CN202964643U - 智能移动机器人的上下料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及需精准定位货物的搬运摆放装置，具体地说是一种智能移动机器人的上下料装置，包括架体、移动机构、多轴联动机器人、抓取机构、货叉升降机构、货叉机构及夹持机构，其中架体位于轨道上，通过安装在架体上的移动机构驱动、在轨道上往复运动；多轴联动机器人和货叉升降机构分别安装在架体上，在多轴联动机器人的输出端连接有抓取机构，货叉升降机构带动货叉机构升降，货叉机构带着藏在其内部的夹持机构伸出到线边料架上的表箱两侧，夹持机构伸出夹住表箱，将表箱放到架体上。本实用新型实现了电能表检测的自动化操作，提高了检测的可靠性和生产效率，节省了人力资源，并且摆放的位置精度高应用范围广，可适用多种工作场合。

Description

智能移动机器人的上下料装置

技术领域

本实用新型涉及需精准定位货物的搬运摆放装置，具体地说是一种智能移动机器人的上下料装置，可用于将放置在表箱中的电能表搬运和摆放到表台上。

背景技术

为了方便电能表的检测，需要将电能表由表箱中搬运和摆放到表台上，待检测完毕后，再将表台上的电能表搬运和摆放回表箱中。当前要完成上述操作大多需要人工完成，这种人工工作方式，存在可靠性差、效率低、劳动强度大等问题，现在已经无法适应企业发展对工业自动化的生产要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能移动机器人的上下料装置，满足了工业自动化的生产要求。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括架体、移动机构、多轴联动机器人、抓取机构、货叉升降机构、货叉机构及夹持机构，其中架体位于轨道上，通过安装在架体上的移动机构驱动、在轨道上往复运动；所述多轴联动机器人和货叉升降机构分别安装在架体上，在多轴联动机器人的输出端连接有抓取机构，所述货叉升降机构具有两级立柱，其中一级立柱通过安装在架体上的第二减速电机驱动升降，该一级立柱通过第一滑轮及第一钢索与二级立柱相连，使二级立柱在一级立柱升降的同时同步升降；所述货叉机构安装在二级立柱上、具有两级叉臂，其中一级叉臂通过安装在二级立柱上的第三减速电机驱动伸缩，该一级叉臂通过第二滑轮及第二钢索与二级叉臂相连，使二级叉臂在一级叉臂伸缩的同时同步伸缩；所述夹持机构位于二级叉臂内。

其中：所述移动机构带动所述上下料装置沿固定在地面上的轨道往复运动，该移动机构包括轮箱、第一减速电机及驱动轴，架体的两侧对称设有多个轮箱，在任一轮箱上安装有第一减速电机，第一减速电机与驱动轴相连，所述驱动轴的两端分别与安装在架体上的轮箱中的行走轮相连，实现上下料装置整体的移动；所述架体的两侧分别设有两个轮箱，两两对称，其中两个轮箱为主动轮箱，另两个为从动轮箱；所述轮箱包括行走轮、轮箱体、轮箱侧板及连接轴承，在轮箱体的两侧分别安装有轮箱侧板，所述行走轮的轮架通过连接轴承与轮箱侧板中间向内延伸形成的延伸部转动连接，行走轮位于轮箱体与两侧的轮箱侧板围成的空间中；所述驱动轴与行走轮的轮架连接，带动行走轮在轨道上移动；所述架体上安装有为架体在轨道上往复运动导向的导向机构，每个轮箱的外侧分别安装有保证上下料装置整体稳定移动的防侧翻机构；所述抓取机构包括连接板、夹爪、夹爪气缸、变换气缸及弹片，其中连接板与多轴联动机器人的输出端相连，夹爪气缸为多个，位于两侧的夹爪气缸通过变换气缸安装在连接板上，中间的夹爪气缸与连接板直连，每个夹爪气缸上均连接有夹爪，两侧的夹爪与中间夹爪之间的间距通过变换气缸进行调节，每个夹爪内均设有防止带出电能表的弹片；所述货叉升降机构包括底座、第二减速电机、滚珠丝杆、一级立柱、第一滑轮、第一钢索、二级立柱及第一连接块，其中第二减速电机安装在架体上，在该第二减速电机的两侧分别设有相互对称的底座，第二减速电机通过传动装置与转动安装在底座上的滚动丝杆相连，所述一级立柱通过螺母与滚珠丝杆螺纹连接、通过滚珠丝杆转动带动一级立柱升降；所述一级立柱的上下两端分别设有第一滑轮，两第一滑轮之间通过第一钢索连接，所述二级立柱通过第一连接块与第一钢索相连；所述一级立柱上开有第一条形孔，架体上固接有第一固定块，该第一固定块的另一端由所述第一条形孔穿过，并与第一钢索固接；所述货叉机构包括第三减速电机、齿轮、齿条、一级叉臂、第二滑轮、第二钢索、二级叉臂及第二连接块，其中第三减速电机安装在二级立柱内，齿轮连接于第三减速电机的输出端；所述一级叉臂内安装有与齿轮相啮合的齿条，该齿条的两端分别设有安装在一级叉臂内的第二滑轮，两第二滑轮之间通过第二钢索连接，所述二级叉臂通过第二连接块与第二钢索相连；所述二级立柱上固接有第二固定块，该第二固定块的另一端穿入一级叉臂内，并与第二钢索固接；所述夹持机构包括气缸、转轴及夹手，其中气缸安装在二级叉臂内，气缸的两端分别设有通过转轴铰接在二级叉臂内的夹手，气缸的两端分别通过连接件与每个夹手的一端连接，每个夹手的另一端为夹持表箱的夹持端。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型将机器人与移动机构结合在一起，运用到货物的搬运摆放领域，大大增加了机器人的抓取范围，能够对成箱的电能表进行拆分、摆放和再装箱，实现了电能表检测的自动化操作，提高了检测的可靠性和生产效率，节省了人力资源，并且摆放的位置精度高。

2.本实用新型是由轮箱承受上下料装置的重量及负载，避免了驱动轴受力。

3.本实用新型安装在架体下的导向机构与安装于轮箱侧面的防侧翻机构，可以保证整个上下料装置的稳定移动。

4.本实用新型抓取机构中两侧的夹爪可以通过变换气缸与中间夹爪变换间距，适应了表箱中电能表间距的变化。

5.本实用新型每个夹爪中还设置了弹片，可防止带出电能表。

6.本实用新型的货叉升降机构具有两级升降的立柱，并通过第一固定块给二级立柱的升降提供动力。

7.本实用新型的货叉机构具有两级伸缩的叉臂，并通过第二固定块给二级叉臂的伸缩提供动力。

附图说明

图1为本实用新型搬运摆放表箱的工作状态图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为图2中移动机构的结构示意图；

图4为图3中轮箱的内部结构示意图；

图5为图2中抓取机构的结构示意图；

图6为图2中货叉升降机构的结构示意图；

图6A为图6货叉升降机构的结构原理图；

图7为图2中货叉机构的结构示意图；

图7A为图6货叉机构的结构原理图；

图8为图2中夹持机构的结构示意图；

其中：1为架体，

2为移动机构，201为轨道，202为轮箱，203为第一减速电机，204为驱动轴，205为导向机构，206为防侧翻机构，221为行走轮，222为轮箱体，223为轮箱侧板，224为连接轴承，225为轮架；

3为多轴联动机器人，

4为抓取机构，401为连接板，402为夹爪，403为夹爪气缸，404为变换气缸，405为弹片；

5为货叉升降机构，501为底座，502为第二减速电机，503为同步带，504为滚珠丝杆，505为一级立柱，506为第一滑轮，507为第一钢索，508为第一固定块，509为二级立柱，510为第一连接块，511为第一条形孔；

6为货叉机构，601为第三减速电机，602为齿轮，603为齿条，604为一级叉臂，605为第二滑轮，606为第二钢索，607为第二固定块，608为二级叉臂，609为第二连接块，610第二条形孔；

7为夹持机构，701为气缸，702为第一连接件，703为第二连接件，704为转轴，705为夹手，706为第三条形孔；

50为上下料装置，60为表箱，61为电能表，70为线边料架，80为表台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1所示，本实用新型智能移动机器人的上下料装置50是一种用于将摆放在线边料架70上的表箱60内的电能表61整箱取出，再将电能表61摆放到上下料装置50另一侧的表台80上进行检测，检测后再将电能表61放回表箱60内，并将表箱60放回到线边料架70上的上下料装置，但不局限于电能表。

如图2所示，本实用新型包括架体1、移动机构2、多轴联动机器人3、抓取机构4、货叉升降机构5、货叉机构6和夹持机构7，其中架体1位于轨道201上，通过安装在架体1上的移动机构2驱动、在轨道201上往复运动；多轴联动机器人3和货叉升降机构5分别安装在架体1上，在多轴联动机器人的输出端连接有抓取机构4；货叉升降机构5、货叉机构6与夹持机构7用来取放表箱60，货叉升降机构5带动货叉机构6升降，货叉机构6带着藏在其内部的夹持机构7伸出到线边料架70上的表箱60两侧，夹持机构7伸出夹住表箱60，将表箱60放到架体1上。

移动机构2带动整个上下料装置沿着固定在地面上的轨道201往复移动，该移动机构2包括轮箱202、第一减速电机203及驱动轴204，如图3所示，架体1的两侧分别设有两个轮箱202(轮箱共有四个)，两两对称，前面两个为从动轮箱，后面两个为主动轮箱；两个主动轮箱中的任一个上固定有第一减速电机203，第一减速电机203与驱动轴204相连，驱动轴204的两端分别与两相对称的轮箱202中的行走轮221相连，实现上下料装置整体的移动。如图4所示，轮箱202包括行走轮221、轮箱体222、轮箱侧板223及连接轴承224，在轮箱体222的两侧分别安装有轮箱侧板223，行走轮221的轮架225通过连接轴承224与轮箱侧板223中间向内延伸形成的延伸部转动连接，行走轮221位于轮箱体222与两侧的轮箱侧板223围成的空间中；驱动轴204与行走轮221的轮架225连接，由第一减速电机203驱动进而带动行走轮221在轨道201上移动。本实用新型的轮箱202自身承受上下料装置的重量及负载，避免了驱动轴受力。在架体1上安装有为架体1在轨道201上往复运动导向的导向机构205，本实施例的导向机构205为导向轮；轨道201为“工”字形，其两侧的凹槽内分别设有安装在架体1上的导向轮，为架体1及其上机构的移动导向。每个轮箱202的外侧分别安装有保证上下料装置整体稳定移动的防侧翻机构206，本实施例的防侧翻机构206为防侧翻板，该防侧翻板安装在轮箱202上，并位于“工”字形轨道201外侧的凹槽内，与轨道201抵接。

如图5所示，抓取机构4用来抓取电能表61，包括连接板401、夹爪402、夹爪气缸403、变换气缸404及弹片405，其中连接板401的上面与多轴联动机器人3的输出端相连，下面并排布置多个夹爪气缸403(本实施例为三个夹爪气缸)，每个夹爪气缸403的输出端均连接有夹爪402，夹爪402由夹爪气缸403带动夹紧松开；位于两侧的夹爪气缸403通过变换气缸404安装在连接板401上，中间的夹爪气缸403与连接板401直连，两侧的夹爪与中间夹爪之间的间距通过变换气缸404进行调节，以适应电能表61间距的变化；因夹爪402与电能表61之间的间隙较小，在每个夹爪402内均设有防止带出电能表61的弹片405。

如图6、图6A所示，货叉升降机构5为对称结构，包括底座501、第二减速电机502、同步带503、滚珠丝杆504、一级立柱505、第一滑轮506、第一钢索507、第一固定块508、二级立柱509及第一连接块510，其中第二减速电机502固定在架体1上，在该第二减速电机502的两侧分别设有相互对称的、同样固定在架体1上的底座501，每个底座501上均转动安装有滚珠丝杆504，第二减速电机502通过传动装置与两个底座501上的滚动丝杆504相连；本实施例的传动装置为同步带503及带轮，两个底座501上的滚动丝杆504上分别安装有带轮，第二减速电机502的输出端通过同步带503分别与两个带轮连接，进而带动滚珠丝杆504转动。一级立柱505通过螺母与滚珠丝杆504螺纹连接，通过滚珠丝杆504的转动带动一级立柱505升降；在一级立柱505的上下两端分别设有第一滑轮506，两第一滑轮506之间通过第一钢索507连接，二级立柱509通过第一连接块510与第一钢索507相连，在一级立柱505升降的同时随第一钢索507同步升降。在一级立柱505上开有第一条形孔511，架体1上固接有第一固定块508，该第一固定块508的另一端由第一条形孔511穿过，并与第一钢索507固接，这样在一级立柱505升降的同时，一级立柱505上的两个第一滑轮506与第一固定块508和第一钢索507固接点之间的距离就会发生长短变化，即可给二级立柱509的升降提供动力。

如图7、图7A所示，货叉机构6包括第三减速电机601、齿轮602、齿条603、一级叉臂604、第二滑轮605、第二钢索606、第二固定块607、二级叉臂608及第二连接块609，其中第三减速电机601固定在货叉升降机构5的二级立柱509上，第三减速电机601的输出端穿入一级叉臂604内，并连接有齿轮602；在一级叉臂604内、沿其长度方向固接有与齿轮602相啮合的齿条603，第三减速电机601驱动安装其上的齿轮602转动，从而带动齿条603和与齿条603固定在一起的一级叉臂604向前伸出；在齿条603的两端分别设有安装在一级叉臂604内的第二滑轮605，两第二滑轮605之间通过第二钢索606连接，二级叉臂608通过第二连接块609与第二钢索606相连，在一级叉臂604伸缩的同时随第二钢索606同步伸缩。在货叉升降机构5的二级立柱509上固接有第二固定块607，该第二固定块607的另一端穿入一级叉臂604内，并与第二钢索606固接，这样在一级叉臂604伸缩的同时，一级叉臂604上的两个第二滑轮605与第二固定块607和第二钢索606固接点之间的距离就会发生长短变化，即可对二级叉臂608的伸缩提供动力。

如图8所示，夹持机构7容置在二级叉臂608内，包括气缸701、转轴704及夹手705，其中夹手705为两个，分别通过转轴704铰接在二级叉臂608内；气缸701安装在货叉机构6的二级叉臂608内，气缸701的两端分别通过第一连接件702、第二连接件703与夹手705的一端铰接，每个夹手705的另一端为夹持表箱60的夹持端。在二级叉臂608上开有两个第三条形孔706，一级叉臂604上开有第二条形孔610，第二条形孔610的一端为封闭端，靠近二级叉臂608伸出的另一端为开口端；两个夹手705在气缸701的驱动下分别绕各自的转轴704转动时，分别由第三条形孔706转出；在一级叉臂604和二级叉臂608收缩时，转出的夹手705由第二条形孔610的开口端进入。

本实用新型的工作原理为：

第一减速电机203工作，驱动轮箱202中的行走轮221在轨道201上移动，上下料装置50整体移动至线边料架70处，第一减速电机203停止工作。第二减速电机502工作，驱动两边的滚珠丝杆504转动，进而带动一级立柱505上升；在一级立柱505上升的同时，通过两个第一滑轮506、沿着第一滑轮506滑动的第一钢索507、与第一钢索507固接的第一固定块508及连接第一钢索507和二级立柱509的第一连接块510，带动二级立柱509同步上升。一级立柱505和二级立柱509上升到位后，第二减速电机502停止工作；第三减速电机601工作，通过齿轮602与齿条603的啮合，驱动一级叉臂604向表箱60方向伸出；在一级叉臂604伸出的同时，通过两个第二滑轮605、沿着第二滑轮605滑动的第二钢索606、与第二钢索606固接的第二固定块607及连接第二钢索606与二级叉臂608的第二连接块609，带动二级叉臂608同步伸出。一级叉臂604和二级叉臂608伸出到位后，第三减速电机601停止工作；气缸701工作，驱动两个夹手705分别绕各自的转轴704转动，由二级叉臂608内转出，完成对表箱60的夹持工作。

然后，一级叉臂604和二级叉臂608收缩，货叉升降机构5带动货叉机构6和夹持机构7上升；多轴联动机器人3工作，带动抓取机构4至表箱60处，各夹爪气缸403工作，带动夹爪402分别夹紧电能表61，在多轴联动机器人3的作用下放至表台80上；为了适应电能表61在表箱60中和表台80上的不同间距，两侧的变换气缸404工作，带动两侧的夹爪402移动，直至适应电能表61在表台80上的间距；各电能表61放好在表台80上后，开始进行检测。检测后的电能表61再按上述步骤放回表箱60内，并将表箱60放回到线边料架70上。

本实用新型应用范围广，可适用多种工作场合，适应不同的工况要求。

Claims (10)

1.一种智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：包括架体(1)、移动机构(2)、多轴联动机器人(3)、抓取机构(4)、货叉升降机构(5)、货叉机构(6)及夹持机构(7)，其中架体(1)位于轨道(201)上，通过安装在架体(1)上的移动机构(2)驱动、在轨道(201)上往复运动；所述多轴联动机器人(3)和货叉升降机构(5)分别安装在架体(1)上，在多轴联动机器人(3)的输出端连接有抓取机构(4)，所述货叉升降机构(5)具有两级立柱，其中一级立柱(505)通过安装在架体(1)上的第二减速电机(502)驱动升降，该一级立柱(505)通过第一滑轮(506)及第一钢索(507)与二级立柱(509)相连，使二级立柱(509)在一级立柱(505)升降的同时同步升降；所述货叉机构(6)安装在二级立柱(509)上、具有两级叉臂，其中一级叉臂(604)通过安装在二级立柱(509)上的第三减速电机(601)驱动伸缩，该一级叉臂(604)通过第二滑轮(605)及第二钢索(606)与二级叉臂(608)相连，使二级叉臂(608)在一级叉臂(604)伸缩的同时同步伸缩；所述夹持机构(7)位于二级叉臂(608)内。

2.按权利要求1所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述移动机构(2)带动所述上下料装置沿固定在地面上的轨道(201)往复运动，该移动机构(2)包括轮箱(202)、第一减速电机(203)及驱动轴(204)，其中架体(1)的两侧对称设有多个轮箱(202)，在任一轮箱(202)上安装有第一减速电机(203)，第一减速电机(203)与驱动轴(204)相连，所述驱动轴(204)的两端分别与安装在架体(1)上的轮箱(202)中的行走轮(221)相连，实现上下料装置整体的移动。

3.按权利要求2所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述架体(1)的两侧分别设有两个轮箱(202)，两两对称，其中两个轮箱为主动轮箱，另两个为从动轮箱；所述轮箱(202)包括行走轮(221)、轮箱体(222)、轮箱侧板(223)及连接轴承(224)，在轮箱体(222)的两侧分别安装有轮箱侧板(223)，所述行走轮(221)的轮架(225)通过连接轴承(224)与轮箱侧板(223)中间向内延伸形成的延伸部转动连接，行走轮(221)位于轮箱体(222)与两侧的轮箱侧板(223)围成的空间中；所述驱动轴(204)与行走轮(221)的轮架(225)连接，带动行走轮(221)在轨道(201)上移动。

4.按权利要求2或3所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述架体(1)上安装有为架体(1)在轨道(201)上往复运动导向的导向机构(205)，每个轮箱(202)的外侧分别安装有保证上下料装置整体稳定移动的防侧翻机构(206)。

5.按权利要求1所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述抓取机构(4)包括连接板(401)、夹爪(402)、夹爪气缸(403)、变换气缸(404)及弹片(405)，其中连接板(401)与多轴联动机器人(3)的输出端相连，夹爪气缸(403)为多个，位于两侧的夹爪气缸(403)通过变换气缸(404)安装在连接板(401)上，中间的夹爪气缸(403)与连接板(401)直连，每个夹爪气缸(403)上均连接有夹爪(402)，两侧的夹爪与中间夹爪之间的间距通过变换气缸(404)进行调节，每个夹爪(402)内均设有防止带出电能表(61)的弹片(405)。

6.按权利要求1所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述货叉升降机构(5)包括底座(501)、第二减速电机(502)、滚珠丝杆(504)、一级立柱(505)、第一滑轮(506)、第一钢索(507)、二级立柱(509)及第一连接块(510)，其中第二减速电机(502)安装在架体(1)上，在该第二减速电机(502)的两侧分别设有相互对称的底座(501)，第二减速电机(502)通过传动装置与转动安装在底座(501)上的滚动丝杆(504)相连，所述一级立柱(505)通过螺母与滚珠丝杆(504)螺纹连接、通过滚珠丝杆(504)转动带动一级立柱(505)升降；所述一级立柱(505)的上下两端分别设有第一滑轮(506)，两第一滑轮(506)之间通过第一钢索(507)连接，所述二级立柱(509)通过第一连接块(510)与第一钢索(507)相连。

7.按权利要求6所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述一级立柱(505)上开有第一条形孔(511)，架体(1)上固接有第一固定块(508)，该第一固定块(508)的另一端由所述第一条形孔(511)穿过，并与第一钢索(507)固接。

8.按权利要求1所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述货叉机构(6)包括第三减速电机(601)、齿轮(602)、齿条(603)、一级叉臂(604)、第二滑轮(605)、第二钢索(606)、二级叉臂(608)及第二连接块(609)，其中第三减速电机(601)安装在二级立柱(509)内，齿轮(602)连接于第三减速电机(601)的输出端；所述一级叉臂(604)内安装有与齿轮(602)相啮合的齿条(603)，该齿条(603)的两端分别设有安装在一级叉臂(604)内的第二滑轮(605)，两第二滑轮(605)之间通过第二钢索(606)连接，所述二级叉臂(608)通过第二连接块(609)与第二钢索(606)相连。

9.按权利要求8所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述二级立柱(509)上固接有第二固定块(607)，该第二固定块(607)的另一端穿入一级叉臂(604)内，并与第二钢索(606)固接。

10.按权利要求1所述智能移动机器人的上下料装置，其特征在于：所述夹持机构(7)包括气缸(701)、转轴(704)及夹手(705)，其中气缸(701)安装在二级叉臂(604)内，气缸(701)的两端分别设有通过转轴(704)铰接在二级叉臂(604)内的夹手(705)，气缸(701)的两端分别通过连接件与每个夹手(705)的一端连接，每个夹手(705)的另一端为夹持表箱(60)的夹持端。

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