CN204893982U - 一种含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，包括连接体组件、夹爪装置及伺服传动装置，其中伺服传动装置由左右向夹爪伺服电机、前后向夹爪伺服电机以及传动齿轮等组成。实际工作中，通过伺服传动装置的两个伺服电机驱动，并经一级齿轮传动后带动夹爪运动，实现左右向夹爪和前后向夹爪的同步抓取或码放动作。本实用新型具有产品可靠性稳定、运行速度可精确控制，负荷范围广泛、工作效率高、可以在任意空间及环境例如高原、极寒、极热等地区适宜使用等优点。

Description

一种含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器

技术领域

本实用新型属于物流搬运自动化设备技术领域，涉及一种含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器。

背景技术

末端执行器是搬运机器人完成搬运物件作业的最终执行机构，它主要用于直接接触并完成搬运物件的抓取、移动以及码放等作业内容。目前公知的末端执行器的驱动方式主要有气动驱动、液压驱动以及电力驱动等方式，其中相对综合性能优良且应用范围较为广泛的是气动驱动方式，但气动驱动方式在实际应用中相应还存在有运行速度精确控制较难的缺点，而且由于气压不能太高，故其大多还只能用在中低负荷的末端执行器中。因此，目前本领域十分有必要觅求新的技术方案，以重新选择具有更优化动力引擎系统的上述执行器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种具有运行速率精确可控、允许作业负荷范围宽、工作效率高、作业适用于不同的地域及空间范围领域等优点的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案如下所述。

一种含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，包括连接体组件、夹爪装置以及设置在夹爪装置上方的用于驱动夹爪装置向心抓取物件的机电传动装置，其中，

夹爪装置由左右向夹爪固定体、前后向夹爪固定体、左右向夹爪和前后向夹爪组成，左右向夹爪固定体和前后向夹爪固定体相互正交设置并装接在连接体组件下部，左右向夹爪包括两个分别设置在左右向夹爪固定体两头的左右向移动夹爪，在两个左右向移动夹爪上各装有一副设置了左右向齿条的左右向夹爪驱动装置；前后向夹爪包括两个分别设置在前后向夹爪固定体两头的前后向移动夹爪，在两个前后向移动夹爪上各装有一副设置了前后向齿条的前后向夹爪驱动装置；

机电传动装置采用伺服传动装置，包括左右向夹爪伺服电机、前后向夹爪伺服电机、三个传动齿轮，左右向夹爪伺服电机及前后向夹爪伺服电机的输出端分别通过固定轴与传动齿轮一及传动齿轮二传动连接，传动齿轮三与传动齿轮二同轴设置，且传动齿轮三与传动齿轮一啮合在一起，传动齿轮二位于夹爪装置上两个左右向齿条之间并同时与该两个左右向齿条相啮合，传动齿轮三位于夹爪装置上两个前后向齿条之间并同时与该两个前后向齿条相啮合。实际工作中，通过伺服传动装置的两个伺服电机驱动，并经一级齿轮传动后带动齿条运动，实现左右向夹爪和前后向夹爪的同步抓取或码放动作。

上述含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器中，伺服传动装置包括装配有减速机一的左右向夹爪伺服电机、装配有减速机二的前后向夹爪伺服电机以及三个传动齿轮，两个减速机通过减速机固定体分别与左右向夹爪固定体及前后向夹爪固定体固定连接，两个减速机的输出端分别通过固定轴与传动齿轮一及传动齿轮二传动连接。实际工作中，通过伺服传动装置两个伺服电机驱动，经过减速机减速后，再经一级齿轮传动后带动齿条运动，最后实现左右向夹爪和前后向夹爪的同步抓取或码放动作。

上述含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器中，减速机固定体通过紧固螺栓连接在一块连接固定板上，连接固定板分别与左右向夹爪固定体、前后向夹爪固定体焊接在一起。

上述含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器中，左右向夹爪驱动装置由移动夹爪连接体一、左右向滑块、左右向直线轨道和左右向齿条组成，移动夹爪连接体一的上平面与左右向齿条通过螺栓连接，左右向直线轨道安装在左右向夹爪固定体上，左右向滑块固定在移动夹爪连接体一的下平面，并可在左右向直线轨道上运动，移动夹爪连接体一与左右向移动夹爪通过螺栓连接在一起。

上述含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器中，前后向夹爪驱动装置由移动夹爪连接体二、前后向滑块、前后向直线轨道和前后向齿条组成，移动夹爪连接体二的上平面与前后向齿条通过螺栓连接，前后向直线轨道安装在前后向夹爪固定体上，前后向滑块固定在移动夹爪连接体二的下平面，并可在前后向直线轨道上运动，移动夹爪连接体二与前后向移动夹爪通过螺栓连接在一起。

上述含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器中，传动齿轮三通过轴承与传动齿轮二同轴设置。

上述含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器中，三个传动齿轮均可以是由多个传动齿轮组成的多级传动齿轮组。

上述含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器中，由三个传动齿轮、左右向齿条和前后向齿条构成的齿轮齿条传动结构可采用同步带的传动结构替代。另外，本实用新型中夹爪运行时的导向方式也并不仅局限于滑块与直线轨道的导向方式，也可以采用导柱导套的导向方式。

本项实用新型所述的搬运机器人末端执行器由于巧妙的植入并有效的应用了性能优越的机电伺服系统，优化了动力引擎的驱动方式，故其与本领域公知的常规类型的执行器相比，具有产品可靠性稳定、产品综合性能更为卓越以及运行速率更加精准可控的特点，并且将常规末端执行器有限功能(负荷)适用范围得到了极大的扩展延伸。本实用新型能够适应于超乎常规作业环境的工作范围，例如在高原地域，过冷、过热的极限条件，失重、超重的作业区域空间等，都能够具备卓越的作业适应性能。故这种含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器在物流搬运自动化技术领域的应用中不失为一种新的产品技术创新发展方向。

附图说明

图1是本实用新型一个具体实施例的主视向结构示意图。

图2是图1所示实施例的侧视向结构示意图。

图3是图1所示实施例的俯视向结构示意图。

图4是该末端执行器中伺服传动装置的主视向结构示意图。

图5是图4的俯视向结构示意图。

图6是图2的I部放大图。

图7是左右向移动夹爪部分的主视向结构示意图。

图8是图7的左侧视向结构示意图。

图9是前后向移动夹爪部分的主视向结构示意图。

图10是图9的左侧视向结构示意图。

附图中各数字标号的名称分别是：1－连接体组件，2－左右向夹爪固定体，3－左右向夹爪，4－前后向夹爪固定体，5－前后向夹爪，6－伺服传动装置，7－左右向夹爪伺服电机，8－减速机一，9－减速机固定体，10－传动齿轮一，11－传动齿轮固定轴一，12－传动齿轮二，13－轴承，14－传动齿轮三，15－传动齿轮固定轴二，16－减速机二，17－前后向夹爪伺服电机，18－左右向移动夹爪，19－移动夹爪连接体一，20－左右向滑块，21－左右向直线轨道，22－左右向齿条，23－前后向移动夹爪，24－移动夹爪连接体二，25－前后向滑块，26－前后向直线轨道，27－前后向齿条，28－连接固定板。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际应用结构并不仅限于下述的实施例。

参见附图，本实用新型所述的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器包括连接体组件1、夹爪装置以及机电传动装置。

连接体组件1的上部与搬运机器人的腕部相连，下部与夹爪装置中的左右向夹爪固定体2和前后向夹爪固定体4通过螺栓相连接。

夹爪装置由左右向夹爪固定体2、前后向夹爪固定体4、左右向夹爪3和前后向夹爪5组成。左右向夹爪固定体2和前后向夹爪固定体4相互正交设置在连接体组件1下部，在左右向夹爪固定体2的两端分别设置由一个左右向移动夹爪18，在前后向夹爪固定体4的两端分别设置由一个前后向移动夹爪23。在左右向移动夹爪18上设置有左右向夹爪驱动装置，该装置的结构如图7所示，由移动夹爪连接体一19、左右向滑块20、左右向直线轨道21和左右向齿条22组成，移动夹爪连接体一19的上平面与左右向齿条22通过螺栓连接，左右向直线轨道21安装在左右向夹爪固定体2上，左右向滑块20固定在移动夹爪连接体一19的下平面，并可在左右向直线轨道21上运动，移动夹爪连接体一19与左右向移动夹爪18通过螺栓连接在一起。在前后向移动夹爪23设置有左右向夹爪驱动装置，该装置的结构如图8所示，由移动夹爪连接体二24、前后向滑块25、前后向直线轨道26和前后向齿条27组成，移动夹爪连接体二24的上平面与前后向齿条27通过螺栓连接，前后向直线轨道26安装在前后向夹爪固定体4上，前后向滑块25固定在移动夹爪连接体二24的下平面，并可在前后向直线轨道26上运动，移动夹爪连接体二24与前后向移动夹爪23通过螺栓连接在一起。

机电传动装置采用伺服传动装置6(其结构可参见图4和图5)，由左右向夹爪伺服电机7、减速机一8、减速机固定体9、连接固定板28、传动齿轮一10、传动齿轮固定轴一11、传动齿轮二12、轴承13、传动齿轮三14、传动齿轮固定轴二15、减速机二16、前后向夹爪伺服电机17等组成。左右向夹爪伺服电机7与减速机一8安装在一起，前后向夹爪伺服电机17与减速机二16安装在一起，均固定在减速机固定体9上，减速机固定体9通过紧固螺栓连接在连接固定板28上，连接固定板28分别与左右向夹爪固定体2及前后向夹爪固定体4焊接在一起，传动齿轮固定轴一11固定在减速机一8的输出端，可与减速机一8的输出端及传动齿轮一10一起运动。传动齿轮固定轴二15固定在减速机二16的输出端，可与减速机二16的输出端及传动齿轮二12一起运动。传动齿轮一10与传动齿轮三14啮合在一起，且传动齿轮三14通过轴承13安装在传动齿轮固定轴二15上。传动齿轮二12位于夹爪装置上的两个左右向齿条22之间并与该两个左右向齿条22相啮合，传动齿轮三14位于夹爪装置上的两个前后向齿条27之间并与该两个前后向齿条27相啮合(参见图3)。伺服电机(指左右向夹爪伺服电机7或前后向夹爪伺服电机)17运转时，带动传动齿轮二12或传动齿轮三14旋转，同时，传动齿轮二12或传动齿轮三14带动左右向齿条22或前后向齿条27作直线运动，从而实现左右向夹爪3或前后向夹爪5夹紧、放松的抓取或码放功能。

本实用新型具体结构设计上，传动的方式并不局限于齿轮齿条传动，也可以是同步带或其它多级的传动方式；夹爪运行时的导向方式不局限于滑块与直线轨道的导向方式，也可以是导柱导套的导向方式；另左右向夹爪3以及前后向夹爪5也不局限于附图所示的板式结构形式，亦适用具有仿生学手指机构类型的抓取结构形式。

Claims (8)

1.一种含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，其特征在于：包括连接体组件(1)、夹爪装置以及设置在夹爪装置上方用于驱动夹爪装置向心抓取物件的机电传动装置，其中，

夹爪装置由左右向夹爪固定体(2)、前后向夹爪固定体(4)、左右向夹爪(3)和前后向夹爪(5)组成，左右向夹爪固定体(2)和前后向夹爪固定体(4)相互正交设置并装接在连接体组件(1)下部，左右向夹爪(3)包括两个分别设置在左右向夹爪固定体(2)两头的左右向移动夹爪(18)，在两个左右向移动夹爪(18)上各装有一副设置了左右向齿条(22)的左右向夹爪驱动装置；前后向夹爪(5)包括两个分别设置在前后向夹爪固定体(4)两头的前后向移动夹爪(23)，在两个前后向移动夹爪(23)上各装有一副设置了前后向齿条(27)的前后向夹爪驱动装置；

机电传动装置采用伺服传动装置(6)，包括左右向夹爪伺服电机(7)、前后向夹爪伺服电机(17)、三个传动齿轮(10、12、14)，左右向夹爪伺服电机(7)及前后向夹爪伺服电机(17)的输出端分别通过固定轴与传动齿轮一(10)及传动齿轮二(12)传动连接，传动齿轮三(14)与传动齿轮二(12)同轴设置，且传动齿轮三(14)与传动齿轮一(10)啮合在一起，传动齿轮二(12)位于夹爪装置上两个左右向齿条(22)之间并同时与该两个左右向齿条(22)相啮合，传动齿轮三(14)位于夹爪装置上两个前后向齿条(27)之间并同时与该两个前后向齿条(27)相啮合。

2.根据权利要求1所述的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，其特征在于：所述的伺服传动装置(6)包括装配有减速机一(8)的左右向夹爪伺服电机(7)、装配有减速机二(16)的前后向夹爪伺服电机(17)、三个传动齿轮(10、12、14)，两个减速机(8、16)通过减速机固定体(9)分别与左右向夹爪固定体(2)及前后向夹爪固定体(4)固定连接，两个减速机(8、16)的输出端分别通过固定轴与传动齿轮一(10)及传动齿轮二(12)传动连接。

3.根据权利要求2所述的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，其特征在于：所述的减速机固定体(9)通过紧固螺栓连接在一块连接固定板(28)上，连接固定板(28)分别与左右向夹爪固定体(2)、前后向夹爪固定体(4)焊接在一起。

4.根据权利要求1所述的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，其特征在于：所述的左右向夹爪驱动装置由移动夹爪连接体一(19)、左右向滑块(20)、左右向直线轨道(21)和左右向齿条(22)组成，移动夹爪连接体一(19)的上平面与左右向齿条(22)通过螺栓连接，左右向直线轨道(21)安装在左右向夹爪固定体(2)上，左右向滑块(20)固定在移动夹爪连接体一(19)的下平面，并可在左右向直线轨道(21)上运动，移动夹爪连接体一(19)与左右向移动夹爪(18)通过螺栓连接在一起。

5.根据权利要求1所述的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，其特征在于：所述的前后向夹爪驱动装置由移动夹爪连接体二(24)、前后向滑块(25)、前后向直线轨道(26)和前后向齿条(27)组成，移动夹爪连接体二(24)的上平面与前后向齿条(27)通过螺栓连接，前后向直线轨道(26)安装在前后向夹爪固定体(4)上，前后向滑块(25)固定在移动夹爪连接体二(24)的下平面，并可在前后向直线轨道(26)上运动，移动夹爪连接体二(24)与前后向移动夹爪(23)通过螺栓连接在一起。

6.根据权利要求1所述的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，其特征在于：所述的传动齿轮三(14)通过轴承(13)与传动齿轮二(12)同轴设置。

7.根据权利要求1或2所述的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，其特征在于：所述的三个传动齿轮(10、12、14)均可以是由多个传动齿轮组成的多级传动齿轮组。

8.根据权利要求1或2所述的含有机电伺服系统的搬运机器人末端执行器，其特征在于：由三个传动齿轮(10、12、14)、左右向齿条(22)和前后向齿条(27)构成的齿轮齿条传动结构可采用同步带的传动结构替代。