CN204623940U - 一种装箱专用机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人领域，提供了一种装箱专用机器人。包括底座(10)；在底座(10)上的一侧设有大臂驱动组件(20)，大臂驱动组件(20)的输出端与大臂(21)的底端连接带动大臂(21)绕底座(10)转动；在底座(10)上的另一侧设有小臂驱动组件(30)，小臂驱动组件(30)的输出端通过第一连杆组件(31)与小臂(32)的一侧连接；小臂驱动组件(30)的输出端通过第一连杆组件(31)带动小臂(32)绕大臂(21)的顶端转动；小臂(32)的另一侧连接有末端构件(40)；末端构件(40)与底座(10)之间通过第二连杆组件(50)连接。本实用新型的两轴大臂展装箱专用机器人，节省电机电能和功率，臂展大，有效工作范围大，工作效率高，降低了成本。

Description

一种装箱专用机器人

【技术领域】

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种装箱专用机器人。

【背景技术】

目前机器人市场竞争激烈，其原因之一是产品类型接近、同质化严重。随着机器人产品的普及，行业专用机器人需求强烈，产品细分的必要性凸显。因此，申请人经过市场调研，发现在产品包装的装箱环节，尤其是高速灌装快速消费品(饮用水、饮料、油品等瓶装、罐装、桶装产品)的装箱环节，需要更合适的专用机器人产品。

现在市场上产品包装形式主要有以下几种：纸箱装入式、纸箱裹包式、纸箱套入式、热缩膜膜包式。其中纸箱装入式应用因其方式灵活、装入类型适应性好、应用覆盖面大、生产设备简单、性价比高等原因，市场容量占比最高。

现在市场上纸箱装入式包装设备种类主要有：龙门式专用装箱机和四轴码垛机器人，其共同动作特点是相邻输送线物料平行移载。龙门式专用装箱机的优点是负载重量大、价格适中，其缺点是占地面积大、节拍低、柔性低、故障率高；四轴码垛机器人的优点是稳定性好、节拍高、柔性好，其缺点是臂展大、占用空间大、价格较高，更主要的是大材小用(其中一轴和四轴这两个轴用不到)带来的功能浪费和费用损失。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种两轴大臂展装箱专用机器人，其节省电机电能和功率，节能环保，臂展大，有效工作范围大，工作效率高，降低了成本。

本实用新型采用如下技术方案：

一种装箱专用机器人，包括：

底座(10)；

在所述底座(10)上的一侧设有大臂驱动组件(20)，所述大臂驱动组件(20)的输出端与大臂(21)的底端连接，带动大臂(21)绕所述底座(10)转动；

在所述底座(10)上的另一侧设有小臂驱动组件(30)，所述小臂驱动组件(30)的输出端通过第一连杆组件(31)与小臂(32)的一侧连接；小臂(32)的底端与大臂(21)的顶端连接，小臂驱动组件(30)的输出端通过第一连杆组件(31)带动小臂(32)绕大臂(21)的顶端转动；

所述小臂(32)的另一侧连接有用于抓取被装箱物品的末端构件(40)；

所述末端构件(40)与底座(10)之间通过第二连杆组件(50)连接。

进一步地，所述第一连杆组件(31)包括下连杆(311)和后连杆(312)，所述小臂驱动组件(30)的输出端、下连杆(311)、后连杆(312)、小臂(32)和末端构件(40)依次转动连接。

进一步地，所述第二连杆组件(50)包括侧连杆(51)、三角件(52)和上连杆(53)，所述底座(10)、侧连杆(51)、三角件(52)、上连杆(53)和末端构件(40)依次转动连接。

进一步地，所述大臂(21)沿竖直方向设置，所述小臂(32)沿水平方向设置。

进一步地，所述上连杆(53)、侧连杆(51)和后连杆(312)呈长条状，侧连杆(51)和后连杆(312)沿竖直方向设置，上连杆(53)沿水平方向设置。

进一步地，所述小臂驱动组件(30)的输出端还与大臂(21)的底端连接。

进一步地，所述大臂驱动组件(20)包括大臂驱动电机，所述小臂驱动组件(30)包括小臂驱动电机。

进一步地，所述大臂驱动组件(20)的输出端与大臂(21)的底端固定连接。

进一步地，所述小臂(32)的底端与大臂(21)的顶端转动连接。

进一步地，所述末端构架(40)的底部连接有用于抓取被装箱物品的夹具。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型通过大臂驱动组件、大臂以及小臂驱动组件、小臂的两轴设计，完成了传统的机器人采用四轴才能完成的装箱工作，没有功能上的浪费和费用的损失；且通过大臂驱动组件→大臂绕底座转动，小臂驱动组件→下连杆→后连杆→拉动小臂绕大臂的顶端转动的设计，使本产品的臂展达到2200mm，有效行程达到150mm(上升)/750mm(平移)/650mm(下降)；

2、本实用新型在高处抓取被装箱的物品运送到低处，电机不用克服被装箱物品的重力做功，节能环保；

3、被装箱物品处于末端构件与小臂连接轴线的正下方，被装箱物品前进产生的惯性力不用电机承担，而是通过上连杆、三角件、侧连杆作用在底座上，这样电机能节省功率，节能环保；电机节省的电能和功率让机器人能搬运更多更重的物品，提高了效率，也能搬运的更快；

4、大臂和小臂可以采用焊接方式，适合小批量生产，使本产品的加工更加机动灵活。

【附图说明】

图1是本实用新型实施例提供的装箱专用机器人的结构示意图1；

图2是本实用新型实施例提供的装箱专用机器人的结构示意图2；

图3是本实用新型实施例提供的装箱专用机器人的结构示意图3。

附图标记：

底座10，大臂驱动组件20，大臂21，小臂驱动组件30，第一连杆组件31，下连杆311，后连杆312，小臂32，末端构件40，第二连杆组件50，侧连杆51，三角件52，上连杆53。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型实施例提供了一种装箱专用机器人，是一种在物料包装生产过程中专门用于物料装箱的关节型工业机器人设备，一般位于物料包装生产的装箱工序，可以将物料拾取后放入相邻的打开的箱体中，自动完成物料的装箱操作。如图1-3所示，装箱专用机器人包括如下部件：

底座10；在所述底座10上的一侧设有大臂驱动组件20，所述大臂驱动组件20的输出端与大臂21的底端连接，带动大臂21绕所述底座10转动；在所述底座10上的另一侧设有小臂驱动组件30，所述小臂驱动组件30的输出端通过第一连杆组件31与小臂32的一侧连接；小臂32的底端与大臂21的顶端连接，小臂驱动组件30的输出端通过第一连杆组件31带动小臂32绕大臂21的顶端转动；所述小臂32的另一侧连接有用于抓取被装箱物品的末端构件40；所述末端构件40与底座10之间通过第二连杆组件50连接。本实用新型的整体结构采用平衡杆结构形式，大臂21和小臂32可采用焊接件或铸造件。

具体地，所述大臂驱动组件20的输出端与大臂21的底端固定连接，所述小臂32的底端与大臂21的顶端转动连接。所述小臂驱动组件30的输出端还与大臂21的底端连接。

在一优选实施例中，所述第一连杆组件31包括下连杆311和后连杆312，所述小臂驱动组件30的输出端、下连杆311、后连杆312、小臂32和末端构件40依次转动连接。所述第二连杆组件50包括侧连杆51、三角件52和上连杆53，所述底座10、侧连杆51、三角件52、上连杆53和末端构件40依次转动连接。

在一优选实施例中，所述大臂21沿竖直方向设置，所述小臂32沿水平方向设置。所述上连杆53、侧连杆51和后连杆312呈长条状，侧连杆51和后连杆312沿竖直方向设置，上连杆53沿水平方向设置。

在一优选实施例中，所述大臂驱动组件20包括大臂驱动电机，所述小臂驱动组件30包括小臂驱动电机。

所述末端构架40的底部连接有用于抓取被装箱物品的夹具(图中未示出)。

本实用新型的工作原理是：

大臂驱动组件→大臂绕底座转动，小臂驱动组件→下连杆→后连杆→拉动小臂绕大臂的顶端转动。末端构件位置由小臂末端定水平位置和高度位置，末端构件在上连杆、三角件、侧连杆共同作用下，与大臂、小臂、底座形成两组平行四边形结构，保证末端构件底平面与水平地面平行运动，也即：末端构件、上连杆、小臂、三角件形成一个平行四边形传动，保证末端构件不能绕小臂末端转动，底座、三角件、侧连杆、大臂形成一个平行四边形传动，保证末端构件不能绕小臂末端转动。垂直于末端构件运动的平面，在较高处有输送线运送被装箱的物品运动，在较低处，有输送线运送箱子，被装箱的物品运动到机器人前方，末端构件上的夹具抓住被装箱的物品，在末端构件运动的平面内将物品移动到箱子内。

本实施例具有以下有益效果：

1、本实施例通过大臂驱动组件、大臂以及小臂驱动组件、小臂的两轴设计，完成了传统的机器人采用四轴才能完成的装箱工作，没有功能上的浪费和费用的损失；且通过大臂驱动组件→大臂绕底座转动，小臂驱动组件→下连杆→后连杆→拉动小臂绕大臂的顶端转动的设计，使本产品的臂展达到2200mm，有效行程达到150mm(上升)/750mm(平移)/650mm(下降)；

2、本实施例在高处抓取被装箱的物品运送到低处，电机不用克服被装箱物品的重力做功，节能环保；

3、被装箱物品处于末端构件与小臂连接轴线的正下方，被装箱物品前进产生的惯性力不用电机承担，而是通过上连杆、三角件、侧连杆作用在底座上，这样电机能节省功率，节能环保；电机节省的电能和功率让机器人能搬运更多更重的物品，提高了效率，也能搬运的更快；

4、大臂和小臂可以采用焊接方式，适合小批量生产，使本产品的加工更加机动灵活。

本实用新型采用新型机械结构和控制系统，提高了设备的负载能力，加大了设备的工作范围，提升了设备的工作节拍及生产效率，采用两轴大臂展设计，臂展达到2200mm，在有效行程150mm(上升)/750mm(平移)/650mm(下降)的情况下，最高节拍达5.0秒，重复定位精度达到0.8mm，能充分满足现有高速生产线的物料装箱需求。例如在36000瓶/小时的550ml瓶装水生产线中，一台机器人一次抓取4-5箱的瓶装水，在6.5-7.0秒(含夹具动作时间)左右即可完成装箱。针对目前市场上普遍采用的高速生产线，在其装箱生产环节，一台机器人即可适应。无需多台设置，降低了使用成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装箱专用机器人，其特征在于，包括：

底座(10)；

在所述底座(10)上的一侧设有大臂驱动组件(20)，所述大臂驱动组件(20)的输出端与大臂(21)的底端连接，带动大臂(21)绕所述底座(10)转动；

在所述底座(10)上的另一侧设有小臂驱动组件(30)，所述小臂驱动组件(30)的输出端通过第一连杆组件(31)与小臂(32)的一侧连接；小臂(32)的底端与大臂(21)的顶端连接，小臂驱动组件(30)的输出端通过第一连杆组件(31)带动小臂(32)绕大臂(21)的顶端转动；

所述小臂(32)的另一侧连接有用于抓取被装箱物品的末端构件(40)；

所述末端构件(40)与底座(10)之间通过第二连杆组件(50)连接。

2.如权利要求1所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述第一连杆组件(31)包括下连杆(311)和后连杆(312)，所述小臂驱动组件(30)的输出端、下连杆(311)、后连杆(312)、小臂(32)和末端构件(40)依次转动连接。

3.如权利要求2所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述第二连杆组件(50)包括侧连杆(51)、三角件(52)和上连杆(53)，所述底座(10)、侧连杆(51)、三角件(52)、上连杆(53)和末端构件(40)依次转动连接。

4.如权利要求1所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述大臂(21)沿竖直方向设置，所述小臂(32)沿水平方向设置。

5.如权利要求3所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述上连杆(53)、侧连杆(51)和后连杆(312)呈长条状，侧连杆(51)和后连杆(312)沿竖直方向设置，上连杆(53)沿水平方向设置。

6.如权利要求1所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述小臂驱动组件(30)的输出端还与大臂(21)的底端连接。

7.如权利要求1所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述大臂驱动组件(20)包括大臂驱动电机，所述小臂驱动组件(30)包括小臂驱动电机。

8.如权利要求1所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述大臂驱动组件(20)的输出端与大臂(21)的底端固定连接。

9.如权利要求1所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述小臂(32)的底端与大臂(21)的顶端转动连接。

10.如权利要求1所述的装箱专用机器人，其特征在于，所述末端构架(40)的底部连接有用于抓取被装箱物品的夹具。