CN216785049U - 一种吊装码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种吊装码垛机器人，涉及机械自动化设备技术领域，以解决工厂内无法腾出安装平台落地正装设备以及日益增加的产能往往一台机器人无法处理而两台机器人占地面积大，无法很好的布局的技术问题，该装置包括基座、第一机械臂、第二机械臂、第一关节和第二关节，其基座的固定面朝上，基座内设置有第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置用于驱动第一机械臂运动，第二驱动装置通过第一传动机构驱动第二机械臂运动；第一机械臂与第二机械臂均设置为镂空结构；第一关节连接第一机械臂和第二机械臂；第二关节设置于第二机械臂的末端，本实用新型保持强度和刚度满足要求的前提下，最大限度的实施轻量化，满足小型化和吊装的使用需求。

Description

一种吊装码垛机器人

技术领域

本实用新型涉及机械自动化设备技术领域，尤其是涉及一种吊装码垛机器人。

背景技术

目前针对中负载大行程下的袋装湿巾入箱、药盒装箱、袋装食品装箱等，一般采用传统小型协作机器人，但是由于传统小型协作机器人负载能力小，价格昂贵，无法得到有效推广，而码垛机器人一般都是大负载大行程码垛作业，码垛机器人的小型化就显得尤为重要。

目前吊装大负载的2轴吊装机器人，例如国外舒伯特的机器人构型，将主要动力机构至于基座，整个基座内部的减速机构较为复杂，成本较高。一旦损坏，维修成本较高。国内的2轴吊装机器人多以并联构型为主，但是工作空间的伸缩高度能力较小，无法满足大纸箱的入箱作业。

本申请人发现目前的小型码垛机器人，基本都是落地正装为主进行实际使用至少存在以下技术问题：

1.工厂内现有布局紧凑无法腾出有效的安装平台落地正装设备；

2.日益增加的产能往往一台机器人无法有效处理，而两台机器人占地面积大，又无法很好的布局实施。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种吊装码垛机器人，以解决现有技术中存在的工厂内现有布局紧凑无法腾出有效的安装平台为落地正装设备以及日益增加的产能往往一台机器人无法有效处理，而两台机器人占地面积大，又无法很好的布局实施的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种吊装码垛机器人，包括基座、第一机械臂、第二机械臂、第一关节和第二关节，其中：

所述基座的固定面朝上，所述基座内设置有第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述第一机械臂运动，所述第二驱动装置通过第一传动机构驱动所述第二机械臂运动；

所述第一机械臂与所述第二机械臂均设置为镂空结构；

所述第一关节连接所述第一机械臂和所述第二机械臂；所述第二关节设置于所述第二机械臂的末端。

优选地，所述第一关节包括结构相同且平行设置的第一关节件和第二关节件，所述第一关节件与所述第二关节件均设置为镂空结构，其中：

所述第一关节件与所述第二关节件上均设置有位于中间的第三连接结构和位于两端的第一连接结构和第二连接结构；

所述第一机械臂、所述第二机械臂与所述第三连接结构通过第一连接件活动连接。

优选地，还包括第一保持杆和第二保持杆，其中：

所述第一保持杆的一端连接于所述基座上，所述第一保持杆的另一端与所述第一连接结构活动连接，所述第一保持杆位于所述第一关节件和所述第二关节件之间；

所述第二保持杆的一端与所述第二连接结构活动连接，所述第二保持杆的另一端与所述第二关节活动连接，所述第二保持杆位于所述第一关节件与所述第二关节件之间；

所述第一保持杆与所述第一传动机构在竖直向平行设置且第一保持杆的长度与所述第一传动机构在竖直方向的长度相同。

优选地，所述第一机械臂包括结构相同且平行设置的第一侧臂和第二侧臂，所述第一侧臂与所述第二侧臂之间设置有结构相同且平行设置的第三侧臂和第四侧臂，其中：

所述第一侧臂与所述第二侧臂的两端分别设置为第一连接端和第二连接端，所述第一侧臂的第一连接端用于连接第一驱动装置，所述第二侧臂的第一连接端与第二驱动装置连接，所述第二连接端用于与所述第二机械臂连接。

优选地，所述第二机械臂包括结构相同且平行设置的第五侧臂和第六侧臂，所述第五侧臂与所述第六侧臂的两端分别设置有第三连接端和第四连接端，所述第三连接端与所述第四连接端之间设置有第五连接端，其中：

所述第三连接端用于活动连接所述第一传动机构；

所述第四连接端用于活动连接所述第二关节；

所述第五连接端与所述第二连接端通过所述第一连接件活动连接。

优选地，所述第二保持杆的长度与所述第五连接端到所述第四连接端的距离相等，且所述第二保持杆与所述第五连接端与所述第四连接端的连接线平行。

优选地，所述第一侧臂与所述第二侧臂均采用板状结构，其中：

所述第一侧臂和所述第二侧臂上设置有多个圆孔，所述第三侧臂与所述第四侧臂均设置为方形框架结构，所述框架结构的内部设置“X”型结构；

所述板状结构的宽度设置为由顶部至底部呈线性递减。

优选地，所述第五侧臂和所述第六侧臂均采用板状结构，其中：

所述第五侧臂和所述第六侧臂上设置有多个圆孔，所述第五侧臂与所述第六侧臂之间设置有“X”型结构，并且所述第五侧臂与所述第六侧臂均设置为由所述第五连接端至两端部的宽度呈线性递减。

优选地，还包括深沟球轴承，所述深沟球轴承设置于所述第二侧臂的第一连接端与第二驱动装置连接处。

优选地，还包括第一减速机和第二减速机，所述第一减速机与所述第二减速机分别与所述第一驱动装置和所述第二驱动装置连接。

本实用新型提供的吊装码垛机器人，通过设置基座的固定面朝上，基座内设置有第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置用于驱动第一机械臂运动，第二驱动装置通过第一传动机构驱动第二机械臂运动，第一关节连接第一机械臂和第二机械臂，第二关节设置于第二机械臂的末端，实现码垛机械人的小型化，并非只是简单的将现有码垛机器人的大小等比例缩小，而是需要根据实际负载能力去反算实际的动力输入，并根据工作空间要求去规划调整大小臂的实际尺寸参数，配合设置基座的固定面朝上，采用吊装的形式，在满足工作空间要求上，尤其是在装箱深度方向上更容易实现。通过第一机械臂与第二机械臂均设置为镂空结构，在保持强度和刚度满足要求的前提下，能够最大限度的实施轻量化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型吊装码垛机器人一实施例的结构示意图；

图2是图1另一角度的结构示意图；

图3是图1的后视结构示意图；

图4是图1的仰视结构示意图。

图中：1、基座；2、第一机械臂；21、第一侧臂；22、第二侧臂；23、第三侧臂；24、第四侧臂；211、第一连接端；212、第二连接端；31、第五侧臂；32、第六侧臂；311、第三连接端；312、第四连接端；313、第五连接端；3、第二机械臂；4、第一关节；41、第一关节件；411、第一连接结构；412、第二连接结构；413、第三连接结构；42、第二关节件；5、第二关节；6、第一驱动装置；7、第二驱动装置；8、第一传动机构；9、第一连接件；10、第一保持杆；11、第二保持杆；12、第一减速机；13、第二减速机。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种吊装码垛机器人，图1是本实施例的结构示意图，如图1所示，包括基座1、第一机械臂2、第二机械臂3、第一关节4和第二关节5。

其中，设置基座1的固定面朝上，实现吊装的形式，并非简单的将码垛机器人翻转吊装在框架上，本实施例中，最终需要的状态是机器人基座1吊装后，末第二关节5即端腕部朝下安装夹具，用以抓取物料。

基座1内设置有第一驱动装置6和第二驱动装置7，第一驱动装置6用于驱动第一机械臂2运动，第二驱动装置7通过第一传动机构8驱动第二机械臂3运动，第一关节4连接第一机械臂2和第二机械臂3；第二关节5设置于第二机械臂3的末端，还包括第一减速机12和第二减速机13，第一减速机12与第二减速机13分别与第一驱动装置6和第二驱动装置7连接，本实施例中的驱动装置采用电机，减速机采用RV减速机。此吊装码垛机器人，实现码垛机械人的小型化，并非只是简单的将现有码垛机器人的大小等比例缩小，而是需要根据实际负载能力去反算实际的动力输入，并根据工作空间要求去规划调整大小臂的实际尺寸参数，配合设置基座的固定面朝上，采用吊装的形式，在满足工作空间要求上，尤其是在装箱深度方向上更容易实现。

通过设置第一驱动装置6和第二驱动装置7均设置于基座上，避免了常规的码垛机器人的动力基本上都在各个关节处，增大第二机械臂的负重的问题，第一机械臂2和第二机械臂3分别采用驱动装置进行驱动，电器集成控制至基座，将驱动装置和编码引线统一引线至基座1，在基座1上统一以输出接口的形式进行布置，避免引线穿线的不便和凌乱，同时保证了设备的稳定性和便捷性。

第一机械臂2与第二机械臂3均设置为镂空结构，制作成本和维护成本更低，在满足工作空间要求上，尤其是在装箱深度方向上更容易实现，可根据实际的需求进行定制，采用此装置在保持强度和刚度满足要求的前提下，能够最大限度的实施轻量化。

作为可选的实施方式，图2是图1另一角度的结构示意图，图3是图1的后视结构示意图，如图2和图3所示，第一关节4包括结构相同且平行设置的第一关节件41和第二关节件42，第一关节件41与第二关节件42均设置为镂空结构，以使此吊装结构轻量化。

其中，第一关节件41与第二关节件42上均设置有位于中间的第三连接结构413和位于两端的第一连接结构411和第二连接结构412；第一机械臂2、第二机械臂3与第三连接结构413通过第一连接件9活动连接，第一连接件9采用连接轴。

作为可选的实施方式，还包括第一保持杆10和第二保持杆11。

其中，第一保持杆10的一端连接于基座1上，第一保持杆10的另一端与第一连接结构411活动连接，第一保持杆10位于第一关节件41和第二关节件42之间。

第二保持杆11的一端与第二连接结构412活动连接，第二保持杆11的另一端与第二关节5活动连接；第二保持杆11位于第一关节件41与第二关节件42之间；

第一保持杆10与第一传动机构8在竖直向平行设置且第一保持杆10的长度与第一传动机构8在竖直方向的长度相同。

通过设置第一保持杆10与第二保持杆11，使第一机械臂2与第一关节4、第二机械臂3与第二关节5的布置遵循平行四边形原则，实现在机器人动作时，末端始终与底面平行。同时，可避免实际运动中的干涉问题。

作为可选的实施方式，第一机械臂2包括结构相同且平行设置的第一侧臂21和第二侧臂22，第一侧臂21与第二侧臂22之间设置有结构相同且平行设置的第三侧臂23和第四侧臂24。

其中，第一侧臂21与第二侧臂22的两端分别设置为第一连接端211和第二连接端212，第一侧臂21的第一连接端211用于连接第一驱动装置6，第二侧臂22的第一连接端211与第二驱动装置7连接，第二连接端212用于与第二机械臂3连接。

作为可选的实施方式，第二机械臂3包括结构相同且平行设置的第五侧臂31和第六侧臂32，第五侧臂31与第六侧臂32的两端分别设置有第三连接端311和第四连接端312，第三连接端311与第四连接端312之间设置有第五连接端313。

其中，第三连接端311用于活动连接第一传动机构8；第四连接端312用于活动连接第二关节5；第五连接端313与第二连接端212通过第一连接件9活动连接。

作为可选的实施方式，第二保持杆11的长度与第五连接端313到第四连接端312的距离相等，且第二保持杆11与第五连接端313与第四连接端312的连接线平行，采用平行四边形结构，实现在机器人动作时，末端始终与底面平行。

作为可选的实施方式，第一侧臂21与第二侧臂22均采用板状结构。

其中，第一侧臂21和第二侧臂22上设置有多个圆孔，第三侧臂23与第四侧臂24均设置为方形框架结构，框架结构内部设置“X”型结构；板状结构的宽度设置为由顶部至底部呈线性递减，确保强度和刚度满足要求的前提下，轻量化、小型化。

作为可选的实施方式，图4是图1的仰视结构示意图，如图4所示，第五侧臂31和第六侧臂32均采用板状结构。

其中，第五侧臂31和第六侧臂32上设置有多个圆孔，第五侧臂31与第六侧臂32之间设置有“X”型结构，并且第五侧臂31与第六侧臂32均设置为由第五连接端313至两端部的宽度呈线性递减，确保强度和刚度满足要求的前提下，轻量化、小型化。

作为可选的实施方式，还包括深沟球轴承，深沟球轴承设置于第二侧臂22的第一连接端211与第二驱动装置7的连接处，在第二驱动装置7进行驱动时，对第一机械臂进行支撑，以此保持平衡，确保第一机械臂足够稳定可靠，提高整体结构的稳定性。

根据实际受力分析，机器人只在平面内进行运动，所以轴向基本无负载，相较于常规支撑旋转部件选用的交叉滚子轴承，本实施例采用深沟球轴承，在保证足够受力的前提下，大大降低了成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种吊装码垛机器人，其特征在于，包括基座、第一机械臂、第二机械臂、第一关节和第二关节，其中：

所述基座的固定面朝上，所述基座内设置有第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述第一机械臂运动，所述第二驱动装置通过第一传动机构驱动所述第二机械臂运动；

所述第一机械臂与所述第二机械臂均设置为镂空结构；

所述第一关节连接所述第一机械臂和所述第二机械臂；所述第二关节设置于所述第二机械臂的末端。

2.根据权利要求1所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：所述第一关节包括结构相同且平行设置的第一关节件和第二关节件，所述第一关节件与所述第二关节件均设置为镂空结构，其中：

所述第一关节件与所述第二关节件上均设置有位于中间的第三连接结构和位于两端的第一连接结构和第二连接结构；

所述第一机械臂、所述第二机械臂与所述第三连接结构通过第一连接件活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：还包括第一保持杆和第二保持杆，其中：

所述第一保持杆的一端连接于所述基座上，所述第一保持杆的另一端与所述第一连接结构活动连接，所述第一保持杆位于所述第一关节件和所述第二关节件之间；

所述第二保持杆的一端与所述第二连接结构活动连接，所述第二保持杆的另一端与所述第二关节活动连接，所述第二保持杆位于所述第一关节件与所述第二关节件之间；

所述第一保持杆与所述第一传动机构在竖直向平行设置且第一保持杆的长度与所述第一传动机构在竖直方向的长度相同。

4.根据权利要求3所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：所述第一机械臂包括结构相同且平行设置的第一侧臂和第二侧臂，所述第一侧臂与所述第二侧臂之间设置有结构相同且平行设置的第三侧臂和第四侧臂，其中：

所述第一侧臂与所述第二侧臂的两端分别设置为第一连接端和第二连接端，所述第一侧臂的第一连接端用于连接第一驱动装置，所述第二侧臂的第一连接端与第二驱动装置连接，所述第二连接端用于与所述第二机械臂连接。

5.根据权利要求4所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：所述第二机械臂包括结构相同且平行设置的第五侧臂和第六侧臂，所述第五侧臂与所述第六侧臂的两端分别设置有第三连接端和第四连接端，所述第三连接端与所述第四连接端之间设置有第五连接端，其中：

所述第三连接端用于活动连接所述第一传动机构；

所述第四连接端用于活动连接所述第二关节；

所述第五连接端与所述第二连接端通过所述第一连接件活动连接。

6.根据权利要求5所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：所述第二保持杆的长度与所述第五连接端到所述第四连接端的距离相等，且所述第二保持杆与所述第五连接端与所述第四连接端的连接线平行。

7.根据权利要求4-6任一所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：所述第一侧臂与所述第二侧臂均采用板状结构，其中：

所述第一侧臂和所述第二侧臂上设置有多个圆孔，所述第三侧臂与所述第四侧臂均设置为方形框架结构，所述框架结构的内部设置“X”型结构；

所述板状结构的宽度设置为由顶部至底部呈线性递减。

8.根据权利要求5或6所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：所述第五侧臂和所述第六侧臂均采用板状结构，其中：

所述第五侧臂和所述第六侧臂上设置有多个圆孔，所述第五侧臂与所述第六侧臂之间设置有“X”型结构，并且所述第五侧臂与所述第六侧臂均设置为由所述第五连接端至两端部的宽度呈线性递减。

9.根据权利要求4所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：还包括深沟球轴承，所述深沟球轴承设置于所述第二侧臂的第一连接端与第二驱动装置连接处。

10.根据权利要求9所述的一种吊装码垛机器人，其特征在于：还包括第一减速机和第二减速机，所述第一减速机与所述第二减速机分别与所述第一驱动装置和所述第二驱动装置连接。

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