CN211250071U - 工业自动化机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业加工领域，尤其涉及工业自动化机器人，包括底座、摆动臂和执行组件，还包括固定座和用于驱动底座转动的第一驱动组件，底座转动连接在固定座上，底座上固定连接有支撑架，支撑架上竖向滑动连接有竖向滑块，底座上设有用于驱动竖向滑块移动的第二驱动组件，摆动臂固定连接在竖向滑块上，摆动臂上横向滑动连接有横向滑块，执行组件位于横向滑块上，竖向滑块上设有用于驱动横向滑块移动的第三驱动组件。本方案使摆动臂能够在底座上360°旋转。

Description

工业自动化机器人

技术领域

本实用新型涉及工业加工领域，尤其涉及工业自动化机器人。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行。工业机器人具有很多种，如焊接机器人、夹持机器人，搬运机器人等，他们在工业、农业、建筑业等多个领域中发挥着重要作用，对于提高生产效率，提高经济发展具有重要的作用。

其中，夹持机器人是用来取放物料的，即通过夹爪将物料从A处取下并放到B处。现目前的夹持机器人包括底座、摆动臂和夹爪，摆动臂活动连接在底座上，夹爪位于摆动臂的端部上，夹爪用来夹持物料，通过摆动臂摆动，从而能够带动夹持的物料移动。但是现目前的摆动臂的摆动幅度有限，摆动臂无法在底座上360°旋转，故夹爪的活动范围有限，夹爪的活动范围有待进一步提高。并且，摆动臂带动夹爪将物料从A处取下并放到B处后，摆动臂还需要带动夹爪返回A处再次夹持其他剩余的物料，这样摆动臂需要不断的在A处和B处往复摆动，而摆动臂往复摆动是需要消耗一定时间的，故夹持的效率还需要进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供工业自动化机器人,以使摆动臂能够在底座上360°旋转。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：工业自动化机器人，包括底座、摆动臂和执行组件，还包括固定座和用于驱动底座转动的第一驱动组件，底座转动连接在固定座上，底座上固定连接有支撑架，支撑架上竖向滑动连接有竖向滑块，底座上设有用于驱动竖向滑块移动的第二驱动组件，摆动臂固定连接在竖向滑块上，摆动臂上横向滑动连接有横向滑块，执行组件位于横向滑块上，竖向滑块上设有用于驱动横向滑块移动的第三驱动组件。

本方案的工作原理和效果为：执行组件用于对物料进行夹持，固定座用于对底座进行支撑，使底座在固定座上转动，第一驱动组件用于带动底座在固定座上转动，底座转动时，底座带动支撑架转动，支撑架通过竖向滑块带动摆动臂旋转，当底座旋转360°时，摆动臂也跟随底座一同旋转360°，从而使得摆动臂能够在底座上360°进行旋转，摆动臂转动时，摆动臂带动执行组件一同移动，由于摆动臂能够在底座上360°，故执行组件也能够跟随摆动臂围绕底座的轴线公转360°，从而提高了执行组件的活动范围，有利于物料的转移。

支撑架用于对竖向滑块的移动进行导向，第二驱动组件用于驱动竖向滑块竖向移动，由此，竖向滑块竖向移动时，竖向滑块通过摆动臂带动执行组件一同竖向移动，进而实现了执行组件的高度的调节，能够适应于位于不同高度的物料的夹持。

摆动臂可用于对横向滑块的移动进行导向，第三驱动组件用于驱动横向滑块横向移动，由此，横向滑块横向移动时，横向滑块直接带动执行组件横向移动，进而实现了执行组件的横向移动，能够适应于距离支撑架不同距离的物料的夹持。

综上，通过本方案，使得执行组件不仅能够360°旋转，执行组件在竖直方向和横向方向上均能够移动，进而使得执行组件能够对不同位置的物料进行夹持，执行组件的活动范围大，使用范围广。

进一步，摆动臂的数量具有多个，多个摆动臂圆周均匀分布在竖向滑块上。由此，当对物料进行夹持时，可使底座进行定向间歇转动，这样当摆动臂对上料处的物料进行夹持后，支撑架带动摆动臂转动到卸料处，由于多个摆动臂圆周均匀分布在竖向滑块上，故此时其他的摆动臂转动到上料处而对物料进行夹持，通过使底座定向间歇转动，使得多个摆动臂上的执行组件依次对上料处上的物料进行夹持并依次转移到卸料处，因此通过本方案无需使摆动臂在卸料处和上料处往复摆动，只需要使底座定向转动即可，能够节约物料转移的时间，提高了物料转移的效率。

进一步，第一驱动组件包括第一电机、驱动齿轮和齿圈，齿圈固定套设在底座的侧面上，驱动齿轮和齿圈啮合。由此，通过第一电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动齿圈转动，从而带动底座在固定座上转动。通过本方案，第一驱动组件的结构较为简单，安装较为方便。

进一步，第二驱动组件包括第二电机和竖向丝杠，竖向丝杠的底部固定连接在第二电机的输出轴上，竖向滑块与竖向丝杠螺纹连接。由此，通过第二电机带动竖向丝杠转动，竖向丝杠通过丝杠副将转动转化为竖向滑块的竖向移动。通过本方案，第二驱动组件的结构较为简单，安装方便。

进一步，第三驱动组件包括第三电机和横向丝杠，横向丝杠的端部固定连接在第三电机的输出轴上，横向滑块与横向丝杠螺纹连接。由此，通过第三电机带动横向丝杠转动，横向丝杠通过丝杠副将转动转化为横向滑块的横向移动。通过本方案，第三驱动组件的结构较为简单，安装方便。

进一步，执行组件包括竖向气缸、夹持气缸、夹爪、连杆、固定块和移动块，固定块固定连接在竖向气缸的气缸杆上，夹持气缸固定连接在固定块上，移动块固定连接在夹持气缸的气缸杆上，移动块位于固定块的下方，夹爪的一端转动连接在移动块上，夹爪的另一端位于移动块的下方，连杆的两端分别转动连接在固定块和夹爪上；夹爪呈“7”字形。竖向气缸用于驱动固定块向下移动，固定块向下移动时，固定块带动夹爪向下移动，从而能够对夹爪的位置进行竖向的调整，使得夹爪对物料的夹持更加的精准。当夹持气缸的气缸杆向下移动时，移动块向下移动，移动块向下推动夹爪的顶端，夹爪在连杆上转动，夹爪的底端张开；当夹持气缸的气缸杆向上移动时，移动块向上移动，移动块带动夹爪的顶端向上移动，夹爪在连杆上反向转动，夹爪的底端相互靠近而收紧，由此，通过夹持气缸的伸缩，实现了夹爪的张开和收紧。

进一步，第三驱动组件包括驱动电机、多个横向丝杠，主动伞齿轮和多个从动伞齿轮，横向滑块螺纹连接在横向丝杠上，主动伞齿轮固定连接在驱动电机的输出轴上，从动伞齿轮固定连接在横向丝杠的端部上，多个从动伞齿轮同时与主动伞齿轮啮合。由此，驱动电机转动时，驱动电机带动主动伞齿轮转动，主动伞齿轮带动多个从动伞齿轮转动，从而实现了多个横向丝杠转动，进而实现了多个横向滑块的横向移动。由此，通过本方案，只需要设置一个驱动电机即可同时驱动多个横向滑块的移动，无需对每个横向丝杠单独设置一个电机，结构简单，安装的成本较低。

进一步，竖向滑块上设有齿轮腔，从动伞齿轮和主动伞齿轮位于齿轮腔中，竖向滑块上设有多个丝杠孔，多个丝杠孔围绕齿轮腔均匀圆周分布。由此，齿轮腔中用于放置主动伞齿轮和多个从动伞齿轮，丝杠孔用于使横向丝杠穿过竖向滑块。

进一步，竖向滑块上设有竖孔和螺纹孔，支撑架包括竖杆，竖杆穿过竖孔，竖向丝杠穿过螺纹孔。由此，通过竖杆穿过竖孔实现了竖向滑块在支撑架上的竖向滑动。通过竖向丝杠穿过螺纹孔，实现了竖向丝杠和竖向滑块的螺纹连接。

进一步，摆动臂的数量为四个。由此，将摆动臂的数量设置为四个，结构更加的合理。

附图说明

图1为实施例1中工业自动化机器人的主视图；

图2为图1中竖向滑块和支撑架的俯向剖视图；

图3为图1中执行组件的放大图；

图4为实施例2中工业自动化机器人的主视图；

图5为图4中竖向滑块和支撑架的俯向剖视图；

图6为主动伞齿轮和从动伞齿轮啮合的立体图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：固定座1、第一电机2、驱动齿轮3、底座4、第二电机5、上料传送带6、横向滑块7、摆动臂8、横向丝杠9、竖向气缸10、竖向滑块11、第三电机12、支撑架13、竖向丝杠14、卸料传送带15、驱动电机16、齿轮腔17、丝杠孔18、主动伞齿轮19、从动伞齿轮20、固定块21、连杆22、夹爪23、移动块24、夹持气缸25。

实施例1

基本如附图1-图3所示：工业自动化机器人，包括固定座1、底座4、摆动臂8、执行组件和用于驱动底座4转动的第一驱动组件。底座4的形状为圆形，底座4转动连接在固定座1上，具体的，固定座1上设有轴孔，轴孔中通过轴承转动连接有轴，轴焊接在底座4上且与底座4同轴设置。本实施例中的第一驱动组件包括通过螺钉固定在固定座1左侧的第一电机2、驱动齿轮3和齿圈，齿圈套设在底座4的侧面上并与底座4焊接，驱动齿轮3和齿圈啮合，驱动齿轮3焊接在第一电机2的输出轴上。

底座4上焊接有竖向设置的支撑架13，支撑架13上竖向滑动连接有竖向滑块11，具体的，结合图2所示，竖向滑块11上设有两个竖孔和位于两个竖孔之间的螺纹孔，支撑架13包括两个竖杆，两个竖杆穿过竖孔。底座4上设有用于驱动竖向滑块11移动的第二驱动组件，本实施例中的第二驱动组件包括通过螺钉固定在底座4上的第二电机5和焊接在第二电机5的输出轴上的竖向丝杠14，竖向丝杠14穿过螺纹孔，竖向丝杠14与螺纹孔螺纹连接，从而实现了竖向滑块11与竖向丝杠14螺纹连接。

本实施例中的摆动臂8的数量为四个，四个摆动臂8分别焊接在竖向滑块11的四个侧面上，摆动臂8上横向滑动连接有横向滑块7，具体的，摆动臂8上设有横向的燕尾槽，横向滑块7上设有位于燕尾槽中的凸块。竖向滑块11的四个侧面上均设有用于驱动横向滑块7移动的第三驱动组件。本实施例中的第三驱动组件包括通过螺钉固定在竖向滑块11侧面上的第三电机12和焊接在第三电机12的输出轴上的横向丝杠9，横向丝杠9穿过横向滑块7并与横向滑块7螺纹连接。

本实施例中的横向滑块7上均有一个执行组件，执行组件包括通过螺钉固定在横向滑块7顶部上的竖向气缸10、夹持气缸25、夹爪23、连杆22、固定块21和移动块24，横向滑块7上设有竖直的通孔，竖向气缸10的气缸杆穿过通孔，固定块21焊接在竖向气缸10的气缸杆的底端上，结合图3所示，固定块21的底部上设有气缸槽，夹持气缸25通过螺钉固定连接在固定块21的气缸槽中，移动块24焊接在夹持气缸25的气缸杆的底部上，移动块24位于固定块21的下方；本实施例中的每个移动块24上设有四个夹爪23，夹爪23呈“7”字形，夹爪23的顶端通过销轴转动连接在移动块24上，夹爪23的另一端位于移动块24的下方。本实施例中每个移动块24上的连杆22的数量也为四个，移动块24的侧壁上焊接有四个片状的且均匀圆周分布的连接处，连杆22的顶端通过销轴转动连接在连接处上，连杆22的底端通过销轴转动连接在夹爪23的顶部上。

本实施例中支撑架13的右侧为上料传送带6，支撑架13的左侧为卸料传送带15。

具体实施过程如下：物料从上料传送带6传送到本机器人的下方，启动第二电机5，第二电机5带动竖向丝杠14转动，竖向丝杠14带动竖向滑块11在支撑架13上竖向滑动，竖向滑块11带动摆动臂8竖向移动，当执行组件达到合适高度后，关闭第二电机5。依次启动竖向滑块11上的第三电机12，依次对每个摆动臂8上的执行组件进行横向的调节，调节时，第三电机12带动横向丝杠9转动，横向丝杠9带动横向滑块7移动，横向滑块7带动执行组件横向移动，当执行组件移动到合适的位置后，关闭第三电机12。启动第一电机2，通过控制第一电机2，使第一电机2带动驱动齿轮3间歇转动，即每转动90°停一次，驱动齿轮3带动齿圈间歇转动，齿圈带动底座4间歇转动。底座4转动时，底座4带动支撑架13转动，支撑架13通过竖向滑块11带动四个摆动臂8围绕底座4的轴线旋转。四个摆动臂8依次经过上料传送带6的上方，当一个摆动臂8转动到上料传送带6的上方时，竖向气缸10使得固定块21向下移动，固定块21带动夹爪23向下移动，同时，夹持气缸25向下移动，夹持气缸25推动移动块24向下移动，移动块24对夹爪23的顶端向下按压，夹爪23转动，使得夹爪23张开，便于物料进入到向下移动的夹爪23中。当物料进入到夹爪23中后，夹持气缸25带动移动块24向上移动，移动块24使得夹爪23的顶端向上移动，夹爪23反向转动，夹爪23的底部缩紧而对物料进行夹持，同时竖向气缸10带动固定块21向上移动，固定块21通过夹爪23带动物料向上移动。随着底座4的转动，使得执行组件带动物料一同转动。当夹持有物料的摆动臂8转动到卸料传送带15的上方时，使竖向气缸10向下移动，竖向气缸10带动固定块21向下移动，固定块21通过夹爪23带动物料向下移动，同时夹持气缸25向下移动，夹爪23松开，夹爪23中的物料掉落到卸料传送带15上，从而实现了将物料从上料传送带6上转移到卸料传送带15上。

本实施例中对于电机的控制可为人工控制，也可为通过编程自动控制，对于编程自动控制在现有的机器人、数控机床上均属于现有技术，在此不再赘述。

实施例2

结合图4-图6所示，本实施例中提供了另外一种结构的第三驱动组件，第三驱动组件包括位于竖向滑块11上的驱动电机16、主动伞齿轮19和从动伞齿轮20，驱动电机16通过螺钉固定在竖向滑块11上。结合图5所示，竖向滑块11上设有齿轮腔17和与齿轮腔17连通的四个丝杠孔18。四个横向丝杠9分别穿过四个丝杠孔18，丝杠孔18与丝杠之间连接有轴承。驱动电机16的输出轴底端穿过竖向滑块11的顶部并伸入到齿轮腔17中，结合图6所示，主动伞齿轮19焊接在驱动电机16的输出轴上，四个从动伞齿轮20分别焊接在横向丝杠9位于齿轮腔17的一端部上，四个从动伞齿轮20同时与主动伞齿轮19啮合。

由此，驱动电机16转动时，驱动电机16带动主动伞齿轮19转动，主动伞齿轮19带动四个从动伞齿轮20同时转动，从而实现了多个横向丝杠9同时转动，进而实现了多个横向滑块7同时横向移动。由此，通过本实施例，只需要设置一个驱动电机16即可同时驱动多个横向滑块7的移动，无需对每个横向丝杠9单独设置一个电机，结构简单，安装的成本较低。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本实用新型所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.工业自动化机器人，包括底座、摆动臂和执行组件，其特征在于：还包括固定座和用于驱动底座转动的第一驱动组件，所述底座转动连接在固定座上，底座上固定连接有支撑架，所述支撑架上竖向滑动连接有竖向滑块，所述底座上设有用于驱动竖向滑块移动的第二驱动组件，所述摆动臂固定连接在竖向滑块上，所述摆动臂上横向滑动连接有横向滑块，所述执行组件位于横向滑块上，所述竖向滑块上设有用于驱动横向滑块移动的第三驱动组件。

2.根据权利要求1所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述摆动臂的数量具有多个，多个摆动臂圆周均匀分布在竖向滑块上。

3.根据权利要求1所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述第一驱动组件包括第一电机、驱动齿轮和齿圈，所述齿圈固定套设在底座的侧面上，驱动齿轮和齿圈啮合。

4.根据权利要求1所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述第二驱动组件包括第二电机和竖向丝杠，所述竖向丝杠的底部固定连接在第二电机的输出轴上，所述竖向滑块与竖向丝杠螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述第三驱动组件包括第三电机和横向丝杠，所述横向丝杠的端部固定连接在第三电机的输出轴上，所述横向滑块与横向丝杠螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述执行组件包括竖向气缸、夹持气缸、夹爪、连杆、固定块和移动块，所述固定块固定连接在竖向气缸的气缸杆上，所述夹持气缸固定连接在固定块上，所述移动块固定连接在夹持气缸的气缸杆上，移动块位于固定块的下方，所述夹爪的一端转动连接在移动块上，夹爪的另一端位于移动块的下方，所述连杆的两端分别转动连接在固定块和夹爪上；所述夹爪呈“7”字形。

7.根据权利要求2所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述第三驱动组件包括驱动电机、多个横向丝杠，主动伞齿轮和多个从动伞齿轮，所述横向滑块螺纹连接在横向丝杠上，所述主动伞齿轮固定连接在驱动电机的输出轴上，从动伞齿轮固定连接在横向丝杠的端部上，多个从动伞齿轮同时与主动伞齿轮啮合。

8.根据权利要求7所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述竖向滑块上设有齿轮腔，所述从动伞齿轮和主动伞齿轮位于齿轮腔中，所述竖向滑块上设有多个丝杠孔，多个丝杠孔围绕齿轮腔均匀圆周分布。

9.根据权利要求4所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述竖向滑块上设有竖孔和螺纹孔，所述支撑架包括竖杆，竖杆穿过竖孔，所述竖向丝杠穿过螺纹孔。

10.根据权利要求2、7或8所述的工业自动化机器人，其特征在于：所述摆动臂的数量为四个。

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