CN113021301A - 基于四轴机器人的网格状搬运系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及四轴机器人技术领域，特别涉及基于四轴机器人的网格状搬运系统，机器人本体固定于移动平台上表面，移动平台可在网格状轨道上沿横向或沿纵向移动，机器人本体上轴接有用于夹取物品的夹取机构，网格状轨道的多条横向轨道和多条纵向轨道相互交错，多条横向轨道和多条纵向轨道之间形成多个放置区域。与现有技术相比，本发明的基于四轴机器人的网格状搬运系统的移动平台每次移动的距离为一个放置区域的距离，利于保证下次移动每个轮组都处于横向轨道和纵向轨道的交错点，便于改变移动方向，可以灵活控制移动平台移动至网格状轨道的任意一个放置区域上方，搬运灵活。

Description

基于四轴机器人的网格状搬运系统

【技术领域】

本发明涉及四轴机器人技术领域，特别涉及基于四轴机器人的网格状搬运系统。

【背景技术】

随着社会的进步和社会的发展，自动化机械随之出现，并将机械生产引领到一个新的领域。四轴机器人是自动化机械中的一种，被广泛应用于自动化生产线中，具有不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险等特点。

现有技术的四轴机器人用于搬运时一般都是固定不动的，或者只能做一些简单的直线搬运，搬运过程不够灵活，无法满足一些特殊位置的指定搬运。

【发明内容】

为了克服上述问题，本发明提出一种可有效解决上述问题的基于四轴机器人的网格状搬运系统。

本发明解决上述技术问题提供的一种技术方案是：提供一种基于四轴机器人的网格状搬运系统，包括机器人本体、网格状轨道和移动平台，所述机器人本体固定于移动平台上表面，移动平台可在网格状轨道上沿横向或沿纵向移动，所述机器人本体上轴接有用于夹取物品的夹取机构；所述网格状轨道包括多条横向轨道和多条纵向轨道，所述多条横向轨道和多条纵向轨道相互交错，多条横向轨道和多条纵向轨道之间形成多个放置区域；所述移动平台的底部设置有第一横向移动轮组、第二横向移动轮组、第三横向移动轮组、第四横向移动轮组、第一纵向移动轮组、第二纵向移动轮组、第三纵向移动轮组、第四纵向移动轮组，所述第一横向移动轮组、第二横向移动轮组、第三横向移动轮组、第四横向移动轮组可沿横向轨道移动，所述第一纵向移动轮组、第二纵向移动轮组、第三纵向移动轮组、第四纵向移动轮组可沿纵向轨道移动。

优选地，所述放置区域低于横向轨道和纵向轨道。

优选地，所述网格状轨道整体呈正方形，所述多条横向轨道等间距平行分布于网格状轨道内，所述多条纵向轨道等间距平行分布于网格状轨道内，相邻两条横向轨道之间的距离与相邻两条纵向轨道之间的距离相等。

优选地，所述放置区域呈正方形状。

优选地，所述第一横向移动轮组和第二横向移动轮组共线，第三横向移动轮组和第四横向移动轮组共线，所述第一纵向移动轮组和第三纵向移动轮组共线，第二纵向移动轮组和第四纵向移动轮组共线，所述第一横向移动轮组和第二横向移动轮组的中轴线连线、第三横向移动轮组和第四横向移动轮组的中轴线连线、第一纵向移动轮组和第三纵向移动轮组的中轴线连线、第二纵向移动轮组和第四纵向移动轮组的中轴线连线形成一正方形移动区，所述正方形移动区的形状尺寸与放置区域的形状尺寸相匹配。

优选地，所述第一横向移动轮组包括一支架，所述支架上轴接有主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮共线。

优选地，所述支架上方固定有升降杆，所述升降杆驱动支架升降运动。

优选地，所述第二横向移动轮组、第三横向移动轮组、第四横向移动轮组、第一纵向移动轮组、第二纵向移动轮组、第三纵向移动轮组、第四纵向移动轮组的结构与第一横向移动轮组的结构相同。

优选地，所述夹取机构包括两可移动的夹持板，所述夹持板包括可移动的上夹持板和可转动的下夹持板，所述下夹持板的两侧分别固定有第一夹持件和第二夹持件，第一夹持件用于夹持管状物，第二夹持件用于夹持板状物，所述上夹持板和下夹持板之间通过两定位销固定。

优选地，所述第一夹持件包括上夹持件和下夹持件，所述上夹持件和下夹持件之间通过固定螺钉固定，所述上夹持件固定于下夹持板一侧；所述上夹持件和下夹持件之间还设置有调节弹簧，调节弹簧套接于固定螺钉外侧。

与现有技术相比，本发明的基于四轴机器人的网格状搬运系统的移动平台每次移动的距离为一个放置区域的距离，利于保证下次移动每个轮组都处于横向轨道和纵向轨道的交错点，便于改变移动方向，可以灵活控制移动平台移动至网格状轨道的任意一个放置区域上方，需要将物品搬运至某一放置区域时，只需将夹取物品的机器人本体通过移动平台移动至目标放置区域的相邻放置区域上即可，通过机器人本体放下物品即可，搬运灵活。

【附图说明】

图1为本发明基于四轴机器人的网格状搬运系统的机器人本体结构图；

图2为本发明基于四轴机器人的网格状搬运系统的夹取机构结构图；

图3为本发明基于四轴机器人的网格状搬运系统的连接板结构图；

图4为本发明基于四轴机器人的网格状搬运系统的夹持板结构图；

图5为本发明基于四轴机器人的网格状搬运系统的第一夹持件结构图；

图6为本发明基于四轴机器人的网格状搬运系统的网格状轨道结构图；

图7为本发明基于四轴机器人的网格状搬运系统的移动平台底部视角结构图；

图8为本发明基于四轴机器人的网格状搬运系统的第一横向移动轮组结构图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图8，本发明的基于四轴机器人的网格状搬运系统，包括机器人本体10、网格状轨道30和移动平台40，所述机器人本体10固定于移动平台40上表面，移动平台40可在网格状轨道30上沿横向或沿纵向移动。所述机器人本体10上轴接有用于夹取物品的夹取机构20。

所述网格状轨道30包括多条横向轨道31和多条纵向轨道32，所述多条横向轨道31和多条纵向轨道32相互交错，多条横向轨道31和多条纵向轨道32之间形成多个放置区域33，所述放置区域33低于横向轨道31和纵向轨道32，用于放置物品。所述网格状轨道30整体呈正方形，所述多条横向轨道31等间距平行分布于网格状轨道30内，所述多条纵向轨道32等间距平行分布于网格状轨道30内，并且相邻两条横向轨道31之间的距离与相邻两条纵向轨道32之间的距离相等，因此，每一放置区域33呈正方形状。

所述移动平台40的底部设置有第一横向移动轮组411、第二横向移动轮组412、第三横向移动轮组413、第四横向移动轮组414、第一纵向移动轮组421、第二纵向移动轮组422、第三纵向移动轮组423、第四纵向移动轮组424，所述第一横向移动轮组411、第二横向移动轮组412、第三横向移动轮组413、第四横向移动轮组414可沿横向轨道31移动，所述第一纵向移动轮组421、第二纵向移动轮组422、第三纵向移动轮组423、第四纵向移动轮组424可沿纵向轨道32移动。所述第一横向移动轮组411和第二横向移动轮组412共线，第三横向移动轮组413和第四横向移动轮组414共线，所述第一纵向移动轮组421和第三纵向移动轮组423共线，第二纵向移动轮组422和第四纵向移动轮组424共线，所述第一横向移动轮组411和第二横向移动轮组412的中轴线连线、第三横向移动轮组413和第四横向移动轮组414的中轴线连线、第一纵向移动轮组421和第三纵向移动轮组423的中轴线连线、第二纵向移动轮组422和第四纵向移动轮组424的中轴线连线形成一正方形移动区43，所述正方形移动区43的形状尺寸与放置区域33的形状尺寸相匹配。

所述第一横向移动轮组411包括一支架50，所述支架50上轴接有主动轮70和从动轮71，所述主动轮70和从动轮71共线，主动轮70在轮组电机驱动下转动，为移动提供驱动力。所述支架50上方固定有升降杆60，所述升降杆60驱动支架50升降运动，从而带动主动轮70和从动轮71升降。所述第二横向移动轮组412、第三横向移动轮组413、第四横向移动轮组414、第一纵向移动轮组421、第二纵向移动轮组422、第三纵向移动轮组423、第四纵向移动轮组424的结构与第一横向移动轮组411的结构相同。

所述移动平台40内部设置有控制系统和动力系统，分别用于控制和提供动力。所述第一横向移动轮组411、第二横向移动轮组412、第三横向移动轮组413、第四横向移动轮组414的升降杆60连接于相同控制系统，保证同步控制升降。同理，第一纵向移动轮组421、第二纵向移动轮组422、第三纵向移动轮组423、第四纵向移动轮组424的升降杆60连接于相同控制系统，保证同步控制升降。所述第一横向移动轮组411、第二横向移动轮组412、第三横向移动轮组413、第四横向移动轮组414的主动轮70由连接于相同控制系统的轮组电机驱动，保证同步驱动。同理，第一纵向移动轮组421、第二纵向移动轮组422、第三纵向移动轮组423、第四纵向移动轮组424的主动轮70由连接于相同控制系统的轮组电机驱动，保证同步驱动。

工作时，第一横向移动轮组411、第二横向移动轮组412位于同一条横向轨道31，第三横向移动轮组413、第四横向移动轮组414位于相邻的另一条横向轨道31，第一纵向移动轮组421和第三纵向移动轮组423位于同一条纵向轨道32，第二纵向移动轮组422和第四纵向移动轮组424位于相邻的另一条纵向轨道32，当需要移动平台40横向移动时，升降杆60将第一纵向移动轮组421、第二纵向移动轮组422、第三纵向移动轮组423、第四纵向移动轮组424收起，启动第一横向移动轮组411、第二横向移动轮组412位于同一条横向轨道31，第三横向移动轮组413、第四横向移动轮组414的主动轮70进行横向移动，当需要移动平台40纵向移动时，升降杆60将第一横向移动轮组411、第二横向移动轮组412、第三横向移动轮组413、第四横向移动轮组414收起，启动第一纵向移动轮组421、第二纵向移动轮组422、第三纵向移动轮组423、第四纵向移动轮组424的主动轮70进行纵向移动。移动平台40每次移动的距离为一个放置区域33的距离，利于保证下次移动每个轮组都处于横向轨道31和纵向轨道32的交错点，便于改变移动方向，可以灵活控制移动平台40移动至网格状轨道30的任意一个放置区域33上方，需要将物品搬运至某一放置区域33时，只需将夹取物品的机器人本体10通过移动平台40移动至目标放置区域33的相邻放置区域33上即可，通过机器人本体10放下物品即可。

所述机器人本体10上轴接有用于夹取物品的夹取机构20。所述夹取机构20包括两可移动的夹持板22，所述夹持板22包括可移动的上夹持板221和可转动的下夹持板222，所述下夹持板222的两侧分别固定有第一夹持件23和第二夹持件24，第一夹持件23用于夹持管状物，第二夹持件24用于夹持板状物，所述上夹持板221和下夹持板222之间通过两定位销226固定。当需要搬运的物品发生变化时，只需拔出上夹持板221和下夹持板222之间的定位销226，通过转动下夹持板222的位置，切换第一夹持件23和第二夹持件24的位置后重新插上定位销226固定住上夹持板221和下夹持板222即可，无需更换夹具，大大减少因更换结构导致的时间浪费，保证生产快速衔接，操作便捷，有效提高生产效率。所述机器人本体10上与夹取机构20相对的一侧设置有配重物11，利于保持平衡。

所述夹取机构20包括一连接板21，所述两可移动的夹持板22滑动连接于连接板21上，所述连接板21轴接于机器人本体10。所述连接板21上还固定有两夹持气缸27，两夹持气缸27的输出端分别固定于两夹持板22外侧，用于驱动夹持板22移动来夹紧或释放物品。所述两夹持板22之间设置有缓冲弹簧251，利于缓冲夹持力度，防止因夹持力过大夹伤或夹坏物品，对物品有良好的保护作用。所述两夹持板22之间穿设有导杆25，利于保持两夹持板22夹持方向一致，所述导杆25两端设置有两限位板252，两限位板252分别位于两夹持板22外侧，用于防止导杆25从夹持板22脱出。所述缓冲弹簧251套于导杆25上。

所述连接板21的中部开设有轴接孔211，所述轴接孔211轴接于机器人本体10上。所述连接板21上还开设有两滑动区212，两滑动区212对称分布于轴接孔211两侧，利于保证夹持平衡。所述滑动区212内两侧设置有滑轨213，所述两夹持板22分别滑动连接于两滑动区212，夹持板22可沿滑轨213滑动。

所述上夹持板221和下夹持板222的中部贯通设置有切换转轴223，所述切换转轴223轴接于上夹持板221内，切换转轴223可在上夹持板221内转动，所述下夹持板222与切换转轴223固定连接，通过切换转轴223的转动可带动下夹持板222转动，从而达到切换第一夹持件23和第二夹持件24的目的。所述切换转轴223的顶端从上夹持板221的顶端伸出，切换转轴223的顶端连接有切换电机26，通过切换电机26转动来驱动切换转轴223转动，从而带动下夹持板222转动。所述上夹持板221的上方两侧对称开设有滑动槽224，所述滑动槽224滑动连接于滑轨213上。所述滑动槽224的上下两内侧分别设置有滑轮225，滑轨213位于上下两侧的滑轮之间，利于提高上夹持板221滑动的流畅性，避免夹持卡顿，利于有效保障生产效率。所述定位销226分布于切换转轴223与滑动槽224之间，所述定位销226穿入上夹持板221和下夹持板222，用于固定上夹持板221和下夹持板222位置，保证夹持时下夹持板222不发生转动。

所述第一夹持件23包括上夹持件231和下夹持件232，所述上夹持件231和下夹持件232之间通过固定螺钉234固定，所述上夹持件231固定于下夹持板222一侧。所述上夹持件231和下夹持件232之间还设置有调节弹簧235，调节弹簧235套接于固定螺钉234外侧，通过松紧固定螺钉234配合调节弹簧235的松紧度可以控制上夹持件231和下夹持件232之间的距离，从而可以调节夹持尺寸，来满足夹持不同尺寸的管状物产品。所述上夹持件231和下夹持件232的内侧均设置有弧形面，提高管状物夹持可靠性，不易掉落，所述弧形面上固定有弧形软质胶条233，可保护产品夹持面不被划伤，也具有防滑效果。所述下夹持板222上与第二夹持件24固定的一侧设置有平面软质胶条，利于保护板状物产品表面不被划伤。所述第二夹持件24呈楔形，第二夹持件24一端与下夹持板222一侧固定，第二夹持件24另一端设置圆滑端，方便将板状物导入第二夹持件24上并通过第二夹持件24对板状物形成支撑作用，确保夹持牢靠安全，不易掉落。

与现有技术相比，本发明的基于四轴机器人的网格状搬运系统的移动平台40每次移动的距离为一个放置区域33的距离，利于保证下次移动每个轮组都处于横向轨道31和纵向轨道32的交错点，便于改变移动方向，可以灵活控制移动平台40移动至网格状轨道30的任意一个放置区域33上方，需要将物品搬运至某一放置区域33时，只需将夹取物品的机器人本体10通过移动平台40移动至目标放置区域33的相邻放置区域33上即可，通过机器人本体10放下物品即可，搬运灵活；当需要搬运的物品发生变化时，只需拔出上夹持板221和下夹持板222之间的定位销226，通过转动下夹持板222的位置，切换第一夹持件23和第二夹持件24的位置后重新插上定位销226固定住上夹持板221和下夹持板222即可，无需更换夹具，大大减少因更换结构导致的时间浪费，保证生产快速衔接，操作便捷，有效提高生产效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，包括机器人本体、网格状轨道和移动平台，所述机器人本体固定于移动平台上表面，移动平台可在网格状轨道上沿横向或沿纵向移动，所述机器人本体上轴接有用于夹取物品的夹取机构；

所述网格状轨道包括多条横向轨道和多条纵向轨道，所述多条横向轨道和多条纵向轨道相互交错，多条横向轨道和多条纵向轨道之间形成多个放置区域；

所述移动平台的底部设置有第一横向移动轮组、第二横向移动轮组、第三横向移动轮组、第四横向移动轮组、第一纵向移动轮组、第二纵向移动轮组、第三纵向移动轮组、第四纵向移动轮组，所述第一横向移动轮组、第二横向移动轮组、第三横向移动轮组、第四横向移动轮组可沿横向轨道移动，所述第一纵向移动轮组、第二纵向移动轮组、第三纵向移动轮组、第四纵向移动轮组可沿纵向轨道移动。

2.如权利要求1所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述放置区域低于横向轨道和纵向轨道。

3.如权利要求1所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述网格状轨道整体呈正方形，所述多条横向轨道等间距平行分布于网格状轨道内，所述多条纵向轨道等间距平行分布于网格状轨道内，相邻两条横向轨道之间的距离与相邻两条纵向轨道之间的距离相等。

4.如权利要求1所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述放置区域呈正方形状。

5.如权利要求4所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述第一横向移动轮组和第二横向移动轮组共线，第三横向移动轮组和第四横向移动轮组共线，所述第一纵向移动轮组和第三纵向移动轮组共线，第二纵向移动轮组和第四纵向移动轮组共线，所述第一横向移动轮组和第二横向移动轮组的中轴线连线、第三横向移动轮组和第四横向移动轮组的中轴线连线、第一纵向移动轮组和第三纵向移动轮组的中轴线连线、第二纵向移动轮组和第四纵向移动轮组的中轴线连线形成一正方形移动区，所述正方形移动区的形状尺寸与放置区域的形状尺寸相匹配。

6.如权利要求1所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述第一横向移动轮组包括一支架，所述支架上轴接有主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮共线。

7.如权利要求6所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述支架上方固定有升降杆，所述升降杆驱动支架升降运动。

8.如权利要求7所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述第二横向移动轮组、第三横向移动轮组、第四横向移动轮组、第一纵向移动轮组、第二纵向移动轮组、第三纵向移动轮组、第四纵向移动轮组的结构与第一横向移动轮组的结构相同。

9.如权利要求1所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述夹取机构包括两可移动的夹持板，所述夹持板包括可移动的上夹持板和可转动的下夹持板，所述下夹持板的两侧分别固定有第一夹持件和第二夹持件，第一夹持件用于夹持管状物，第二夹持件用于夹持板状物，所述上夹持板和下夹持板之间通过两定位销固定。

10.如权利要求9所述的基于四轴机器人的网格状搬运系统，其特征在于，所述第一夹持件包括上夹持件和下夹持件，所述上夹持件和下夹持件之间通过固定螺钉固定，所述上夹持件固定于下夹持板一侧；所述上夹持件和下夹持件之间还设置有调节弹簧，调节弹簧套接于固定螺钉外侧。

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