CN207155806U - 大型重载荷机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大型重载荷机器人，包括机械臂和通过机械臂带动在空间内移动的工作装置,机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度转动连接于机座的内臂、绕竖直方向单自由度转动连接于内臂的外臂、用于驱动外臂相对于内臂转动的第一驱动装置以及用于驱动内臂相对于机座转动的第二驱动装置，内臂和外臂的重力产生的弯矩作用将分别由机座和内臂承担，而不会传递至第一或第二驱动装置(通常为减速电机)上，驱动装置的转轴仅仅为内臂相对于基座以及外臂相对于内臂的摆动提供转矩，本大型重载荷机器人采用长度和自重较大的机械臂，避免机械臂的重力产生的弯矩对驱动装置(通常为减速电机)造成破坏，从而大幅度提高大型重载荷机器人的作业范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及切割领域，具体是一种大型重载荷机器人。
背景技术
石材如大理石和花岗岩等在建筑中被广泛用作外部、内部或地板材料。这种石材以具有六面体形状的块体开采并被切割成多个板片，对于大批量的石材切割作业，通常利用大型重载荷机器人完成切割、打磨、搬运。
目前的大型重载荷机器人通常利用摆臂式机器人带动切割机在水平面内移动从而将切割机带动到最佳的切割位置，现有的摆臂式机器人利用减速电机驱动相邻两个机械臂在水平面内相对转动，减速电机的机体固定在其中一个机械臂上，减速电机的转轴沿竖直方向向下伸出并连接在另一个机械臂上并带动该机械臂转动，减速电机的这种连接方式为串联方式，此时，机械臂重力产生的弯矩将完全由减速电机的输出轴承担，因此，现有摆臂式机器人的臂展通常较短，切割机的移动范围有限。
为解决以上问题，需要一种臂展较长，能够大幅度提高切割机移动范围的大型重载荷机器人。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种臂展较长，能够大幅度提高切割机移动范围的大型重载荷机器人。
本实用新型的大型重载荷机器人，包括机械臂和通过所述机械臂带动在空间内移动的工作装置；所述机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度转动连接于所述机座的内臂、绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂的外臂、用于驱动所述外臂相对于内臂转动的第一驱动装置以及用于驱动所述内臂相对于机座转动的第二驱动装置；
进一步，所述工作装置为切割机、打磨机或搬运机械手；
进一步，所述内臂靠近其外端沿竖直方向设置有销轴；所述外臂靠近其内端设有与所述销轴对应的销孔；所述销孔内设有轴承并通过该轴承与销轴转动配合；
进一步，所述第一驱动装置的机体固定于所述内臂，第一驱动装置的输出轴传动连接于所述外臂并驱动外臂转动；
进一步，所述外臂内端形成叉形结构，并通过叉形结构卡于内臂的上下表面；
进一步，所述机座沿竖直方向设有立柱；所述内臂的内端设有用于与所述立柱转动配合的通孔；所述第二驱动装置的机体固定于所述机座，第二驱动装置的输出轴传动连接于所述内臂并驱动所述内臂相对于机座绕立柱转动；
进一步，所述通孔与立柱之间通过至少两个对置的圆锥滚子轴承进行转动配合；
进一步，所述机械臂还包括设置于所述外臂外端用于带动工作装置沿竖直方向进行升降的升降座和用于驱动升降座进行升降的升降驱动装置；
进一步，所述升降座沿竖直方向设有与外臂外端滑动配合的滑轨；所述升降座与外臂之间通过由升降驱动装置驱动的丝杆螺母机构实现升降；
进一步，所述工作装置为切割机，切割机包括固定于所述升降座的支架、固定于所述支架的切割驱动装置以及传动连接于所述切割驱动装置输出轴的切割刀具。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的大型重载荷机器人，机械臂的机座与内臂之间、内臂与外壁之间均绕竖直方向单自由度可转动连接，第一驱动装置和第二驱动装置分别对应驱动外臂相对于内臂转动以及内臂相对于机座转动，因此，本机器人第一驱动装置和第二驱动装置的连接是并联方式，与现有水平直角摆臂机器人的驱动装置的直接连接方式不同，内臂和外臂的重力产生的弯矩作用将分别由机座和内臂所承担，而不会传递至第一或第二驱动装置(通常为减速电机)上，驱动装置的转轴仅仅为内臂相对于基座以及外臂相对于内臂的摆动提供转矩，因此，本大型重载荷机器人可以采用长度和自重较大的机械臂，避免机械臂的重力产生的弯矩对驱动装置(通常为减速电机)造成破坏，从而大幅度提高大型重载荷机器人的作业范围。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图；
图4为图1中A处的局部放大图；
图5为图1中B处的局部放大图。
具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图，如图所示，本实施例中大型重载荷机器人，包括机械臂和通过机械臂带动在空间内移动的工作装置；机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度可转动连接与机座的內臂9以及绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂9的外臂，本实施例的大型重载荷机器人，机械臂的机座与内臂9之间，内臂9与外臂6之间均绕竖直方向可转动配合，因此，内臂9和外臂6的重力产生的弯矩作用将完全分别由机座和内臂9所承担，而不会传递至第一驱动装置7或第二驱动装置10(通常为减速电机)上，第一驱动装置7或第二驱动装置10的转轴仅仅为外臂6相对于内臂9以及内臂9相对于机座的摆动提供转矩，工作装置可为切割机、打磨机或搬运机械手并设置在外臂上，通过机械臂驱动其在水平方向平移至作业位置，因此，本大型重载荷机器人可以采用长度和自重较大的机械臂，避免机械臂的重力产生的弯矩对驱动装置(通常为减速机)造成破坏，从而大幅度提高大型重载荷机器人的作业范围。
本实施例中，内臂9靠近其外端沿竖直方向设置有销轴8；外臂6靠近其内端设有与销轴8配合的销孔；销孔内设有轴承并通过该轴承与销轴8转动配合，外臂6的自重通过轴承传递至销轴8，再通过销轴8传递至内臂9，销轴8的尺寸可根据外臂6的自重而定，这种连接方式一方面能够减小外臂6与内臂9相对转动产生的阻力，另一方面提高了外臂6与内臂9连接处的强度。
本实施例中，第一驱动装置7的机体固定于内臂9，其输出轴与销轴8同轴设置；同时，第一驱动装置7的输出轴传动连接于外臂6并驱动外臂6转动，摆动驱动装置7为减速电机，减速电机的输出轴上固定一连接盘；连接盘上开设安装孔，利用螺栓将连接盘与外臂6固定，使摆动驱动电机输出的动力能够传递至外臂6上。
本实施例中，外臂6内端形成叉形结构，并通过叉形结构卡于内臂9的上下表面，叉形结构包括上下两个叉体，销孔设置在叉体上，内臂9可插入上下叉体之间，再将销轴8穿入销孔中，这种结构能够有效减小销轴8受到的载荷，进一步提高内臂9与外臂6连接处的强度。
本实施例中；机座沿竖直方向设有立柱11；内臂9的内端设有用于与立柱11转动配合的通孔；第二驱动装置10用于驱动内臂9相对于机座绕立柱11转动，机座可固定于地面，立柱11通过圆锥滚子轴承与通孔配合，使内臂9可绕立柱11转动，立柱11外圆和通孔内圆上设有对圆锥滚子轴承进行轴向限位的定位轴肩，使通孔与立柱11之间保持相对固定，内臂9和外臂6共同产生的扭矩作用在立柱11上，通孔与立柱11之间通过圆锥滚子轴承以轴向固定的方式进行转动配合，圆锥滚子轴承能够承载内臂9竖直向下的作用力，旋转驱动装置10也为一减速电机，其机体通过一固定架同轴设置在立柱11上方，旋转驱动装置10的输出轴上固定一连接盘，连接盘下端与内臂9内端相互固定。
所述机械臂还包括设置于外臂6外端用于带动切割机沿竖直方向进行升降的升降座和用于驱动升降座进行升降的升降驱动装置4，升降驱动装置4也采用减速电机，通过螺旋传动机构将减速电机的转动转换为升降座的升降运动。
本实施例中，升降座沿竖直方向设有与外臂6外端滑动配合的滑轨；外臂6外端设有与滑轨配合的滑槽，使升降座与外臂6外端沿竖直方向往复滑动配合，升降座与外臂6之间通过由升降驱动装置4驱动的丝杆3螺母5机构实现升降，升降座沿竖直方向设有丝杆3，外臂6外端设有与丝杆3配合的螺母5，通过升降动力装置驱动丝杆3旋转可以带动整个升降座相对于外臂6上升或下降，其中，升降驱动装置沿水平方式设置在升降座上，升降驱动装置4的输出轴可通过一锥齿轮副或蜗轮蜗杆机构(蜗轮固定于丝杆，蜗杆固定于减速电机输出轴)将动力从升降驱动装置4传递至丝杆3。
本实施例中，切割机包括固定于升降座的支架、固定于支架的切割驱动装置2以及传动连接于切割驱动装置2输出轴的切割刀具1。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种大型重载荷机器人，其特征在于：包括机械臂和通过所述机械臂带动在空间内移动的工作装置；所述机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度转动连接于所述机座的内臂、绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂的外臂、用于驱动所述外臂相对于内臂转动的第一驱动装置以及用于驱动所述内臂相对于机座转动的第二驱动装置。
2.根据权利要求1所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述工作装置为切割机、打磨机或搬运机械手。
3.根据权利要求1所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述内臂靠近其外端沿竖直方向设置有销轴；所述外臂靠近其内端设有与所述销轴对应的销孔；所述销孔内设有轴承并通过该轴承与销轴转动配合。
4.根据权利要求2所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述第一驱动装置的机体固定于所述内臂，第一驱动装置的输出轴传动连接于所述外臂并驱动外臂转动。
5.根据权利要求3所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述外臂内端形成叉形结构，并通过叉形结构卡于内臂的上下表面。
6.根据权利要求4所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述机座沿竖直方向设有立柱；所述内臂的内端设有用于与所述立柱转动配合的通孔；所述第二驱动装置的机体固定于所述机座，第二驱动装置的输出轴传动连接于所述内臂并驱动所述内臂相对于机座绕立柱转动。
7.根据权利要求6所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述通孔与立柱之间通过至少两个对置的圆锥滚子轴承进行转动配合。
8.根据权利要求6所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述机械臂还包括设置于所述外臂外端用于带动工作装置沿竖直方向进行升降的升降座和用于驱动升降座进行升降的升降驱动装置。
9.根据权利要求8所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述升降座沿竖直方向设有与外臂外端滑动配合的滑轨；所述升降座与外臂之间通过由升降驱动装置驱动的丝杆螺母机构实现升降。
10.根据权利要求8所述的大型重载荷机器人，其特征在于：所述工作装置为切割机，切割机包括固定于所述升降座的支架、固定于所述支架的切割驱动装置以及传动连接于所述切割驱动装置输出轴的切割刀具。
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