CN205766152U - 一种四轴码垛机器人 - Google Patents
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Abstract
一种四轴码垛机器人，属于自动化设备技术领域。包括大臂（9）、与大臂（9）铰接的小臂（4）以及机械手（2），大臂（9）与小臂（4）之间设有带动小臂（4）摆动的小臂电机（6），其特征在于：所述大臂（9）与小臂（4）之间设有油缸（7），油缸（7）的两端分别与大臂（9）和小臂（4）转动连接，油缸（7）的轴线与大臂（9）的轴线相交，油缸（7）还连接有蓄能器（8），蓄能器（8）在机械手（2）下降时蓄能。机械手下降时，会将油缸内的液压油压入蓄能器内，机械手上升时，蓄能器内的高压液压油能够辅助小臂提升，在使用同样功率的小臂电机的条件下，本四轴码垛机器人能够对小臂电机的输出功率增加80%。
Description
技术领域
一种四轴码垛机器人，属于自动化设备技术领域。
背景技术
码垛机器人主要用于产品的码垛，从而将生产的产品按照一定的规律进行堆放。四轴码垛机器人是码垛机器人的一种，四轴码垛机器人主要由四个关节部分组成，能够实现四种运动，即腰部旋转、大臂上下摆动、小臂前后运动以及手腕回转运动，从而能够灵活的抓取产品，并将抓取的产品按照一定的规律堆放，以实现码垛。码垛机器人具有占地空间小、灵活度高、工作快速的特点。
四轴码垛机器人小臂的运动大多由电机驱动，电机通过减速机带动小臂运动，进而带动机械手运动，电机输出的扭矩要克服机械手以及抓取的产品的重力，由于小臂具有一定的长度，因此机械手以及产品的力矩较大，需要电机的输出扭矩较大。如何使用功率较小的电机抓取更多的产品，是制约四轴码垛机器人发展的一个重要问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够结构简单、油缸和蓄能器能够辅助小臂电机提升机械手、能量利用率高的四轴码垛机器人。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该四轴码垛机器人，包括大臂、与大臂铰接的小臂以及机械手，大臂与小臂之间设有带动小臂摆动的小臂电机，其特征在于：所述大臂与小臂之间设有油缸，油缸的两端分别与大臂和小臂转动连接，油缸的轴线与大臂的轴线相交，油缸还连接有蓄能器，蓄能器在机械手下降时蓄能。
优选的，所述的油缸下端铰接在大臂中下部，油缸的活塞杆与小臂转动连接，蓄能器安装在大臂一侧。
优选的，所述的小臂与油缸之间设有同步带，油缸的上端设置在小臂电机的一侧，同步带的一端固定在小臂电机上部或小臂电机远离油缸的一侧，另一端依次绕过小臂电机的下部和油缸上端后与油缸的活塞杆固定连接。
优选的，所述的蓄能器包括储能罐以及储能罐内的气囊，储能罐与油缸的内腔连通。
优选的，所述的小臂的摆动范围为0°~140°。
优选的，所述的油缸的最大输出扭矩小于小臂电机输出扭矩的80%。
与现有技术相比，本实用新型的四轴码垛机器人所具有的有益效果是：
1、在小臂带动机械手下降时，会将油缸内的液压油压入蓄能器储存，在小臂提升机械手时，蓄能器内的高压液压油能够辅助小臂提升，与普通的四轴码垛机器人相比，在使用同样功率的小臂电机的条件下，本实用新型的四轴码垛机器人能够对小臂电机的输出功率增加80%，提高了小臂电机的能量利用率，使同功率的小臂电机能够提升更大的重量。
2、小臂与油缸通过同步带相连，使小臂与油缸转动连接的位置可变，从而提高了小臂绕与大臂铰接轴的摆动范围。
3、液压油进入储能罐时压缩气囊内的气体，使储能罐内的压力增大进行储能，并对小臂的移动进行缓冲；当小臂提升时，气囊会将储能罐内的液压油压入油缸，并辅助小臂复位。
4、小臂的摆动范围为0°~140°，从而保证油缸与蓄能器能够更好的起到效果。
附图说明
图1为四轴码垛机器人的主视示意图。
图2为图1中A处的局部放大图。
图3为蓄能器的结构示意图。
图4为实施例2中四轴码垛机器人的主视示意图。
图中：1、底座 2、机械手 3、腕部电机 4、小臂 5、拉杆 6、小臂电机 7、油缸 701、缸体端盖 702、缸体 703、活塞杆 704、活塞 705、通气孔 8、蓄能器 801、充气阀 802、储能罐 9、大臂 10、大臂电机 11、同步带 12、加油口 13、压力表。
具体实施方式
图1~3是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~4对本实用新型做进一步说明。
一种四轴码垛机器人，包括大臂9、与大臂9铰接的小臂4以及机械手2，大臂9与小臂4之间设有带动小臂4摆动的小臂电机6，大臂9与小臂4之间设有油缸7，油缸7的两端分别与大臂9和小臂4转动连接，油缸7的轴线与大臂9的轴线相交，油缸7还连接有蓄能器8，蓄能器8在机械手2下降时蓄能。在小臂4带动机械手2下降时，会将油缸7内的液压油压入蓄能器8储存，在小臂4提升机械手2时，蓄能器8内的高压液压油能够辅助小臂4提升，与普通的四轴码垛机器人相比，在使用同样功率的小臂电机6的条件下，本实用新型的四轴码垛机器人能够对小臂电机6的输出功率增加80%，提高了小臂电机6的能量利用率，使同功率的小臂电机6能够提升更大的重量。
实施例1
如图1所示：底座1的上部安装有腰部电机，腰部电机上方安装有安装板，腰部电机和安装板之间设有减速机。腰部电机的输出轴与减速机的输入轴相连，减速机的输出轴与安装板相连，并带动安装板在水平面转动。
大臂9的下端交接在安装板的左侧上部，大臂电机10和对应的减速机安装在铰接处，大臂电机10的输出轴与减速机的输入轴相连，减速机的输出轴与大臂9相连，并带动大臂9绕与安装板的铰接轴摆动。大臂9与安装板之间也设有油缸7，油缸7的转动安装在安装板上，油缸7的活塞杆703与大臂9的下部转动连接。安装板上安装有蓄能器8，油缸7与蓄能器8连通。油缸7安装在大臂电机10和减速机的右侧，油缸7的轴线水平，油缸7的输出力矩在减速机承受力矩范围内，从而不会对减速机的机械性能造成影响。
小臂4的右端与大臂9的上端铰接，小臂电机6安装在大臂9和小臂4的铰接处，小臂电机6与小臂4之间设有减速机，小臂电机6的输出轴与减速机的输入轴相连，减速机的输出轴与小臂4相连，并带动小臂4绕与大臂9的铰接处摆动。油缸7的下端与大臂9的中下部转动连接，油缸7的活塞杆703与小臂4转动连接，且连接处设置在小臂电机6的左侧。蓄能器8安装在大臂9的右侧，油缸7与蓄能器8连通。当大臂9与小臂4的铰接点和小臂4与活塞杆703的铰接点的连线与油缸7的轴线垂直时，油缸7的扭矩最大，油缸7的最大扭矩小于减速机输出扭矩的80%，从而不会对减速机的机械性能产生影响。小臂4的摆动角度为0°~140°。
小臂4的左端转动连接有腕部电机3，腕部电机3的输出轴朝下竖直设置。腕部电机3与机械手2之间设有减速机，腕部电机3的输出轴与减速机的输入轴相连，减速机的输出轴与机械手2相连，并带动机械手2在水平面内转动。
该四轴码垛机器人还包括拉杆5，拉杆5包括横向拉杆、竖向拉杆以及连接件。连接件的转动安装在大臂9与小臂4的铰接处，横向拉杆的左端与腕部电机3转动连接，右端与连接件左侧的端头转动连接，竖向拉杆的上端与连接件右侧的端头转动连接，竖向拉杆的下端与安装板转动连接，从而使腕部电机3保持竖直状态，从而使机械手2保持水平状态。
如图2所示：小臂4与油缸7之间通过同步带11相连。油缸7的活塞杆703上端为中部上凸的弧形，活塞杆703的上端与小臂电机6的右侧下部紧密接触。同步带11的上端固定在小臂电机6的上方，下端依次绕过小臂电机6右侧、下部和活塞杆703上端后固定在活塞杆703的左侧。小臂4通过同步带11压紧活塞杆703，从而使活塞杆703与小臂4的铰接点的位置可变，进而增大了小臂4的摆动范围。
如图3所示：与小臂4铰接的油缸7包括缸体702、活塞杆703以及活塞704。缸体702为右端封闭的圆筒，活塞704可轴向滑动的设置在缸体702内，且活塞704与缸体702内壁之间密封设置，活塞杆703的左端与活塞704相连，右端伸出缸体702。缸体702的左端设有缸体端盖701，缸体端盖701将缸体702的左端封闭。
蓄能器8包括储能罐802以及储能罐802内的气囊。气囊设置在储能罐802的右侧。气囊内充有氮气。储能罐802的右端设有充气阀801，充气阀801与储能罐802内的气囊相连通，通过充气阀801可以向气囊内充入氮气。储能罐802的左端通过油管与缸体702位于活塞704左侧的内腔连通。油管上设有压力表13和加油口12。
实施例2
如图4所示：实施例2和实施例1的区别在于：油缸7的活塞杆703的上端铰接在小臂4上，且铰接点位于小臂电机6的左侧。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种四轴码垛机器人，包括大臂（9）、与大臂（9）铰接的小臂（4）以及机械手（2），大臂（9）与小臂（4）之间设有带动小臂（4）摆动的小臂电机（6），其特征在于：所述大臂（9）与小臂（4）之间设有油缸（7），油缸（7）的两端分别与大臂（9）和小臂（4）转动连接，油缸（7）的轴线与大臂（9）的轴线相交，油缸（7）还连接有蓄能器（8），蓄能器（8）在机械手（2）下降时蓄能。
2.根据权利要求1所述的四轴码垛机器人，其特征在于：所述的油缸（7）下端铰接在大臂（9）中下部，油缸（7）的活塞杆（703）与小臂（4）转动连接，蓄能器（8）安装在大臂（9）一侧。
3.根据权利要求2所述的四轴码垛机器人，其特征在于：所述的小臂（4）与油缸（7）之间设有同步带（11），油缸（7）的上端设置在小臂电机（6）的一侧，同步带（11）的一端固定在小臂电机（6）上部或小臂电机（6）远离油缸（7）的一侧，另一端依次绕过小臂电机（6）的下部和油缸（7）上端后与油缸（7）的活塞杆（703）固定连接。
4.根据权利要求1或2所述的四轴码垛机器人，其特征在于：所述的蓄能器包括储能罐（802）以及储能罐（802）内的气囊，储能罐（802）与油缸（7）的内腔连通。
5.根据权利要求1所述的四轴码垛机器人，其特征在于：所述的小臂（4）的摆动范围为0°~140°。
6.根据权利要求1所述的四轴码垛机器人，其特征在于：所述的油缸（7）的最大输出扭矩小于小臂电机（6）输出扭矩的80%。
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|---|---|---|---|---|
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2016
- 2016-06-08 CN CN201620550725.2U patent/CN205766152U/zh active Active
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