CN113954098A - 智能化机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能化机器人，包括有设置机器人本体上的自动上下料系统，自动上下料系统包括有固定在机器人本体顶部的上料组件和固定安装在机器人本体前端的导料板，导料板的顶部设置有取料盘，导料板的底部与固定在机器人本体上的集料箱相连，机器人本体的内部形成有与集料箱相连通的盛料腔体，该盛料腔体内与集料箱共同组成的区域内滑动安装有电动伸缩杆，电动伸缩杆的顶部固定连接有盛料板，机器人本体的内部沿竖直方向还开设有上料通道。本发明中的系统实现了物料在不同加工工位上的闭环式管理，既有效的解放了劳动力，而且通过该一个系统就可以满足整条生产线上的加工作业，降低了生产成本。

Description

智能化机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及智能化机器人。

背景技术

工业机器人在飞机、汽车、电子产品制造领域已经实现了广泛的应用，受技术的快速发展、劳动资源的稀缺、生产效率要求提高等因素的影响，全球工业机器人引来了高速的发展。尽管工业机器人在诸多领域中都有着广泛的应用，但是其应用程度还不高。在现代化工业生产过程中，重型设备涉及到的零部件十分复杂，如上下料、焊接、装配、搬运、喷涂等工序就有单件重量重、生产节拍快的特点，导致人工作业强度大、单调乏味，容易造成人工身体疲劳、产生厌倦情绪，影响产品的品质。

发明内容

本发明的目的在于提供智能化机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：智能化机器人，包括有设置机器人本体上的自动上下料系统，自动上下料系统包括有固定在机器人本体顶部的上料组件和固定安装在机器人本体前端的导料板，导料板的顶部设置有取料盘，导料板的底部与固定在机器人本体上的集料箱相连，机器人本体的内部形成有与集料箱相连通的盛料腔体，该盛料腔体内与集料箱共同组成的区域内滑动安装有电动伸缩杆，电动伸缩杆的顶部固定连接有盛料板，机器人本体的内部沿竖直方向还开设有上料通道，上料通道的底部与盛料腔体相连通，上料通道的顶部向上延伸贯穿机器人本体顶部，上料组件用于将上料通道顶部的物料转运至加工工位，取料盘用于将加工完成后的物料转运至导料板中。

优选的，上料组件包括有固定块和转动块，固定块固定安装在机器人本体顶部一侧的边缘处，转动块设置于上料通道的顶部并与固定块转动连接，转动块的底部形成有与物料形状相适配的夹持腔，转动块夹持物料后通过固定块始终呈水平状态翻转将物料输送至加工工位。

优选的，转动块的内部两侧分别转动安装有第一传动轴和第二传动轴，固定块的内部分别转动安装有第三传动轴和第四传动轴，第一传动轴的两端贯穿至转动块的外部后转动套接有第二连杆，第二连杆的另一端套接于第三传动轴上，第二传动轴的两端贯穿至转动块的外部后转动套接有第一连杆，第一连杆的另一端套接于第四传动轴上，固定块的内部固定安装有第一电机，第一电机的输出端驱动连接有主动链轮，第三传动轴上固定套接有从动链轮，主动链轮和从动链轮之间通过传动链条传动连接。

优选的，导料板的顶部呈水平结构，取料盘通过第五传动轴转动安装于导料板顶部一侧的边缘处，导料板的外侧固定安装有第二电机，第二电机的输出轴穿过导料板后与第五传动轴固定套接，取料盘上安装有若干个真空吸盘。

优选的，导料板的顶部与第二电机同侧的外壁上固定安装有气缸，气缸的输出端穿过导料板后固定连接有推料板。

优选的，导料板的底部呈倾斜结构延伸至集料箱的入料口处，并且导料板与集料箱相连接的位置处采用圆弧过渡结构。

优选的，集料箱的外侧一体成型连接有加高挡板，集料箱的内部三个侧壁且位于盛料板滑动轨迹的上方固定安装有限位挡板。

优选的，机器人本体和集料箱的底部形成有滑槽，电动伸缩杆的底部穿过滑槽后固定连接有齿轮安装架，该齿轮安装架的内部转动安装有齿轮，齿轮安装架的外部固定有与齿轮驱动连接的第三电机，机器人本体和集料箱的底部位于电动伸缩杆的两端外侧沿竖直方向分别固定连接有连接吊板，两个连接吊板底部之间固定连接有齿条，齿轮与齿条相啮合。

优选的，集料箱远离导料板的一侧与机器人本体相连接的位置处形成有缺口，机器人本体的前端外壁上通过转轴转动连接有止挡板，止挡板通过转轴、缺口可翻转至集料箱内部并被集料箱内部的限位挡板所止挡。

优选的，还包括有控制计算机，控制计算机上连接有通讯接口和接口服务，控制计算机的内部还设置有示教盒、存储磁盘、视觉系统、伺服系统、辅助系统以及与自动上下料系统信号连接的控制器。

与现有技术相比，本发明提供了智能化机器人，具备以下有益效果：

本发明中的系统通过行走轮在预先设置的AGV输送轨道上可在各个加工工位上进行行走，系统上的上料组件和取料盘可以根据加工工位的需求调整其自由度，从而可以适用于不同的加工工位，物料在相应的加工工位上，上料组件可以逐一的将物料输送至加工设备上，而物料加工完毕后，取料盘则又可以迅速的将其取下并统一收集在集料箱内部，在进行下一道工序时，系统又可以将集料箱内部的物料全部转移至盛料腔体内重复上料动作，整个系统实现物料在不同加工工位上的闭环式管理，既有效的解放了劳动力，而且通过该一个系统就可以满足整条生产线上的加工作业，可极大的降低了生产成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为智能化机器人的第一种角度的整体结构示意图；

图2为智能化机器人的第二种角度的整体结构示意图；

图3为智能化机器人中固定块、转动块的内部结构示意图；

图4为智能化机器人的局部结构示意图；

图5为智能化机器人的底部结构示意图；

图6为智能化机器人中内部的剖面结构示意图；

图7为智能化机器人中取料盘处的结构示意图；

图8为智能化机器人中固定块、转动块底部的结构示意图；

图9为智能化机器人的控制原理图。

图中：1、机器人本体；2、行走轮；3、集料箱；4、固定块；5、转动块；6、导料板；7、取料盘；8、推料板；9、止挡板；10、转轴；11、气缸；12、缺口；13、第一传动轴；14、第二传动轴；15、第三传动轴；16、第四传动轴；17、传动链条；18、第一电机；19、第一连杆；20、第二连杆；21、上料通道；22、限位挡板；23、滑槽；24、连接吊板；25、齿条；26、齿轮；27、电动伸缩杆；28、盛料板；29、第二电机；30、第五传动轴；31、真空吸盘；32、夹持腔。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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的实施方式和简化描述，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实施方式的限制。

如图1-8所示，本实施例中公开了智能化机器人，包括有设置机器人本体1上的自动上下料系统，自动上下料系统包括有固定在机器人本体1顶部的上料组件和固定安装在机器人本体1前端的导料板6，导料板6的顶部设置有取料盘7，导料板6的底部与固定在机器人本体1上的集料箱3相连，机器人本体1的内部形成有与集料箱3相连通的盛料腔体，该盛料腔体内与集料箱3共同组成的区域内滑动安装有电动伸缩杆27，电动伸缩杆27的顶部固定连接有盛料板28，机器人本体1的内部沿竖直方向还开设有上料通道21，上料通道21的底部与盛料腔体相连通，上料通道21的顶部向上延伸贯穿机器人本体1顶部，上料组件用于将上料通道21顶部的物料转运至加工工位，取料盘7用于将加工完成后的物料转运至导料板6中。

如图3所示，上料组件包括有固定块4和转动块5，固定块4固定安装在机器人本体1顶部一侧的边缘处，转动块5设置于上料通道21的顶部并与固定块4转动连接，转动块5的底部形成有与物料形状相适配的夹持腔32，夹持腔32内部设置有用于夹持物料的机械手，该机械手的结构采用现有技术中的即可，转动块5夹持物料后通过固定块4始终呈水平状态翻转将物料输送至加工工位。

进一步的，转动块5的内部两侧分别转动安装有第一传动轴13和第二传动轴14，固定块4的内部分别转动安装有第三传动轴15和第四传动轴16，第一传动轴13的两端贯穿至转动块5的外部后转动套接有第二连杆20，第二连杆20的另一端套接于第三传动轴15上，第二传动轴14的两端贯穿至转动块5的外部后转动套接有第一连杆19，第一连杆19的另一端套接于第四传动轴16上，固定块4的内部固定安装有第一电机18，第一电机18的输出端驱动连接有主动链轮，第三传动轴15上固定套接有从动链轮，主动链轮和从动链轮之间通过传动链条17传动连接，第一电机18通过链轮传动结构驱动第三传动轴15进行旋转，第一传动轴13通过第二连杆20以第三传动轴15为中心进行旋转，与此同时，第二传动轴14通过第一连杆19以第四传动轴16为中心进行旋转，从而使转动块5围绕固定块4进行旋转，并且转动块5进行旋转的同时始终保持水平状态，转动块5夹持物料后翻转将物料输送至加工工位。

如图7所示，导料板6的顶部呈水平结构，取料盘7通过第五传动轴30转动安装于导料板6顶部一侧的边缘处，导料板6的外侧固定安装有第二电机29，第二电机29的输出轴穿过导料板6后与第五传动轴30固定套接，取料盘7上安装有若干个真空吸盘31，物料被加工完毕后，第二电机29驱动取料盘7旋转至加工工位上，通过真空吸盘31将加工完毕的物料顶部吸附住，然后第二电机29反转将物料转运至导料板6顶部，导料板6的顶部与第二电机29同侧的外壁上固定安装有气缸11，气缸11的输出端穿过导料板6后固定连接有推料板8，气缸11驱动推料板8将导料板6顶部的物料推送至导料板6底部。导料板6的底部呈倾斜结构延伸至集料箱3的入料口处，加工完毕的物料经过导料板6落入至集料箱3内部，并且导料板6与集料箱3相连接的位置处采用圆弧过渡结构，该圆弧过渡结构可以保证平稳顺利的滑入至集料箱3内部，避免物料被卡在导料板6底部。

如图4所示，本申请在集料箱3的外侧一体成型连接有加高挡板，可防止从导料板6上滑下的物料直接滑出集料箱3外部，集料箱3的内部三个侧壁且位于盛料板28滑动轨迹的上方固定安装有限位挡板22，所有的物料经过导料板6滑入中集料箱3内部后全部整齐的堆叠在限位挡板22上，限位挡板22可避免电动伸缩杆27沿滑槽23进行滑动。

如图5、图6所示，机器人本体1和集料箱3的底部形成有滑槽23，电动伸缩杆27的底部穿过滑槽23后固定连接有齿轮安装架，该齿轮安装架的内部转动安装有齿轮26，齿轮安装架的外部固定有与齿轮26驱动连接的第三电机，机器人本体1和集料箱3的底部位于电动伸缩杆27的两端外侧沿竖直方向分别固定连接有连接吊板24，两个连接吊板24底部之间固定连接有齿条25，齿轮26与齿条25相啮合，第三电机驱动齿轮26进行旋转，齿轮26与齿条25相啮合进而驱动齿轮26沿齿条25上进行滑动，电动伸缩杆27与齿轮26保持同步移动在滑槽23内直线移动，从而将集料箱3内部的物料重新转运至盛料箱内部。

为了，避免物料落入至集料箱3内部时向盛料箱内部移动，从而影响上料，同时也为了物料在集料箱3内部能够整齐的堆叠，本申请在集料箱3远离导料板6的一侧与机器人本体1相连接的位置处形成有缺口12，机器人本体1的前端外壁上通过转轴10转动连接有止挡板9，止挡板9通过转轴10、缺口12可翻转至集料箱3内部并被集料箱3内部的限位挡板22所止挡，当该系统正在上料时，通过转轴10将该止挡板9旋转至集料箱3内部，此时物料进入至集料箱3内部后被止挡板9所止挡，所有的物料既能整齐的堆叠在一起，止挡板9又能将盛料箱和集料箱3有效的隔离，避免上料受到影响。

如图9所示，本申请中的系统还包括有控制计算机，控制计算机上连接有通讯接口和接口服务，控制计算机的内部还设置有示教盒、存储磁盘、视觉系统、伺服系统、辅助系统以及与自动上下料系统信号连接的控制器，自动上下料系统的执行相应的动作全部通过控制器来控制，系统在投入使用前，首先通过示教盒对系统中的各个执行元件进行示教学习，示教学习后的数据存储至存储磁盘中，控制计算机的视觉系统应用于加工工位上，可以对加工过程进行实时监测，当加工出现质量问题时，可以通过该系统第一时间进行提醒，并且整个系统的运行操作人员全部在操作面板上来操作。

本发明公开了一种智能化机器人，应用于工厂加工物料时多道工艺之间的上料，当物料需要被输送至第一加工工序(例如钻孔)时，该系统通过行走轮2在预先设置的AGV输送轨道上行进至加工工位上，启动电动伸缩杆27将物料输送至上料通道21的顶部，送料组件动作将物料转运至加工工位上，加工完毕后的物料经过取料盘7被转运至导料板6上，物料经过导料板6被统一收集槽集料箱3内部，当盛料箱内部的物料全部被加工完毕后，物料也全部收集在集料箱3内部，此时该系统继续在AGV输送轨道上运行至下一道工序上(例如切割等)，系统中的电动伸缩杆27在滑槽23内移动将集料箱3内部的物料转运至盛料腔体内，然后整个系统重复上述动作完成该道工序的加工，上料组件以及取料盘在不同工序中的动作，通过示教盒调整动作执行件的自由度即可实现。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“另一”、“又一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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)

1.一种智能化机器人，其特征在于，包括有设置机器人本体(1)上的自动上下料系统，自动上下料系统包括有固定在机器人本体(1)顶部的上料组件和固定安装在机器人本体(1)前端的导料板(6)，导料板(6)的顶部设置有取料盘(7)，导料板(6)的底部与固定在机器人本体(1)上的集料箱(3)相连，机器人本体(1)的内部形成有与集料箱(3)相连通的盛料腔体，该盛料腔体内与集料箱(3)共同组成的区域内滑动安装有电动伸缩杆(27)，电动伸缩杆(27)的顶部固定连接有盛料板(28)，机器人本体(1)的内部沿竖直方向还开设有上料通道(21)，上料通道(21)的底部与盛料腔体相连通，上料通道(21)的顶部向上延伸贯穿机器人本体(1)顶部，上料组件用于将上料通道(21)顶部的物料转运至加工工位，取料盘(7)用于将加工完成后的物料转运至导料板(6)中。

2.根据权利要求1所述的智能化机器人，其特征在于，上料组件包括有固定块(4)和转动块(5)，固定块(4)固定安装在机器人本体(1)顶部一侧的边缘处，转动块(5)设置于上料通道(21)的顶部并与固定块(4)转动连接，转动块(5)的底部形成有与物料形状相适配的夹持腔(32)，转动块(5)夹持物料后通过固定块(4)始终呈水平状态翻转将物料输送至加工工位。

3.根据权利要求2所述的智能化机器人，其特征在于，转动块(5)的内部两侧分别转动安装有第一传动轴(13)和第二传动轴(14)，固定块(4)的内部分别转动安装有第三传动轴(15)和第四传动轴(16)，第一传动轴(13)的两端贯穿至转动块(5)的外部后转动套接有第二连杆(20)，第二连杆(20)的另一端套接于第三传动轴(15)上，第二传动轴(14)的两端贯穿至转动块(5)的外部后转动套接有第一连杆(19)，第一连杆(19)的另一端套接于第四传动轴(16)上，固定块(4)的内部固定安装有第一电机(18)，第一电机(18)的输出端驱动连接有主动链轮，第三传动轴(15)上固定套接有从动链轮，主动链轮和从动链轮之间通过传动链条(17)传动连接。

4.根据权利要求1所述的智能化机器人，其特征在于，导料板(6)的顶部呈水平结构，取料盘(7)通过第五传动轴(30)转动安装于导料板(6)顶部一侧的边缘处，导料板(6)的外侧固定安装有第二电机(29)，第二电机(29)的输出轴穿过导料板(6)后与第五传动轴(30)固定套接，取料盘(7)上安装有若干个真空吸盘(31)。

5.根据权利要求4所述的智能化机器人，其特征在于，导料板(6)的顶部与第二电机(29)同侧的外壁上固定安装有气缸(11)，气缸(11)的输出端穿过导料板(6)后固定连接有推料板(8)。

6.根据权利要求1所述的智能化机器人，其特征在于，导料板(6)的底部呈倾斜结构延伸至集料箱(3)的入料口处，并且导料板(6)与集料箱(3)相连接的位置处采用圆弧过渡结构。

7.根据权利要求1所述的智能化机器人，其特征在于，集料箱(3)的外侧一体成型连接有加高挡板，集料箱(3)的内部三个侧壁且位于盛料板(28)滑动轨迹的上方固定安装有限位挡板(22)。

8.根据权利要求7所述的智能化机器人，其特征在于，机器人本体(1)和集料箱(3)的底部形成有滑槽(23)，电动伸缩杆(27)的底部穿过滑槽(23)后固定连接有齿轮安装架，该齿轮安装架的内部转动安装有齿轮(26)，齿轮安装架的外部固定有与齿轮(26)驱动连接的第三电机，机器人本体(1)和集料箱(3)的底部位于电动伸缩杆(27)的两端外侧沿竖直方向分别固定连接有连接吊板(24)，两个连接吊板(24)底部之间固定连接有齿条(25)，齿轮(26)与齿条(25)相啮合。

9.根据权利要求7或8任一所述的智能化机器人，其特征在于，集料箱(3)远离导料板(6)的一侧与机器人本体(1)相连接的位置处形成有缺口(12)，机器人本体(1)的前端外壁上通过转轴(10)转动连接有止挡板(9)，止挡板(9)通过转轴(10)、缺口(12)可翻转至集料箱(3)内部并被集料箱(3)内部的限位挡板(22)所止挡。

10.根据权利要求1所述的智能化机器人，其特征在于，还包括有控制计算机，控制计算机上连接有通讯接口和接口服务，控制计算机的内部还设置有示教盒、存储磁盘、视觉系统、伺服系统、辅助系统以及与自动上下料系统信号连接的控制器。

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