CN201198136Y - 一种关节型搬运机器人 - Google Patents

一种关节型搬运机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN201198136Y
CN201198136Y CNU2008200812165U CN200820081216U CN201198136Y CN 201198136 Y CN201198136 Y CN 201198136Y CN U2008200812165 U CNU2008200812165 U CN U2008200812165U CN 200820081216 U CN200820081216 U CN 200820081216U CN 201198136 Y CN201198136 Y CN 201198136Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
joint
frame
gyroaxis
rotating shaft
fluted disc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNU2008200812165U
Other languages
English (en)
Inventor
晋帆
鄢大鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CNU2008200812165U priority Critical patent/CN201198136Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201198136Y publication Critical patent/CN201198136Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

本实用新型提供了一种关节型搬运机器人。它包括驱动电机、编码器、底座、机架回转轴、手腕回转轴、夹持手爪等。机架由3－5个关节组成、每一关节包括关节臂、关节臂旋转轴、蜗轮蜗杆副、齿盘、手臂自重平衡弹簧、钢绳、驱动电机。驱动电机驱动蜗轮蜗杆副，通过齿轮传动机构驱动机架回转轴和各级关节臂、手腕回转轴及手爪。本机器人末端执行器位置控制算法简单、控制容易，对驱动电机的功率要求不高，码垛和拆垛速度快，且不会产生关节反向转动的情况，适用于自动化物流系统中码垛和拆垛。

Description

一种关节型搬运机器人
技术领域
本实用新型涉及机器人机械结构，特别涉及关节型搬运机器人，属于机器人领域。
背景技术
搬运机器人经过多年的研究获得了很大发展，其灵活性、适应性、速度和抓取能力不断提高，搬运机器人的使用可以提高生产率和系统自动化程度，降低工人的劳动强度，提高仓储系统的准确性，在如金融等行业中应用还可以增加系统的安全性。
现有的搬运机器人多为关节型机器人，其手臂多采用各种连杆机构，因手臂各段只能绕其关节运动副旋转，导致机器人末端执行器运动控制的非线性，使得其位置控制算法十分复杂。此外，现有关节机器人大臂、小臂的电机减速器同轴布置，对驱动电机要求较高，虽采用配重、弹簧等措施来降低对驱动电机的要求，但因采用连杆结构，其码垛拆垛速度不快。有时关节臂可能出现自由转动的情况，影响机器人的正常工作。
发明内容
本实用新型的目的，在于提供一种末端执行器位置控制算法线性、控制算法简单、控制容易的机器人。该机器人对驱动电机的功率要求不高，但码垛和拆垛速度快，且关节具有自锁能力，在关节驱动电机断电时可以保持关节位置。
本实用新型通过以下技术方案实现：本搬运机器人包括驱动电机、编码器、底座、机架、机架回转轴、自重平衡弹簧、钢绳、手腕回转轴、夹持手爪，本搬运机器人还包括蜗轮蜗杆副、齿盘、齿轮传动机构；所述机架为具有3—5个关节的多关节机架，每一个关节有一个关节臂，一个关节臂旋转轴；所述驱动电机为驱动各关节臂的伺服电机及驱动手腕回转轴的步进电机；所述编码器、蜗轮蜗杆副、齿盘、齿轮传动机构，其数量均与关节的数量相同；所述自重平衡弹簧及钢索，其数量为每一关节臂两个；
其连接关系为：机架回转轴与机架刚性连接并置于底座上；机架回转轴伺服电机经轴连接第一级蜗轮蜗杆副，通过齿轮传动机构与机架回转轴连接；机架由各级关节臂通过其底部的齿盘与前一级关节臂末端的关节旋转轴相连接；各级关节臂的伺服电机经轴与蜗轮蜗杆副连接，并通过与蜗轮同轴的驱动齿驱动齿盘，各齿盘与同级的编码器同轴相连；第一节关节臂的自重平衡弹簧一端固定于机架回转轴上，另一端与钢绳连接，钢绳绕在齿盘上的钢绳槽内，钢绳端头穿过钢绳槽上的小孔固定在齿盘上，其余每一级关节臂的自重平衡弹簧一端固定于前一级关节臂旋转轴上，另一端的连接方法与第一级关节臂的相同；末节关节臂经末级关节旋转轴、末级传动齿轮、末级蜗轮蜗杆副与步进电机一端相连，步进电机另一端经轴与手腕回转轴相连，手腕回转轴与装有手爪驱动伺服电机的电机架刚性连接，手爪驱动伺服电机经轴与手爪连接。
本实用新型的有益效果是：由于各关节臂由单独的驱动电机驱动，克服了传统关节机器人的末端执行器的非线性问题，使其位置控制算法简单。由于各级关节臂均安装有编码器，其转过的角度即时被检测，因而控制容易。由于各关节臂旋转轴处装有具有自锁功能的蜗轮蜗杆副，因而本关节机器人不会产生关节由于自重和载荷作用而发生自由旋转的情况。由于各级关节均有平衡弹簧，因此对各驱动电机功率的要求均可降低，且关节臂的转动速度快，因而码垛拆垛速度快。
附图说明
图1为本实用新型关节型搬运机器人的结构示意图。
图2为图1所示关节型搬运机器人部分放大图。其中第一关节臂去除一部分，以显示主要的平衡弹簧连接关系。
图中各标记为：1、底座；3、机架回转轴；4、第一节关节臂；5、第二节关节旋转轴；6、第二节关节臂；7、第三节关节旋转轴；8、第三节关节臂；9、第四节关节旋转轴；11、第四节关节臂；12、步进电机；13、电机架；14、手爪电机；15、手爪；16、带槽齿轮；17、驱动齿；18、伺服电机；19、蜗轮蜗杆副；20、手臂自重平衡弹簧；21、手腕回转轴。
具体实施方式
下面结合附图1所示的实施例对本实用新型作进一步的说明。
实施例：结构如附图1、2所示，由四个关节组成，从机架回转轴向上依次为第1至第4关节，第1节关节4与机架回转轴3刚性连接，伺服电机驱动蜗轮蜗杆副，通过齿轮传动机构驱动回转轴，实现由第1节关节所带动的整个机架的回转运动，第一个编码器与机架回转轴同轴安装，用于检测和控制回转轴回转角度；伺服电机18驱动蜗轮蜗杆副，通过齿盘19使固定在齿盘上的关节臂绕关节旋转轴旋转，利用蜗轮蜗杆副的自锁能力使关节臂静止时能保持其位置，通过与关节回转轴同轴安装的编码器可以检测和控制关节臂旋转角度，手臂自重平衡弹簧20一端固定于前一级手臂回转轴上，另一端与钢绳连接，钢绳绕在齿盘上的钢绳槽内，钢绳端头穿过钢绳槽上的小孔固定在齿盘上，手臂自重平衡弹簧的张力可以调节，用以平衡由于手臂自重而作用于手臂回转轴上的转矩。关节臂转动时，一个弹簧张紧，起到平衡作用，而另一个弹簧放松，这样保证关节臂两个方向转动时都有平衡作用，这样使得驱动关节臂旋转的伺服电机功率显著降低，并提高了关节臂的动作速度；各关节分别由各相关的驱动电机经相关的蜗轮蜗杆副和齿轮传动机构驱动，各级关节臂的编码器与其同级的齿盘同轴安装，用于检测和控制各级关节臂的回转角度，每个关节臂上设置两个手臂自重平衡弹簧。步进电机经减速箱驱动手腕回转轴21，使固定于手腕回转轴上的手腕回转，利用步进电机停止时具有保持转矩的特性使手腕的静止位置得以保持，与手腕回转轴同轴安装的编码器可以控制手腕旋转角度。

Claims (1)

1.一种关节型搬运机器人，包括驱动电机、编码器、底座、机架、机架回转轴、自重平衡弹簧、钢绳、手腕回转轴、夹持手爪，其特征在于：搬运机器人还有蜗轮蜗杆副、齿盘、齿轮传动机构；所述机架为具有3—5个关节的多关节机架，每一个关节有一个关节臂，一个关节臂旋转轴；所述驱动电机为驱动各关节臂的伺服电机及驱动手腕回转轴的步进电机；所述编码器、蜗轮蜗杆副、齿盘、齿轮传动机构，其数量均与关节的数量相同；所述自重平衡弹簧及钢索，其数量为每一关节臂两个；
其连接关系为：机架回转轴与机架刚性连接并置于底座上；机架回转轴伺服电机经轴连接第一级蜗轮蜗杆副，通过第一级齿轮传动机构与机架回转轴连接；机架由各级关节臂通过其底部的齿盘与前一级关节臂末端的关节旋转轴相连接；各级关节臂的伺服电机经轴与蜗轮蜗杆副连接，并通过与蜗轮同轴的驱动齿驱动齿盘，各齿盘与同级的编码器同轴相连；第一节关节臂的自重平衡弹簧一端固定于机架回转轴上，另一端与钢绳连接，钢绳绕在齿盘上的钢绳槽内，钢绳端头穿过钢绳槽上的小孔固定在齿盘上，其余每一级关节臂的自重平衡弹簧一端固定于前一级关节臂旋转轴上，另一端的连接方法与第一级关节臂的相同；末节关节臂经末级关节旋转轴、末级传动齿轮、末级蜗轮蜗杆副与步进电机一端相连，步进电机另一端经轴与手腕回转轴相连，手腕回转轴与装有手爪驱动伺服电机的电机架刚性连接。
CNU2008200812165U 2008-05-19 2008-05-19 一种关节型搬运机器人 Expired - Fee Related CN201198136Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200812165U CN201198136Y (zh) 2008-05-19 2008-05-19 一种关节型搬运机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200812165U CN201198136Y (zh) 2008-05-19 2008-05-19 一种关节型搬运机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201198136Y true CN201198136Y (zh) 2009-02-25

Family

ID=40449293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU2008200812165U Expired - Fee Related CN201198136Y (zh) 2008-05-19 2008-05-19 一种关节型搬运机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201198136Y (zh)

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788036A (zh) * 2010-03-26 2010-07-28 中色科技股份有限公司 一种浮动轮系结构
CN101857092A (zh) * 2010-06-04 2010-10-13 红云红河烟草(集团)有限责任公司 一种未打码件烟的自动化补码工艺
CN102357892A (zh) * 2011-09-30 2012-02-22 姜晓利 一种气动机械手爪
CN102407525A (zh) * 2011-09-30 2012-04-11 赵瑞文 一种夹持w型钢板并进行翻转的机械手装置
CN102528799A (zh) * 2012-01-17 2012-07-04 柳州高华机械有限公司 自动冲压生产机械手
CN102664367A (zh) * 2012-05-11 2012-09-12 广东交通职业技术学院 一种高压绝缘瓷瓶清洁机械手
CN102823365A (zh) * 2012-06-05 2012-12-19 江苏大学 立柱栽培配套的移栽机器人
CN102873684A (zh) * 2012-09-19 2013-01-16 深圳市中科鸥鹏智能科技有限公司 五自由度机械手、驱动电路和控制方法
CN103112004A (zh) * 2013-02-07 2013-05-22 绍兴县瑞群纺织机械科技有限公司 印花生产线的网版移送机械手装置
CN103341864A (zh) * 2013-05-08 2013-10-09 南京航空航天大学 具有自锁功能的机器人关节模块及机器人
CN103341857A (zh) * 2013-06-24 2013-10-09 苏州速腾电子科技有限公司 一种送料机械手
CN104176511A (zh) * 2014-08-26 2014-12-03 冯晓龙 一种码砖机器人
CN104440867A (zh) * 2014-12-25 2015-03-25 广西大学 一种八自由度可移动式码垛机器人
CN104440904A (zh) * 2014-12-29 2015-03-25 淮海工学院 一种钢丝绳传动的机械手
CN104476047A (zh) * 2014-12-08 2015-04-01 青田新机电器有限公司 焊接机器人
CN104551468A (zh) * 2014-12-17 2015-04-29 广西大学 一种五自由度可控机构式移动焊接机器人
CN104625517A (zh) * 2014-12-17 2015-05-20 广西大学 一种七自由度可控机构式移动焊接手
CN104842192A (zh) * 2015-05-30 2015-08-19 柴德维 一种工件精加工夹具
CN105144939A (zh) * 2015-07-03 2015-12-16 华南农业大学 一种大苗水稻插秧机器手
CN105286907A (zh) * 2015-11-25 2016-02-03 山东省立医院 一种应用于婴儿x射线拍片时的装置
CN105286906A (zh) * 2015-11-25 2016-02-03 山东省立医院 婴儿拍片防护车
CN105286899A (zh) * 2015-11-27 2016-02-03 孙中国 一种立位腹部x光拍片车
CN105563453A (zh) * 2016-03-08 2016-05-11 大连理工大学 一种带有弹簧驱动机械臂的两轮自主移动平台
CN105619403A (zh) * 2016-03-28 2016-06-01 汤志强 一种仿生机械臂
CN106371462A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 北京卫星环境工程研究所 真空热试验用加热元件空间位置调节装置
CN106829511A (zh) * 2017-01-23 2017-06-13 福建省华隆机械有限公司 切割码垛机器人
CN106823371A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 北京赛欧必弗科技股份有限公司 生成运动数据的系统和控制多轴运动设备的方法
CN107009355A (zh) * 2017-05-17 2017-08-04 成都理工大学 六自由度液压关节机器人
CN109079770A (zh) * 2018-10-15 2018-12-25 广东工业大学华立学院 一种多自由度机械臂
WO2019007425A1 (zh) * 2017-07-07 2019-01-10 苏州工业园区凯艺精密科技有限公司 带有柔性齿轮结构的机械手
CN110550455A (zh) * 2019-09-16 2019-12-10 杨国燕 一种生产中空玻璃用的夹持机构
CN111376231A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种协作机器人
CN112407281A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 江苏锦程航空科技有限公司 一种可抓取无人机
CN113070892A (zh) * 2021-03-24 2021-07-06 武汉熙锐自动化设备有限公司 一种用于机械手臂的工装夹具
CN113893131A (zh) * 2021-10-20 2022-01-07 南通大学 一种带有肩关节被动跟踪功能的绳索驱动上肢外骨骼康复机器人

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788036A (zh) * 2010-03-26 2010-07-28 中色科技股份有限公司 一种浮动轮系结构
CN101857092A (zh) * 2010-06-04 2010-10-13 红云红河烟草(集团)有限责任公司 一种未打码件烟的自动化补码工艺
CN102357892A (zh) * 2011-09-30 2012-02-22 姜晓利 一种气动机械手爪
CN102407525A (zh) * 2011-09-30 2012-04-11 赵瑞文 一种夹持w型钢板并进行翻转的机械手装置
CN102528799A (zh) * 2012-01-17 2012-07-04 柳州高华机械有限公司 自动冲压生产机械手
CN102664367A (zh) * 2012-05-11 2012-09-12 广东交通职业技术学院 一种高压绝缘瓷瓶清洁机械手
CN102823365A (zh) * 2012-06-05 2012-12-19 江苏大学 立柱栽培配套的移栽机器人
CN102823365B (zh) * 2012-06-05 2014-08-20 江苏大学 立柱栽培配套的移栽机器人
CN102873684A (zh) * 2012-09-19 2013-01-16 深圳市中科鸥鹏智能科技有限公司 五自由度机械手、驱动电路和控制方法
CN103112004A (zh) * 2013-02-07 2013-05-22 绍兴县瑞群纺织机械科技有限公司 印花生产线的网版移送机械手装置
CN103112004B (zh) * 2013-02-07 2016-03-09 绍兴县瑞群纺织机械科技有限公司 印花生产线的网版移送机械手装置
CN103341864A (zh) * 2013-05-08 2013-10-09 南京航空航天大学 具有自锁功能的机器人关节模块及机器人
CN103341864B (zh) * 2013-05-08 2015-11-18 南京航空航天大学 具有自锁功能的机器人关节模块及机器人
CN103341857A (zh) * 2013-06-24 2013-10-09 苏州速腾电子科技有限公司 一种送料机械手
CN104176511A (zh) * 2014-08-26 2014-12-03 冯晓龙 一种码砖机器人
CN104476047A (zh) * 2014-12-08 2015-04-01 青田新机电器有限公司 焊接机器人
CN104551468A (zh) * 2014-12-17 2015-04-29 广西大学 一种五自由度可控机构式移动焊接机器人
CN104625517A (zh) * 2014-12-17 2015-05-20 广西大学 一种七自由度可控机构式移动焊接手
CN104440867A (zh) * 2014-12-25 2015-03-25 广西大学 一种八自由度可移动式码垛机器人
CN104440904A (zh) * 2014-12-29 2015-03-25 淮海工学院 一种钢丝绳传动的机械手
CN104842192A (zh) * 2015-05-30 2015-08-19 柴德维 一种工件精加工夹具
CN105144939A (zh) * 2015-07-03 2015-12-16 华南农业大学 一种大苗水稻插秧机器手
CN106371462A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 北京卫星环境工程研究所 真空热试验用加热元件空间位置调节装置
CN105286907B (zh) * 2015-11-25 2018-08-21 山东省立医院 一种应用于婴儿x射线拍片时的装置
CN105286907A (zh) * 2015-11-25 2016-02-03 山东省立医院 一种应用于婴儿x射线拍片时的装置
CN105286906A (zh) * 2015-11-25 2016-02-03 山东省立医院 婴儿拍片防护车
CN105286906B (zh) * 2015-11-25 2018-08-21 山东省立医院 婴儿拍片防护车
CN105286899A (zh) * 2015-11-27 2016-02-03 孙中国 一种立位腹部x光拍片车
CN105563453A (zh) * 2016-03-08 2016-05-11 大连理工大学 一种带有弹簧驱动机械臂的两轮自主移动平台
CN105619403A (zh) * 2016-03-28 2016-06-01 汤志强 一种仿生机械臂
CN106829511A (zh) * 2017-01-23 2017-06-13 福建省华隆机械有限公司 切割码垛机器人
CN106823371A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 北京赛欧必弗科技股份有限公司 生成运动数据的系统和控制多轴运动设备的方法
CN107009355A (zh) * 2017-05-17 2017-08-04 成都理工大学 六自由度液压关节机器人
WO2019007425A1 (zh) * 2017-07-07 2019-01-10 苏州工业园区凯艺精密科技有限公司 带有柔性齿轮结构的机械手
CN109079770A (zh) * 2018-10-15 2018-12-25 广东工业大学华立学院 一种多自由度机械臂
CN111376231A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种协作机器人
CN110550455A (zh) * 2019-09-16 2019-12-10 杨国燕 一种生产中空玻璃用的夹持机构
CN112407281A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 江苏锦程航空科技有限公司 一种可抓取无人机
CN113070892A (zh) * 2021-03-24 2021-07-06 武汉熙锐自动化设备有限公司 一种用于机械手臂的工装夹具
CN113893131A (zh) * 2021-10-20 2022-01-07 南通大学 一种带有肩关节被动跟踪功能的绳索驱动上肢外骨骼康复机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201198136Y (zh) 一种关节型搬运机器人
CN104647367B (zh) 一种索杆复合驱动的并联码垛机器人
CN201198134Y (zh) 圆柱仓库码垛机器人
CN103817694B (zh) 一种混合控制的柔性关节
CN203003890U (zh) 一种多自由度可控机构式码垛机器人
CN201942330U (zh) 空间四活动度可控码垛机器人
JPH03505067A (ja) ケーブル差動装置を備えるコンパクトなケーブル伝動装置
CN103029124A (zh) 一种多自由度可控机构式码垛机器人
CN103056875A (zh) 一种大工作空间可控机构式码垛机
CN106113024B (zh) 一种腱-连杆混合传动的三自由度机械手指及控制方法
CN104440867A (zh) 一种八自由度可移动式码垛机器人
CN102990661A (zh) 一种大工作空间可控码垛装置
CN203003889U (zh) 一种可控码垛机器人
CN101590650A (zh) 解耦的三转动自由度并联机构
CN203006510U (zh) 一种搬运码垛机构
CN208788591U (zh) 一种六轴机械手
CN104690724A (zh) 一种三自由度搬运机器人
CN1814416A (zh) 一种六自由度钢带并联机器人机构
CN106625591B (zh) 一种三平两转五自由度并联机构
CN205835329U (zh) 模块化绳驱动解耦机械臂关节
CN204076260U (zh) 五轴机械手
CN103264398B (zh) 混合驱动的机器人腕部传动系统
CN103707286B (zh) 一种整周转动的并联码垛机械手
CN210476948U (zh) 一种多臂机械手
CN101863031B (zh) 一种半导体专用设备用多维机械手驱动装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090225

Termination date: 20110519