CN201922443U - 移动机器人双四杆串联执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于实现数控机床群上下料和换刀的移动机器人双四杆串联执行机构，包括基座、旋转气缸、大臂、四杆机构Ⅰ、四杆机构Ⅱ、伸缩气缸Ⅰ、小臂、手爪、腕部伸缩气缸、伸缩气缸Ⅱ、旋转步进电机及减速器装置。通过旋转气缸来驱动整个执行机构转动，采用二个四杆机构作为整个执行机构的辅助机构，显著提高了整个执行机构的工作空间，增强了执行机构的灵活性。

Description

移动机器人双四杆串联执行机构

技术领域

[0001] 本实用新型属于工业机器人领域，涉及一种实现数控机床群上下料和换刀的执行 机构。

背景技术

[0002] 目前，很多中小型企业没有使用加工中心，换刀基本上靠人工；现有许多换刀装置 完全实现了换刀动作，但价格比较昂贵；现有的机械手主要服务于一台数控机床，或仅用于 换刀，或仅用于上下料。（1)专利名称：凸轮式立卧两用换刀机械手（申请号：03218445)， 凸轮式立卧两用换刀机械手主要由凸轮机构、立卧转换机构、支撑部件、两个机械手、滑动 直线导轨、气缸、底版、伺服电动机等组成。使用伺服电动机带动凸轮机构中的轴转动，在 凸轮机构上设有两个从动件，一个从动件带动支撑部件中的底板，实现横向运动；另一个从 动件带动支撑部件中的底板，实现纵向移动。（2)专利名称：上下料机械手系统（申请号： 200820213679)上下料机械手系统包括：设于主机一侧的上料机械手导轨、上料第一机械 手、上料第二机械手、上料托盘和整板器，设于主机另一侧的下料机械手导轨、下料第一机 械手、下料第二机械手、下料托盘和过渡平台，以及控制系统；上料第一机械手在取料位置 和上料位置之间移动，上料第二机械手在上料倒料位置和上料位置之间移动；该下料第一 机械手在所述下料位置和下料倒料位置之间移动，下料第二机械手在下料位置和放料位置 之间移动。（3)自动上下料机械手(公开号：CN101168251)，其主要有定位、夹紧和翻转三部 分组成，夹紧部件与滑动驱动器相联，滑动驱动器与翻转机构固定连接，翻转机构与定位机 构滑块限位连接，定位气缸与导轨分别固定于顶板上。上面三项专利都是为了提高机械加 工的效率和自动化程度而设计的，但也存在着一些不足之处：（1)功能相对比较单一。要么 仅仅用于换刀，要么仅仅用于上下料。（2)机械手的运动空间现对较小，手爪灵活性受到一 定程度的限制。（3)整个机构比较复杂而且体积比较庞大。

发明内容

[0003] 本实用新型要解决的技术问题是：为了实现数控机床的自动换刀和上下料(装夹) 操作，提供了一种工作范围较大的移动机器人双四杆串联执行机构。

[0004] 本实用新型所采取的技术方案是：通过连接在基座与大臂之间的旋转气缸来驱动 整个执行机构转动；旋转步进电机及减速器装置作为驱动小臂的驱动源，通过一四杆机构 传递驱动小臂的动力，实现小臂的转动；另一四杆机构对小臂起支撑作用，并且通过其中一 杆件上伸缩气缸的作用来拉动或推动小臂转动，使得小臂的转动角度进一步增大；通过小 臂上的一个伸缩气缸来调节小臂的长度；通过小臂上的腕部伸缩气缸来驱动手爪动作，从 而实现整个执行机构对目标对象的位置定位和装夹。

[0005] 本实用新型的移动机器人双四杆串联执行机构，包括基座、旋转气缸、大臂、四杆 机构I、四杆机构II、伸缩气缸I、小臂、手爪、腕部伸缩气缸、伸缩气缸II、旋转步进电机及 减速器装置；所述旋转气缸设置于基座上，大臂和旋转气缸固定连接；四杆机构I为大臂、杆件IV、杆件III和杆件II组成的四杆机构，所述杆件IV的一端与大臂的下端通过销连接，另 一端与杆件III的一端采用销连接，杆件III的另一端与杆件II的一端通过销连接，并且杆件 II的中部靠近其与杆件III连接处与大臂的顶端通过销连接；四杆机构II为大臂、杆件II、小 臂和杆件I组成的四杆机构，所述杆件II的中部靠近其与杆件III连接处与大臂的顶端通过 销连接，其另一端与小臂的一端用销连接，杆件I的一端用销连接在大臂上靠近顶端的位 置，另一端用销连接在小臂上靠近杆件II与小臂铰接处；其中，杆件II的一端与杆件III一端 连接，另一端与小臂一端连接，其中部靠近与杆件III铰接处连接在大臂的顶端；杆件I由两 段组成，两段之间通过伸缩气缸I固定连接；旋转步进电机及减速器装置通过法兰连接在 大臂与杆件IV的铰接处，驱动杆件IV ；小臂上通过气缸连接件连接有伸缩气缸II、腕部伸缩 气缸，通过伸缩气缸II的伸缩调节小臂的长度；腕部伸缩气缸伸缩端与手爪固定连接驱动 手爪动作。

[0006] 本实用新型有益效果是：

[0007] (1)采用二个四杆机构作为整个执行机构的辅助机构，显著提高了整个执行机构 的工作空间，增强了执行机构的灵活性。

[0008] (2)可以实现数控机床的自动换刀和上下料(装夹）操作，提高数控机床生产加工 的自动化程度。从而降低工人的劳动强度，减少劳动风险，改善劳动条件，提高生产效率。

附图说明

[0009] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

[0010] 图1是整个执行机构的示意图。

[0011] 图中，1、基座；2、旋转气缸；3、大臂；4、杆件I ；5、伸缩气缸I ；6、小臂；7、手爪; 8、腕部伸缩气缸；9、伸缩气缸II ；10、杆件II ；11、杆件III ;12、杆件IV ;13、旋转步进电机及

减速器装置。

具体实施方式

[0012] 如图1所示，旋转气缸2设置于基座1上，大臂3和旋转气缸2固定连接；四杆机 构I的组成为：杆件IV 12的一端与大臂3的下端通过销连接，另一端与杆件III 11的一端采 用销连接，杆件III 11的另一端与杆件II 10的一端通过销连接，并且杆件II 10的中部靠近 其与杆件III 11连接处与大臂3的顶端通过销连接；四杆机构II的组成为：杆件II 10的中 部靠近其与杆件III 11连接处与大臂3的顶端通过销连接，其另一端与小臂6的一端用销连 接，杆件I 4的一端用销连接在大臂3上靠近顶部的位置，另一端用销连接在小臂6上靠近 杆件II 10与小臂6铰接处；其中，杆件II 10的一端与杆件III 11 一端连接，另一端与小臂6 一端连接，其中部靠近与杆件III 11铰接处连接在大臂3的顶端；杆件I 4由两段组成，两段 之间通过伸缩气缸I 5固定连接；旋转步进电机及减速器装置13通过法兰连接在大臂3与 杆件IV 12的铰接处；小臂6上通过气缸连接件连接有伸缩气缸II 9、腕部伸缩气缸8，通过 伸缩气缸II 9的伸缩调节小臂6的长度；腕部伸缩气缸8伸缩端与手爪7固定连接以驱动 手爪动作。

[0013] 工作时，旋转气缸2驱动整个执行机构旋转，旋转步进电机及减速器装置驱动杆 件IV 12转动，并通过杆件III 11驱动杆件II 10绕与大臂3铰接处转动，最终带动小臂6转动，与此同时，杆件I 4上伸缩气缸I 5拉动或推动小臂6进一步转动，对目标对象进行初 步定位；伸缩气缸II 9伸长或收缩调节小臂6的长度以对目标对象进行进一步的定位；腕 部伸缩气缸8驱动手爪7动作，实现对目标对象的动作。其中，旋转步进电机及减速器装置 13与伸缩气缸5应同步工作，即：当旋转步进电机逆时针转动时，伸缩气缸5应收缩动作； 当旋转步进电机顺时针转动时，伸缩气缸5应伸长动作。

Claims (1)

1.移动机器人双四杆串联执行机构，其特征在于，包括基座（1)、旋转气缸（2)、大臂 (3)、四杆机构I、四杆机构II、伸缩气缸I (5)、小臂（6)、手爪（7)、腕部伸缩气缸（8)、伸缩 气缸II (9)、旋转步进电机及减速器装置（13)；所述旋转气缸（2)设置于基座（1)上，大臂 (3)和旋转气缸（2)固定连接；四杆机构I为大臂（3)、杆件IV(12)、杆件III(Il)和杆件II (10)组成的四杆机构，所述杆件IV(12)的一端与大臂（3)的下端通过销连接，另一端与杆 件III (11)的一端采用销连接，杆件III (11)的另一端与杆件II (10)的一端通过销连接，并且 杆件II (10)的中部靠近其与杆件III(Il)连接处与大臂（3)的顶端通过销连接；四杆机构II 为大臂（3)、杆件II (10)、小臂（6)和杆件I (4)组成的四杆机构，所述杆件II (10)的中部 靠近其与杆件III(11)连接处与大臂（3)的顶端通过销连接，其另一端与小臂（6)的一端用 销连接，杆件I (4)的一端用销连接在大臂（3)上靠近顶端的位置，另一端用销连接在小臂 (6)上靠近杆件II (10)与小臂（6)铰接处；其中，杆件II (10)的一端与杆件IIK11) 一端连 接，另一端与小臂（6) —端连接，其中部靠近与杆件III(Il)铰接处连接在大臂（3)的顶端； 杆件I (4)由两段组成，两段之间通过伸缩气缸I (5)固定连接；旋转步进电机及减速器装 置（13)通过法兰连接在大臂（3)与杆件IV (12)的铰接处，驱动杆件IV (12)；小臂（6)上通 过气缸连接件连接有伸缩气缸II (9)、腕部伸缩气缸（8)，通过伸缩气缸II (9)的伸缩调节 小臂（6)的长度；腕部伸缩气缸（8)伸缩端与手爪（7)固定连接驱动手爪动作。2