CN210232126U - 送料机器人 - Google Patents

Abstract

一种送料机器人，包括：能够在X‑Y平面内进行旋转动作的第一旋转机构，能够在X‑Y平面内进行旋转动作的第二旋转机构以及能够在Z轴上进行升降动作的升降机构，第一旋转机构设置在升降机构上，第二旋转机构设置在第一旋转机构上，本实用新型共设置有四个部分，分别为第一旋转机构、第二旋转机构(在第二旋转机构上设置了夹持组件)、升降机构以及夹持组件，通过上述四个部分的协作，能够使得本实用新型具有四个自由度，这样可以提高本实用新型对工件定位的灵活性。本实用新型的优点在于：本实用新型的送料机器人结构简单、精度高、适用范围广，成本低，工件夹持方式可根据需要自行定制。

Description

送料机器人

技术领域

本实用新型涉及组装设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种送料机器人。

背景技术

在工业生产中，人们为配合设备生产从事简单、单调、重复性的搬运或装配的工作，同时，还要忍受生产中所产生的各种噪声以及高温等恶劣工作环境。针对这种现象，可采用自动化机械手臂代替人工完成单调重复的工作，即利用机械手臂自动将所需工件装载到工位上，待工件加工完成后，机械手臂再从工位上取出工件。

随着工业生产要求的不断提高，对于机械手臂的加工精度也提出了更高的要求，例如：机械手臂能够精准定位工件，并准确无误地固定到工位上；要求机械手臂能够快速地完成上下料操作，加快送料机器人的节拍。

然而，受到工位夹具精度的限制等原因，现有的机械手臂很难满足上述要求，另外，现有技术中的机械手臂还存在结构复杂、节拍慢、成本高等技术问题。

综上所述，如何解决现有技术中机械手臂所存在的结构复杂，动作精度较低的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、动作控制精度较高的工业生产零件装配用机械化操作系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种送料机器人，包括：能够在X-Y平面内进行旋转动作的第一旋转机构，所述第一旋转机构包括有第一驱动组件，与所述第一驱动组件动力连接有第一支臂，所述第一支臂通过所述第一驱动组件的驱动能够在X-Y平面内进行旋转动作；能够在X-Y平面内进行旋转动作的第二旋转机构，所述第二旋转机构包括有第二驱动组件，与所述第二驱动组件动力连接有第二支臂，所述第二支臂通过所述第二驱动组件的驱动能够在X-Y平面内进行旋转动作，所述第二驱动组件固定设置于所述第一支臂上，于所述第二支臂上设置有用于对工件进行夹持的夹持组件；能够在Z轴上进行升降动作的升降机构，所述升降机构包括有滑台，于所述滑台上沿Z轴方向设置有可直线滑动的滑块，于所述滑台上设置有第三驱动组件，所述第三驱动组件与所述滑块动力连接，用于驱动所述滑块在Z轴方向进行往复运动，所述第一驱动组件固定设置于所述滑块上。

优选地，所述第一驱动组件包括有第一外壳，所述第一外壳包括有第一外壳前端，于所述第一外壳前端的内部啮合设置有第一柔轮，于所述第一外壳内设置有第一转子，所述第一转子通过第一柔性轴承与所述第一柔轮动力连接、并用于驱动所述第一柔轮在所述第一外壳前端内旋转，与所述第一柔轮连接有第一负载连接轴，所述第一外壳设置于所述滑块上，所述第一负载连接轴与所述第一支臂动力连接。

优选地，所述第二驱动组件包括有第二外壳，所述第二外壳包括有第二外壳前端，于所述第二外壳前端的内部啮合设置有第二柔轮，于所述第二外壳内设置有第二转子，所述第二转子通过第二柔性轴承与所述第二柔轮动力连接、并用于驱动所述第二柔轮在所述第二外壳前端内旋转，与所述第二柔轮连接有第二负载连接轴，所述第二外壳设置于所述第一支臂上，所述第二负载连接轴与所述第二支臂动力连接。

优选地，所述第三驱动组件包括有设置于所述滑台上的滚轴丝杠以及第三驱动电机，所述第三驱动电机与所述滚轴丝杠动力连接、并用于驱动所述滚轴丝杠在所述滑台上进行旋转，所述滑块与所述滚轴丝杠螺纹配合；于所述滑台上设置有滑轨，所述滑块上设置有与所述滑轨滑动配合的滑槽，所述滑轨长度方向与所述滚轴丝杠的轴线平行。

优选地，于所述滑块上设置有安装架，所述第一驱动组件设置于所述安装架上，所述第一支臂上设置有可与所述安装架相抵、用于对所述第一支臂进行转动限位的第一限位块。

优选地，于所述第二支臂上设置有可与所述第一支臂相抵、用于对所述第二支臂进行转动限位的第二限位块。

优选地，于所述第一驱动组件的外侧罩设有第一防护罩；于所述第二驱动组件的外侧罩设有第二防护罩。

优选地，本实用新型还包括调节组件，所述调节组件包括有第四驱动电机，于所述第四驱动电机上设置有旋转轴；所述第四驱动电机设置于所述第二支臂上并与所述第二驱动组件在所述第二支臂上同侧设置，所述第四驱动电机设置于所述第二防护罩内，所述旋转轴伸出至所述第二防护罩的外侧。

优选地，所述夹持组件包括有夹持装置以及与所述夹持装置连接用以驱动所述夹持装置完成工件夹持动作的夹持驱动器。

优选地，所述夹持装置为夹持手臂，所述夹持驱动器为与所述夹持手臂动力连接的气动系统；或，所述夹持装置为真空吸盘，所述夹持驱动器为与所述夹持装置连接的真空发生器；或，所述夹持装置为电磁吸附装置，所述夹持驱动器为与所述夹持装置连接的电磁控制器。

本实用新型提供了一种送料机器人，在本实用新型中，该送料机器人包括：能够在X-Y平面内进行旋转动作的第一旋转机构，能够在X-Y平面内进行旋转动作的第二旋转机构以及能够在Z轴上进行升降动作的升降机构，第一旋转机构设置在升降机构上，第二旋转机构设置在第一旋转机构上，本实用新型共设置有四个部分，分别为第一旋转机构、第二旋转机构(在第二旋转机构上设置了夹持组件)、升降机构以及夹持组件，通过上述四个部分的协作，能够使得本实用新型具有四个自由度，这样可以提高本实用新型对工件定位的灵活性。

通过上述结构设计，本实用新型利用第一旋转机构以及第二旋转机构的联合控制，能够实现夹持组件在X-Y平面内唯一位置的定位，升降机构则能够实现其在Z轴上的定位，通过对各机构的联合控制，能够改变驱动模组和机械手臂变换位姿，使得夹持装置运动到工件存放处，再抓取工件并进行移动，待机械手运动到指定位姿时，放置工件，从而实现自动运送工件。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的送料机器人结构简单、精度高、适用范围广，成本低，工件夹持方式可根据需要自行定制。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型实施例中送料机器人的外观轴测示意图；

图2为本实用新型实施例中送料机器人的内部结构轴测示意图；

图3为本实用新型实施例中送料机器人上第一驱动组件的外部结构示意图；

图4示出了本实用新型送料机器人的工作范围示意图；

附图标记说明：

第一驱动组件1、第一支臂2、第二驱动组件3、第二支臂4、滑台5、滑块6、第一外壳7、第一负载连接轴8、安装架9、调节组件10。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1至图4，其中，图1示出了本实用新型送料机器人的实施例的外观轴测示意图；图2示出了本实用新型送料机器人的实施例的内部结构轴测示意图(部分)；图3示出了本实用新型送料机器人的实施例的一体电机结构示意图；图4示出了本实用新型送料机器人的实施例的工作范围。

本实用新型提供了一种送料机器人，用于实现机械加工中，零件的空间定位与装配。

在本实用新型中，该送料机器人包括如下组成部分：

第一部分、能够在X-Y平面内进行旋转动作的第一旋转机构

本实用新型提供的送料机器人需要安装到台架或者其他固定架上，以送料机器人的安装面为X-Y平面构建一个虚拟的三维坐标，基于该虚拟的三维坐标，第一旋转机构的结构如下：包括有第一驱动组件1，与第一驱动组件1动力连接有第一支臂2，第一支臂2通过第一驱动组件1的驱动能够在X-Y平面内进行旋转动作。

第一驱动组件1包括有第一外壳7，第一外壳7包括有第一外壳前端，于第一外壳前端的内部啮合设置有第一柔轮，于第一外壳7内设置有第一转子，第一转子通过第一柔性轴承与第一柔轮动力连接、并用于驱动第一柔轮在第一外壳前端内旋转，与第一柔轮连接有第一负载连接轴8，第一外壳7设置于滑块6上，第一负载连接轴8与第一支臂2动力连接。

第二部分、能够在X-Y平面内进行旋转动作的第二旋转机构

第二旋转机构包括有第二驱动组件3，与第二驱动组件3动力连接有第二支臂4，第二支臂4通过第二驱动组件3的驱动能够在X-Y平面内进行旋转动作，第二驱动组件3固定设置于第一支臂2上，于第二支臂4上设置有用于对工件进行夹持的夹持组件。

第二驱动组件3包括有第二外壳，第二外壳包括有第二外壳前端，于第二外壳前端的内部啮合设置有第二柔轮，于第二外壳内设置有第二转子，第二转子通过第二柔性轴承与第二柔轮动力连接、并用于驱动第二柔轮在第二外壳前端内旋转，与第二柔轮连接有第二负载连接轴，第二外壳设置于第一支臂2上，第二负载连接轴与第二支臂4动力连接。

第二旋转机构设置在第一旋转机构上，通过两个旋转机构的配合，能够实现在X-Y平面内任意位置的定位。

第三部分、能够在Z轴上进行升降动作的升降机构

升降机构包括有滑台5，于滑台5上沿Z轴方向设置有可直线滑动的滑块6，于滑台5上设置有第三驱动组件，第三驱动组件与滑块6动力连接、用于驱动滑块6在Z轴方向进行往复运动，第一驱动组件1固定设置于滑块6上。

具体地，第三驱动组件包括有设置于滑台5上的滚轴丝杠以及第三驱动电机，第三驱动电机与滚轴丝杠动力连接、并用于驱动滚轴丝杠在滑台5上进行旋转，滑块6与滚轴丝杠螺纹配合；于滑台5上设置有滑轨，滑块6上设置有与滑轨滑动配合的滑槽，滑轨长度方向与滚轴丝杠的轴线平行。

第三驱动电机相对于滑台5固定设置，其通过皮带传动系统或者是齿轮传动系统与滚轴丝杠动力连接，滚轴丝杠在滑台5上转动，在滚轴丝杠上设置滑块6，滑块6与滚轴丝杠螺纹配合，能够将滚轴丝杠的旋转运动转换成直线运动。

为了便于第一驱动组件1的安装，本实用新型于滑块6上设置有安装架9，第一驱动组件1设置于安装架9上。具体地，安装架9采用金属构件结构设计，其底部设置了重载连接器，用于对线缆和设备连接头提供有效地保护，从而提升电气连接系统的可靠性。

由上述可知，第一支臂2以及第二支臂4均可以在X-Y平面转动，为了对第一支臂2以及第二支臂4的转动进行限位，本实用新型提出了如下结构优化：于第一支臂2上设置有可与安装架9相抵、用于对第一支臂2的转动进行限位的第一限位块；于第二支臂4上设置有可与第一支臂2相抵、用于对第二支臂4的转动进行限位的第二限位块。

在不同领域中，零件装配的工作环境也各有不同，例如工作环境湿度较大，或者是工作环境扬尘较多。为了提高本实用新型的适应性，降低潮湿以及粉尘对电子设备的影响，本实用新型在第一驱动组件1的外侧罩设有具有防尘防水功能的第一防护罩；于第二驱动组件3的外侧罩设有具有防尘防水功能的第二防护罩。

在此需要说明的是：第一防护罩以及第二防护罩以防护为主，其在安装时，还可以在安装缝隙处设置橡胶密封，以提高防护罩的防护能力。如果防护罩内部的电子设备具有部分结构需要设置到防护罩的外侧，则还可以在防护罩上设置具有密封性能的接头来保证密封性。

在本实用新型中，所有电机及电缆均被保护起来以防止灰尘及防潮，工件夹持方式可根据需要自行定制。

具体地，升降机构包括有滑台5，在滑台5上设置了直线导轨，在滑台5内部内置了伺服电机，并在滑台5上安装有滚轴丝杠以及与滚轴丝杠配合的滑块6。由伺服电机驱动滚轴丝杠旋转，将回转运动转化为滑块6的直线运动，第一旋转机构安装在滑块6上，从而实现了机械手臂在竖直方向上的移动。

本实用新型在第一支臂2以及第二支臂4上均设置有限位块，即在第一支臂2以及第二支臂4上通过螺纹安装的方式设置了限位销钉，通过限位块对第一支臂2以及第二支臂4的旋转进行限位，从而使得第一支臂2以及第二支臂4的旋转角度范围为±130°，设置限位块的目的为防止碰撞到直线模组或其他部件。

第四部分、用于对工件进行机械夹持的夹持组件

夹持组件用于对工件进行机械化夹持，配合夹持组件使用的还有调节组件10。

具体地，调节组件10包括有第四驱动电机，于第四驱动电机上设置有旋转轴；第四驱动电机设置于第二支臂4上并与第二驱动组件3在第二支臂4上同侧设置，第四驱动电机设置于第二防护罩内，旋转轴伸出至第二防护罩的外侧。

夹持组件设置在第二支臂4上，夹持组件包括有夹持装置以及与夹持装置连接用以驱动夹持装置完成工件夹持动作的夹持驱动器。

在本实用新型的一个实施方式中，夹持装置为夹持手臂，夹持驱动器为与夹持手臂动力连接的气动系统，夹持手臂包括有一个或者多个活动关节，气动系统包括有气缸，气缸与活动关节连接、由气缸驱动活动关节动作从而实现工件夹持与放开。

在本实用新型的另一个实施方式中，夹持装置为真空吸盘，夹持驱动器为与夹持装置通过真空管路连接的真空发生器，真空吸盘与工件接触后，真空发生器启动，真空吸盘能够吸附工件，真空发生器停止运行后，真空吸盘失去对工件的吸附力，从而将工件放开。

在本实用新型又一个实施方式中，夹持装置为电磁吸附装置，夹持驱动器为与夹持装置连接的电磁控制器。电磁吸附装置可以产生磁力，利用磁力来吸引金属(主要是钢材工件)工件。

本实用新型设置的夹持组件，其主要用于实现工件夹持，在本实用新型的一个具体实施方式中，气动系统包括有气源、电磁阀(控制功能)，利用电磁阀控制气流推动气缸，气缸带动活动关节进而对工件进行夹持，从而实现工件送入工位或取出工位的目的。

在本实用新型的其他实施方式中，电磁阀可根据夹持需要进行适当修改，例如，若采用真空吸附方式时，可将电磁阀替换为真空发生器；若采用电磁吸附方式时，将电磁阀替换为电磁吸盘。进一步地，为增加送料机器人上下料的速度，减轻机器人重量，采用质量较轻、体积较小、精度较高的一体电机，一体电机是一种由伺服电机、谐波减速器、编码器及制动器等核心零部件按一定方式高度集成为一体的模块化产品。本实用新型提供的一体电机上谐波减速器采用固定柔轮，钢轮输出的方式，其减速比为谐波减速器标示。

调节组件10设置于第二支臂4上、用于实现工件在Z轴方向上姿态的调整。

在本实用新型的一个实施方式中，夹持组件包括有气管接口组件，于气管结构口组件的出气端设置有电磁阀，与电磁阀连接有气缸，气缸设置有可在Z轴方向上进行伸缩动作的气缸轴，气缸设置于第二支臂4上。

通过上述结构设计，本实用新型共设置有四个部分，分别为第一旋转机构、第二旋转机构(在第二旋转机构上设置了夹持组件)、升降机构以及夹持组件，通过上述四个部分的协作，能够使得本实用新型具有四个自由度，这样可以提高本实用新型对工件定位的灵活性。

通过控制器控制本实用新型中全部电子设备的运行，以改变驱动模组和机械手臂变换位姿，使得末端夹具运动到工件存放处，再抓取工件并进行移动，待机械手运动到指定位姿时，放置工件，从而实现自动运送工件。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的送料机器人结构简单、精度高、适用范围广，成本低，工件夹持方式可根据需要自行定制。

为使送料机器人具有更大的适用范围，可根据人体手臂的比例，适当对大小臂臂长进行修改，例如：600mm臂展可采用大臂350mm，小臂250mm分配方式；800mm臂展可采用大臂450mm，小臂350mm分配方式等等。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种送料机器人，其特征在于，包括：

能够在X-Y平面内进行旋转动作的第一旋转机构，所述第一旋转机构包括有第一驱动组件(1)，与所述第一驱动组件动力连接有第一支臂(2)，所述第一支臂通过所述第一驱动组件的驱动能够在X-Y平面内进行旋转动作；

能够在X-Y平面内进行旋转动作的第二旋转机构，所述第二旋转机构包括有第二驱动组件(3)，与所述第二驱动组件动力连接有第二支臂(4)，所述第二支臂通过所述第二驱动组件的驱动能够在X-Y平面内进行旋转动作，所述第二驱动组件固定设置于所述第一支臂上，于所述第二支臂上设置有用于对工件进行夹持的夹持组件；

能够在Z轴上进行升降动作的升降机构，所述升降机构包括有滑台(5)，于所述滑台上沿Z轴方向设置有可直线滑动的滑块(6)，于所述滑台上设置有第三驱动组件，所述第三驱动组件与所述滑块动力连接，用于驱动所述滑块在Z轴方向进行往复运动，所述第一驱动组件固定设置于所述滑块上。

2.根据权利要求1所述的送料机器人，其特征在于，

所述第一驱动组件包括有第一外壳(7)，所述第一外壳包括有第一外壳前端，于所述第一外壳前端的内部啮合设置有第一柔轮，于所述第一外壳内设置有第一转子，所述第一转子通过第一柔性轴承与所述第一柔轮动力连接、并用于驱动所述第一柔轮在所述第一外壳前端内旋转，与所述第一柔轮连接有第一负载连接轴(8)，所述第一外壳设置于所述滑块上，所述第一负载连接轴与所述第一支臂动力连接。

3.根据权利要求1所述的送料机器人，其特征在于，

所述第二驱动组件包括有第二外壳，所述第二外壳包括有第二外壳前端，于所述第二外壳前端的内部啮合设置有第二柔轮，于所述第二外壳内设置有第二转子，所述第二转子通过第二柔性轴承与所述第二柔轮动力连接、并用于驱动所述第二柔轮在所述第二外壳前端内旋转，与所述第二柔轮连接有第二负载连接轴，所述第二外壳设置于所述第一支臂上，所述第二负载连接轴与所述第二支臂动力连接。

4.根据权利要求1所述的送料机器人，其特征在于，

所述第三驱动组件包括有设置于所述滑台上的滚轴丝杠以及第三驱动电机，所述第三驱动电机与所述滚轴丝杠动力连接、并用于驱动所述滚轴丝杠在所述滑台上进行旋转，所述滑块与所述滚轴丝杠螺纹配合；

于所述滑台上设置有滑轨，所述滑块上设置有与所述滑轨滑动配合的滑槽，所述滑轨长度方向与所述滚轴丝杠的轴线平行。

5.根据权利要求1所述的送料机器人，其特征在于，

于所述滑块上设置有安装架(9)，所述第一驱动组件设置于所述安装架上，所述第一支臂上设置有可与所述安装架相抵、用于对所述第一支臂进行转动限位的第一限位块。

6.根据权利要求1所述的送料机器人，其特征在于，

于所述第二支臂上设置有可与所述第一支臂相抵、用于对所述第二支臂进行转动限位的第二限位块。

7.根据权利要求1所述的送料机器人，其特征在于，

于所述第一驱动组件的外侧罩设有第一防护罩；

于所述第二驱动组件的外侧罩设有第二防护罩。

8.根据权利要求7所述的送料机器人，其特征在于，

还包括调节组件(10)，所述调节组件包括有第四驱动电机，于所述第四驱动电机上设置有旋转轴；

所述第四驱动电机设置于所述第二支臂上并与所述第二驱动组件在所述第二支臂上同侧设置，所述第四驱动电机设置于所述第二防护罩内，所述旋转轴伸出至所述第二防护罩的外侧。

9.根据权利要求1至8任一项所述的送料机器人，其特征在于，

所述夹持组件包括有夹持装置以及与所述夹持装置连接用以驱动所述夹持装置完成工件夹持动作的夹持驱动器。

10.根据权利要求9所述的送料机器人，其特征在于，

所述夹持装置为夹持手臂，所述夹持驱动器为与所述夹持手臂动力连接的气动系统；

或，所述夹持装置为真空吸盘，所述夹持驱动器为与所述夹持装置连接的真空发生器；

或，所述夹持装置为电磁吸附装置，所述夹持驱动器为与所述夹持装置连接的电磁控制器。

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