CN113305817A - 一种承重能力强的物料运输机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种承重能力强的物料运输机器人，包括底座，所述底座中部通过轴连接有旋转框体，且底座内部设置有旋转电机，并且旋转电机通过齿轮传动机构与旋转框体的轴相连接，所述旋转框体内部通过轴连接有主支臂，且主支臂一侧的连接轴上通过键连接有蜗轮，所述蜗轮下侧的旋转框体上通过轴承连接有蜗杆，且蜗杆一侧的旋转框体上连接有主支臂电机，所述主支臂上端通过轴连接有副支臂，且副支臂一端通过轴连接有转动块。该承重能力强的物料运输机器人能便于在使用较小功率电机的情况下提高机器人的承重能力，从而使得物料运输机器人能够运输较重的物料，且能便于对各个运动关节部位进行自锁，从而提高了该物料运输机器人的工作安全性。

Description

一种承重能力强的物料运输机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种承重能力强的物料运输机器人。

背景技术

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，其具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围，其中物料运输机器人在工业生产中得到广泛应用。

但是现有的物料运输机器人通常采用电机直接驱动的方式对机器人进行驱动，由于电机力矩有限，从而使得物料运输机器人的承重能力较差，若采用较大功率的电机进行驱动，较大功率电机体积较大，不便于安装至机器人机体上，且电能消耗大，从而不便于安装使用，且现有的物料运输机器人不便于对各个运动关节部位进行自锁，若在突然断电的情况下，物料运输机器人无法自锁则会产生物料掉落的风险，从而影响物料运输机器人的工作安全性，因此，需要一种承重能力强的物料运输机器人，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种承重能力强的物料运输机器人，以解决上述背景技术中提出现有的物料运输机器人承重能力较差且不便于对各个运动关节部位进行自锁的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种承重能力强的物料运输机器人，包括底座，所述底座中部通过轴连接有旋转框体，且底座内部设置有旋转电机，并且旋转电机通过齿轮传动机构与旋转框体的轴相连接，所述旋转框体内部通过轴连接有主支臂，且主支臂一侧的连接轴上通过键连接有蜗轮，所述蜗轮下侧的旋转框体上通过轴承连接有蜗杆，且蜗杆一侧的旋转框体上连接有主支臂电机，所述主支臂上端通过轴连接有副支臂，且副支臂一端通过轴连接有转动块，并且转动块下端连接有抓取框，所述抓取框内部通过轴承连接有抓取控制轴，且抓取控制轴前后两端上连接有夹爪，所述抓取框前端面上连接有抓取电机，且抓取电机轴端与抓取控制轴相连接，所述主支臂右侧端面下侧固定连接有安装架，且安装架上端面左右两侧设置有滑槽，所述滑槽内连接有滑动块，且滑动块上端通过轴连接有驱动杆，并且驱动杆上端通过轴连接有连接块，所述安装架上端面右侧的连接块上端通过轴连接有第一连杆，且第一连杆上端通过轴与副支臂一端相连接，所述安装架上端面左侧的连接块上端通过轴连接有第二连杆，且主支臂上侧前端面上连接有传动块，并且第二连杆上端通过轴与传动块一侧相连接，所述传动块另一端通过轴连接有第三连杆，且第三连杆通过轴与转动块上端相连接，所述安装架上的滑槽内通过轴承连接有支臂控制丝杆，且支臂控制丝杆与滑动块相连接，所述安装架前后两端面固定连接有齿圈，且齿圈内部设置有太阳齿轮，所述太阳齿轮一侧设置有行星架，且行星架上通过轴承连接有行星齿轮，所述安装架前端面的齿圈上连接有抓取角度电机，且安装架后端面的齿圈上连接有副支臂电机。

优选的，所述主支臂下端的连接轴与主支臂固定连接，且主支臂下端的连接轴与旋转框体转动连接，并且主支臂下端的连接轴上的蜗轮与蜗杆啮合连接。

优选的，所述夹爪的结构形状为“L”形，且夹爪对称设置于抓取框的前后两侧，并且夹爪与抓取控制轴通过螺纹相连接。

优选的，所述传动块的竖直截面结构形状为钝角三角形结构，且传动块与其两侧连接的第二连杆和第三连杆转动连接。

优选的，所述滑动块上设置有螺纹孔，且滑动块与支臂控制丝杆通过螺纹相连接，并且滑槽内前后两侧的滑动块上设置的螺纹孔内螺纹旋向相反。

优选的，所述连接块内部两侧通过轴连接有驱动杆，且连接块上的驱动杆与安装架构成等腰三角形结构。

优选的，所述行星架中部通过轴与安装架内部设置的支臂控制丝杆相连接，且安装架两侧设置的抓取角度电机和副支臂电机轴与齿圈内的太阳齿轮通过键相连接。

优选的，所述滑槽的竖直截面结构形状为“T”形，且滑动块的结构形状与滑槽的结构形状相匹配。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该承重能力强的物料运输机器人能便于在使用较小功率电机的情况下提高机器人的承重能力，从而使得物料运输机器人能够运输较重的物料，且能便于对各个运动关节部位进行自锁，从而提高了该物料运输机器人的工作安全性：

1、通过抓取角度电机和副支臂电机带动齿圈内的太阳齿轮转动，太阳齿轮转动带动其周围的行星齿轮在齿圈内转动，在行星齿轮自转的同时，行星齿轮带动行星架转动，从而对电机进行有效的降速增矩，通过行星架转动带动支臂控制丝杆转动，支臂控制丝杆通过螺纹带动滑动块和驱动杆对连接块进行推动或拉动，进一步提高了连接块对第一连杆和第二连杆的推力和拉力，从而能便于使得该物料运输机器人在使用较小功率电机的情况下提高机器人的承重能力，使得物料运输机器人能够运输较重的物料；

2、通过蜗轮和蜗杆的配合使用使得主支臂在断电的情况下能够自锁并保持当前的位置，通过滑动块与支臂控制丝杆螺纹连接使得驱动杆和连接块能够进行机械自锁，从而能够使得在断电的情况下副支臂和转动块保持当前位置，通过夹爪与抓取控制轴螺纹连接，使得在断电的情况下夹爪仍然能够稳定的对物料进行夹持，从而能便于使得该物料运输机器人对各个运动关节部位进行自锁，提高了该物料运输机器人的工作安全性。

附图说明

图1为本发明前视立体结构示意图；

图2为本发明图1中A点放大结构示意图；

图3为本发明图1中B点放大结构示意图；

图4为本发明俯视结构示意图；

图5为本发明前视剖面结构示意图；

图6为本发明图5中C点放大结构示意图；

图7为本发明图5中D点放大结构示意图；

图8为本发明后视剖面结构示意图；

图9为本发明图8中E点放大结构示意图；

图10为本发明右视结构示意图；

图11为本发明后视立体结构示意图。

图中：1、底座；2、旋转框体；3、主支臂；4、抓取角度电机；5、主支臂电机；6、安装架；7、副支臂；8、转动块；9、抓取框；10、夹爪；11、抓取电机；12、第一连杆；13、第二连杆；14、传动块；15、第三连杆；16、滑动块；17、驱动杆；18、连接块；19、蜗轮；20、蜗杆；21、副支臂电机；22、旋转电机；23、齿轮传动机构；24、抓取控制轴；25、齿圈；26、太阳齿轮；27、行星架；28、行星齿轮；29、支臂控制丝杆；30、滑槽。

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。

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种承重能力强的物料运输机器人，包括底座1、旋转框体2、主支臂3、抓取角度电机4、主支臂电机5、安装架6、副支臂7、转动块8、抓取框9、夹爪10、抓取电机11、第一连杆12、第二连杆13、传动块14、第三连杆15、滑动块16、驱动杆17、连接块18、蜗轮19、蜗杆20、副支臂电机21、旋转电机22、齿轮传动机构23、抓取控制轴24、齿圈25、太阳齿轮26、行星架27、行星齿轮28、支臂控制丝杆29和滑槽30，底座1中部通过轴连接有旋转框体2，且底座1内部设置有旋转电机22，并且旋转电机22通过齿轮传动机构23与旋转框体2的轴相连接，旋转框体2内部通过轴连接有主支臂3，且主支臂3一侧的连接轴上通过键连接有蜗轮19，蜗轮19下侧的旋转框体2上通过轴承连接有蜗杆20，且蜗杆20一侧的旋转框体2上连接有主支臂电机5，主支臂3上端通过轴连接有副支臂7，且副支臂7一端通过轴连接有转动块8，并且转动块8下端连接有抓取框9，抓取框9内部通过轴承连接有抓取控制轴24，且抓取控制轴24前后两端上连接有夹爪10，抓取框9前端面上连接有抓取电机11，且抓取电机11轴端与抓取控制轴24相连接，主支臂3右侧端面下侧固定连接有安装架6，且安装架6上端面左右两侧设置有滑槽30，滑槽30内连接有滑动块16，且滑动块16上端通过轴连接有驱动杆17，并且驱动杆17上端通过轴连接有连接块18，安装架6上端面右侧的连接块18上端通过轴连接有第一连杆12，且第一连杆12上端通过轴与副支臂7一端相连接，安装架6上端面左侧的连接块18上端通过轴连接有第二连杆13，且主支臂3上侧前端面上连接有传动块14，并且第二连杆13上端通过轴与传动块14一侧相连接，传动块14另一端通过轴连接有第三连杆15，且第三连杆15通过轴与转动块8上端相连接，安装架6上的滑槽30内通过轴承连接有支臂控制丝杆29，且支臂控制丝杆29与滑动块16相连接，安装架6前后两端面固定连接有齿圈25，且齿圈25内部设置有太阳齿轮26，太阳齿轮26一侧设置有行星架27，且行星架27上通过轴承连接有行星齿轮28，安装架6前端面的齿圈25上连接有抓取角度电机4，且安装架6后端面的齿圈25上连接有副支臂电机21。

主支臂3下端的连接轴与主支臂3固定连接，且主支臂3下端的连接轴与旋转框体2转动连接，并且主支臂3下端的连接轴上的蜗轮19与蜗杆20啮合连接，能便于通过主支臂电机5转动带动蜗杆20转动，蜗杆20通过与蜗轮19相互啮合使得蜗轮19开始转动，且能便于通过蜗轮19转动带动主支臂3下端的连接轴转动，从而使得主支臂3下端的连接轴带动主支臂3进行转动，使得主支臂3带动副支臂7运动。

夹爪10的结构形状为“L”形，且夹爪10对称设置于抓取框9的前后两侧，并且夹爪10与抓取控制轴24通过螺纹相连接，能便于通过抓取电机11转动带动抓取框9内的抓取控制轴24转动，从而使得抓取控制轴24通过螺纹带动夹爪10在抓取框9内同时相向或相反运动，且能便于通过夹爪10的结构形状为“L”形使得夹爪10相互靠近运动对物料记性抓取。

传动块14的竖直截面结构形状为钝角三角形结构，且传动块14与其两侧连接的第二连杆13和第三连杆15转动连接，能便于通过第二连杆13拉动或推动传动块14，使得传动块14在主支臂3上端进行转动，且能便于通过传动块14转动带动第三连杆15运动，使得第三连杆15带动转动块8在副支臂7上转动，从而使得能够对物料的角度进行调节。

滑动块16上设置有螺纹孔，且滑动块16与支臂控制丝杆29通过螺纹相连接，并且滑槽30内前后两侧的滑动块16上设置的螺纹孔内螺纹旋向相反，能便于通过滑槽30内前后两侧的滑动块16上设置的螺纹孔内螺纹旋向相反使得支臂控制丝杆29转动时，滑槽30内两端的滑动块16同时相向或相反运动，且能便于通过滑槽30内两端的滑动块16同时相向或相反运动带动驱动杆17运动，使得驱动杆17带动连接块18升降运动，从而实现对副支臂7和转动块8的运动控制。

连接块18内部两侧通过轴连接有驱动杆17，且连接块18上的驱动杆17与安装架6构成等腰三角形结构，能便于通过连接块18上的驱动杆17与安装架6构成等腰三角形结构使得驱动杆17对连接块18的推动或拉动更加省力，从而能便于提高副支臂7和转动块8的承重能力。

行星架27中部通过轴与安装架6内部设置的支臂控制丝杆29相连接，且安装架6两侧设置的抓取角度电机4和副支臂电机21轴与齿圈25内的太阳齿轮26通过键相连接，能便于抓取角度电机4和副支臂电机21转动带动齿圈25内的太阳齿轮26转动，太阳齿轮26转动带动其周围的行星齿轮28在齿圈25内转动，在行星齿轮28自转的同时，行星齿轮28带动行星架27转动，且能便于通过行星架27转动带动安装架6内部的支臂控制丝杆29转动，从而实现对机器人的控制。

滑槽30的竖直截面结构形状为“T”形，且滑动块16的结构形状与滑槽30的结构形状相匹配，能便于通过滑动块16的结构形状与滑槽30的结构形状相匹配使得滑动块16能够在滑槽30内稳定滑动，且能便于通过滑槽30的竖直截面结构形状为“T”形设计使得滑动块16能够承受一定的拉伸力。

工作原理：通过启动该物料运输机器人，通过控制底座1内部的旋转电机22转动，旋转电机22通过齿轮传动机构23带动旋转框体2转动；

通过旋转框体2在底座1上转动，使得旋转框体2带动其连接的主支臂3转动，从而使得主支臂3通过副支臂7和转动块8带动物料进行转动运输；

通过控制主支臂电机5转动，主支臂电机5转动带动旋转框体2上连接的蜗杆20转动，蜗杆20转动带动蜗轮19转动；

蜗轮19转动通过主支臂3下端的连接轴带动主支臂3在旋转框体2上转动，从而实现主支臂3的角度调节；

通过控制副支臂电机21转动，副支臂电机21转动带动齿圈25内的太阳齿轮26转动，太阳齿轮26转动带动行星齿轮28转动；

行星齿轮28自转的同时带动行星架27减速转动，使得行星架27带动安装架6右侧滑槽30内部的支臂控制丝杆29转动；

通过安装架6右侧滑槽30内部的支臂控制丝杆29转动带动滑动块16同时相向或相反滑动，从而使得滑动块16带动驱动杆17运动；

驱动杆17运动对转动块8进行推动或拉动，使得转动块8带动第一连杆12运动；

第一连杆12通过推动或拉动副支臂7一端，使得副支臂7在主支臂3上端转动，从而能够实现对副支臂7角度的调节；

通过控制抓取角度电机4转动，抓取角度电机4转动通过太阳齿轮26和行星齿轮28带动安装架6左侧的支臂控制丝杆29转动；

安装架6左侧的支臂控制丝杆29转动带动滑动块16和驱动杆17对连接块18进行推动和拉动；

安装架6左侧的连接块18带动第二连杆13对传动块14进行推动或拉动，使得传动块14在主支臂3上端转动；

通过传动块14转动带动第三连杆15运动，第三连杆15运动带动转动块8在副支臂7一端转动，从而能够实现对抓取框9角度的调节；

通过控制抓取电机11转动，抓取电机11转动带动抓取框9内的抓取控制轴24转动；

抓取控制轴24通过螺纹带动夹爪10在抓取框9内同时相向或相反运动，从而实现夹爪10对物料的抓取和放置，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种承重能力强的物料运输机器人，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)中部通过轴连接有旋转框体(2)，且底座(1)内部设置有旋转电机(22)，并且旋转电机(22)通过齿轮传动机构(23)与旋转框体(2)的轴相连接，所述旋转框体(2)内部通过轴连接有主支臂(3)，且主支臂(3)一侧的连接轴上通过键连接有蜗轮(19)，所述蜗轮(19)下侧的旋转框体(2)上通过轴承连接有蜗杆(20)，且蜗杆(20)一侧的旋转框体(2)上连接有主支臂电机(5)，所述主支臂(3)上端通过轴连接有副支臂(7)，且副支臂(7)一端通过轴连接有转动块(8)，并且转动块(8)下端连接有抓取框(9)，所述抓取框(9)内部通过轴承连接有抓取控制轴(24)，且抓取控制轴(24)前后两端上连接有夹爪(10)，所述抓取框(9)前端面上连接有抓取电机(11)，且抓取电机(11)轴端与抓取控制轴(24)相连接，所述主支臂(3)右侧端面下侧固定连接有安装架(6)，且安装架(6)上端面左右两侧设置有滑槽(30)，所述滑槽(30)内连接有滑动块(16)，且滑动块(16)上端通过轴连接有驱动杆(17)，并且驱动杆(17)上端通过轴连接有连接块(18)，所述安装架(6)上端面右侧的连接块(18)上端通过轴连接有第一连杆(12)，且第一连杆(12)上端通过轴与副支臂(7)一端相连接，所述安装架(6)上端面左侧的连接块(18)上端通过轴连接有第二连杆(13)，且主支臂(3)上侧前端面上连接有传动块(14)，并且第二连杆(13)上端通过轴与传动块(14)一侧相连接，所述传动块(14)另一端通过轴连接有第三连杆(15)，且第三连杆(15)通过轴与转动块(8)上端相连接，所述安装架(6)上的滑槽(30)内通过轴承连接有支臂控制丝杆(29)，且支臂控制丝杆(29)与滑动块(16)相连接，所述安装架(6)前后两端面固定连接有齿圈(25)，且齿圈(25)内部设置有太阳齿轮(26)，所述太阳齿轮(26)一侧设置有行星架(27)，且行星架(27)上通过轴承连接有行星齿轮(28)，所述安装架(6)前端面的齿圈(25)上连接有抓取角度电机(4)，且安装架(6)后端面的齿圈(25)上连接有副支臂电机(21)。

2.根据权利要求1所述的一种承重能力强的物料运输机器人，其特征在于：所述主支臂(3)下端的连接轴与主支臂(3)固定连接，且主支臂(3)下端的连接轴与旋转框体(2)转动连接，并且主支臂(3)下端的连接轴上的蜗轮(19)与蜗杆(20)啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种承重能力强的物料运输机器人，其特征在于：所述夹爪(10)的结构形状为“L”形，且夹爪(10)对称设置于抓取框(9)的前后两侧，并且夹爪(10)与抓取控制轴(24)通过螺纹相连接。

4.根据权利要求1所述的一种承重能力强的物料运输机器人，其特征在于：所述传动块(14)的竖直截面结构形状为钝角三角形结构，且传动块(14)与其两侧连接的第二连杆(13)和第三连杆(15)转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种承重能力强的物料运输机器人，其特征在于：所述滑动块(16)上设置有螺纹孔，且滑动块(16)与支臂控制丝杆(29)通过螺纹相连接，并且滑槽(30)内前后两侧的滑动块(16)上设置的螺纹孔内螺纹旋向相反。

6.根据权利要求1所述的一种承重能力强的物料运输机器人，其特征在于：所述连接块(18)内部两侧通过轴连接有驱动杆(17)，且连接块(18)上的驱动杆(17)与安装架(6)构成等腰三角形结构。

7.根据权利要求1所述的一种承重能力强的物料运输机器人，其特征在于：所述行星架(27)中部通过轴与安装架(6)内部设置的支臂控制丝杆(29)相连接，且安装架(6)两侧设置的抓取角度电机(4)和副支臂电机(21)轴与齿圈(25)内的太阳齿轮(26)通过键相连接。

8.根据权利要求1所述的一种承重能力强的物料运输机器人，其特征在于：所述滑槽(30)的竖直截面结构形状为“T”形，且滑动块(16)的结构形状与滑槽(30)的结构形状相匹配。

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