CN211337433U - 三轴机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种三轴机械臂，包括依次相连的框架组件、升降组件及托盘组件，托盘组件设有一个第一机械手与至少一个第二机械手；托盘组件包括底框、一对侧框及至少一个驱动板，底框设有位于一对侧框之间并与第一机械臂滑动连接的第一机械臂及与第一机械手相连的第一驱动件，每个第二机械手与一个驱动板相连，每个驱动板设有一对第二机械臂及一个的第二驱动件，一对机械臂之间滑动连接有与第二驱动件相连并用于安装第二机械臂的支撑杆。本实用新型的有益效果在于：通过在第一机械臂上安装第一机械手，以及在一对第二机械臂之间设置用于安装第二机械手的支撑杆，使得托盘组件可以取放尺寸高于第二机械臂的物品。

Description

三轴机械臂

技术领域

本实用新型涉及物流配送技术领域，尤其涉及一种三轴机械臂。

背景技术

随着科技的不断发展，用户越来越多的使用电商进行消费，同时电商为了提高配送效率并降低配送成本，电商越来越多的采用配送机器人和智能配送站来进行最后100米的配送任务，以避免人力的投入。在现在有技术中，智能配送站的物品取放装置只能取放规定尺寸的物品或者小于规定尺寸的物品，影响了智能配送站的通用性。

鉴于此，实有必要提供一种三轴机械臂以克服上述缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种三轴机械臂，旨在提高智能配送站的物品取放的自动化程度，且利于缩小体积并提高通用性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种三轴机械臂，包括依次相连的框架组件、升降组件及托盘组件，所述托盘组件设有一个用于取放物品的第一机械手与至少一个用于取放物品的第二机械手；所述托盘组件包括底框、一对分别设置在所述底框的两侧并用来连接所述升降组件的侧框及至少一个驱动板，所述一对侧框的一端分别与所述驱动板的两端相连，所述一对侧框的另一端形成用于取放物品的开口；所述底框设有位于一对侧框之间的第一机械臂及与所述第一机械手相连的第一驱动件，所述第一机械手与所述第一机械臂滑动连接并在所述第一驱动件的驱动下沿所述第一机械臂向靠近或者远离所述开口的方向移动；每个第二机械手与一个驱动板相连，每个驱动板设有一对第二机械臂及一个的第二驱动件，所述一对机械臂相对设置并分别与一个侧框相连，且所述一对机械臂滑动连接有用于安装对应第二机械臂的支撑杆，所述第二驱动件与所述支撑杆相连并用于驱动对应的第二机械手沿所述一对第二机械臂向靠近或者远离所述开口的方向移动。

在一个优选实施方式中，所述底框包括一对分别与一对侧框相连的第一横梁及连接于一对第一横梁之间的第二横梁与连接板，且所述第二横梁设置在所述第一横梁靠近所述开口的一侧，所述连接板设置在所述第一横梁远离所述开口的一端；所述第一机械臂连接于所述连接板与所述第二横梁的中部之间。

在一个优选实施方式中，所述一对第一横梁的相互靠近的一侧分别设有一个用于承载物品的第一载物条，每一对第二机械臂的相互靠近的一侧分别设有一个用于承载物品的第二载物条。

在一个优选实施方式中，所述第一载物条与所述第二载物条均呈圆柱状。

在一个优选实施方式中，所述第一机械臂上设有第一滑轨，所述第一机械手与所述第一滑轨滑动连接；每个第二机械臂的顶端设有第二滑轨，每个支撑杆滑动连接于一对第二机械臂的两个第二滑轨之间。

在一个优选实施方式中，所述第一驱动件包括设置在连接板上的第一驱动电机与设置在第一机械臂上的第一同步带机构，所述第一同步带机构与所述第一机械手相连以带动所述第一机械手沿着第一机械臂移动，所述第一驱动电机与第一同步带机构相连以给第一同步带机构提供动力；所述第二驱动件包括一对分别装在一对所述第二机械臂上的第二同步带机构、连接于一对第二同步带机构之间的第二驱动轴及设置在对应驱动板上的并连接所述第二驱动轴的第二驱动电机，所述第二同步带机构与对应的第二机械手相连以带动第二机械手沿着第二机械臂移动，所述第二驱动电机通过所述第二驱动轴给所述第二同步带机构提供动力。

在一个优选实施方式中，所述托盘组件还包括加强板，所述加强板设置在所述托盘组件远离所述开口的一侧并与所述底框及所述驱动板相连。

在一个优选实施方式中，所述第一机械手与所述第二机械手的结构一致并均包括与所述托盘组件相连的固定架、装设于固定架上的固定板及镶嵌在所述固定板上的若干用于取放物品的夹头。

在一个优选实施方式中，所述夹头为真空吸盘，所述加强板上装设有与所述夹头相连的真空发生器。

在一个优选实施方式中，每个侧框背离另一个侧框的一侧设有与所述升降组件相连的托盘安装板。

本实用新型通过在第一机械臂安装第一机械手，以及在一对第二机械臂之间设置安装第二机械手的支撑杆，使得托盘组件可以取放尺寸高于第二机械臂的物品。

为使实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型提供的三轴机械臂的立体图；

图2为图1所示三轴机械臂安装在智能配送站上的立体分解图；

图3为图1所示三轴机械臂的立体分解图；

图4为图1所示升降组件的立体图；

图5为图1所示托盘组件的立体图；

图6为图1所示托盘组件另一角度的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

请参阅图1与图2，本实用新型提供一种三轴机械臂100，装在智能配送站200 上用于取放物品。具体的，智能配送站200包括储物箱300及内置在储物箱300中的储物架400，储物架400上设有若干用于存放物品的储物单元4001，三轴机械臂100也设置在储物箱300中并与储物架400相连以用于将一个储物单元4001中的物品移动至另一个储物单元4001中。

在本实用新型的实施例中，三轴机械臂100包括依次相连的框架组件10、升降组件20及托盘组件30，托盘组件30设有一个第一机械手41及至少一个第二机械手42，框架组件10用于驱动升降组件20沿第一方向移动，升降组件20 用于驱动托盘组件30沿第二方向移动，第一机械手41与第二机械手42均用于取放物品，且第一机械手41与第二机械手42均在托盘组件30的驱动下沿第三方向移动并伸入储物架400的一个储物单元4001或者离开储物架400的一个储物单元4001，以达到将一个储物单元4001中的物品移动至另一个储物单元4001 中的目的。

在本实施方式中，第一方向、第二方向及第三方向之间相互垂直，且第一方向为储物箱300的长度方向，第二方向为储物箱300的高度方向，第三方向为储物箱300的宽度方向。

请参阅图3，框架组件10包括一对边框11、一对连接于一对边框11之间并与升降组件20滑动连接的主梁12及连接于一对主梁12之间并与升降组件20 固定连接的框架驱动件13，主梁12用于固定升降组件20并限制升降组件20的移动方向，框架驱动件13用于驱动升降组件20沿一对主梁12移动。

具体的，一对主梁12的相互靠近的一侧分别设有一个沿第一方向设置的框架滑轨121，且一对主梁12的两端之间还分别设有至少一个框架立柱122，每个框架滑轨121上设有若干可移动的并用于连接升降组件20的框架滑块123，框架立柱122用于提高框架组件10的结构强度；框架驱动件13包括一对分别设置在一对主梁12上的框架同步带机构131、连接于一对框架同步带机构131 之间的框架驱动轴132及与框架驱动轴132相连的框架驱动电机133，框架同步带机构131连接升降组件20并用于带动升降组件20沿一对主梁12上的框架滑轨121移动，框架驱动电机133固定在一个框架立柱122上并通过框架驱动轴 132给框架同步带机构131提供移动升降组件20的动力。在本实施方式中，边框11沿竖直方向设置，一对主梁12分别设置在一对边框11的底端与顶端，且主梁12与边框11的中部垂直连接，以利于提高框架组件10的稳定性。

可以理解，升降组件20通过框架滑块123与框架滑轨121滑动连接，框架驱动电机133通过框架驱动轴132带动框架同步带机构131，使得框架同步带机构131可以带动升降组件20沿着框架滑轨121移动，从而达到驱动升降组件20 沿第一方向移动的目的，结构简单可靠，利于降低生产成本。

请参阅图3与图4，升降组件20包括一对升降安装板21、一对连接于一对升降安装板21之间的升降立柱22及连接于一对升降安装板21之间的升降驱动件23，其中，升降安装板21用于连接框架滑块123与框架同步带机构131，以使得升降组件20能在框架驱动电机133的驱动下沿着框架滑轨121移动，一对升降立柱22用于固定托盘组件30并限制托盘组件30的移动方向，升降驱动件 23用于驱动托盘组件30沿一对升降立柱22上下移动。

具体的，每个升降安装板21背离另一个升降安装板21的一侧开设若干用于连接对应框架滑块123的滑块固定槽211，每个升降安装板21的边缘设有与对应框架同步带机构131相连的升降压块212；一对升降立柱22的相互靠近的一侧分别设有一个沿第二方向设置的升降滑轨221，每个升降滑轨221上设有若干可移动的并用于连接托盘组件30的升降滑块222；升降驱动件23包括一对升降同步带机构231、连接于一对升降同步带机构231之间的升降驱动轴232及与升降驱动轴232相连的升降驱动电机233，升降同步带机构231的两端分别固定在一对升降安装板21上并用于连接托盘组件30，以用于带动托盘组件30沿一对升降滑轨221移动，升降驱动电机233设置在一个升降安装板21上通过升降驱动轴232给升降同步带机构231提供移动托盘组件30的动力。在本实施方式中，升降同步带机构231的两端分别穿过一对升降安装板21，升降驱动电机233 固定在对应升降安装板21的背离另一个升降安装板21的一侧。

可以理解，托盘组件30通过升降滑块222与升降滑轨221滑动连接，升降驱动电机233通过升降驱动轴232带动升降同步带机构231，使得升降同步带机构231可以带动托盘组件30沿着框架滑轨121移动，从而达到驱动托盘组件30 沿第二方向移动的目的，结构简单可靠，利于降低生产成本。

进一步的，框架同步带机构131与升降同步带机构231的结构一致并包括用于连接框架驱动轴132或者升降驱动轴232的主动轮101、从动轮102及连接主动轮101与从动轮102并用于连接框架压块或者升降压块212的同步带103，从而框架同步带机构131与升降同步带机构231能分别在框架驱动轴132与升降驱动轴232的旋转作用下带动升降组件20与托盘组件30。

请参阅图4至图6，托盘组件30包括用于承载物品的底框31、一对分别设置在底框31的两侧并用来连接升降组件20的侧框32及至少一个驱动板33，一对侧框32的一端分别与驱动板33的两端相连，一对侧框32的另一端形成用于取放物品的开口301。每个侧框32背离另一个侧框32的一侧设有与升降滑块 222相连的托盘安装板321，且每个托盘安装板321的边缘设有与一个升降同步带103结构相连的托盘压块322，如此，托盘组件30可以在一对升降同步带103 结构的带动下上下移动。

进一步的，为了提高托盘组件30的结构强度，托盘组件30还包括加强板 34，加强板34设置在托盘组件30远离开口301的一侧并与底框31及驱动板33 相连，以增强底框31与侧框32之间的连接强度。

第一机械手41设置在底框31上并位于一对侧框32之间以沿第三方向将物品放置在底框31上或者自底框31上移走，每个第二机械手42与一个驱动板33 相连以沿第三方向将物品放置在一对侧框32之间或者自一对侧框32之间移走。

具体的，底框31设有位于一对侧框32之间的第一机械臂311及与第一机械手41相连的第一驱动件312，第一机械手41与第一机械臂311滑动连接并在第一驱动件312的驱动下沿第一机械臂311向靠近或者远离开口301的方向移动；每个第二机械手42与一个驱动板33相连，为此每个驱动板33上设有一对第二机械臂331及一个第二驱动件332，一对第二机械臂331相对设置并分别与一个侧框32相连，且一对第二机械臂331之间滑动连接有一个用于安装第二机械手42的支撑杆333，第二驱动件332与支撑杆333相连并用于驱动对应的第二机械手42沿一对第二机械臂331向靠近或者远离开口301的方向移动。在本实施方式中，第二机械手42的数量为一个，如此驱动板33的数量也为一个。

进一步的，底框31包括一对分别与一对侧框32相连的第一横梁302及连接于一对第一横梁302之间的第二横梁303与连接板304，且第二横梁303设置在第一横梁302靠近开口301的一侧，连接板304设置在第一横梁302远离开口301的一端。第一机械臂311连接于连接板304与第二横梁303的中部之间，如此第一机械臂311、第一机械手41及底框31的重心可以在一个直线上，以提高托盘组件30的稳定性。

进一步的，为了方便第一机械手41与第二机械手42取放物品，一对第一横梁302的相互靠近的一侧分别设有一个用于承载物品的第一载物条3021，每一对第二机械臂331的相互靠近的一侧分别设有一个用于承载物品的第二载物条3311。可以理解，托盘组件30可以通过第一载物条3021与第二载物条3311 容置两个物品，也可以通过第一载物条3021容置尺寸高于第二载物条3311的物品，亦即，第一机械手41与第二机械手42可以分别取放一个物品，也可以共同取放一个尺寸高于第二载物条3311的物品，从而提高托盘组件30的通用性。在本实施方式中，第一载物条3021与第二载物条3311均呈圆柱状，以减小与取放物品的接触面积，从而方便物品进出托盘组件30。

可选的，为了便于第一机械手41与第二机械手42沿第三方向向靠近或者远离开口301的方向移动，第一机械臂311上设有沿第三方向设置的第一滑轨 3111，第一机械手41与第一滑轨3111滑动连接，以方便第一机械臂311在第一驱动件312的驱动下沿第三方向移动，每个第二机械臂331的顶端设有沿第三方向设置的第二滑轨3312，每个支撑杆333滑动连接于一对第二机械臂331的两个第二滑轨3312之间，以方便第二机械手42在对应第二驱动件332的驱动下沿第三方向移动。

进一步的，第一驱动件312包括设置在连接板304上的第一驱动电机3121 与设置在第一机械臂311上的第一同步带机构3122，第一同步带机构3122与第一机械手41相连以带动第一机械手41沿着第一机械臂311移动，第一驱动电机3121与第一同步带机构3122相连以给第一同步带机构3122提供动力。第二驱动件332包括一对分别装在一对第二机械臂331上的第二同步带机构3321、连接于一对第二同步带机构3321之间的第二驱动轴3322及设置在对应驱动板 33上的并连接第二驱动轴3322的第二驱动电机3323，第二同步带机构3321与对应的第二机械手42相连以带动第二机械手42沿着第二机械臂331移动，第二驱动电机3323通过第二驱动轴3322给第二同步带机构3321提供动力。

进一步的，第一机械手41与第二机械手42的结构一致并均包括与托盘组件30相连的固定架401、装设于固定架401上的固定板402及镶嵌在固定板402 上的若干用于取放物品的夹头403，在本实施方式中，夹头403为真空吸盘以通过吸附的方式来取放物品，为此加强板34上装设有与夹头403相连的真空发生器404。当然，在其他实施方式中，夹头403也可以通过卡接或者磁吸的方式来取放物品。

综上，本实用新型提供的三轴机械臂通过在第一机械臂上安装第一机械手，以及在一对第二机械臂之间设置用于安装第二机械手的支撑杆，使得托盘组件可以取放尺寸高于第二机械臂的物品，提高三轴机械臂取放物品的通用性。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种三轴机械臂，其特征在于，包括依次相连的框架组件、升降组件及托盘组件，所述托盘组件设有一个用于取放物品的第一机械手与至少一个用于取放物品的第二机械手；所述托盘组件包括底框、一对分别设置在所述底框的两侧并用来连接所述升降组件的侧框及至少一个驱动板，所述一对侧框的一端分别与所述驱动板的两端相连，所述一对侧框的另一端形成用于取放物品的开口；所述底框设有位于一对侧框之间的第一机械臂及与所述第一机械手相连的第一驱动件，所述第一机械手与所述第一机械臂滑动连接并在所述第一驱动件的驱动下沿所述第一机械臂向靠近或者远离所述开口的方向移动；每个第二机械手与一个驱动板相连，每个驱动板设有一对第二机械臂及一个的第二驱动件，所述一对机械臂相对设置并分别与一个侧框相连，且所述一对机械臂滑动连接有用于安装对应第二机械臂的支撑杆，所述第二驱动件与所述支撑杆相连并用于驱动对应的第二机械手沿所述一对第二机械臂向靠近或者远离所述开口的方向移动。

2.根据权利要求1所述的三轴机械臂，其特征在于，所述底框包括一对分别与一对侧框相连的第一横梁及连接于一对第一横梁之间的第二横梁与连接板，且所述第二横梁设置在所述第一横梁靠近所述开口的一侧，所述连接板设置在所述第一横梁远离所述开口的一端；所述第一机械臂连接于所述连接板与所述第二横梁的中部之间。

3.根据权利要求2所述的三轴机械臂，其特征在于，所述一对第一横梁的相互靠近的一侧分别设有一个用于承载物品的第一载物条，每一对第二机械臂的相互靠近的一侧分别设有一个用于承载物品的第二载物条。

4.根据权利要求3所述的三轴机械臂，其特征在于，所述第一载物条与所述第二载物条均呈圆柱状。

5.根据权利要求4所述的三轴机械臂，其特征在于，所述第一机械臂上设有第一滑轨，所述第一机械手与所述第一滑轨滑动连接；每个第二机械臂的顶端设有第二滑轨，每个支撑杆滑动连接于一对第二机械臂的两个第二滑轨之间。

6.根据权利要求5所述的三轴机械臂，其特征在于，所述第一驱动件包括设置在连接板上的第一驱动电机与设置在第一机械臂上的第一同步带机构，所述第一同步带机构与所述第一机械手相连以带动所述第一机械手沿着第一机械臂移动，所述第一驱动电机与第一同步带机构相连以给第一同步带机构提供动力；所述第二驱动件包括一对分别装在一对所述第二机械臂上的第二同步带机构、连接于一对第二同步带机构之间的第二驱动轴及设置在对应驱动板上的并连接所述第二驱动轴的第二驱动电机，所述第二同步带机构与对应的第二机械手相连以带动第二机械手沿着第二机械臂移动，所述第二驱动电机通过所述第二驱动轴给所述第二同步带机构提供动力。

7.根据权利要求1所述的三轴机械臂，其特征在于，所述托盘组件还包括加强板，所述加强板设置在所述托盘组件远离所述开口的一侧并与所述底框及所述驱动板相连。

8.根据权利要求7所述的三轴机械臂，其特征在于，所述第一机械手与所述第二机械手的结构一致并均包括与所述托盘组件相连的固定架、装设于固定架上的固定板及镶嵌在所述固定板上的若干用于取放物品的夹头。

9.根据权利要求8所述的三轴机械臂，其特征在于，所述夹头为真空吸盘，所述加强板上装设有与所述夹头相连的真空发生器。

10.根据权利要求1所述的三轴机械臂，其特征在于，每个侧框背离另一个侧框的一侧设有与所述升降组件相连的托盘安装板。

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