CN202272514U - 一种智能码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能码垛机器人，包括底座，安装在底座上的腰部旋转组件，固定在腰部旋转组件上的机架，主大臂，主小臂，伸缩副大臂，伸缩副小臂，手爪机构，腰部旋转组件、伸缩副大臂、伸缩副小臂、手爪机构上的控制电路通过数据线与数控计算机连接，可以应用于石油、化工、食品加工、饮料、物流等领域，码垛机器人可以根据不同的物料包装、堆垛顺序、层数等参数进行设置，能够同时处理多种物料和码垛多个料垛，并完成袋类、箱类等多种包装的装货、卸货、货物运输、码垛、解垛等多种工作，码垛机器人占地面积小，结构简单，柔性高，大大降低了人工劳动强度，提高了生产效率。

Description

一种智能码垛机器人

技术领域

本实用新型涉及一种码垛机器人，尤其涉及一种用于工业自动化生产线上，能够完成装货、卸货、码垛、解垛等多种工作的智能码垛机器人。

背景技术

自20世纪70年代末，日本将机器人技术用于码垛工艺以来，机器人码垛技术已成为自动化物料后处理成套设备中的关键技术之一，随着自动称重、包装技术的发展和性能指标的提高，对码垛机器人的柔性、处理速度以及抓取重量等要求不断提高，对码垛技术也提出了更高的要求。

码垛机器人是一种具有特殊功能的多关节型机器人，广泛应用于石油、化工、食品加工、饮料、物流等领域。码垛机器人可以根据不同的物料包装、堆垛顺序、层数等参数进行设置，满足不同包装的码垛要求。码垛机器人占地面积小，能够同时处理多种物料和码垛多个料垛，越来越受到广大用户的青睐并迅速占领市场。码垛机器人的使用大大降低了人工劳动强度，提高了生产效率，现代的码垛机器人可以完成袋类、箱类等多种包装的运输、码垛以及解垛等工作。

码垛机器人通常为多关节型机器人，其驱动机构主要由伺服电机、减速器连在关节处。通常的码垛机器人手臂各臂段有二种运动形式，一种是手臂各臂段的伺服电机、减速器直连在关节处，手臂各臂段只能绕其关节进行旋转运动，其动力的受力点在关节部位，码垛机器人对手臂的运转速度有一定要求，这样就使机器人的驱动伺服电机动力要求大，不利节能；另外一种方式手臂各臂段的伺服电机、减速器通过垂直、水平的滚珠丝杠连接在关节处，垂直、水平的滚珠丝杠做垂直、水平运动，不随臂旋转，这种形式的码垛机器人的柔性不好。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种智能码垛机器人，它具有结构简单，柔性高，降低人工劳动强度，提高生产效率的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能码垛机器人，包括底座，安装在底座上的腰部旋转组件，固定在腰部旋转组件上的机架，主大臂，主小臂，伸缩副大臂，伸缩副小臂，手爪机构；

腰部旋转组件、伸缩副大臂、伸缩副小臂、手爪机构上的控制电路通过数据线与数控计算机连接；

主大臂一端通过主大臂支撑轴与机架连接，此端通过伸缩副小臂支撑架固定轴与伸缩副小臂一端连接，伸缩副小臂另一端通过丝杠副小臂连接件支撑轴与主小臂一端连接；

伸缩副大臂一端通过伸缩副大臂支撑架固定轴与机架连接，另一端通过丝杠副大臂连接件支撑轴与主大臂外端连接；

主小臂和伸缩副小臂连接端通过主小臂支撑轴与主大臂外端连接，且主小臂另一端与手爪机构连接。

一种智能码垛机器人，包括底座，安装在底座上的腰部旋转组件，固定在腰部旋转组件上的机架，主大臂，主小臂，伸缩副大臂，伸缩副小臂，手爪机构；

腰部旋转组件、伸缩副大臂、伸缩副小臂、手爪机构上的控制电路通过数据线与数控计算机连接；

主大臂内设有丝杠副小臂连接件滑槽，丝杠副小臂连接件滑槽内安装伸缩副小臂，主大臂一端通过主大臂支撑轴与机架连接，此端通过伸缩副小臂支撑架固定轴与伸缩副小臂一端固定在主大臂上，伸缩副小臂另一端穿过丝杠副小臂连接件滑槽，通过丝杠副小臂连接件支撑轴与主小臂一端连接；

伸缩副大臂一端通过伸缩副大臂支撑架固定轴与机架连接，另一端通过丝杠副大臂连接件支撑轴与主大臂外端连接；

主小臂和伸缩副小臂连接端通过主小臂支撑轴与主大臂外端连接，且主小臂另一端与手爪机构连接。

伸缩副大臂包括主大臂驱动电机、主大臂减速器、伸缩副大臂支撑架、伸缩副大臂支撑架固定轴、大臂丝杠副、大臂丝杠副保护管、丝杠副大臂连接件；

大臂丝杠副一端与主大臂减速器连接，主大臂减速器通过联轴器与主大臂驱动电机连接，此端安装在伸缩副大臂支撑架上，伸缩副大臂支撑架通过伸缩副大臂支撑架固定轴与机架连接，大臂丝杠副另一端与安装在丝杠副大臂连接件上的丝杠螺母连接，丝杠副大臂连接件另一端通过丝杠副大臂连接件支撑轴与主大臂外端连接；

丝杠副大臂连接件内设有腔体，且一端安装丝杠螺母，丝杠螺母与丝杠副大臂连接件同轴；

大臂丝杠副外装有大臂丝杠副保护管，大臂丝杠副保护管一端安装在伸缩副大臂支撑架上，另一端与丝杠副大臂连接件套装连接；

大臂丝杠副、丝杠副大臂连接件组成伸缩连杆。

伸缩副小臂包括主小臂驱动电机、主小臂减速器、伸缩副小臂支撑架、伸缩副小臂支撑架固定轴、小臂丝杠副、小臂丝杠副保护管、丝杠副小臂连接件；

小臂丝杠副一端与主小臂减速器连接，主小臂减速器通过联轴器与主小臂驱动电机连接，此端安装在伸缩副小臂支撑架上，伸缩副小臂支撑架通过伸缩副小臂支撑架固定轴与主大臂连接，小臂丝杠副另一端与安装在丝杠副小臂连接件上的丝杠螺母连接，丝杠副小臂连接件另一端通过丝杠副小臂连接件支撑轴与主小臂一端连接。

丝杠副小臂连接件内设有腔体，且一端安装丝杠螺母，丝杠螺母与丝杠副小臂连接件同轴；

小臂丝杠副外装有大臂丝杠副保护管，大臂丝杠副保护管一端安装在伸缩副小臂支撑架上，另一端与丝杠副小臂连接件套装连接；

小臂丝杠副、丝杠副小臂连接件组成伸缩连杆。

伸缩副小臂包括主小臂驱动电机、主小臂减速器、伸缩副小臂支撑架、小臂丝杠副、丝杠副小臂连接件、丝杠副小臂连接件滑轮；

小臂丝杠副一端与主小臂减速器连接，主小臂减速器通过联轴器与主小臂驱动电机连接，此端安装在伸缩副小臂支撑架上，伸缩副小臂支撑架通过伸缩副小臂支撑架固定轴固定在主大臂上，小臂丝杠副另一端与安装在丝杠副小臂连接件上的丝杠螺母连接，所述丝杠副小臂连接件为“L”型，且“L”端穿过丝杠副小臂连接件滑槽，通过丝杠副小臂连接件支撑轴与主小臂一端连接。

丝杠副小臂连接件为“L”型，其内设有腔体，外壁上安装若干对丝杠副小臂连接件滑轮，且一端安装丝杠螺母，丝杠螺母与丝杠副大臂连接件同轴；

小臂丝杠副、丝杠副小臂连接件组成伸缩连杆。

机架、主大臂和伸缩副大臂组成第一连杆机构，所述第一连杆机构为三角形连杆机构。

主大臂、主小臂和伸缩副小臂组成第二连杆机构，所述第二连杆机构为平面四杆机构。

主大臂、主小臂和伸缩副小臂组成第二连杆机构。

主大臂驱动电机和主大臂减速器驱动大臂丝杠副，使大臂丝杠副在丝杠副大臂连接件内伸缩，带动主大臂以主大臂支撑轴为中心进行旋转运动；

主大臂的旋转运动带动伸缩副大臂一端以伸缩副大臂支撑架固定轴为中心进行旋转运动，可以带动伸缩副大臂另一端以丝杠副大臂连接件支撑轴为中心进行旋转运动，还可以带动伸缩副小臂和主小臂运动，主小臂带动手爪机构运动。

主小臂驱动电机和主小臂减速器驱动小臂丝杠副，使小臂丝杠副在丝杠副小臂连接件内伸缩，带动主小臂以主小臂支撑轴为中心进行旋转运动。

主小臂的旋转运动带动带动伸缩副小臂一端以伸缩副小臂支撑架固定轴为中心进行旋转运动，可以带动伸缩副小臂另一端以伸缩副小臂支撑架支撑轴为中心进行旋转运动，还可以带动手爪机构运动。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可以应用于石油、化工、食品加工、饮料、物流等领域，码垛机器人可以根据不同的物料包装、堆垛顺序、层数等参数进行设置，能够同时处理多种物料和码垛多个料垛，并完成袋类、箱类等多种包装的装货、卸货、货物运输、码垛、解垛等多种工作，码垛机器人占地面积小，结构简单，柔性高，大大降低了人工劳动强度，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例一结构图；

图2为本实用新型实施例一第一连杆机构结构图；

图3为本实用新型实施例一伸缩副大臂结构图；

图4为本实用新型实施例一第二连杆机构结构图；

图5为本实用新型实施例一伸缩副小臂结构图；

图6为本实用新型实施例二结构图；

图7为本实用新型实施例二第一连杆机构结构图；

图8为本实用新型实施例二伸缩副大臂结构图；

图9为本实用新型实施例二第二连杆机构结构图；

图10为本实用新型实施例二伸缩副小臂结构图。

其中，1.底座，2.腰部旋转组件，3.机架，4.主大臂，5.主大臂支撑轴，6.主大臂驱动电机，7.主大臂减速器，8.伸缩副大臂支撑架，9.大臂丝杠副，10.丝杠副大臂连接件，11.丝杠副大臂连接件支撑轴，12.主小臂，13.主小臂驱动电机，14.主小臂减速器，15.伸缩副小臂支撑架，16.小臂丝杠副，17.丝杠副小臂连接件，18.丝杠副小臂连接件支撑轴，19.主小臂支撑轴，20.手爪机构，21.丝杠副小臂连接件滑槽，22.丝杠副小臂连接件滑轮，23.大臂丝杠副保护管，24.小臂丝杠副保护管，25.伸缩副大臂支撑架固定轴，26.伸缩副小臂支撑架固定轴。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一：如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型在工作时，底座1上的腰部旋转组件2可以带动机架3转动，主大臂驱动电机6和主大臂减速器7驱动大臂丝杠副9，使与伸缩副大臂支撑架8连接的大臂丝杠副保护管23内的大臂丝杠副9在丝杠副大臂连接件10内伸缩，丝杠副大臂连接件10通过丝杠副大臂连接件支撑轴11与主大臂4连接，伸缩副大臂带动主大臂4以主大臂支撑轴5为中心进行旋转运动。

主大臂4的旋转运动带动伸缩副大臂一端以伸缩副大臂支撑架固定轴25为中心进行旋转运动，可以带动伸缩副大臂另一端以丝杠副大臂连接件支撑轴11为中心进行旋转运动，还可以带动伸缩副小臂和主小臂12运动，主小臂12带动手爪机构20运动。

主小臂驱动电机13和主小臂减速器14驱动小臂丝杠副16，使与伸缩副小臂支撑架15连接的小臂丝杠副保护管24内的小臂丝杠副16在丝杠副小臂连接件10内伸缩，带动主小臂12以主小臂支撑轴18为中心进行旋转运动。

主小臂12的旋转运动带动伸缩副小臂一端以伸缩副小臂支撑架固定轴26为中心进行旋转运动，可以带动伸缩副小臂另一端以伸缩副小臂支撑架支撑轴18为中心进行旋转运动，还可以带动手爪机构20运动。

实施例二：如图6、图7、图8、图9、图10所示，本实用新型在工作时，底座1上的腰部旋转组件2可以带动机架3转动，主大臂4内设有丝杠副小臂连接件滑槽21，丝杠副小臂连接件滑槽21内安装小臂丝杠副16和珠丝杠副小臂连接件17，小臂丝杠副16一端与主小臂减速器7连接，主小臂减速器7通过联轴器与主小臂驱动电机6连接，此端伸缩副小臂支撑架15固定在主大臂上，小臂丝杠副16另一端与安装在丝杠副小臂连接件17上的丝杠螺母连接，丝杠副小臂连接件17为“L”型，且“L”端穿过丝杠副小臂连接件滑槽21，通过丝杠副小臂连接件支撑轴18与主小臂12一端连接。

主大臂驱动电机6和主大臂减速器7驱动大臂丝杠副9，使与伸缩副大臂支撑架8连接的大臂丝杠副保护管23内的大臂丝杠副9在丝杠副大臂连接件10内伸缩，丝杠副大臂连接件10通过丝杠副大臂连接件支撑轴11与主大臂4连接，伸缩副大臂带动主大臂4以主大臂支撑轴5为中心进行旋转运动。

主大臂4的旋转运动带动伸缩副大臂一端以伸缩副大臂支撑架固定轴25为中心进行旋转运动，可以带动伸缩副大臂另一端以丝杠副大臂连接件支撑轴11为中心进行旋转运动，还可以带动伸缩副小臂和主小臂12运动，主小臂12带动手爪机构20运动。

主小臂驱动电机13和主小臂减速器14驱动小臂丝杠副16，使与伸缩副小臂支撑架15连接的小臂丝杠副保护管24内的小臂丝杠副16在丝杠副小臂连接件10内伸缩，带动主小臂12以主小臂支撑轴18为中心进行旋转运动。

主小臂12的旋转运动带动伸缩副小臂以伸缩副小臂支撑架支撑轴18为中心进行旋转运动，还可以带动手爪机构20运动。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种智能码垛机器人，其特征是，包括底座，安装在底座上的腰部旋转组件，固定在腰部旋转组件上的机架，主大臂，主小臂，伸缩副大臂，伸缩副小臂，手爪机构；

所述腰部旋转组件、伸缩副大臂、伸缩副小臂、手爪机构上的控制电路通过数据线与数控计算机连接；

所述主大臂一端通过主大臂支撑轴与机架连接，此端通过伸缩副小臂支撑架固定轴与伸缩副小臂一端连接，伸缩副小臂另一端通过丝杠副小臂连接件支撑轴与主小臂一端连接；

所述伸缩副大臂一端通过伸缩副大臂支撑架固定轴与机架连接，另一端通过丝杠副大臂连接件支撑轴与主大臂外端连接；

所述主小臂和伸缩副小臂连接端通过主小臂支撑轴与主大臂外端连接，且主小臂另一端与手爪机构连接。

2.一种智能码垛机器人，其特征是，包括底座，安装在底座上的腰部旋转组件，固定在腰部旋转组件上的机架，主大臂，主小臂，伸缩副大臂，伸缩副小臂，手爪机构；

所述腰部旋转组件、伸缩副大臂、伸缩副小臂、手爪机构上的控制电路通过数据线与数控计算机连接；

所述主大臂内设有丝杠副小臂连接件滑槽，丝杠副小臂连接件滑槽内安装伸缩副小臂，主大臂一端通过主大臂支撑轴与机架连接，此端通过伸缩副小臂支撑架将伸缩副小臂一端固定在主大臂上，伸缩副小臂另一端穿过丝杠副小臂连接件滑槽，通过丝杠副小臂连接件支撑轴与主小臂一端连接；

所述伸缩副大臂一端通过伸缩副大臂支撑架固定轴与机架连接，另一端通过丝杠副大臂连接件支撑轴与主大臂外端连接；

所述主小臂和伸缩副小臂连接端通过主小臂支撑轴与主大臂外端连接，且主小臂另一端与手爪机构连接。

3.如权利要求1或2所述的一种智能码垛机器人，其特征是，所述伸缩副大臂包括主大臂驱动电机、主大臂减速器、伸缩副大臂支撑架、伸缩副大臂支撑架固定轴、大臂丝杠副、大臂丝杠副保护管、丝杠副大臂连接件；

所述大臂丝杠副一端与主大臂减速器连接，主大臂减速器通过联轴器与主大臂驱动电机连接，此端安装在伸缩副大臂支撑架上，所述伸缩副大臂支撑架通过伸缩副大臂支撑架固定轴与机架连接，所述大臂丝杠副另一端与安装在丝杠副大臂连接件上的丝杠螺母连接，所述丝杠副大臂连接件另一端通过丝杠副大臂连接件支撑轴与主大臂外端连接；

所述丝杠副大臂连接件内设有腔体，且一端安装丝杠螺母，所述丝杠螺母与丝杠副大臂连接件同轴；

所述大臂丝杠副外装有大臂丝杠副保护管，所述大臂丝杠副保护管一端安装在伸缩副大臂支撑架上，另一端与丝杠副大臂连接件套装连接；

所述大臂丝杠副、丝杠副大臂连接件组成伸缩连杆。

4.如权利要求1所述的一种智能码垛机器人，其特征是，所述伸缩副小臂包括主小臂驱动电机、主小臂减速器、伸缩副小臂支撑架、伸缩副小臂支撑架固定轴、小臂丝杠副、小臂丝杠副保护管、丝杠副小臂连接件；

所述小臂丝杠副一端与主小臂减速器连接，主小臂减速器通过联轴器与主小臂驱动电机连接，此端安装在伸缩副小臂支撑架上，所述伸缩副小臂支撑架通过伸缩副小臂支撑架固定轴与主大臂连接，所述小臂丝杠副另一端与安装在丝杠副小臂连接件上的丝杠螺母连接，所述丝杠副小臂连接件另一端通过丝杠副小臂连接件支撑轴与主小臂一端连接。

5.如权利要求4所述的一种智能码垛机器人，其特征是，所述丝杠副小臂连接件内设有腔体，且一端安装丝杠螺母，所述丝杠螺母与丝杠副小臂连接件同轴；

所述小臂丝杠副外装有大臂丝杠副保护管，所述大臂丝杠副保护管一端安装在伸缩副小臂支撑架上，另一端与丝杠副小臂连接件套装连接；

所述小臂丝杠副、丝杠副小臂连接件组成伸缩连杆。

6.如权利要求2所述的一种智能码垛机器人，其特征是，所述伸缩副小臂包括主小臂驱动电机、主小臂减速器、伸缩副小臂支撑架、小臂丝杠副、丝杠副小臂连接件、丝杠副小臂连接件滑轮；

所述小臂丝杠副一端与主小臂减速器连接，主小臂减速器通过联轴器与主小臂驱动电机连接，此端通过伸缩副小臂支撑架固定在主大臂上，所述小臂丝杠副另一端与安装在丝杠副小臂连接件上的丝杠螺母连接，所述丝杠副小臂连接件为“L”型，且“L”端穿过丝杠副小臂连接件滑槽，通过丝杠副小臂连接件支撑轴与主小臂一端连接。

7.如权利要求6所述的一种智能码垛机器人，其特征是，所述丝杠副小臂连接件为“L”型，其内设有腔体，外壁上安装若干对丝杠副小臂连接件滑轮，且一端安装丝杠螺母，所述丝杠螺母与丝杠副大臂连接件同轴；

所述小臂丝杠副、丝杠副小臂连接件组成伸缩连杆。

8.如权利要求1或2所述的一种智能码垛机器人，其特征是，所述机架、主大臂和伸缩副大臂组成第一连杆机构，所述第一连杆机构为三角形连杆机构。

9.如权利要求1所述的一种智能码垛机器人，其特征是，所述主大臂、主小臂和伸缩副小臂组成第二连杆机构，所述第二连杆机构为平面四杆机构。

10.如权利要求2所述的一种智能码垛机器人，其特征是，所述主大臂、主小臂和伸缩副小臂组成第二连杆机构。

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