CN113370186B - 一种高支撑强度的工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高支撑强度的工业机器人，其中，底座单元，其包括固定座、设置于所述固定座底端外侧壁的支撑脚和设置于所述固定座和支撑脚之间的支撑件；机械座单元，配合设置于所述固定座上，其包括连接底座和设置于所述连接底座中的驱动组件；以及，机械臂单元，设置于所述连接底座上，其包括第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述第二机械臂的两端各自与所述第一机械臂和第三机械臂的端部相连；本发明中的固定座单元，能够方便带有不同型号机械臂单元的机械座单元的安装，固定座单元中的装配式结构，不仅能够保持插接装配的稳定性，而且能够保持机械座单元原有的旋转特性；加装的支撑件能够进一步提高机械臂单元装卸货物时的稳定性。

Description

一种高支撑强度的工业机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种高支撑强度的工业机器人。

背景技术

工业机器人，是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中；在解放人类生产力的同时，也大幅降低了工业生产的成本，提高了生产效率。

工业机器人形式多样，其机械臂由具体的应用位置和实现的功能决定。其中，在物流转运方面，工业机械人得到了很大程度的应用，例如在货品从运输车辆至仓储间的装卸转运过程，由于仓储装卸转运的货品种类不同，常常需要换装不同的机械手臂，同时，由于转运的物品较重，还需要足够的支撑强度。为此，在机械底座和机械手臂之间设置可拆卸的装配结构，使得机械底座能够适配不同的机械手臂，同时对换装的机械臂设置能够随机械臂运动的支撑臂，以保持货物转运过程的安全和稳定性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有用于货物装卸的工业机器人存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种高支撑强度的工业机器人，用于解决物流装卸货物时，工业机械人无法多样适配货物，且支撑强度不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高支撑强度的工业机器人，此工业机器人包括底座单元、机械座单元和机械臂单元，其中，底座单元，其包括固定座、设置于所述固定座底端外侧壁的支撑脚和设置于所述固定座和支撑脚之间的支撑件；机械座单元，配合设置于所述固定座上，其包括连接底座和设置于所述连接底座中的驱动组件；以及，机械臂单元，设置于所述连接底座上，其包括第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述第二机械臂的两端各自与所述第一机械臂和第三机械臂的端部相连。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述固定座的轴向内腔中部开设有插接槽、其环形侧壁中开设有安装滑槽、位于所述插接槽和安装滑槽之间的环形侧壁中开设有限位滑槽；所述限位滑槽分别与所述插接槽和安装滑槽相通，且均匀开设有多组；所述固定座的顶部侧壁上还具有齿槽。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述安装滑槽中滑动放置有限位滑环，且所述限位滑环的轴向长度小于所述安装滑槽的轴向长度。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述限位滑环的内环侧壁上开设有若干组圆环凹槽。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述限位滑槽的两端槽口的径向直径小于槽腔中部的径向直径；所述限位滑槽等间距设置有多组，且分布有至少两层，所述限位滑槽的层数与所述圆环凹槽的组数相同；所述限位滑槽内滑动放置有滚珠，所述滚珠能够滚动于所述圆环凹槽内。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述固定座的环体侧壁上还开设有若干组连接槽，所述连接槽将所述安装滑槽与固定座的外侧壁相通，且所述连接槽开设有至少四组，等间距分布在所述固定座的轴向外侧壁上。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述连接槽内安装有L型连接杆，所述L型连接杆的短边端部固定于所述限位滑环的外环侧壁上，其长边端部延伸于所述连接槽的顶部槽口处，并可配合固定于所述连接槽的槽腔内；所述L型连接杆的型短边侧壁上还设置有限位弹簧，所述限位弹簧的顶部连接于所述连接槽的槽体侧壁上。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述支撑件包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的一端连接于所述型连接杆的外侧壁上，另一端铰接于所述第二支撑杆的杆体中部侧壁上；所述第二支撑杆的一端铰接于所述支撑脚上，其另一端能够搭接于所述固定座的外侧壁上。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述连接底座包括外壳体和设置于所述外壳体下端侧壁中的插接柱；其中，所述外壳体的下端侧壁中开设有装配槽，而所述插接柱位于所述装配槽的端部设置有驱动齿槽；所述插接柱的柱体侧壁上开设有卡接槽，所述滚珠能够滚动于所述卡接槽内。

作为本发明所述高支撑强度的工业机器人的一种优选方案，其中：所述驱动组件包括驱动电机和设置于所述驱动电机输出端的驱动齿轮；其中，所述齿轮的边缘能够分别啮合于所述齿槽与驱动齿槽内。

本发明的有益效果：

本发明中的固定座单元，能够方便带有不同型号机械臂单元的机械座单元的安装，固定座单元中的装配式结构，不仅能够保持插接装配的稳定性，而且能够保持机械座单元原有的旋转特性；加装的支撑件能够进一步提高机械臂单元装卸货物时的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明高支撑强度的工业机器人的整体结构示意图。

图2为本发明高支撑强度的工业机器人的装配前整体结构示意图。

图3为本发明高支撑强度的工业机器人的固定座半剖结构示意图。

图4为本发明高支撑强度的工业机器人的固定座初始状态半剖结构示意图。

图5为本发明高支撑强度的工业机器人的固定座装配状态整体结构示意图。

图6为本发明高支撑强度的工业机器人的固定座装配状态半剖结构示意图。

图7为本发明高支撑强度的工业机器人的连接底座整体侧视结构示意图。

图8为本发明高支撑强度的工业机器人的整体A-A面剖视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

参照图1和2，为本发明第一个实施例，提供了一种高支撑强度的工业机器人，此工业机器人包括底座单元100、机械座单元200和机械臂单元300。其中，底座单元100为固定在货物装卸的车间或仓库中，用于装配带有所需型号机械臂单元300的机械座单元200；机械座单元200用于承托机械臂单元300，并配合装配在底座单元100中；机械臂单元300则为具体的货物搬运的装卸机构，可为现有的机械臂结构。

具体的，底座单元100，其包括固定座101、设置于固定座101底端外侧壁的支撑脚102和设置于固定座101和支撑脚102之间的支撑件103；其中，固定座101为固定于地面或装卸设备上的底座，其四周设置有用于提高底部支撑面的支撑脚102，而支撑件103则用于提高固定座101上端与支撑脚102之间的支撑强度。

机械座单元200，配合设置于固定座101上，其包括连接底座201和设置于连接底座201中的驱动组件202；机械座单元200中的连接底座201用于承托机械臂单元300，而位于其内部的驱动组件202则用于提供机械臂单元300的轴向旋转的动力。

机械臂单元300，设置于连接底座201上，其包括第一机械臂301、第二机械臂302和第三机械臂303，第二机械臂302的两端各自与第一机械臂301和第三机械臂303的端部相连。本机械臂单元300为多关节的驱动结构，本方案中以三关节机械臂为例，三机械臂依次相连，且位于第三机械臂303的自由端可装配有夹持或抬升货物的具体结构。

实施例2

参照图2～8，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：固定座101的轴向内腔中部开设有插接槽101a、其环形侧壁中开设有安装滑槽101b、位于插接槽101a和安装滑槽101b之间的环形侧壁中开设有限位滑槽101c；限位滑槽101c分别与插接槽101a和安装滑槽101b相通，且均匀开设有多组；固定座101的顶部侧壁上还具有齿槽101d。

安装滑槽101b中滑动放置有限位滑环101b-1，且限位滑环101b-1的轴向长度小于安装滑槽101b的轴向长度。

限位滑环101b-1的内环侧壁上开设有若干组圆环凹槽101b-11。

限位滑槽101c的两端槽口的径向直径小于槽腔中部的径向直径；限位滑槽101c等间距设置有多组，且分布有至少两层，限位滑槽101c的层数与圆环凹槽101b-11的组数相同；限位滑槽101c内滑动放置有滚珠101c-1，滚珠101c-1能够滚动于圆环凹槽101b-11内。

固定座101的环体侧壁上还开设有若干组连接槽101e，连接槽101e将安装滑槽101b与固定座101的外侧壁相通，且连接槽101e开设有至少四组，等间距分布在固定座101的轴向外侧壁上。

连接槽101e内安装有L型连接杆101e-1，L型连接杆101e-1的短边端部固定于限位滑环101b-1的外环侧壁上，其长边端部延伸于连接槽101e的顶部槽口处，并可配合固定于连接槽101e的槽腔内；L型连接杆101e-1的L型短边侧壁上还设置有限位弹簧101e-2，限位弹簧101e-2的顶部连接于连接槽101e的槽体侧壁上。

支撑件103包括第一支撑杆103a和第二支撑杆103b，第一支撑杆103a的一端连接于L型连接杆101e-1的外侧壁上，另一端铰接于第二支撑杆103b的杆体中部侧壁上；第二支撑杆103b的一端铰接于支撑脚102上，其另一端能够搭接于固定座101的外侧壁上。

相较于实施例1，进一步的，固定座101为环形的筒状结构，其环体中部为插接槽101a，用于连接底座201中插接柱201b的插接配合；在固定座101的环形侧壁内具有安装滑槽101b，安装滑槽101b用于装配限位滑环101b-1，而安装滑槽101b与插接槽101a之间的固定座101中的环形侧壁中开设的限位滑槽101c则用于装配滚珠101c-1，配合限位滑环101b-1用于对插接柱201b进行插接限定。需要说明的是，环形侧壁中的限位滑槽101c设置有不少于两层，本实施例中以两层为例，每层中具有多组，均匀分布在固定座101的轴向侧壁内。而位于固定座101顶部的齿槽101d呈环形，用于与驱动组件202配合形成驱动结构。

进一步的，安装滑槽101b内的限位滑环101b-1通过其侧壁上开设的圆环凹槽101b-11用于限定限位滑槽101c内滚珠101c-1的位置，继而控制滚珠101c-1与插接柱201b的配合状态。需要说明的是，限位滑环101b-1的轴向长度小于安装滑槽101b的轴向长度，以保持圆环凹槽101b-11能够与限位滑槽101c保持相对齐和错位的状态，此“对齐”可理解为圆环凹槽101b-11能够与限位滑槽101c的中心轴线共线，而“错位”可理解为圆环凹槽101b-11能够与限位滑槽101c的中心轴线不共线。

连接槽101e开设于固定座101的外侧壁上，具有若干组，连接槽101e将安装滑槽101b连通于固定座101的外侧壁，通过设置L型连接杆101e-1对限位滑环101b-1的位置进行控制。具体的，连接槽101e等间距开设有多组。而L型连接杆101e-1的L型短边与限位滑环101b-1的外环侧壁固定连接，而其L型长边则滑动于连接槽101e内，且其端部延伸出固定座101的外侧，需要说明的是，在动作状态，其L型长边能够通过螺栓或其他定位部件固定于连接槽101e的槽腔内，使其端部与固定座101的顶部侧壁齐平。进一步的，在L型连接杆101e-1的短边侧壁上还安装有限位弹簧101e-2，用于限定L型连接杆101e-1的所处位置。初始状态下，限位弹簧101e-2处于原长，L型连接杆101e-1的长边端部高于固定座101的顶部侧壁。

更进一步的，支撑件103设置于固定座101和支撑脚102之间，用于增强固定座101的支撑强度。具体的，支撑件103包括有第一支撑件103a和第二支撑件103b，其中，第一支撑件103a的一端铰接在第二支撑杆103b的杆体侧壁上，第二支撑杆103b的一端铰接于支撑脚102上，其另一端为自由状态，并可倾斜搭接在固定座101的外侧壁上。还需要说明的是，支撑脚102分布在固定座101的周向侧壁上，且支撑脚102的长度越长，固定座101的支撑效果越好。

其余结构与实施例1的结构相同。

实施例3

参照图2、7和8，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：连接底座201包括外壳体201a和设置于外壳体201a下端侧壁中的插接柱201b；其中，外壳体201a的下端侧壁中开设有装配槽201a-1，而插接柱201b位于装配槽201a-1的端部设置有驱动齿槽201a-2；插接柱201b的柱体侧壁上开设有卡接槽201b-1，滚珠101c-1能够滚动于卡接槽201b-1内。

驱动组件202包括驱动电机202a和设置于驱动电机202a输出端的驱动齿轮202b；其中，驱动齿轮202b的边缘能够分别啮合于齿槽101d与驱动齿槽201a-2内。

相较于实施例2，进一步的，连接底座201中的外壳体201a用于安装驱动组件202，并承载机械臂单元300；插接柱201b用于与固定座101装配连接。具体的，外壳体201a下端侧壁中的装配槽201a-1用于配合驱动齿轮202b，实现机械座单元200自身的旋转运动。还需要说明的是，连接底座201的径向直径小于固定座101的径向直径大小，L型连接杆101e-1的长边端部与连接底座201的边缘无接触。插接柱201b用于插接安装，其位于装配槽201a-1内的端部外侧壁上具有驱动齿槽201a-2，此驱动齿槽201a-2的径向直径小于固定座101顶部齿槽101d的径向直径，驱动组件202中驱动齿轮202b的边缘啮合于两环形齿槽之间。而插接柱201b的外侧壁上还具有卡接槽201b-1，卡接槽201b-1的个数与限位滑槽101c的层数相同，即每层的滚珠101c-1可对应滚动于卡接槽201b-1内。

而驱动组件202主要包括驱动电机202a和驱动齿轮202b，其中，驱动电机202a装设于外壳体201a的内腔中，其输出端延伸于装配槽201a-1内，即驱动齿轮202b装设于装配槽201a-1内，并且驱动齿轮202b与驱动齿槽201a-2的齿条啮合。需要说明的是，驱动齿轮202b可装设有多组，本实施例中以4组为例，以提高机械座单元200旋转的流畅性。

其余结构与实施例2的结构相同。

结合说明书附图1～8中所示，将带有所需机械臂单元100的机械座单元200与底座单元100装配相连。在初始状态下，复位弹簧101e-2处于原长，L型连接杆101e-1处于最高位置，其自由端略高于固定座101的顶部侧壁，而限位滑环101b-1上的圆环凹槽101b-11与限位滑槽101c的槽口相对齐，此时，滚珠101c-1可自由活动在限位滑槽101c内，而第二支撑杆103b的自由端与固定座101的外侧壁无接触。

而在机械座单元200的插接过程中，先将连接底座201中的插接柱201b从插接槽101a中插入，待完全插入时，插接柱201b上的装配槽201a-1与限位滑槽101c的槽口相对应，而驱动齿轮202b的外侧啮合在齿槽101d的槽内。按压L型连接杆101e-1的长边自由端，使其向下滑动，复位弹簧101e-2被拉长，限位滑环101b-1被向下推动，圆环凹槽101b-11逐渐与限位滑槽101c的槽口错位，限位滑环101b-1的侧壁将滚珠101c-1推向限位滑槽101c的另一端槽口，使其被卡接于卡接槽201b-1内，同时由于滚珠101c-1为球体，其可以滚动在限位滑槽101c内，使得插接柱201b与固定座101之间产生旋转运动。

进一步的，当圆环凹槽101b-11与限位滑槽101c的槽口完全错位时，L型连接杆101e-1处于最终状态，此时，第一支撑件103a下移，推动第二支撑件103b的自由端抵接在固定座101的外侧壁上，通过螺栓将L型连接杆101e-1的长边端固定于连接槽101e的槽腔内。此状态下，支撑件103进一步提高了固定座101与支撑脚102的连接，提高了整体底座的支撑强度。

而当需要拆卸换装其他机械臂时，拧下固定的螺栓，在复位弹簧101e-2的作用下，L型连接杆101e-1回到初始状态，即限位滑环101b-1上的圆环凹槽101b-11再次与限位滑槽101c的槽口相对齐，此时，可顺利将插接柱201b从插接槽101a内抽出，滚珠101c-1被推动滚向限位滑槽101c朝向圆环凹槽101b-11的一侧，驱动齿轮202b与齿槽101d的啮合状态脱离，二者均恢复至初始状态。整体结构便于装配，连接效果好，且固定座101的支撑强度高。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种高支撑强度的工业机器人，其特征在于：包括，

底座单元（100），其包括固定座（101）、设置于所述固定座（101）底端外侧壁的支撑脚（102）和设置于所述固定座（101）和支撑脚（102）之间的支撑件（103）；

所述固定座（101）的轴向内腔中部开设有插接槽（101a）、其环形侧壁中开设有安装滑槽（101b）、位于所述插接槽（101a）和安装滑槽（101b）之间的环形侧壁中开设有限位滑槽（101c）；所述限位滑槽（101c）分别与所述插接槽（101a）和安装滑槽（101b）相通，且均匀开设有多组；所述固定座（101）的顶部侧壁上还具有齿槽（101d）；

所述安装滑槽（101b）中滑动放置有限位滑环（101b-1），且所述限位滑环（101b-1）的轴向长度小于所述安装滑槽（101b）的轴向长度；

所述限位滑环（101b-1）的内环侧壁上开设有若干组圆环凹槽（101b-11）；

所述限位滑槽（101c）的两端槽口的径向直径小于槽腔中部的径向直径；所述限位滑槽（101c）等间距设置有多组，且分布有至少两层，所述限位滑槽（101c）的层数与所述圆环凹槽（101b-11）的组数相同；所述限位滑槽（101c）内滑动放置有滚珠（101c-1），所述滚珠（101c-1）能够滚动于所述圆环凹槽（101b-11）内；

所述固定座（101）的环体侧壁上还开设有若干组连接槽（101e），所述连接槽（101e）将所述安装滑槽（101b）与固定座（101）的外侧壁相通，且所述连接槽（101e）开设有至少四组，等间距分布在所述固定座（101）的轴向外侧壁上；

所述连接槽（101e）内安装有L型连接杆（101e-1），所述L型连接杆（101e-1）的短边端部固定于所述限位滑环（101b-1）的外环侧壁上，其长边端部延伸于所述连接槽（101e）的顶部槽口处，并可配合固定于所述连接槽（101e）的槽腔内；所述L型连接杆（101e-1）的L型短边侧壁上还设置有限位弹簧（101e-2），所述限位弹簧（101e-2）的顶部连接于所述连接槽（101e）的槽体侧壁上；所述支撑件（103）包括第一支撑杆（103a）和第二支撑杆（103b），所述第一支撑杆（103a）的一端连接于所述L型连接杆（101e-1）的外侧壁上，另一端铰接于所述第二支撑杆（103b）的杆体中部侧壁上；

所述第二支撑杆（103b）的一端铰接于所述支撑脚（102）上，其另一端能够搭接于所述固定座（101）的外侧壁上；

机械座单元（200），配合设置于所述固定座（101）上，其包括连接底座（201）和设置于所述连接底座（201）中的驱动组件（202）；以及，

机械臂单元（300），设置于所述连接底座（201）上，其包括第一机械臂（301）、第二机械臂（302）和第三机械臂（303），所述第二机械臂（302）的两端各自与所述第一机械臂（301）和第三机械臂（303）的端部相连。

2.根据权利要求1所述的高支撑强度的工业机器人，其特征在于：所述连接底座（201）包括外壳体（201a）和设置于所述外壳体（201a）下端侧壁中的插接柱（201b）；其中，

所述外壳体（201a）的下端侧壁中开设有装配槽（201a-1），而所述插接柱（201b）位于所述装配槽（201a-1）的端部设置有驱动齿槽（201a-2）；

所述插接柱（201b）的柱体侧壁上开设有卡接槽（201b-1），所述滚珠（101c-1）能够滚动于所述卡接槽（201b-1）内。

3.根据权利要求2所述的高支撑强度的工业机器人，其特征在于：所述驱动组件（202）包括驱动电机（202a）和设置于所述驱动电机（202a）输出端的驱动齿轮（202b）；其中，

所述驱动 齿轮（202b）的边缘能够分别啮合于所述齿槽（101d）与驱动齿槽（201a-2）内。

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