CN211491581U - 一种两轴并联的翻箱机器人 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种两轴并联的翻箱机器人，包括平移单元、翻转单元以及动平台；所述平移单元包括一对驱动部、主动臂和从动臂和驱动部基座；所述翻转单元包括一对伸缩部和一对转动连杆部；所述伸缩部包括伺服电缸和转动基座；所述伺服电缸的缸体与所述转动基座转动连接；所述转动基座与所述驱动部固定；所述转动连杆部包括转接弯折杆和翻转杆；所述转接弯折杆分别与所述平移连杆部、所述伺服电缸的伸缩端以及所述翻转杆的一端转动连接；所述翻转杆的另一端与所述动平台转动连接；所述动平台与一对所述平移连杆部转动连接。本申请两轴并联的翻箱机器人，能够执行物料的翻转任务，使机器人满足多种工作环境，提高机器人的实用性和用户体验。

Description

一种两轴并联的翻箱机器人

技术领域

本申请涉及工业机器人技术领域，具体是一种两轴并联的翻箱机器人。

背景技术

两轴并联机器人是动平台和定平台通过两个独立的运动链相连接，机器人是一种具有两个自由度且以并联方式驱动的闭环结构，是一种高度整合控制论、机械电子、计算机、材料学和仿生学的产物。

目前市面上的两轴并联机器人都是由电机驱动机械臂和动平台在平面内运动，其运动轨迹简单，通常是使动平台在平面上平动，结构简单，运行速度较快。但是，现有的两轴并联机器人还存在以下问题：

1、仅适用于在水平面上工作的场景，如堆垛和水平搬运；

2、该种两轴并联机器人只能驱动动平台在垂直平面内向上和向下移动，或者驱动动平台围绕动平台的垂直轴旋转；

基于上述问题，现有的两轴并联机器人只能在简单的工作环境中执行简单的工作任务，动平台无法执行动作较为复杂的工作任务，例如：需要动平台翻转后带动物料翻转的堆垛工作或动平台翻转后穿越环境障碍的搬运工作，造成机器人实用性降低，且无法适应较为复杂的工作环境，用户体验大幅地降低。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，提供了一种两轴并联的翻转机器人，通过平移单元和翻转单元的结构设置，安装平移单元上的动平台能够随着翻转杆实现翻转，提高本申请两轴并联的翻箱机器人的实用性和复杂环境的适应性，大幅地提高用户体验。

为实现上述技术目的，本实用新型提供了一种两轴并联的翻箱机器人，包括平移单元、翻转单元以及动平台；所述平移单元包括一对驱动部、主动臂和从动臂和驱动部基座；所述驱动部与所述驱动部基座固定；所述主动臂的顶部与所述驱动部固定；所述主动臂的底部与所述从动臂的顶部转动连接；所述从动臂的底部与所述动平台转动连接；所述翻转单元包括一对伸缩部和一对转动连杆部；所述伸缩部包括伺服电缸和转动基座；所述伺服电缸包括缸体和伸缩杆；所述伺服电缸的缸体与所述转动基座转动连接；所述转动连杆部包括转接弯折杆和翻转杆；所述转接弯折杆包括成夹角设置的第一折杆和第二折杆；所述第一折杆的顶部与所述伺服电缸的伸缩杆转动连接；所述第一折杆的底部与所述第二折杆的顶部转动连接；所述第一折杆的底部、所述第二折杆的顶部、所述主动臂的底部和所述从动臂的顶部铰接与一处；所述第二折杆的底部与所述翻转杆的顶部转动连接；所述翻转杆的底部与所述动平台转动连接。

基于上述结构，驱动部驱动主动臂带动从动臂移动，动平台在从动臂的带动下平移至物料所在位置后对物料进行夹取；需要动平台翻转时，一对伺服电缸分别伸缩不同的长度，使每个伺服电缸的输出端上连接的转接弯折杆转动，翻转杆在转接弯折杆的带动下转动，进而带动动平台发生翻转，使机器人能够完成安装在动平台上的夹具夹取的物料能够随着动平台翻转后穿越环境障碍进行搬运和使安装在动平台上的夹具夹取的物料随着动平台翻转后进行堆垛等工作任务，提高本申请两轴并联的翻箱机器人的实用性和复杂环境的适应性，大幅地提高用户体验。

作为优选，所述伺服电缸的缸体通过平衡杆所述转动基座相连，所述伺服电缸的缸体与所述平衡杆固定连接。

进一步地，通过平衡杆的设置，能够有效地减小伺服电缸在工作时产生的振动对翻转单元造成的影响，提高翻转单元的稳定性，确保后续的翻转动作的准确执行，进而提高本申请两轴并联的翻转机器人的实用性和可靠性。

作为优选，所述驱动部包括伺服电机和减速器；所述伺服电机包括电机固定端和电机输出端；所述伺服电机的电机输出端驱动所述减速器；所述伺服电机的电机固定端与所述转动基座固定连接；所述主动臂的顶部与所述减速器的输出端固定连接。

作为优选，所述动平台包括相互固定的第一平台和第二平台，所述第一平台和所述第二平台均与所述翻转杆转动连接，并均与所述从动臂的底部转动连接；所述第一平台和所述第二平台以所述翻转杆的轴线对称设置。

进一步地，在平移单元和翻转单元下装载第一平台和第二平台，提高了机器人的装载能力，并通过第一平台和第二平台的对称设置，使装载物料后的动平台能够保持平衡，提高了本申请两轴并联的翻箱机器人的稳定性。

综上所述，根据本实用新型的两轴并联的翻箱机器人，通过平移单元和翻转单元的结构，使机器人能够完成安装在动平台上的夹具夹取的物料能够随着动平台翻转后穿越环境障碍后进行搬运和使安装在动平台上的夹具夹取的物料随着动平台翻转后进行堆垛等工作任务，提高本申请两轴并联的翻箱机器人的实用性和复杂环境的适应性，大幅地提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的一种两轴并联的翻箱机器人的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种两轴并联的翻箱机器人的平面连杆示意图；

以上附图的附图标记：100-平移单元，110-驱动部，111-伺服电机，112-减速器，121-主动臂，122-从动臂，130-驱动部基座，200-翻转单元，210-伸缩部，211-伺服电缸，212-转动基座，213-平衡杆，220-转动连杆部，221-转接弯折杆，222-翻转杆，2211-第一折杆，2212-第二折杆，300-动平台，301-第一平台，302-第二平台。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例：参考图1所示，一种两轴并联的翻箱机器人，包括平移单元100、翻转单元200以及动平台300。动平台300以现有技术为基础，用于安装夹具。

具体来说，结合图1和图2所示：

平移单元100包括一对驱动部110、主动臂121和从动臂122和驱动部基座130；驱动部110与驱动部基座130固定；主动臂121的顶部与驱动部110固定；主动臂121的底部与从动臂122的顶部转动连接；从动臂122的底部与动平台300转动连接。在本实施例中，驱动部基座130与机架或墙体螺接进行固定。主动臂121、从动臂122为现有技术中的连杆，主动臂121与减速器112构成转动副A1、A2。主动臂121和从动臂122构成转动副B1、B2。

翻转单元200包括一对伸缩部210和一对转动连杆部220。

伸缩部210包括伺服电缸211和转动基座212；伺服电缸211包括缸体和伸缩杆；伺服电缸211的缸体与转动基座212转动连接。伺服电缸211和转动基座212以现有技术为基础，在使用中，转动基座212与墙体或机架螺接进行固定，驱动部110与墙体或机架螺接进行固定。

转动连杆部220包括转接弯折杆221和翻转杆222；转接弯折杆221包括成夹角设置的第一折杆2211和第二折杆2212；第一折杆2211的顶部与伺服电缸211的伸缩杆转动连接；第一折杆2211的底部与第二折杆2212的顶部转动连接；第一折杆2211的底部、第二折杆2212的顶部、主动臂121的底部和从动臂122的顶部铰接与一处；第二折杆2212的底部与翻转杆222的顶部转动连接；翻转杆222的底部与动平台300转动连接。转接弯折杆221、翻转杆222均是以现有技术为基础，第一折杆2211和第二折杆2212构成“L”形的弯折结构。第一折杆2211和第二折杆2212一体成型或通过螺钉进行固定连接，在本实施例中，采用第一折杆2211和第二折杆2212螺接固定，使第一折杆2211和第二折杆2212间的弯折角度可调，以使机器人能够对多种体积大小的物料进行抓取和翻转。其中，第一折杆2211与伺服电缸211构成转动副F1、F2，转动副B1、B2还包括第一折杆2211和第二折杆2212，第二折杆2212与翻转杆222构成转动副G1、G2，翻转杆222与动平台300构成转动副H1、H2。

基于上述结构，驱动部110驱动主动臂121带动从动臂122移动，动平台300在从动臂122的带动下平移至物料所在位置后对物料进行夹取；需要动平台300翻转时，一对伺服电缸211分别调节伸缩量，使两个伺服电缸211的伸缩量产生差距，从而使每个伺服电缸211的输出端上连接的转接弯折杆221转动，翻转杆222在转接弯折杆221的带动下转动，进而带动动平台300发生翻转，使机器人能够完成安装在动平台300上的夹具夹取的物料能够随着动平台300翻转后穿越环境障碍进行搬运和使安装在动平台300上的夹具夹取的物料随着动平台300翻转后进行堆垛等工作任务，提高本申请两轴并联的翻箱机器人的实用性和复杂环境的适应性，大幅地提高用户体验。

作为本实施例的一种优选地实施方式，伺服电缸211的缸体通过平衡杆213转动基座212相连，伺服电缸211的缸体与平衡杆213固定连接。在本实施方式中，平衡杆213以现有技术为基础，平衡杆213与伺服电缸211的缸体螺接进行固定，固定后的平衡杆213和伺服电缸211的组合与转动基座212构成转动副E1、E2。这样设置的好处是，通过平衡杆213的设置，能够有效地减小伺服电缸211在工作时产生的振动对翻转单元200造成的影响，提高翻转单元200的稳定性，确保后续的翻转动作的准确执行，进而提高本申请两轴并联的翻转机器人的实用性和可靠性。

作为本实施例的一种优选地实施方式，驱动部110包括伺服电机111和减速器112；伺服电机111包括电机固定端和电机输出端；伺服电机111的电机输出端驱动减速器112；伺服电机111的电机固定端与转动基座212固定连接；主动臂121的顶部与减速器112的输出端固定连接。伺服电机111和减速器112均是以现有技术为基础，伺服电机111的电机基座111螺接在驱动部基座130上。

作为本实施例的一种优选的实施方式，动平台300包括相互固定的第一平台301和第二平台302，第一平台301和第二平台302均与翻转杆222转动连接，并均与从动臂122的底部转动连接；第一平台301和第二平台302以翻转杆222的轴线对称设置。第一平台301和第二平台302均是以现有技术为基础，翻转杆222和从动臂122的端部设置在第一平台301和第二平台302的相对面之间，并分别与第一平台301和第二平台302相对的面上通过转动轴和转动轴承进行转动连接，转动副C1、C2由第一平台301、第二平台302和从动臂122构成，转动副H1、H2由第一平台301、第二平台302和翻转杆222构成。这样设置的好处是，在平移单元100和翻转单元200下装载第一平台301和第二平台302，提高了机器人的装载能力，并通过第一平台301和第二平台302的对称设置，使装载物料后的动平台300能够保持平衡，提高了本申请两轴并联的翻箱机器人的稳定性。

工作原理：1、物料的搬运：伺服电机111和减速器112驱动主动臂121带动从动臂122在竖直面内转动，从而使动平台300在从动臂122的带动下平移，并对物料进行夹取

2、物料的翻转：需要动平台300翻转时，一对伺服电缸211分别调节伸缩量，使一侧的伺服电缸211的伸缩量增加，另一侧伺服电缸211的伸缩量减少，从而带动每个伺服电缸211的输出端上连接的转接弯折杆221转动；翻转杆222在转接弯折杆221的带动下转动，带动动平台300发生翻转。

3、翻转完成后，动平台300带动物料穿过环境中的障碍后继续移动至堆料位置进行堆垛；或翻转完成后，松开夹具使物料释放，执行完毕物料的翻转动作，主动臂121和从动臂122带动动平台300复位。

以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (4)

1.一种两轴并联的翻箱机器人，其特征在于，包括平移单元(100)、翻转单元(200)以及动平台(300)；

所述平移单元(100)包括一对驱动部(110)、主动臂(121)和从动臂(122)和驱动部基座(130)；所述驱动部(110)与所述驱动部基座(130)固定；所述主动臂(121)的顶部与所述驱动部(110)固定；所述主动臂(121)的底部与所述从动臂(122)的顶部转动连接；所述从动臂(122)的底部与所述动平台(300)转动连接；

所述翻转单元(200)包括一对伸缩部(210)和一对转动连杆部(220)；

所述伸缩部(210)包括伺服电缸(211)和转动基座(212)；所述伺服电缸(211)包括缸体和伸缩杆；所述伺服电缸(211)的缸体与所述转动基座(212)转动连接；

所述转动连杆部(220)包括转接弯折杆(221)和翻转杆(222)；所述转接弯折杆(221)包括成夹角设置的第一折杆(2211)和第二折杆(2212)；所述第一折杆(2211)的顶部与所述伺服电缸(211)的伸缩杆转动连接；所述第一折杆(2211)的底部与所述第二折杆(2212)的顶部转动连接；所述第一折杆(2211)的底部、所述第二折杆(2212)的顶部、所述主动臂(121)的底部和所述从动臂(122)的顶部铰接与一处；所述第二折杆(2212)的底部与所述翻转杆(222)的顶部转动连接；所述翻转杆(222)的底部与所述动平台(300)转动连接。

2.根据权利要求1所述的两轴并联的翻箱机器人，其特征在于，所述伺服电缸(211)的缸体通过平衡杆(213)所述转动基座(212)相连，所述伺服电缸(211)的缸体与所述平衡杆(213)固定连接。

3.根据权利要求1所述的两轴并联的翻箱机器人，其特征在于，所述驱动部(110)包括伺服电机(111)和减速器(112)；所述伺服电机(111)包括电机固定端和电机输出端；所述伺服电机(111)的电机输出端驱动所述减速器(112)；所述伺服电机(111)的电机固定端与所述转动基座(212)固定连接；所述主动臂(121)的顶部与所述减速器(112)的输出端固定连接。

4.根据权利要求1所述的两轴并联的翻箱机器人，其特征在于，所述动平台(300)包括相互固定的第一平台(301)和第二平台(302)，所述第一平台(301)和所述第二平台(302)均与所述翻转杆(222)转动连接，并均与所述从动臂(122)的底部转动连接；所述第一平台(301)和所述第二平台(302)以所述翻转杆(222)的轴线对称设置。

Images