CN205521460U - 一种工业机器人 - Google Patents

Abstract

一种工业机器人，包括机座，其特征在于还包括第一机械手和第二机械手，第一机械手和第二机械手左右并排安装在机座上；第一机械手包括第一物品取放装置以及能够驱动第一物品取放装置左右平移及前后平移的第一位置切换机构；第二机械手包括第二物品取放装置以及能够驱动第二物品取放装置升降及摆动的第二位置切换机构。本实用新型结构紧凑，动作灵活，且能够完成较为复杂的动作，实现物品的移动，工作效率高。此外，当需要实现的动作较为简单时，第一机械手和第二机械手也可以相互独立地并行工作，其中第一机械手将一个物品从起始位置移动到目标位置，第二机械手将另一个物品从起始位置移动到目标位置。

Description

一种工业机器人

技术领域

本实用新型涉及一种工业机器人。

背景技术

工业机器人通常用于将物品从某一位置取出，再将物品送到目标位置后释放，从而实现物品的移动。目前大多数工业机器人具有一个机械手，通常只能完成较为简单的动作，功能单一，适用性较差。而为了实现比较复杂的动作，往往需要多台工业机器人配合才能将物品从起始位置移动到目标位置，一方面增加设备成本，另一方面总体结构不够紧凑，占用较大的安装空间。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工业机器人，这种工业机器人结构紧凑，动作灵活，且能够完成较为复杂的动作。采用的技术方案如下：

一种工业机器人，包括机座，其特征在于还包括第一机械手和第二机械手，第一机械手和第二机械手左右并排安装在机座上；第一机械手包括第一物品取放装置以及能够驱动第一物品取放装置左右平移及前后平移的第一位置切换机构；第二机械手包括第二物品取放装置以及能够驱动第二物品取放装置升降及摆动的第二位置切换机构。

根据需要，上述工业机器人中，可以第一机械手在左、第二机械手在右，也可以第一机械手在右、第二机械手在左。第一机械手和第二机械手可以相互配合，完成一系列动作，将一个物品从起始位置移动到目标位置。第一机械手和第二机械手也可以相互独立地并行工作，其中第一机械手将一个物品从起始位置移动到目标位置，第二机械手将另一个物品从起始位置移动到目标位置。

以第一机械手在右、第二机械手在左为例，第一机械手与第二机械手配合，可完成以下一系列动作：第一位置切换机构先驱动第一物品取放装置向前平移至与物品起始位置对应的位置，然后驱动第一物品取放装置向左平移并抓取物品，接着再依次驱动第一物品取放装置及物品向右平移、向后平移；随后第一位置切换机构驱动第一物品取放装置及物品向左平移，此时第二物品取放装置处在第一物品取放装置左方，物品处在第一物品取放装置与第二物品取放装置之间；接着，第二物品取放装置抓取物品，同时第一物品取放装置释放物品，实现物品的交接；随后，第二位置切换机构驱动第二物品取放装置及物品下降一定高度，并使第二物品取放装置及物品摆动一定角度，将物品释放到目标位置上，完成一次取放物品的过程。第一物品取放装置将物品交接给第二物品取放装置后，第一位置切换机构驱动第一物品取放装置向右平移，再向前平移至与物品起始位置对应的位置，随后第一物品取放装置可再抓取下一个物品。第二物品取放装置将物品释放到目标位置上之后，第二位置切换机构驱动第二物品取放装置上升并往回摆动，使第二物品取放装置重新到达物品交接位置。这样，通过第一机械手与第二机械手的配合，可灵活改变物品在立体空间中的位置，并可改变物品的摆放方向或角度，实现物品的移动。

一种方案中，上述第一位置切换机构包括左右平移座、以及能够驱动左右平移座左右平移的左右平移机构，左右平移座上设有可前后平移的伸缩臂、以及能够驱动伸缩臂前后平移的前后平移机构，第一物品取放装置设于伸缩臂前端。上述第一物品取放装置用于取、放物品；左右平移机构能够驱动左右平移座、前后平移机构、伸缩臂和第一物品取放装置一起向左或向右平移一定距离；前后平移机构能够带动伸缩臂向前伸出或向后回缩一定距离，从而改变第一机械手的长度，使第一物品取放装置向前或向后平移一定距离。实际生产中，可对上述左右平移距离和伸缩距离进行调节，以满足生产需要。

优选方案中，上述左右平移机构包括左右平移电机、第一齿轮和第一齿条，左右平移电机固定安装在左右平移座上，第一齿轮可转动安装在左右平移座上并且与左右平移电机的动力输出轴传动连接，第一齿条沿左右方向设于机座上，第一齿轮与第一齿条相啮合；机座上设有沿左右方向延伸的左右平移导轨，左右平移座与左右平移导轨滚动配合或滑动配合（即左右平移座上设有与左右平移导轨配合的滚轮或者滑块）。左右平移电机驱动第一齿轮转动时，第一齿轮沿第一齿条移动，带动左右平移座、左右平移电机、前后平移机构、伸缩臂和第一物品取放装置一起沿左右平移导轨向左或向右平移。更优选上述左右平移导轨设有两个，左右平移座上设有两排滚轮（如滚轮设有四个且分成两排），两排滚轮与两左右平移导轨一一对应。上述左右平移电机通常采用伺服电机。

上述左右平移机构也可包括左右平移电机和第一水平螺杆，第一水平螺杆可转动安装在机座上并且沿左右方向延伸，左右平移座上设有与第一水平螺杆啮合的螺孔或螺母，左右平移电机的动力输出轴与第一水平螺杆一端传动连接；机座上设有沿左右方向延伸的左右平移导轨，左右平移座与左右平移导轨滚动配合或滑动配合。左右平移电机带动第一水平螺杆转动时，可带动左右平移座左右平移。上述左右平移电机通常采用伺服电机。

优选方案中，上述前后平移机构包括前后平移电机、第一同步带和两个第一同步带轮；两个第一同步带轮均可转动安装在左右平移座上，第一同步带为环形带，两个第一同步带轮共同将第一同步带张紧，第一同步带的两个直线段均为前后方向；前后平移电机固定安装在左右平移座上，前后平移电机的动力输出轴与一第一同步带轮传动连接；伸缩臂与第一同步带的一个直线段固定连接；左右平移座上设有沿前后方向延伸的前后平移导轨，伸缩臂与前后平移导轨滚动配合或滑动配合（即伸缩臂上设有与前后平移导轨配合的滚轮或者滑块）。前后平移导轨可引导伸缩臂更为平稳地伸缩。前后平移电机通常采用伺服电机。此外，也可以采用前后平移电机的动力输出轴通过传动机构带动第一同步带的一个直线段前后平移，而伸缩臂与第一同步带的另一个直线段固定连接的方式，使前后平移电机能够通过第一同步带驱动伸缩臂前后平移。

上述前后平移机构也可包括前后平移电机和第二水平螺杆，第二水平螺杆可转动安装在左右平移座上并且沿前后方向延伸，伸缩臂上设有与第二水平螺杆啮合的螺孔或螺母，前后平移电机的动力输出轴与第二水平螺杆一端传动连接；左右平移座上设有沿前后方向延伸的前后平移导轨，伸缩臂与前后平移导轨滚动配合或滑动配合（即伸缩臂上设有与前后平移导轨配合的滚轮或者滑块）。前后平移电机带动第二水平螺杆转动时，可带动伸缩臂前后平移。前后平移导轨可引导伸缩臂更为平稳地伸缩。前后平移电机通常采用伺服电机。

上述第一物品取放装置可包括第一吸盘架和设于第一吸盘架上的多个第一吸盘，第一吸盘架与伸缩臂连接。上述第一物品取放装置也可采用夹持装置，夹持装置可夹紧、松开物品，实现物品的取放。

另一种方案中，上述第一位置切换机构包括前后平移座、以及能够驱动前后平移座前后平移的前后平移机构，前后平移座上设有可左右平移的左右平移座、以及能够驱动左右平移座左右平移的左右平移机构，第一物品取放装置安装在左右平移座上。上述第一物品取放装置用于取、放物品；前后平移机构能够驱动前后平移座、左右平移机构、左右平移座和第一物品取放装置向前或向后一定距离；左右平移机构能够驱动左右平移座和第一物品取放装置一起向左或向右平移一定距离。实际生产中，可对上述前后平移距离和左右平移距离进行调节，以满足生产需要。上述第一物品取放装置可包括第一吸盘架和设于第一吸盘架上的多个第一吸盘，第一吸盘架与左右平移座连接。上述第一物品取放装置也可采用夹持装置，夹持装置可夹紧、松开物品，实现物品的取放。

优选方案中，上述第二位置切换机构包括升降座、以及能够驱动升降座升降的升降机构，升降座上设有摆动气缸，第二物品取放装置与摆动气缸的输出轴连接。升降机构可驱动升降座、摆动气缸及第二物品取放装置一起上升或下降一定高度；摆动气缸动作时，第二物品取放装置可绕摆动气缸的输出轴正向或反向摆动一定角度。实际生产中，可对上述升降高度和摆动角度进行调节，以满足生产需要。

更优选方案中，上述升降机构包括升降电机、第二同步带、第二同步带轮和至少一个压紧轮，第二同步带为条形带且为上下走向，第二同步带上端、下端均与机座连接，升降电机固定安装在升降座上，第二同步带轮和压紧轮均可转动安装在升降座上，第二同步带轮和压紧轮分别处于第二同步带两侧，升降电机的动力输出轴与第二同步带轮传动连接，第二同步带轮与第二同步带相啮合，压紧轮与第二同步带紧密接触。升降电机的动力输出轴与第二同步带轮之间的传动机构可包括减速器、第三同步带和第三同步带轮，第三同步带为环形带，升降电机的动力输出轴与减速器的动力输入轴连接，第三同步带轮安装在减速器的动力输出轴上，第三同步带轮通过第三同步带与第二同步带轮连接。上述升降电机通常采用伺服电机。更优选方案中，上述机座上设有上下走向的升降导轨，升降座上设有与升降导轨滑动配合的升降滑块，通过升降滑块与升降导轨的配合，可引导升降座更为平稳地升降。

上述升降机构也可包括升降电机和升降螺杆，升降螺杆可转动安装在机座上，升降螺杆为上下走向，升降电机固定安装在机座上，升降电机的动力输出轴与升降螺杆一端传动连接（升降电机的动力输出轴通常通过齿轮组或带传动机构等与升降螺杆下端传动连接），升降座上设有与升降螺杆相啮合的螺母或螺孔。上述升降电机通常采用伺服电机。更优选方案中，上述机座上设有上下走向的升降导轨，升降座上设有与升降导轨滑动配合的升降滑块，通过升降滑块与升降导轨的配合，可引导升降座更为平稳地升降。

上述第二物品取放装置可包括第二吸盘架和设于第二吸盘架上的多个第二吸盘，第二吸盘架与摆动气缸的输出轴连接。上述第二物品取放装置也可采用夹持装置，夹持装置可夹紧、松开物品，实现物品的取放。

本实用新型结构紧凑，动作灵活，且能够完成较为复杂的动作，实现物品的移动，工作效率高。此外，当需要实现的动作较为简单时，第一机械手和第二机械手也可以相互独立地并行工作，其中第一机械手将一个物品从起始位置移动到目标位置，第二机械手将另一个物品从起始位置移动到目标位置。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2是图1所示工业机器人的俯视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，这种工业机器人包括机座1、第一机械手2和第二机械手3，第一机械手2和第二机械手3左右并排安装在机座1上；第一机械手2包括第一物品取放装置21以及能够驱动第一物品取放装置21左右平移及前后平移的第一位置切换机构；第二机械手3包括第二物品取放装置31以及能够驱动第二物品取放装置31升降及摆动的第二位置切换机构。本实施例中第一机械手2在右、第二机械手3在左。

本实施例中，第一位置切换机构包括左右平移座22、以及能够驱动左右平移座22左右平移的左右平移机构，左右平移座22上设有可前后平移的伸缩臂23、以及能够驱动伸缩臂23前后平移的前后平移机构，第一物品取放装置21设于伸缩臂23前端。左右平移机构能够驱动左右平移座22、前后平移机构、伸缩臂23和第一物品取放装置21一起向左或向右平移一定距离；前后平移机构能够带动伸缩臂23向前伸出或向后回缩一定距离，从而改变第一机械手2的长度，使第一物品取放装置21向前或向后平移一定距离。

本实施例中，左右平移机构包括左右平移电机24、第一齿轮25和第一齿条26，左右平移电机24固定安装在左右平移座22上，第一齿轮25可转动安装在左右平移座22上并且与左右平移电机24的动力输出轴传动连接，第一齿条26沿左右方向设于机座1上，第一齿轮25与第一齿条26相啮合；机座1上设有沿左右方向延伸的左右平移导轨27，左右平移座22与左右平移导轨27滚动配合或滑动配合（即左右平移座22上设有与左右平移导轨27配合的滚轮或者滑块，例如，左右平移导轨27设有两个，左右平移座22上设有两排滑块215，两排滑块215与两左右平移导轨27一一对应）。左右平移电机24驱动第一齿轮25转动时，第一齿轮25沿第一齿条26移动，带动左右平移座22、左右平移电机24、前后平移机构、伸缩23和第一物品取放装置21一起沿左右平移导轨27向左或向右平移。左右平移电机24采用伺服电机。

本实施例中，前后平移机构包括前后平移电机28、第一同步带29和两个第一同步带轮210；两个第一同步带轮210均可转动安装在左右平移座22上，第一同步带29为环形带，两个第一同步带轮210共同将第一同步带29张紧，第一同步带29的两个直线段291均为前后方向；前后平移电机28固定安装在左右平移座22上，前后平移电机28的动力输出轴与一第一同步带轮210传动连接；伸缩臂23通过连接件211与第一同步带29的一个直线段291固定连接；左右平移座22上设有沿前后方向延伸的前后平移导轨212，伸缩臂23与前后平移导轨212滚动配合或滑动配合（即伸缩臂23上设有与前后平移导轨212配合的滚轮或者滑块，滑块可采用条形滑块），前后平移导轨212可引导伸缩臂23平稳地伸缩；前后平移电机28采用伺服电机。此外，也可以采用前后平移电机的动力输出轴通过传动机构带动第一同步带的一个直线段前后平移，而伸缩臂与第一同步带的另一个直线段固定连接的方式，使前后平移电机能够通过第一同步带驱动伸缩臂前后平移。

第一物品取放装置21包括第一吸盘架213和设于第一吸盘架213上的多个第一吸盘214，第一吸盘架213与伸缩臂23连接。

本实施例中，第二位置切换机构包括升降座32、以及能够驱动升降座32升降的升降机构，升降座32上设有摆动气缸33，第二物品取放装置31与摆动气缸33的输出轴连接。升降机构可驱动升降座32、摆动气缸33及第二物品取放装置31一起上升或下降一定高度；摆动气缸33动作时，第二物品取放装置31可绕摆动气缸33的输出轴正向或反向摆动一定角度。

本实施例中，升降机构包括升降电机34、第二同步带35、第二同步带轮和两个压紧轮36，第二同步带35为条形带且为上下走向，第二同步带35上端、下端均与机座1连接，升降电机34固定安装在升降座32上，第二同步带轮和压紧轮36均可转动安装在升降座32上，第二同步带轮和压紧轮36分别处于第二同步带35两侧，升降电机34的动力输出轴与第二同步带轮传动连接，第二同步带轮与第二同步带35相啮合，压紧轮36与第二同步带35紧密接触。升降电机34的动力输出轴与第二同步带轮之间的传动机构包括减速器37、第三同步带38和第三同步带轮39，第三同步带38为环形带，升降电机34的动力输出轴与减速器37的动力输入轴连接，第三同步带轮39安装在减速器37的动力输出轴上，第三同步带轮39通过第三同步带38与第二同步带轮连接。升降电机34采用伺服电机。机座1上设有上下走向的升降导轨310，升降座32上设有与升降导轨310滑动配合的升降滑块311，通过升降滑块311与升降导轨310的配合，可引导升降座32平稳地升降。

第二物品取放装置31包括第二吸盘架312和设于第二吸盘架312上的多个第二吸盘313，第二吸盘架312与摆动气缸33的输出轴连接。

下面简述一下本工业机器人的工作原理：

以第一机械手2在右、第二机械手3在左为例，第一机械手2与第二机械手3配合，可完成以下一系列动作：第一位置切换机构先驱动第一物品取放装置21向前平移至与物品起始位置对应的位置，然后驱动第一物品取放装置21向左平移并抓取物品（第一吸盘214吸住物品），接着再依次驱动第一物品取放装置21及物品向右平移、向后平移；随后第一位置切换机构驱动第一物品取放装置21及物品向左平移，此时第二物品取放装置31处在第一物品取放装置21左方，物品处在第一物品取放装置21与第二物品取放装置31之间；接着，第二物品取放装置31抓取物品（第二吸盘313吸住物品），同时第一物品取放装置21释放物品（第一吸盘214释放物品），实现物品的交接；随后，第二位置切换机构驱动第二物品取放装置31及物品下降一定高度，并使第二物品取放装置31及物品摆动一定角度，将物品释放到目标位置上（第二吸盘313释放物品），完成一次取放物品的过程。第一物品取放装置21将物品交接给第二物品取放装置31后，第一位置切换机构驱动第一物品取放装置21向右平移，再向前平移至与物品起始位置对应的位置，随后第一物品取放装置21可再抓取下一个物品。第二物品取放装置31将物品释放到目标位置上之后，第二位置切换机构驱动第二物品取放装置31上升并往回摆动，使第二物品取放装置31重新到达物品交接位置。这样，通过第一机械手2与第二机械手3的配合，可灵活改变物品在立体空间中的位置，并可改变物品的摆放方向或角度，实现物品的移动。

第一机械手2和第二机械手3也可以相互独立地并行工作，其中第一机械手2将一个物品从起始位置移动到目标位置，第二机械手3将另一个物品从起始位置移动到目标位置。

实际生产中，可对上述左右平移距离、伸缩距离、升降高度和摆动角度进行调节，以满足生产需要。

其他实施方案中，第一物品取放装置和第二物品取放装置也可采用夹持装置，夹持装置可夹紧、松开物品，实现物品的取放。

其他实施方案中，根据需要，也可以第一机械手在左、第二机械手在右。

其他实施方案中，左右平移机构也可包括左右平移电机和第一水平螺杆，第一水平螺杆可转动安装在机座上并且沿左右方向延伸，左右平移座上设有与第一水平螺杆啮合的螺孔或螺母，左右平移电机的动力输出轴与第一水平螺杆一端传动连接；机座上设有沿左右方向延伸的左右平移导轨，左右平移座与左右平移导轨滚动配合或滑动配合。左右平移电机带动第一水平螺杆转动时，可带动左右平移座左右平移。前后平移机构也可包括前后平移电机和第二水平螺杆，第二水平螺杆可转动安装在左右平移座上并且沿前后方向延伸，伸缩臂上设有与第二水平螺杆啮合的螺孔或螺母，前后平移电机的动力输出轴与第二水平螺杆一端传动连接；左右平移座上设有沿前后方向延伸的前后平移导轨，伸缩臂与前后平移导轨滚动配合或滑动配合（即伸缩臂上设有与前后平移导轨配合的滚轮或者滑块）。前后平移电机带动第二水平螺杆转动时，可带动伸缩臂前后平移。前后平移导轨可引导伸缩臂更为平稳地伸缩。前后平移电机通常采用伺服电机。

其他实施案中，第一位置切换机构也可包括前后平移座、以及能够驱动前后平移座前后平移的前后平移机构，前后平移座上设有可左右平移的左右平移座、以及能够驱动左右平移座左右平移的左右平移机构，第一物品取放装置安装在左右平移座上。前后平移机构能够驱动前后平移座、左右平移机构、左右平移座和第一物品取放装置向前或向后一定距离；左右平移机构能够驱动左右平移座和第一物品取放装置一起向左或向右平移一定距离。实际生产中，可对上述前后平移距离和左右平移距离进行调节，以满足生产需要。第一物品取放装置可包括第一吸盘架和设于第一吸盘架上的多个第一吸盘，第一吸盘架与左右平移座连接。第一物品取放装置也可采用夹持装置，夹持装置可夹紧、松开物品，实现物品的取放。

其他实施案中，升降机构也可包括升降电机和升降螺杆，升降螺杆可转动安装在机座上，升降螺杆为上下走向，升降电机固定安装在机座上，升降电机的动力输出轴与升降螺杆一端传动连接（升降电机的动力输出轴通常通过齿轮组或带传动机构等与升降螺杆下端传动连接），升降座上设有与升降螺杆相啮合的螺母或螺孔。上述升降电机通常采用伺服电机。优选机座上设有上下走向的升降导轨，升降座上设有与升降导轨滑动配合的升降滑块，通过升降滑块与升降导轨的配合，可引导升降座更为平稳地升降。

Claims (9)

1.一种工业机器人，包括机座，其特征在于还包括第一机械手和第二机械手，第一机械手和第二机械手左右并排安装在机座上；第一机械手包括第一物品取放装置以及能够驱动第一物品取放装置左右平移及前后平移的第一位置切换机构；第二机械手包括第二物品取放装置以及能够驱动第二物品取放装置升降及摆动的第二位置切换机构。

2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于：所述第一位置切换机构包括左右平移座、以及能够驱动左右平移座左右平移的左右平移机构，左右平移座上设有可前后平移的伸缩臂、以及能够驱动伸缩臂前后平移的前后平移机构，第一物品取放装置设于伸缩臂前端。

3.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于：所述左右平移机构包括左右平移电机、第一齿轮和第一齿条，左右平移电机固定安装在左右平移座上，第一齿轮可转动安装在左右平移座上并且与左右平移电机的动力输出轴传动连接，第一齿条沿左右方向设于机座上，第一齿轮与第一齿条相啮合；机座上设有沿左右方向延伸的左右平移导轨，左右平移座与左右平移导轨滚动配合或滑动配合。

4.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于：所述前后平移机构包括前后平移电机、第一同步带和两个第一同步带轮；两个第一同步带轮均可转动安装在左右平移座上，第一同步带为环形带，两个第一同步带轮共同将第一同步带张紧，第一同步带的两个直线段均为前后方向；前后平移电机固定安装在左右平移座上，前后平移电机的动力输出轴与一第一同步带轮传动连接；伸缩臂与第一同步带的一个直线段固定连接；左右平移座上设有沿前后方向延伸的前后平移导轨，伸缩臂与前后平移导轨滚动配合或滑动配合。

5.根据权利要求1－4任一项所述的工业机器人，其特征在于：所述第一物品取放装置包括第一吸盘架和设于第一吸盘架上的多个第一吸盘，第一吸盘架与伸缩臂连接。

6.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于：所述第二位置切换机构包括升降座、以及能够驱动升降座升降的升降机构，升降座上设有摆动气缸，第二物品取放装置与摆动气缸的输出轴连接。

7.根据权利要求6所述的工业机器人，其特征在于：所述升降机构包括升降电机、第二同步带、第二同步带轮和至少一个压紧轮，第二同步带为条形带且为上下走向，第二同步带上端、下端均与机座连接，升降电机固定安装在升降座上，第二同步带轮和压紧轮均可转动安装在升降座上，第二同步带轮和压紧轮分别处于第二同步带两侧，升降电机的动力输出轴与第二同步带轮传动连接，第二同步带轮与第二同步带相啮合，压紧轮与第二同步带紧密接触。

8.根据权利要求7所述的工业机器人，其特征在于：所述机座上设有上下走向的升降导轨，升降座上设有与升降导轨滑动配合的升降滑块。

9.根据权利要求1、6、7或8所述的工业机器人，其特征在于：所述第二物品取放装置包括第二吸盘架和设于第二吸盘架上的多个第二吸盘，第二吸盘架与摆动气缸的输出轴连接。