑动连接块连接的第一圆盘891和与第一圆盘891连接的第一万向联轴器695；第一挂臂610上还设置有第一电机安装板673、设置于第一电机安装板673上的第一伺服电机671、与第一伺服电机671轴接的第一电机连接杆681和与第一电机连接杆681铰接的第一长杆；第二挂臂620上设置有第二线性导轨880、第二步进电机820、与第二步进电机820轴接的第二联轴器840、与第二联轴器840连接的第二丝杆860、套接于第二丝杆860上的第二滑座、与第二滑座连接的安装于第二线性导轨880上的第二滑动连接块、与第二滑动连接块连接的第二圆盘892和与第二圆盘892连接的第二万向联轴器697；第二挂臂620上还设置有第二电机安装板674、设置于第二电机安装板674上的第二伺服电机672、与第二伺服电机672轴接的第二电机连接杆682和与第二电机连接杆682铰接的第二长杆；并联机器人600还包括第一导杆611、第二导杆621、第三万向联轴器696和第四万向联轴器698，第一导杆611连接于第一万向联轴器695和第三万向联轴器696之间，第二导杆621连接于第二万向联轴器697和第四万向联轴器698之间，第三万向联轴器696和第四万向联轴器698均连接于工作台660上，第一长杆691和第二长杆692相对地连接于工作台660上。

通过上述具体实施例，设置在连接滑块300上的驱动电机400能够使得连接滑块300沿着纵向滑轨组件200进行滑动，从而使得与连接滑块300连接的移动横梁500同样可以沿着纵向滑轨组件200进行滑动，最后使得并联机器人600能够跟随移动横梁500进行纵向移动；步进电机直角行星减速机630可以使得变速齿轮组640绕着连接轴650进行转动，使得并联机器人600整体能够进行灵活转动；变速齿轮组640在转动的过程中能够带动第一挂臂610和第二挂臂620进行转动，而设置在第一挂臂610上第一步进电机810可以使得第一滑座沿着第一丝杆850进行移动，而第一滑座可以带动第一滑动连接块沿着第一线性导轨870进行滑动，带动与第一滑动连接块连接的第一圆盘891移动，从而使得第一万向联轴器695移动，进而带动与第一万向联轴器695连接的第一导杆691进行移动，最终实现对工作台660的提拉移动，同理设置在第二挂臂620上的第二步进电机820同样可以实现对工作台660的提拉移动处理；而设置在第一挂臂610上的第一伺服电机671可以通过第一电机连接杆681和第一长杆691而使得工作台660进行移动，同理设置在第二挂臂620上的第二伺服电机672同样可以实现对工作台660的工作状态进行调整；步进电机直角行星减速机640、第一步进电机810、第二步进电机820、第一伺服电机671和第二伺服电机672五者之间相互配合，使得工作台660能够灵活地进行升降变向，从而更加有利于避开障碍物，实现物件的分拣；并且实现了大范围的并联机器人移动，可以根据物件位置而自动调节并联机器人的位置。

其中，工作台660上可以设置有吸盘或者夹爪，从而便于并联机器人600进行物件的分拣。

参照图4，在本发明的一些具体实施例中，纵向滑轨组件200有两个，两个纵向滑轨组件200均包括滑动轨道210和设置于滑动轨道210中的齿条220，驱动电机400轴接有传动齿轮，传动齿轮与齿条220相互啮合。驱动电机400工作的时候，传动齿轮就会沿着滑动轨道210中的齿条220进行滑动，从而就可以带动连接滑块300沿着滑动轨道210进行滑动，进而可以带动并联机器人600沿着纵向进行滑动。

参照图4，在本发明的一些具体实施例中，纵向滑轨组件200还包括用于防止传动齿轮脱出滑动轨道210的限位块240，限位块240设置于滑动轨道210的末端。滑动轨道210的末端还设置有限位块240，从而可以很好地防止连接滑块300在滑动的过程中从滑动轨道210中脱出。

参照图4，在本发明的一些具体实施例中，滑动轨道210上还套接有衔接滑块230，连接滑块300连接于衔接滑块230上。连接滑块300连接在衔接滑块230上，使得连接滑块300能够更加顺利地沿着滑动轨道210进行滑动。

参照图5，在本发明的一些具体实施例中，传送组件700包括转动辊轮组710、套接于转动辊轮组710上的传送带720和传送驱动电机730，传送驱动电机730与转动辊轮组710连接。传送驱动电机730和转动辊轮组710连接，使得转动辊轮组710可以跟随传送驱动电机730进行工作，使得放置在传送带720上的物件能够运送到并联机器人600分拣的区域范围内，从而有利于并联机器人600进行分拣处理。

参照图5，在本发明的一些具体实施例中，传送带720的下方还设置有支撑支架740，传送驱动电机730设置于支撑支架740上，传送组件700还包括皮带，传送驱动电机730通过皮带与转动辊轮组710连接。传送驱动电机730稳定地设置在支撑支架740上，并且利用皮带带动转动辊轮组710进行转动。

参照图2，在本发明的一些具体实施例中，第一长杆691包括第一连接支杆6911和第二连接支杆6912，第一连接支杆6911和第二连接支杆6912均铰接于第一电机连接杆681和工作台660之间，第一连接支杆6911和第二连接支杆6912之间连接有第一弹簧693。第一电机连接杆681可以带动第一连接支杆6911和第二连接支杆6912移动，而设置在第一连接支杆6911和第二连接支杆6912之间的第一弹簧693可以使得第一连接支杆6911和第二连接支杆6912能够同步运行，并且可以很好地避免第一长杆691整体在移动的过程中出现晃动过激的情况，进而使得工作台660能够更加平稳地进行移动。

参照图2，在本发明的一些具体实施例中，第二长杆692包括第三连接支杆6921和第四连接支杆6922，第三连接支杆6921和第四连接支杆6922均铰接于第二电机连接杆682和工作台660之间，第三连接支杆6921和第四连接支杆6922之间连接有第二弹簧694。第二电机连接杆682可以带动第三连接支杆6921和第四连接支杆6922移动，而设置在第三连接支杆6921和第四连接支杆6922之间的第二弹簧694可以使得第三连接支杆6921和第四连接支杆6922能够同步运行，并且可以很好地避免第二长杆692整体在移动的过程中出现晃动过激的情况，进一步使得工作台660能够更加平稳地进行移动。

在本发明的一些具体实施例中，固定支架100由钢铁制成。固定支架100由钢铁制成，使得固定支架100具有较强的机械强度，从而能够对并联机器人系统进行更加稳定的支撑作用，使得物件分拣能够更加顺利快速。

在本发明的一些具体实施例中，支撑支架740由钢铁制成。支撑支架740由钢铁制成，使得支撑支架740能够更加稳定地对传送驱动电机730进行支撑作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：包括固定支架、设置于所述固定支架上的纵向滑轨组件、设置于所述纵向滑轨组件上的连接滑块、与所述连接滑块连接的移动横梁、设置于所述移动横梁上的并联机器人和设置于所述并联机器人下方用于传送物件的传送组件，所述移动横梁与所述纵向滑轨组件相互垂直，所述连接滑块上设置有驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述连接滑块沿所述纵向滑轨组件滑动；所述并联机器人包括用于分拣物件的工作台、安装于所述移动横梁上的连接轴、与所述连接轴连接的变速齿轮组、与所述变速齿轮组连接的步进电机直角行星减速机和分别相对地与所述变速齿轮组的外壳连接的第一挂臂和第二挂臂；所述第一挂臂上设置有第一线性导轨、第一步进电机、与所述第一步进电机轴接的第一联轴器、与所述第一联轴器连接的第一丝杆、套接于所述第一丝杆上的第一滑座、与所述第一滑座连接的安装于所述第一线性导轨上的第一滑动连接块、与所述第一滑动连接块连接的第一圆盘和与所述第一圆盘连接的第一万向联轴器；所述第一挂臂上还设置有第一电机安装板、设置于所述第一电机安装板上的第一伺服电机、与所述第一伺服电机轴接的第一电机连接杆和与所述第一电机连接杆铰接的第一长杆；所述第二挂臂上设置有第二线性导轨、第二步进电机、与所述第二步进电机轴接的第二联轴器、与所述第二联轴器连接的第二丝杆、套接于所述第二丝杆上的第二滑座、与所述第二滑座连接的安装于所述第二线性导轨上的第二滑动连接块、与所述第二滑动连接块连接的第二圆盘和与所述第二圆盘连接的第二万向联轴器；所述第二挂臂上还设置有第二电机安装板、设置于所述第二电机安装板上的第二伺服电机、与所述第二伺服电机轴接的第二电机连接杆和与所述第二电机连接杆铰接的第二长杆；所述并联机器人还包括第一导杆、第二导杆、第三万向联轴器和第四万向联轴器，所述第一导杆连接于所述第一万向联轴器和所述第三万向联轴器之间，所述第二导杆连接于所述第二万向联轴器和所述第四万向联轴器之间，所述第三万向联轴器和所述第四万向联轴器均连接于所述工作台上，所述第一长杆和所述第二长杆相对地连接于所述工作台上。

2.根据权利要求1所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述纵向滑轨组件有两个，两个纵向滑轨组件均包括滑动轨道和设置于所述滑动轨道中的齿条，所述驱动电机轴接有传动齿轮，所述传动齿轮与所述齿条相互啮合。

3.根据权利要求2所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述纵向滑轨组件还包括用于防止所述传动齿轮脱出所述滑动轨道的限位块，所述限位块设置于所述滑动轨道的末端。

4.根据权利要求3所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述滑动轨道上还套接有衔接滑块，所述连接滑块连接于所述衔接滑块上。

5.根据权利要求1所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述传送组件包括转动辊轮组、套接于所述转动辊轮组上的传送带和传送驱动电机，所述传送驱动电机与所述转动辊轮组连接。

6.根据权利要求5所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述传送带的下方还设置有支撑支架，所述传送驱动电机设置于所述支撑支架上，所述传送组件还包括皮带，所述传送驱动电机通过所述皮带与所述转动辊轮组连接。

7.根据权利要求1所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述第一长杆包括第一连接支杆和第二连接支杆，所述第一连接支杆和所述第二连接支杆均铰接于所述第一电机连接杆和所述工作台之间，所述第一连接支杆和所述第二连接支杆之间连接有第一弹簧。

8.根据权利要求7所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述第二长杆包括第三连接支杆和第四连接支杆，所述第三连接支杆和所述第四连接支杆均铰接于所述第二电机连接杆和所述工作台之间，所述第三连接支杆和所述第四连接支杆之间连接有第二弹簧。

9.根据权利要求1所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述固定支架由钢铁制成。

10.根据权利要求6所述的一种大范围多角度调整摆放方式的分拣并联机器人系统，其特征在于：所述支撑支架由钢铁制成。

Images