CN118906069A - 一种挂棒机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挂棒机器人，包括：移动主体；挂棒装置，包括设于移动主体上的回转支撑组件，设于回转支撑组件上的第一平移机构，设于第一平移机构上的升降组件，以及设于升降组件上的挂棒组件以及沿第一水平方向设于挂棒组件两个末端的撑叉组件；回转支撑组件被设置为转动调节撑叉组件的对接方向；第一平移机构被设置为沿第一水平方向调整撑叉组件的对接距离。本发明实现对硅棒的自动对接取放，无需人工进行精确的位置调整，降低了操作的复杂性，提高了工作效率。

Description

一种挂棒机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是指一种挂棒机器人。

背景技术

随着光伏产业的快速发展，光伏产品的加工效率已经有了较为明显的提升。但是，对于提升其加工效率的探索仍未终止，并进一步向光伏产品加工的细节环节延伸。

以光伏硅棒的切片环节为例，目前主要采用人工配合辅助治具来实现硅棒/硅片的上下料。操作人员利用辅助治具将硅棒从存储设备中取出，并放入切片机台进行切片，然后再将切割后的硅片取出，放入新的硅棒进行切片。这种方式虽然可以实现硅棒的上下料，也存在一定的问题，具体如下：

首先，由于硅棒重量大，人工操作费时费力，且存在一定的安全风险；

其次，利用辅助治具虽然可以一定程度减轻人工操作的负担，但在实际操作中，仍需要人工进行精确的位置调整，这不仅增加了操作的复杂性，也降低了工作效率；

此外，现有的技术无法实现硅棒在切片机台和存储设备间的自动上下料，一次对接只能完成一个动作，即取下切割后的硅片或者放入新的硅棒，无法满足高效生产的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种挂棒机器人。

本发明所采用的技术方案如下：

一种挂棒机器人，包括：

移动主体；

挂棒装置，包括设于所述移动主体上的回转支撑组件，设于所述回转支撑组件上的第一平移机构，设于所述第一平移机构上的升降组件，以及设于所述升降组件上的挂棒组件以及沿第一水平方向设于挂棒组件两个末端的撑叉组件；所述回转支撑组件被设置为转动调节所述撑叉组件的对接方向；所述第一平移机构被设置为沿第一水平方向调整所述撑叉组件的对接距离；所述升降组件被设置为沿竖直方向调整所述撑叉组件的对接高度；所述挂棒组件被设置为至少在垂直于第一水平方向的第二水平方向调整所述撑叉组件的位置偏差以及在绕水平轴线的方向转动调整所述撑叉组件的角度偏差以使所述撑叉组件对接取放硅棒或硅片。

在本发明的一个实施例中，所述回转支撑组件包括固定于所述移动主体内的回转支架，固定于所述回转支架上的回转支撑内圈，同轴转动连接于所述回转支撑内圈的齿轮外圈，固定于所述齿轮外圈顶部的回转顶板，与所述齿轮外圈的轮齿啮合的回转驱动齿轮，以及与所述回转驱动齿轮连接以驱动所述回转驱动齿轮转动的回转动力模块；所述齿轮外圈的高度高于所述回转支撑内圈的高度，并凸出所述移动主体的顶部；所述第一平移机构设于所述回转顶板上。

在本发明的一个实施例中，所述第一平移机构包括至少两个沿第一水平方向并排固定于所述回转支撑组件上的第一平移导轨，多个滑动设置于所述第一平移导轨的第一平移滑块，固定于所述第一平移滑块上的第一平移顶板，沿第一水平方向固定于所述回转支撑组件上的第一平移齿条，与所述第一平移齿条的轮齿啮合的第一平移齿轮，以及和所述第一平移齿轮连接以驱动所述第一平移齿轮转动的第一平移动力模块；所述升降组件设于所述第一平移顶板上。

在本发明的一个实施例中，所述升降组件包括固定于所述第一平移机构上的升降支架，设于升降支架内侧的升降平台，安装于所述升降平台上的升降动力模块，和所述升降动力模块连接的升降齿轮，竖直固定于所述升降支架且和所述升降齿轮轮齿啮合的升降齿条，设于所述升降平台两端的升降侧板，以及至少一个安装于所述升降侧板外侧并与所述升降支架滚动配合以引导所述升降平台升降的升降导轮；所述升降动力模块用于驱动所述升降齿轮转动。

在本发明的一个实施例中，所述挂棒组件包括设于升降组件的横移机构，安装于所述横移机构底部的第二平移机构，以及设于所述第二平移机构底部的对接机构；所述撑叉组件沿第一水平方向设于所述对接机构的两个末端；所述横移机构被设置为在第二水平方向驱动所述第二平移机构移动以水平调整所述撑叉组件的对接位置偏差；所述第二平移机构被设置为在第一水平方向调整所述撑叉组件的对接距离；所述对接机构被设置为至少绕第一轴线的方向以及第二轴线的方向转动调整所述撑叉组件对接时的角度偏差。

在本发明的一个实施例中，所述横移机构包括沿第一水平方向水平设置的横移平台，沿第二水平方向并排固定于所述横移平台上的多个横移滑块，固定于所述升降组件的升降部并与所述横移滑块沿第二水平方向滑动配合的横移导轨，安装于所述升降组件升降部的横移动力模块，竖直设置并与所述横移动力模块连接以获取转动动力的横移轴套，偏心设置于所述横移轴套端部的横移偏心轮，以及固定于所述横移平台顶部的横移引导块；所述横移引导块上沿第一水平方向开有横移导槽；所述横移偏心轮滚动设于所述横移导槽内；所述第二平移机构与所述横移平台连接。

在本发明的一个实施例中，所述第二平移机构包括两组并排设于所述横移平台底部的平移托轮，设于两组所述平移托轮之间并与所述平移托轮滚动配合的第二平移平台，安装于所述第二平移平台的第二平移动力模块，设于所述第二平移动力模块输出端的第二平移齿轮，以及沿第一水平方向固定于所述横移机构侧面且和所述第二平移齿轮的轮齿啮合的第二平移齿条；每组所述平移托轮包括若干沿第一水平方向布置的平移托轮；所述平移托轮的侧向周面开有环形的V形槽；所述第二平移平台的两侧延伸形成有与所述V形槽契合的V形凸起；所述对接机构安装于所述第二平移平台的底部。

在本发明的一个实施例中，所述对接机构包括沿第一水平方向水平固定于第二平移机构底部的对接主板，沿第一水平方向固定于所述对接主板两端的对接侧板，沿第一水平方向固定于所述对接侧板的第一转轴，与所述第一转轴转动连接的第一摇摆主体，沿第二水平方向固定于所述第一摇摆主体的第二转轴，与所述第二转轴转动连接的第二摇摆主体，安装于所述对接侧板的第一对接动力模块，偏心设置于所述第一对接动力模块输出端的第一偏心轮，安装于所述第一摇摆主体的第二对接动力模块，以及偏心设置于第二对接动力模块输出端的第二偏心轮；所述第一摇摆主体包括与所述第一转轴转动连接的第一转动部以及与所述第一转动部固定连接的第一支撑部；所述第一转动部开有与所述第一偏心轮适配的竖槽；所述第一支撑部与所述第二转轴固定连接；所述第二摇摆主体包括与所述第二转轴转动连接的第二转动部以及与所述第二转动部固定连接的第二支撑部；所述第二转动部开有与第二偏心轮适配的横槽；所述第二支撑部与所述撑叉组件连接。

在本发明的一个实施例中，所述第一对接动力模块输出端设有第一摇摆轴套；所述第一偏心轮偏心设于所述第一摇摆轴套的端部；其中，所述第一摇摆轴套的侧壁横向开设第一安装槽。

在本发明的一个实施例中，所述撑叉组件包括夹持动力模块以及与所述夹持动力模块连接的两个挂棒撑爪；所述夹持动力模块包括安装于所述第二支撑部底部的夹持电机，与所述夹持电机输出端连接的双向丝杠，与所述双向丝杠端部转动连接且固定于所述第二支撑部的轴承座，分别与所述双向丝杠两段反向螺纹适配的两个移动块，一一对应连接所述移动块和所述挂棒撑爪的两个连接板，沿第二水平方向固定于所述第二支撑部顶部的夹持滑轨以及与所述夹持滑轨滑动配合的两个夹持滑块；所述挂棒撑爪分别安装于所述夹持滑块。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的挂棒机器人实现对硅棒的自动对接取放，无需人工进行精确的位置调整，降低了操作的复杂性，提高了工作效率。

本发明所述的挂棒机器人可以实现硅棒的自动转运，避免了人工搬运硅棒的费时费力，降低了安全风险。

本发明所述的挂棒机器人基于回转支撑组件能够实现第一平移机构，升降组件，挂棒组件以及撑叉组件的转动。因此，当挂棒机器人完成设备对接后，通过一侧的撑叉组件进行硅片取出下料，然后通过回转支撑组件水平转动以使另一侧的撑叉组件对硅棒进行挂棒上料。在此过程中，挂棒机器人不需要重复进行对接即可实现快速硅棒/硅片的快速上下料，大大提升工作效率。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1是挂棒机器人的结构示意图。

图2是挂棒装置的结构示意图。

图3是移动主体以及回转支撑组件(不含回转顶板)的结构示意图。

图4是回转支撑组件(不含回转顶板)的结构示意图。

图5是第一平移机构的结构示意图。

图6是升降组件(不含升降支架)和挂棒组件的结构示意图。

图7是升降组件(不含升降支架)和挂棒组件的主视图。

图8是横移机构中横移轴套、横移偏心轮和横移引导块的结构示意图。

图9是升降组件(示出升降平台)、横移机构以及第二平移机构(未示出第二平移齿轮和第二平移齿条)的剖面图。

图10是对接机构和撑叉组件的结构示意图。

图11是撑叉组件与对接机构的连接示意图一。

图12是第一电机，第一减速器，第一摇摆轴套，第一偏心轮(或第二电机，第二减速器，第二摇摆轴套，第二偏心轮)的结构示意图。

图13是撑叉组件与对接机构的连接示意图二。

图14是撑叉组件与对接机构的连接示意图三。

说明书附图标记说明：

10、移动主体；

20、挂棒装置；

30、回转支撑组件；301、回转支架；302、回转支撑内圈；303、齿轮外圈；304、回转顶板；305、回转驱动齿轮；306、回转驱动电机；307、回转减速器；

40、第一平移机构；401、第一平移导轨；402、第一平移滑块；403、第一平移顶板；404、第一平移齿条；405、第一平移齿轮；406、第一平移减速器；407、第一平移电机；

50、升降组件；501、升降支架；5011、升降滚槽；502、升降平台；503、升降电机；504、升降减速器；505、升降齿轮；506、升降齿条；507、升降侧板；508、升降导轮；

60、挂棒组件；61、撑叉组件；

70、对接机构；701、对接主板；702、对接侧板；703、摇摆组件；704、第一电机；705、第一减速器；706、第一摇摆轴套；7061、第一安装槽；707、第一偏心轮；708、第一摇摆主体；7081、第一转动部；7082、第一支撑部；709、第一转轴；710、第二电机；711、第二减速器；712、第二摇摆主体；7121、横槽；7122、第二转动部；7123、第二支撑部；713、第二摇摆轴套；7131、第二安装槽；714、第二偏心轮；715、挂棒撑爪；716、第二转轴；717、夹持电机；718、联轴器；719、双向丝杠；720、轴承座；721、移动块；722、连接板；723、夹持滑轨；724、夹持滑块；

80、横移机构；801、横移电机；802、横移减速器；803、横移轴套；804、横移偏心轮；805、横移引导块；8051、横移导槽；806、横移滑块；807、横移导轨；808、横移平台；

90、第二平移机构；901、平移托轮；902、第二平移平台；903、第二平移电机；904、第二平移减速器；905、第二平移齿轮；906、第二平移齿条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

经实际操作发现，现有的硅棒/硅片的上下料方式由于硅棒重量大，人工操作费时费力，且存在一定的安全风险；其次，利用辅助治具虽然可以一定程度减轻人工操作的负担，例如对硅棒进行抬升。但在实际操作中，仍需要人工进行精确的位置调整，这不仅增加了操作的复杂性，也降低了工作效率；此外，现有的技术无法实现硅棒在切片机台和存储设备间的自动上下料，一次对接只能完成一个动作，即每次对接只能完成硅棒/硅片的上料或者下料。例如取下切割后的硅片或者放入新的硅棒，无法满足高效生产的需求。

为了解决上述问题，本实施例提供一种挂棒机器人。

如图1所示，本实施例提供的挂棒机器人包括移动主体10以及设于移动主体10上的挂棒装置20。

移动主体10可采用两轮差速底盘、三轮全向轮底盘、四轮全向轮底盘、四轮滑移底盘、单舵轮底盘、双舵轮底盘、四舵轮底盘、两驱差速底盘、四驱差速底盘等，由本领域的技术人员根据挂棒机器人的设计目标和应用场景选择具体采用的底盘结构。

结合图2和图10，挂棒装置20包括设于移动主体10上的回转支撑组件30，设于回转支撑组件30上的第一平移机构40，设于第一平移机构40上的升降组件50，设于升降组件50上的挂棒组件60，以及沿第一水平方向设于挂棒组件60两个末端的撑叉组件61。

其中，设置回转支撑组件30的目的在于转动调节撑叉组件61的对接方向。从而使得挂棒机器人与设备或者存储装置对接后，通过回转支撑组件30的转动使两个撑叉组件61分别进行对接上下料。即在挂棒机器人一次对接过程中执行两项工作任务，例如先取下切割后的硅片然后再放入新的硅棒。一方面能够简化对接流程，提升硅棒/硅片的上下料工作效率。另一方面，减少挂棒机器人的配置数量，降低设备成本投入。

此外，第一平移机构40被设置为沿第一水平方向调整撑叉组件61的对接距离。通过第一平移机构40能够在第一水平方向对撑叉组件61进行较大行程的移送，从而实现硅棒/硅片的取出或置入。升降组件50被设置为沿竖直方向调整撑叉组件61的对接高度。挂棒组件60被设置为至少在垂直于第一水平方向的第二水平方向调整撑叉组件61的位置偏差以及在绕水平轴线的方向转动调整撑叉组件61的角度偏差以使撑叉组件61对接取放硅棒或硅片。通过挂棒组件60能够实现对撑叉组件61的角度偏差以及位置偏差的调整，撑叉组件61进行挂棒时的精度。对于本实施例而言，第一水平方向和第二水平方向定义为水平方向的两个延伸方向。并且，优选地第一水平方向和第二水平方向相互垂直。随着回转支撑组件30的转动，第一水平方向和第二水平方向的实际指向也会发生变化。因此，本实施例以第一平移机构40的平移驱动方向为第一水平方向。

结合图3和图4，回转支撑组件30包括固定于移动主体10内的回转支架301，固定于回转支架301上的回转支撑内圈302，同轴转动连接于回转支撑内圈302的齿轮外圈303，固定于齿轮外圈303顶部的回转顶板304，与齿轮外圈303的轮齿啮合的回转驱动齿轮305，和回转驱动齿轮305连接的回转动力模块。具体地，本实施例中，回转动力模块包括回转驱动电机306以及和回转驱动电机306的输出端连接的回转减速器307。回转减速器307固定于回转支架301的底部。回转减速器307的输出端自下而上贯穿回转支架301后与回转驱动齿轮305同轴固定连接。其中，齿轮外圈303的高度高于回转支撑内圈302的高度，并凸出移动主体10的顶部设置。较高的齿轮外圈303为回转顶板304的安装以及设于回转支撑组件30上的第一平移机构40提供了必要的空间。回转支撑组件30起到支撑、回转、调节角度的作用，在不需要调整移动主体10位姿的情况下。通过回转支撑组件30可以使两个撑叉组件61分别进行对接进行上下料操作。即挂棒机器人可在一次对接中实现两个动作，如取下切割后的硅片以及放入新的硅棒。除此之外，本实施例中，回转驱动齿轮305的直径远小于齿轮外圈303的直径。优选地，齿轮外圈303与回转驱动齿轮305大于等于5。由此，能够实现齿轮外圈303小角度的转动。因此，即使出现移动主体10出现水平对接角度偏差时，也可以通过回转支撑组件30实现对撑叉组件61的水平小角度偏差调节。这也一定程度上降低了移动主体10的对接要求，相对于移动主体10进行水平角度偏差调整，回转支撑组件30进行调整的控制过程更为简单，调整的速度更快，效率更高，调节精度也更高。此外，本实施提供的回转支撑组件30整体结构大部分为位于移动主体10内，在充分利用移动主体10内部空间的同时，有效降低了回转支撑组件30的中心，从而使得挂棒装置20在进行上下料时，保持较好的稳定性。

结合图5，第一平移机构40包括至少两个沿第一水平方向并排固定于回转支撑组件30的回转顶板304上的第一平移导轨401，多个滑动设置于第一平移导轨401的第一平移滑块402，固定于第一平移滑块402上的第一平移顶板403，沿第一水平方向固定于回转顶板304上的第一平移齿条404，与第一平移齿条404的轮齿啮合的第一平移齿轮405，以及和第一平移齿轮405连接以驱动第一平移齿轮405转动的第一平移动力模块。具体地，第一平移动力模块包括第一平移电机407和第一平移减速器406。第一平移电机407的输出端连接第一平移减速器406的输入端。第一平移减速器406固定于第一平移顶板403的顶部中心。第一平移减速器406的输出端自上而下贯穿第一平移顶板403后与第一平移齿轮405同轴固定连接。本实施例中，第一平移导轨401有两个，两个第一平移导轨401沿回转顶板304的长度方向即第一水平方向设置，并且沿第一平移顶板403的中轴线对称设置，可以使第一平移顶板403在受到外力或负载时，力量分布更加均匀，从而提高整体结构的稳定性和平衡性，减少因单侧受力不均导致的倾斜或变形。

结合图2和图6，升降组件50包括固定于第一平移机构40上的升降支架501。第一平移顶板403上的升降支架501，设于升降支架501内侧的升降平台502，安装于升降平台502上的升降动力模块，和升降动力模块连接的升降齿轮505，竖直固定于升降支架501且和升降齿轮505的轮齿啮合的升降齿条506，沿第二水平方向设于升降平台502两端的两个升降侧板507，以及至少一个对应安装于每个升降侧板507外侧并与升降支架501滚动配合以引导升降平台502升降的升降导轮508。具体的，升降支架501呈门形结构，包括两个并排垂直设置竖向支架以及连接两个竖向支架顶部的横向支架。升降支架501固定安装于第一平移顶板403上，并使横向支架沿第二水平方向设置。升降动力模块用于驱动升降齿轮505转动。具体地，升降动力模块包括升降电机503和升降减速器504。升降电机503的输出端连接升降减速器504的输入端。升降减速器504固定连接于升降平台502上，并使自身的输出端沿第二水平方向延伸出升降平台502的侧边以同轴连接升降齿轮505。升降齿条506固定于升降支架501的一个竖向支架的侧边。优选地，升降齿条506和升降齿轮505的啮合齿均为斜齿；并且，当升降组件50驱动上升时，升降齿条506的斜齿与升降齿轮505的斜齿自下而上啮合。一方面，能够在升降齿轮505与升降齿条506的轮齿啮合过程中，增大啮合接触面，降低磨损；另一方面，在升降齿轮505与升降齿条506的轮齿啮合过程中，能够保持多齿啮合的状态，防止啮合失效。由此，能够提升升降平台502升降过程的平稳性和安全性。其中，升降支架501的内侧，即两个竖向支架相对的内侧沿升降支架501的高度方向即竖直方向开设升降滚槽5011。升降导轮508与升降滚槽5011配合。升降导轮508沿升降滚槽5011滚动，能够引导升降平台502平稳的升降。优选地，升降侧板507上设有多个升降导轮508，每个升降侧板507的升降导轮508沿着升降侧板507的中心线两侧等距离布置，有助于平衡负载。

结合图7和图8，挂棒组件60包括设于升降组件50的横移机构80，安装于横移机构80底部的第二平移机构90，以及设于第二平移机构90底部的对接机构70。撑叉组件61沿第一水平方向设于对接机构70的两个末端。横移机构80被设置为在第二水平方向驱动第二平移机构90移动以水平调整撑叉组件61的对接位置偏差。第二平移机构90被设置为在第一水平方向调整撑叉组件61的对接距离。对接机构70被设置为至少绕第一轴线的方向以及第二轴线的方向转动调整撑叉组件61对接时的角度偏差。优选地，第一轴线的方向平行于第一水平方向；第二轴线的方向平行于第二水平方向。因此对接机构70能够实现对撑叉组件61进行左右摆动以及俯仰角度调节。同时，结合回转支撑组件30的水平角度调节(绕竖直方向轴线)，本实施例提供的挂棒装置20能够实现任意角度的偏差调整，从而使撑叉组件61在挂棒过程中实现精准对接。

具体地，横移机构80包括沿第一水平方向水平设置的横移平台808，沿第二水平方向并排固定于横移平台808上的多个横移滑块806，固定于升降平台502(即升降部)并与横移滑块806沿第二水平方向滑动配合的横移导轨807，安装于升降平台502的横移动力模块，竖直设置并与横移动力模块连接以获取转动动力的横移轴套803，偏心设置于横移轴套803端部的横移偏心轮804，以及固定于横移平台808顶部的横移引导块805。具体的，横移平台808设于升降平台502的下方。横移滑块806沿第一水平方向并排设为两组。每组的多个横移滑块806沿第二水平方向布置。横移机构80包括两个横移导轨807。横移导轨807沿第二水平方向固定于升降平台502的底面。并且，横移导轨807与横移滑块806滑动连接，从而在实现水平引导的同时，为横移滑块806提供上下的支撑。横移动力模块包括横移电机801和横移减速器802。横移电机801的输出端连接横移减速器802的输入端。横移减速器802固定安装于升降平台502的顶面。横移减速器802的输出端通过横移轴套803连接横移偏心轮804。横移引导块805上沿第一水平方向开有横移导槽8051。横移偏心轮804滚动设于横移导槽8051内。第二平移机构90与横移平台808连接。因此，当横移动力模块驱动横移轴套803转动时，横移偏心轮804在横移引导块805的横移导槽8051中滚动，从而驱动横移引导块805以及横移平台808沿第二水平方向平移。由此，最终能够实现撑叉组件61在第二水平方向进行位置调整，在实现精准对接时，快速叉取或放置硅棒/硅片。

其中，横移轴套803包括开设有内孔的轴套主体和设于轴套主体底部的偏心轮安装部，偏心轮安装部沿轴套主体的径向延伸形成。横移偏心轮804固定于偏心轮安装部，偏心轮安装部与横移偏心轮804的偏心距相匹配，以确保横移偏心轮804的偏心部分正确地安装在横移轴套803上。本实施例中，横移偏心轮804采用凸轮轴承随动器，该凸轮轴承随动器的安装螺纹轴能够贯穿偏心轮安装部与紧固螺母连接，拆装较为便利。同时，横移轴套803底部的偏心轮安装部结构形式，能够增大横移偏心轮804的偏心距，从而增大横移机构80在第二水平方向对撑叉组件61的位置误差调整范围。横移引导块805上沿其长度方向开有横移导槽8051，则横移导槽8051和横移导轨807的设置方向相同。在横移动力模块的驱动下，横移偏心轮804在转动的过程中横移偏心轮804在横移导槽8051内往复移动。需要说明的是，横移轴套803和横移减速器802的输出轴通过键连接，轴套主体的内孔设计与横移减速器802的输出轴的直径相匹配。

第二平移机构90包括两组并排设于横移机构80底部的平移托轮901，设于两组平移托轮901之间并与平移托轮901滚动配合的第二平移平台902，安装于第二平移平台902的第二平移动力模块，设于第二平移动力模块输出端的第二平移齿轮905，以及沿第一水平方向固定于横移机构80侧面且和第二平移齿轮905的轮齿啮合的第二平移齿条906。对接机构70安装于第二平移平台902的底部。其中，平移托轮901安装于横移平台808的底部。这两组平移托轮901沿第二水平方向并排设置。每组平移托轮901包括若干沿第一水平方向布置的平移托轮901。平移托轮901的侧向周面开有环形的V形槽。第二平移平台902的两侧延伸形成有与V形槽契合的V形凸起，平移托轮901在第二平移平台902上滚动或滑行，并且平移托轮901能够在竖直方向对第二平移平台902进行支撑。相比于现有技术，本实施例提供的平移方案，在提供支撑的基础上，能够最大化提升第二平移平台902的移动行程。并且，不会因异物导致平移受阻，也不存在清理异物等情况。进一步地，第二平移动力模块包括第二平移电机903和第二平移减速器904。第二平移电机903的输出端连接第二平移减速器904的输入端。第二平移减速器904固定安装于第二平移平台902。第二平移减速器904的输出端连接第二平移齿轮905。第二平移齿条906第一水平方向固定于横移平台808的侧边。第二平移动力模块驱动第二平移齿轮905转动，第二平移齿轮905在与第二平移齿条906啮合过程中相对于第二平移齿条906产生第一水平方向的移动，进而使得第二平移平台902沿第一水平方向移动。

第二平移机构90配合第一平移机构40能够增大对接机构70以及撑叉组件61在第一水平方向的行程。在此过程中，只有第二平移机构90存在悬臂的情况。因此，能够尽可能降低悬臂结构对升降组件50等产生的扭矩，大大提升挂棒机器人在挂棒过程中的稳定性。部分应用场景下，第一平移机构40和第二平移机构90反向移动能够起到平衡力矩的作用，提升挂棒机器人的稳定性。第一平移机构40设计在挂棒机器人底部的原因是在保证对接机构70行程的情况下，降低对接机构70对挂棒机器人力矩的影响。另外，第二平移机构90设于横移平台808的下方，目的在于提升对接机构70的行程，而不会产生干涉。

结合图2至图13，对接机构70包括对接主板701，对接侧板702，第一转轴709，第一摇摆主体708，第二转轴716，第二摇摆主体712，第一对接动力模块，第一偏心轮707，第二对接动力模块以及第二偏心轮714。其中，对接主板701沿第一水平方向水平固定于第二平移机构90的底部。优选地，对接主板701固定于第二平移平台902的底部。对接侧板702共有两个。这两个对接侧板702设于对接主板701沿第一水平方向的两端。对接侧板702的板面与对接主板701的板面垂直。第一转轴709，第一摇摆主体708，第二转轴716，第二摇摆主体712，第一对接动力模块，第一偏心轮707，第二对接动力模块以及第二偏心轮714组成摇摆组件703。

第一转轴709沿第一水平方向固定于对接侧板702。第一转轴709远离对接侧板702的外端转动连接于第一摇摆主体708。对于本实施例而言，定义第一转轴709的轴线为第一轴线。则第一轴线平行于第一水平方向。第一摇摆主体708包括与第一转轴709转动连接的第一转动部7081以及与第一转动部7081固定连接的第一支撑部7082。具体的，第一转轴709的端部通过设置轴承实现与第一转动部7081的转动连接。第一支撑部7082固定于第一转动部7081的一个侧边，并且，第一支撑部7082沿第一水平方向延伸。在实际应用中，第一支撑部7082和第一转动部7081可以为一体式的L形结构。

第一对接动力模块安装于对接侧板702。第一偏心轮707偏心设置于第一对接动力模块的输出端。第一转动部7081开有与第一偏心轮707适配的竖槽(图中未示出)。当第一偏心轮707在第一对接动力模块的驱动下偏心转动时，第一偏心轮707沿竖槽滚动，从而驱动第一转动部7081绕第一转轴709的第一轴线进行左右摆动。在进一步的实施例中，第一对接动力模块输出端设有第一摇摆轴套706。第一偏心轮707偏心设于第一摇摆轴套706的端部。

本实施例中，第一对接动力模块包括固定安装于对接侧板702另一侧/内侧的第一减速器705以及与第一减速器705固定连接的第一电机704。第一电机704的输出端与第一减速器705的输入端连接。第一摇摆轴套706同轴固定于第一减速器705的输出端。第一摇摆轴套706远离第一减速器705的端部周面沿垂直于第一轴线方向开有第一安装槽7061。第一偏心轮707也采用凸轮轴承随动器。该凸轮轴承随动器的螺纹轴沿第一转轴709的长度方向自第一转轴709的端部插入，并通过置于第一安装槽7061内的紧固螺母拧紧固定。此设计能够在满足第一偏心轮707偏心设置的情况下，减小第一摇摆轴套706的尺寸，并且便于拆装第一偏心轮707。

第二转轴716沿第二水平方向固定于第一摇摆主体708。对于本实施例而言，定义第二转轴716的轴线为第二轴线。则第二轴线平行于第二水平方向。具体的，第二转轴716固定于第一摇摆主体708的第一支撑部7082。第二摇摆主体712转动连接于第二转轴716远离第一摇摆主体708的端部。第二摇摆主体712包括第二转动部7122以及第二支撑部7123。第二转轴716远离第一摇摆主体708的一端通过设置转动轴承与第二转动部7122转动连接。第二支撑部7123固定于第一转动部7081远离对接侧板702侧边，并且，第二支撑部7123沿第二水平方向延伸。在实际应用中，第二支撑部7123和第二转动部7122可以为一体式的L形或者T形结构。

第二对接动力模块安装于第一摇摆主体708。具体的，第二对接动力模块安装于第一支撑部7082远离第二转动部7122的一侧。第二偏心轮714偏心设置于第二对接动力模块的输出端。第二转动部7122开有与第二偏心轮714适配的横槽7121。当第二偏心轮714在第二对接动力模块的驱动下偏心转动时，第二偏心轮714沿横槽7121滚动，从而驱动第二转动部7122绕第二转轴716即第二轴线进行俯仰摆动。在进一步的实施例中，第二对接动力模块输出端设有第二摇摆轴套713。第二偏心轮714偏心设于第二摇摆轴套713的端部。

本实施例中，第二对接动力模块包括固定安装于第一支撑部7082远离第二转动部7122的侧面的第二减速器711以及与第二减速器711固定连接的第二电机710。其中，第二电机710的输出端与第二减速器711的输入端连接。第二摇摆轴套713同轴固定于第二减速器711的输出端。第二摇摆轴套713远离第二减速器711的端部周面沿垂直于第二轴线方向开有第二安装槽7131。第二偏心轮714也采用凸轮轴承随动器。该凸轮轴承随动器的螺纹轴沿第二转轴716的长度方向自第二转轴716的端部插入，并通过置于第二安装槽7131内的紧固螺母拧紧固定。此设计能够在满足第二偏心轮714偏心设置的情况下，减小第二摇摆轴套713的尺寸，并且便于拆装第二偏心轮714。

本实施例中的挂棒机器人共设置两个撑叉组件61。这两个撑叉组件61分别安装于对接机构70沿第一方向的两个端部。具体的，对于每个撑叉组件61而言，其安装于第二摇摆主体712的第二支撑部7123。具体的，每个撑叉组件61包括夹持动力模块以及与夹持动力模块连接的两个挂棒撑爪715通过对接机构70能够实现对挂棒撑爪715在至少两个方向的转动角度调整，以实现挂棒撑爪715位置的精准调整。如图14所示，在进一步的实施例中，撑叉组件61包括与挂棒撑爪715连接并驱动两个挂棒撑爪715相对靠近或远离的夹持动力模块。夹持动力模块包括安装于第二支撑部7123底部的夹持电机717，和夹持电机717输出端通过联轴器718连接的双向丝杠719，与双向丝杠719端部转动连接且固定于第二支撑部7123的轴承座720，分别与双向丝杠719上两段反向螺纹适配的两个移动块721，一一对应连接移动块721和挂棒撑爪715的两个连接板722，沿第二水平方向固定于第二支撑部7123顶部的夹持滑轨723以及与滑动配合的两个夹持滑块724。其中，两个移动块721分别内嵌有丝杠螺母，两个移动块721的丝杠螺母分别和两段反向螺纹配合。夹持电机717驱动双向丝杠719转动时，两个移动块721带动两个挂棒撑爪715按照夹持滑轨723的设置方向即第二水平方向相对靠近或远离。当挂棒撑爪715插入工件或物料时，两个挂棒撑爪715撑开，可以矫正料件中心，提高硅晶棒上下料精度。通过此设置，能够对挂棒撑爪715支撑的粘有硅棒的托板进行中心夹持定位，提升对接精度。另一方面，能够保持硅棒在挂棒机器人转运过程中的稳定性，降低安全风险。

夹持电机717的设置在一定程度上占用了第二支撑部7123在第二水平方向的空间，导致挂棒撑爪715的夹持空间受限。因此，在进一步的实施例中，连接板722被设置为包括与移动块721固定连接的第一连接部，以及与第一连接部固定连接并向靠近夹持电机717一侧弯折的第二连接部。第一连接部和第二连接部可以采用一体式结构。第二连接部的顶端与挂棒撑爪715固定连接。优选地，靠近夹持电机717一侧的连接板722在第二水平方向的弯折距离大于远离夹持电机717一侧的连接板722在第二水平方向的弯折距离。

本实施例的工作原理如下：

回转支撑组件30用于支撑并调节挂棒机器人的角度。具体而言，回转驱动电机306驱动回转驱动齿轮305转动，回转驱动齿轮305和齿轮外圈303啮合传动，齿轮外圈303带动回转顶板304绕齿轮外圈303的旋转中心旋转，从而实现转动调节撑叉组件61的对接方向。

第一平移机构40实现升降组件50在水平方向上的移动。具体而言，第一平移模块驱动第一平移齿轮405转动，第一平移齿轮405和第一平移齿条404啮合传动，第一平移齿轮405沿第一平移齿条404的设置方向移动，实现将第一平移齿轮405的旋转运动转换为直线运动，从而使得第一平移顶板403沿第一平移齿条404的设置方向移动，由此实现沿第一水平方向调整撑叉组件61的对接距离。

升降组件50用于实现挂棒组件60在竖直方向上的升降运动。具体而言，升降动力模块驱动升降齿轮505转动，升降齿轮505和升降齿条506啮合传动，升降齿轮505沿升降齿条506的设置方向移动，实现将升降齿轮505的旋转运动转换为直线运动，从而使得升降平台502沿竖直方向升降移动，进而实现沿竖直方向调整撑叉组件61的对接高度。

横移机构80用于在第二水平方向驱动第二平移机构90移动以水平调整撑叉组件61的对接位置偏差。具体而言，横移动力模块驱动横移偏心轮804转动，横移偏心轮804在横移引导块805的横移导槽8051内往复移动，从而实现在第二水平方向驱动第二平移机构90移动以水平调整撑叉组件61的对接位置偏差。

第二平移机构90用于在第一水平方向调整撑叉组件61的对接距离。具体而言，第二平移动力模块驱动第二平移齿轮905转动，第二平移齿轮905和第二平移齿条906啮合传动，第二平移齿轮905沿第一水平方向即第二平移齿条906的设置方向移动，实现将第二平移齿轮905的旋转运动转换为直线运动，从而使得对接机构70沿第一水平方向移动，从而实现在第一水平方向调整撑叉组件61的对接距离。

对接机构70能够实现绕第一轴线的方向以及第二轴线的方向转动调整撑叉组件61对接时的角度偏差，解决在具有左右倾斜以及俯仰角度偏差时的对接问题。具体而言，第一动力模块驱动第一偏心轮707转动，第一偏心轮707使第一摇摆主体708绕第一转轴709的轴线方向摆动，从而带动第一摇摆主体708绕第一转轴709的轴线方向即第一轴线方向摆动，使得挂棒撑爪715绕第一转轴709的轴线方向转动调节。第二动力模块驱动第二偏心轮714转动，第二偏心轮714使第二摇摆主体712绕第二转轴716的轴线方向摆动，同时带动挂棒撑爪715绕第二转轴716的轴线方向即第二轴线方向转动调节。

综上所述，本实施例提供的挂棒机器人集成有回转支撑组件30、第一平移机构40、升降组件50、横移机构80、第二平移机构90、对接机构70，具备多个自由度的空间位置调整能力，可以自动准确识别和定位设备上的挂棒点位，自动调紧硅棒位置对准挂棒点位，实现硅棒在切片机台和存储设备间的精确对接和自动上下料，提高了光伏产品的加工效率，降低了人工操作的劳动强度和安全风险。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种挂棒机器人，其特征在于，包括：

移动主体(10)；

挂棒装置(20)，包括设于所述移动主体(10)上的回转支撑组件(30)，设于所述回转支撑组件(30)上的第一平移机构(40)，设于所述第一平移机构(40)上的升降组件(50)，以及设于所述升降组件(50)上的挂棒组件(60)以及沿第一水平方向设于挂棒组件(60)两个末端的撑叉组件(61)；所述回转支撑组件(30)被设置为转动调节所述撑叉组件(61)的对接方向；所述第一平移机构(40)被设置为沿第一水平方向调整所述撑叉组件(61)的对接距离；所述升降组件(50)被设置为沿竖直方向调整所述撑叉组件(61)的对接高度；所述挂棒组件(60)被设置为至少在垂直于第一水平方向的第二水平方向调整所述撑叉组件(61)的位置偏差以及在绕水平轴线的方向转动调整所述撑叉组件(61)的角度偏差以使所述撑叉组件(61)对接取放硅棒或硅片。

2.根据权利要求1所述的挂棒机器人，其特征在于，所述回转支撑组件(30)包括固定于所述移动主体(10)内的回转支架(301)，固定于所述回转支架(301)上的回转支撑内圈(302)，同轴转动连接于所述回转支撑内圈(302)的齿轮外圈(303)，固定于所述齿轮外圈(303)顶部的回转顶板(304)，与所述齿轮外圈(303)的轮齿啮合的回转驱动齿轮(305)，以及与所述回转驱动齿轮(305)连接以驱动所述回转驱动齿轮(305)转动的回转动力模块；所述齿轮外圈(303)的高度高于所述回转支撑内圈(302)的高度，并凸出所述移动主体(10)的顶部；所述第一平移机构(40)设于所述回转顶板(304)上。

3.根据权利要求1所述的挂棒机器人，其特征在于，所述第一平移机构(40)包括至少两个沿第一水平方向并排固定于所述回转支撑组件(30)上的第一平移导轨(401)，多个滑动设置于所述第一平移导轨(401)的第一平移滑块(402)，固定于所述第一平移滑块(402)上的第一平移顶板(403)，沿第一水平方向固定于所述回转支撑组件(30)上的第一平移齿条(404)，与所述第一平移齿条(404)的轮齿啮合的第一平移齿轮(405)，以及和所述第一平移齿轮(405)连接以驱动所述第一平移齿轮(405)转动的第一平移动力模块；所述升降组件(50)设于所述第一平移顶板(403)上。

4.根据权利要求1所述的挂棒机器人，其特征在于，所述升降组件(50)包括固定于所述第一平移机构(40)上的升降支架(501)，设于升降支架(501)内侧的升降平台(502)，安装于所述升降平台(502)上的升降动力模块，和所述升降动力模块连接的升降齿轮(505)，竖直固定于所述升降支架(501)且和所述升降齿轮(505)轮齿啮合的升降齿条(506)，设于所述升降平台(502)两端的升降侧板(507)，以及至少一个安装于所述升降侧板(507)外侧并与所述升降支架(501)滚动配合以引导所述升降平台(502)升降的升降导轮(508)；所述升降动力模块用于驱动所述升降齿轮(505)转动。

5.根据权利要求1所述的挂棒机器人，其特征在于，所述挂棒组件(60)包括设于升降组件(50)的横移机构(80)，安装于所述横移机构(80)底部的第二平移机构(90)，以及设于所述第二平移机构(90)底部的对接机构(70)；所述撑叉组件(61)沿第一水平方向设于所述对接机构(70)的两个末端；所述横移机构(80)被设置为在第二水平方向驱动所述第二平移机构(90)移动以水平调整所述撑叉组件(61)的对接位置偏差；所述第二平移机构(90)被设置为在第一水平方向调整所述撑叉组件(61)的对接距离；所述对接机构(70)被设置为至少绕第一轴线的方向以及第二轴线的方向转动调整所述撑叉组件(61)对接时的角度偏差。

6.根据权利要求5所述的挂棒机器人，其特征在于，所述横移机构(80)包括沿第一水平方向水平设置的横移平台(808)，沿第二水平方向并排固定于所述横移平台(808)上的多个横移滑块(806)，固定于所述升降组件(50)的升降部并与所述横移滑块(806)沿第二水平方向滑动配合的横移导轨(807)，安装于所述升降组件(50)升降部的横移动力模块，竖直设置并与所述横移动力模块连接以获取转动动力的横移轴套(803)，偏心设置于所述横移轴套(803)端部的横移偏心轮(804)，以及固定于所述横移平台(808)顶部的横移引导块(805)；所述横移引导块(805)上沿第一水平方向开有横移导槽(8051)；所述横移偏心轮(804)滚动设于所述横移导槽(8051)内；所述第二平移机构(90)与所述横移平台(808)连接。

7.根据权利要求5所述的挂棒机器人，其特征在于，所述第二平移机构(90)包括两组并排设于所述横移机构(80)底部的平移托轮(901)，设于两组所述平移托轮(901)之间并与所述平移托轮(901)滚动配合的第二平移平台(902)，安装于所述第二平移平台(902)的第二平移动力模块，设于所述第二平移动力模块输出端的第二平移齿轮(905)，以及沿第一水平方向固定于所述横移机构(80)侧面且和所述第二平移齿轮(905)的轮齿啮合的第二平移齿条(906)；每组所述平移托轮(901)包括若干沿第一水平方向布置的平移托轮(901)；所述平移托轮(901)的侧向周面开有环形的V形槽；所述第二平移平台(902)的两侧延伸形成有与所述V形槽契合的V形凸起；所述对接机构(70)安装于所述第二平移平台(902)的底部。

8.根据权利要求5所述的挂棒机器人，其特征在于，所述对接机构(70)包括沿第一水平方向水平固定于第二平移机构(90)底部的对接主板(701)，沿第一水平方向固定于所述对接主板(701)两端的对接侧板(702)，沿第一水平方向固定于所述对接侧板(702)的第一转轴(709)，与所述第一转轴(709)转动连接的第一摇摆主体(708)，沿第二水平方向固定于所述第一摇摆主体(708)的第二转轴(716)，与所述第二转轴(716)转动连接的第二摇摆主体(712)，安装于所述对接侧板(702)的第一对接动力模块，偏心设置于所述第一对接动力模块输出端的第一偏心轮(707)，安装于所述第一摇摆主体(708)的第二对接动力模块，以及偏心设置于第二对接动力模块输出端的第二偏心轮(714)；所述第一摇摆主体(708)包括与所述第一转轴(709)转动连接的第一转动部(7081)以及与所述第一转动部(7081)固定连接的第一支撑部(7082)；所述第一转动部(7081)开有与所述第一偏心轮(707)适配的竖槽；所述第一支撑部(7082)与所述第二转轴(716)固定连接；所述第二摇摆主体(712)包括与所述第二转轴(716)转动连接的第二转动部(7122)以及与所述第二转动部(7122)固定连接的第二支撑部(7123)；所述第二转动部(7122)开有与第二偏心轮(714)适配的横槽(7121)；所述第二支撑部(7123)与所述撑叉组件(61)连接。

9.根据权利要求8所述的挂棒机器人，其特征在于，所述第一对接动力模块输出端设有第一摇摆轴套(706)；所述第一偏心轮(707)偏心设于所述第一摇摆轴套(706)的端部；其中，所述第一摇摆轴套(706)的侧壁横向开设第一安装槽(7061)。

10.根据权利要求8所述的挂棒机器人，其特征在于，所述撑叉组件(61)包括夹持动力模块以及与所述夹持动力模块连接的两个挂棒撑爪(715)；所述夹持动力模块包括安装于所述第二支撑部(7123)底部的夹持电机(717)，与所述夹持电机(717)输出端连接的双向丝杠(719)，与所述双向丝杠(719)端部转动连接且固定于所述第二支撑部(7123)的轴承座(720)，分别与所述双向丝杠(719)两段反向螺纹适配的两个移动块(721)，一一对应连接所述移动块(721)和所述挂棒撑爪(715)的两个连接板(722)，沿第二水平方向固定于所述第二支撑部(7123)顶部的夹持滑轨(723)以及与所述夹持滑轨(723)滑动配合的两个夹持滑块(724)；所述挂棒撑爪(715)分别安装于所述夹持滑块(724)。