CN203973537U - 一种用于专业机床的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人，特别是一种用于专业机床的机器人。其结构特点是：包括卡爪、升降驱动结构、旋转驱动结构和伸缩驱动结构，卡爪固定在升降驱动结构上，升降驱动结构通过基臂与旋转驱动结构连接，旋转驱动结构通过基板与伸缩驱动结构连接；升降驱动结构的升降驱动器固定在基臂的表面，驱动杆一端连接到升降驱动器，另一端与传动杆基端通过转轴相连，传动杆远端固定在平行四边形结构的第一长边上；旋转驱动结构的驱动杆一端连接旋转驱动器，另一端固定连接到旋转轴承的圆柱面，旋转轴承与基臂固定连接。本实用新型结构简单、尺寸小、成本低，能够用作产品去除装置或插件安装装置，且操作速度快、效率高，可实施性强。

Description

一种用于专业机床的机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，特别是一种用于专业机床的机器人。

背景技术

现有的产品去除装置通常是采用沿着x、y和z轴直线移动的卡爪结构，与注压机连接，卡爪可以将需要去除的产品传送到设置在注压机附近的容器中。但是这样的结构有一个明显的缺陷：因为卡爪需要在x、y和z轴上移动，所以装置的长、宽和高至少为x、y和z轴上卡爪的位移，从而导致装置的尺寸大、重量大和占用空间大。

有人提出过一种改进的产品去除装置，其使用一个具有多个连杆臂部分的多关节型机器人，以减少移动区域，减小尺寸和占用空间。但是这种多关节型机器人也有缺点：需要另外的驱动结构来调整卡爪的方向，而且因为基本动作通过各自的联合部分的旋转产生，当卡爪直线移动时，两个臂部分必须同步旋转相同角度以组合的方式移动。

这导致部件的数量增加，设计控制系统的难度增大，以及由软件和硬件的复杂度提高带来的成本增加。同时，产品去除装置的总尺寸和重量增加。特别地，常规的产品去除装置在垂直方向上的移动距离大，但产品去除的速度很难提高，因此常规的产品去除装置的效率不高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、小尺寸、低成本的适用于专业机床的机器人。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种用于专业机床的机器人，包括卡爪、升降驱动结构、旋转驱动结构和伸缩驱动结构，卡爪固定在升降驱动结构上，升降驱动结构通过基臂与旋转驱动结构连接，旋转驱动结构通过基板与伸缩驱动结构连接；升降驱动结构包括升降驱动器、驱动杆、传动杆和平行四边形结构，升降驱动器固定在基臂的表面，驱动杆一端连接到升降驱动器，另一端与传动杆基端通过转轴相连，传动杆远端固定在平行四边形结构的第一长边上；旋转驱动结构包括旋转驱动器、驱动杆和旋转轴承，驱动杆一端连接旋转驱动器，驱动杆另一端固定连接到旋转轴承的圆柱面，旋转轴承的上底面固定在基臂上。升降驱动器、旋转驱动器和伸缩驱动器的结构一样，一端设有伸缩杆；伸缩驱动结构包括伸缩驱动器和连接杆，伸缩驱动器连接到连接杆的一端，连接杆的另一端连接基板的底面；升降驱动器远离设有第一伸缩杆的一端通过托架旋转固定在基臂的表面，第一缩杆连接第一驱动杆远离传动杆的一端；卡爪固定在平行四边形结构的第一短边上，平行四边形结构的第二短边设置在基臂表面的导轨上；平行四边形结构的长边与短边之间可旋转连接；基板上表面一端设有圆柱杆，旋转轴承旋转包裹在圆柱杆外，另一端设有托架，托架与旋转驱动器远离第二伸缩杆一端旋转连接。

本实用新型所述的用于专业机床的机器人可以用作产品去除装置，也可以用作插件安装装置。

作为优选，卡爪固定在升降驱动结构中的平行四边形结构的第一短边上，从而不需要另外的驱动结构来控制卡爪的方向，同时减少卡爪在竖直方向上的位移，提高产品去除的速度和效率。

作为优选，伸缩驱动结构的连接杆固定在基板靠近圆柱杆一端的背面，如此可以减少本装置所需占用的空间和总尺寸。

作为优选，升降驱动器、旋转驱动器和伸缩驱动器的结构一样，均采用小位移的伸缩杆带动机器人运作，一方面降低本实用新型的制作难度、复杂度以及成本，另一方面提高了运作速度和效率。

作为优选，平行四边形结构通过转轴连接传动杆的一条长边上设有多个连接孔，因此可以根据具体需要选择连接位置，增强实用性。

本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：1、由于使用三个相同的驱动器，分别控制水平位移、旋转角度和竖直位移，简化了机械系统和控制系统，而且可以设置在专业机床的一角，所以减小了总的重量、尺寸和占用空间，降低了成本；2、由于采用卡爪先旋转角度，再进行水平位移和竖直位移的方式来抓取产品，所以减少了卡爪行进的总路程，提高了效率；3、由于采用连杆结构，所以能够确保卡爪在竖直方向上升降，提高抓取产品的精准度；4、由于卡爪的姿势维持不变，不需要旋转，所以提高了产品去除速度；5、由于平行四边形结构的一条长边上设有多个连接孔，因此可以根据具体需要选择连接位置和传动杆的长度，增强实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1的正视图。

图2为本实用新型实施例1的侧视图。

图3为本实用新型实施例1的部分剖面图。

图4为本实用新型实施例1的旋转驱动结构的平面视图。

图5为本实用新型实施例1的卡爪的工作原理图。

标号说明：1：产品去除装置；2：连杆结构；3：平行四边形结构；301：平行四边形的第一长边；302：平行四边形结构的第二短边；303：平行四边形的第二长边；304：平行四边形的第一短边；4：卡爪；5：基臂；6：导轨；7：传动杆；701：传动杆的基端；702：传动杆的远端；8：升降驱动结构；101：传动杆的长度；102：平行四边形结构的长边的长度；11：旋转驱动结构；12：伸缩驱动结构；21：A转轴；22：A轴承；23：第一驱动杆；24：伸缩驱动器；2401：第一伸缩杆；25：A托架；2601、2602、2603、2604：B转轴；2701、2702、2703、2704：B轴承；29：B转轴；30：C轴承；31：基臂；32：圆柱杆；33：旋转轴承；34：第二驱动杆；35：旋转驱动器；3501：第二伸缩杆；36：B托架；41：壳体；42：直线轴承；43：滑动器；44：伸缩驱动器；4401：第三伸缩杆；46：连接杆；51：固定台；52：拉杆；53：动型板；54：注压机；55：砂箱夹装置；56：平稳模具；61：容器；62：注压装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1至5所示，产品去除装置1由卡爪4、升降驱动结构8、旋转驱动结构11和伸缩驱动结构12组成，升降驱动结构包括升降驱动器24、第一驱动杆23、传动杆7和平行四边形结构3，旋转驱动结构11包括旋转驱动器35、第二驱动杆34和旋转轴承33，伸缩驱动结构12包括伸缩驱动器44和连接杆46，卡爪4固定在平行四边形结构3的第一短边304上，升降驱动结构8通过基臂5与旋转驱动结构11连接，旋转驱动结构11通过基板31与伸缩驱动结构12固定连接，伸缩驱动结构12固定在专业机床的壳体41上。

基臂5设置成水平延伸，水平而垂直于基臂5延伸方向的A转轴21通过A轴承22可旋转地连接到基臂5的一端。升降驱动器24设置在基臂5的表面上，与在基臂表面凸出的A转轴21的一端位于同一表面。升降驱动结构8包括A转轴21、升降驱动器24、第一驱动杆23和连杆结构2。连杆结构2通过A转轴21连接到基臂5一端，连杆结构2包括传动杆7与平行四边形结构3，平行四边形结构3包括形成平行四边形的第一长边301、第二长边303与第一短边304、第二短边302。第一长边301和第一短边304通过B转轴2601和B轴承2701可旋转地互相连接；第一长边301和第二短边302通过B转轴2602和B轴承2702可旋转的互相连接；第二短边302和第二长边303通过B转轴2603和B轴承2703可旋转的互相连接；第二长边303和第一短边304通过B转轴2604和轴承2704可旋转的互相连接。第二短边302可在水平固定在基臂5表面的导轨6上滑动。卡爪4由第一短边304支撑，其能够拾起并放下一个模制的产品。卡爪4头上通常设有负压吸引装置或者产品抓取装置，用以拾起产品。

升降驱动器24一端设有第一伸缩杆2401，第一伸缩杆2401远端可旋转地是连接到第一驱动杆23的一端，升降驱动器24远离第一伸缩杆2401的一端可旋转地耦合到固定在基臂5表面远离连接A转轴21一端的A托架25。第一驱动杆23的另一端固定连接凸出在基臂5表面的A转轴21一端固定连接，A转轴21另一端与传动杆7的基端701固定连接，传动杆7的远端702通过B转轴29固定连接到平行四边形结构3的第一长边301的中点位置。

升降驱动器24的工作过程为：如图1所示，当升降驱动器24控制第一伸缩杆2401伸时，带动第一驱动杆23顺时针运动，接着第一驱动杆23带动A转轴21顺时针运动，然后传动杆7也被A转轴21带动顺时针运动，随后在传动杆7的带动下，平行四边形结构第二短边302在导轨6上滑动，从而卡爪4在垂直于第二短边302的运动方向(即竖直方向)上向下运动。同理，当升降驱动器24控制第一伸缩杆2401缩时，卡爪4在垂直于第二短边302的运动方向(即竖直方向)上向上运动，从而实现卡爪4的上下升降运动。

平行四边形3的第一长边301的长度为102；即B转轴2601和2602之间的距离，传动杆7的长度为101；即B转轴29和A转轴21之间的距离。在本实施例中，传动杆7的长度101设置为平行四边形3的第一长边301长度102的一半。

基臂5靠近A托架25的一端的下侧面通过旋转轴承33与旋转驱动结构11固定连接。旋转驱动结构11设有向上凸出在水平的基板31一端表面的圆柱杆32和旋转包裹在圆柱杆32外面的旋转轴承33；基板31远离圆柱杆32的一端的表面固定有B托架36，其可旋转地连接旋转驱动器35一端；旋转驱动器35另一端设有第二伸缩杆3501，其远端可旋转地连接到第二驱动杆34的一端；第二驱动杆34的另一端固定连接到旋转轴承33的圆柱面上。

旋转驱动结构11的工作过程为：如图4所示，当旋转驱动器35控制第二伸缩杆3501伸时，第二伸缩杆3501带动第二驱动杆34逆时针旋转，第二驱动杆34又带动旋转轴承33逆时针旋转，然后基臂5被旋转轴承33带动绕圆柱杆32逆时针旋转到图4中虚线所示的位置。同理当旋转驱动器35控制第二伸缩杆3501缩时，基臂5回到图4中直线所示的位置，进而通过基臂5的旋转实现卡爪4的角度定位。

伸缩驱动结构12通过控制基臂5的伸缩来调节卡爪的水平位移。伸缩驱动结构12包括固定在壳体41表面的一对直线轴承42；连接着基板31底面的一对滑动器43，其可以在直线轴承42上滑动；壳体41的表面上设有伸缩驱动器44。伸缩驱动器44一端凸出有第三伸缩杆4401，其远端连接一端固定在基板31底面的连接杆46的另一端。因此，当第三伸缩杆4401伸缩时，基板31、基臂5及安装在其上的其他部件均随之伸缩，进而实现卡爪4的水平移动。

注压机54设置壳体41下方，注压机54包括砂箱夹装置55、注压装置62。砂箱夹装置55包括连接平稳模具56的固定台51、固定地设置在固定台51之外的驱动单元支撑台板(未标示)。四根拉杆(左上、右上、左下，右下)52设置于固定台51和驱动单元支撑台板之间。动型板53由拉杆52滑动支撑。同时壳体41连接到注压机54的固定台51的上端角落部分，容器61设置在注射装置62的旁边。

本实用新型的工作流程如下：

最初，产品去除装置1位于图1中的实线位置，卡爪4在其等候位置。相应地，当升降驱动器24启动后，第一伸缩杆2401向远端延伸，卡爪4全速下降。换言之，当A转轴21按顺时针旋转时，传动杆7的基端701也顺时针旋转。由于第一长边301的长度102设置为传动杆7的长度101的两倍，传动杆7的远端702连接到第一长边301的中间，第一长边301随着传动杆7的旋转而旋转。因此，第二短边302沿导轨6移动，第一短边304在垂直于第二短边302的运动方向上移动，即竖直向下移动。

当卡爪4到达图1中虚线表示的最低位置时，卡爪4被操作抓住一个模制的产品。随后，升降驱动器24启动，向远离壳体41的方向移动第一伸缩杆2401，以便把抓着产品的卡爪4升高到图1中实线表示的最高位置。随后，伸缩驱动结构12的伸缩驱动器44启动，向靠近固定台51的方向移动基臂5。

其次，如图4所示的，旋转驱动器35启动后，第二伸缩杆3501向远端活动。因此，旋转轴承33旋转，基臂5随之从图4中实线表示的位置旋转大约90°的角度到图4中虚线表示的位置。由于此旋转，卡爪4向在图4中箭头展示的方向旋转并到达容器61的上方。相应地，当卡爪4在此位置释放模制产品时，模制产品落进容器61。上述操作完成以后，卡爪4通过一个相反的动作返回到原来位置，因此完成一次去除操作。

图5展示了卡爪4的工作原理。

在本实用新型中，卡爪4姿势维持恒定，可直线地移动，而且由平行四边形结构3固定，即使是大型的模制产品，也可通过拉杆52之间的空间被平稳地去除而不干扰拉杆52。

平行四边形结构的第一长边301上设有多个连接孔，可以根据实际需要改变其与传动杆7的连接位置。另外，在本实施例中，本实用新型被用作一个产品去除装置，但本实用新型也可以用作插件安装装置，甚至改变卡爪的形状，用作贴片机等。

本实用新型的力学系统和控制系统可被简化，以减少总开支、尺寸和重量。特别地，可减少垂直方向所需要的空间，并提高产品去除的速度。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于专业机床的机器人，其特征是：包括卡爪(4)、升降驱动结构(8)、旋转驱动结构(11)和伸缩驱动结构(12)，所述卡爪(4)固定在所述升降驱动结构(8)上，所述升降驱动结构(8)通过基臂(5)与所述旋转驱动结构(11)连接，所述旋转驱动结构(11)通过基板(31)与所述伸缩驱动结构(12)连接；

所述的升降驱动结构(8)包括升降驱动器(24)、第一驱动杆(23)、传动杆(7)和平行四边形结构(3)，所述升降驱动器(24)固定在所述基臂(5)的表面，所述第一驱动杆(23)一端连接到所述升降驱动器(24)，另一端通过A转轴(21)连接到所述传动杆(7)的基端(701)，所述传动杆(7)的远端(702)连接到所述平行四边形结构(3)，所述卡爪(4)固定在所述平行四边形结构(3)的一条边上，所述平行四边形结构(3)中与固定所述卡爪(4)的边相对的一条边滑动固定在所述基臂(5)的表面；

所述旋转驱动结构(11)包括旋转驱动器(35)、第二驱动杆(34)和旋转轴承(33)，所述第二驱动杆(34)一端连接所述旋转驱动器(35)，另一端固定连接所述旋转轴承(33)，所述旋转轴承(33)固定在基臂(5)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于专业机床的机器人，其特征是：所述伸缩驱动结构(12)包括伸缩驱动器(44)和连接杆(46)，所述伸缩驱动器(44)通过所述连接杆(46)固定连接到所述基板(31)的底面。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于专业机床的机器人，其特征是：所述升降驱动器(24)、旋转驱动器(35)和伸缩驱动器(44)分别设有伸缩杆。

4.根据权利要求3所述的一种用于专业机床的机器人，其特征是：所述升降驱动器(24)远离设有所述第一伸缩杆(2401)的一端通过A托架(25)旋转固定在所述基臂(5)的表面，所述第一伸缩杆(2401)连接所述第一驱动杆(23)远离传动杆(7)的一端。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于专业机床的机器人，其特征是：所述卡爪(4)固定在所述平行四边形结构(3)的第一短边(304)上，所述平行四边形结构(3)的第二短边(302)设置在所述基臂(5)表面的导轨(6)上。

6.根据权利要求5所述的一种用于专业机床的机器人，其特征是：所述平行四边形结构(3)的长边(301和303)与短边(302和304)之间可旋转连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于专业机床的机器人，其特征是：所述卡爪(4)的姿势保持不变。

8.根据权利要求1或2所述的一种用于专业机床的机器人，其特征是：所述基板(31)上表面一端设有圆柱杆(32)，另一端设有B托架(36)，所述B托架(36)与所述旋转驱动器(35)远离第二伸缩杆(3501)一端旋转连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于专业机床的机器人，其特征是：所述旋转轴承(33)旋转包裹在所述圆柱杆(32)外。