CN218370425U - 一种三自由度型钢码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种三自由度型钢码垛机器人，包括X轴运动机构、Y轴运动机构和抓取机构；所述Y轴运动机构包括第一电机、纵向固定板、齿条、第一滑块、纵向滑轨；所述X轴运动机构包括第二电机、第二滑块和横向滑轨，所述第二电机的输出轴连接有第四齿轮；本实用新型所述的一种三自由度型钢码垛机器人，适用性好，重负载可实现槽钢、角钢、工字钢等各截面钢材的码垛；可实现X轴和Y轴两个维度的运动，以及机械手臂的抓取和翻转；通过平衡杠平衡稳定性更好；设备速度快精度高、灵活性好、安装简单、现场改造少、结构简单、成本低。

Description

一种三自由度型钢码垛机器人

技术领域

本实用新型涉及型钢码垛机器人技术领域，尤其涉及一种三自由度型钢码垛机器人。

背景技术

目前的钢材下料码垛，依赖人工搬运，人力成本急剧上升，工作强度大，招工困难；目前的钢材下料码垛设备笨重，主要由液压设备、直流电机、气缸组成，存在的问题有效率低，速度慢，现场占地大，地面基础施工量大；

有些采用现有的六轴机器人，存在的问题有重载成本高，且前臂无弯曲角度，只能安装功率低的分体式电磁铁，不能满足大型钢材的要求，多机器人多控制器同步性差，容易在搬运时掉钢，设备不稳定。

为此，设计一种三自由度型钢码垛机器人，解决以上问题。

发明内容

本实用新型为克服以上不足，提供一种三自由度型钢码垛机器人，包括X轴运动机构、Y轴运动机构和抓取机构；

所述Y轴运动机构包括第一电机、纵向固定板、齿条、第一滑块、纵向滑轨，所述第一电机的输出轴连接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮轴心连接有转轴，所述转轴外套设有第三齿轮，所述第三齿轮和齿条啮合；所述齿条固定在纵向固定板上，所述纵向固定板通过第一滑块滑动连接在所述纵向滑轨上；

所述X轴运动机构包括第二电机、第二滑块和横向滑轨，所述第二电机的输出轴连接有第四齿轮，所述第四齿轮啮合有第五齿轮，所述第五齿轮轴心内连接有丝杆，所述丝杆带动第二滑块在横向滑轨上横向移动；所述第二滑块顶面固定有横向固定板；

所述抓取机构包括机械手臂，所述机械手臂一端铰接连接有第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂和所述第二连接臂之间铰接，所述第一连接臂和所述第二连接臂铰接固定在所述横向固定板上；所述第一连接臂和所述第二连接臂铰接固定在所述纵向固定板上；所述机械手臂的自由端设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有 RV减速器，所述RV减速器连接有电磁铁。

优选的，所述纵向固定板通过设置有平衡杠来维持平衡，所述平衡杠为气缸。

优选的，所述平衡杠为氮气平衡杠。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的一种三自由度型钢码垛机器人，适用性好，重负载可实现槽钢、角钢、工字钢等各截面钢材的码垛；可实现X轴和Y轴两个维度的运动，以及机械手臂的抓取和翻转；通过平衡杠平衡稳定性更好；设备速度快精度高、灵活性好、安装简单、现场改造少、结构简单、成本低。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的左视图；

图3为本实用新型的后视图；

图4为本实用新型的俯视图；

其中：

1-RV减速器；2-伺服电机；3-电磁铁；4-纵向滑轨；5-第一电机；6-第一齿轮；7-第二齿轮；8-平衡杠；9-第三齿轮；10-第四齿轮；11-机械手臂；12-第一连接臂；13-第二连接臂；14-齿条；15- 横向固定板；16-横向滑轨；17-纵向固定板；18-转轴；19-第五齿轮； 20-第二电机。

具体实施方式

以下将结合本实用新型的实施例参照附图进行详细叙述。

如图1-4所示，一种三自由度型钢码垛机器人，包括X轴运动机构、Y轴运动机构和抓取机构；

如图3所示，所述Y轴运动机构包括第一电机5、纵向固定板 17、齿条14、第一滑块(图中未标号)、纵向滑轨4，所述第一电机5的输出轴连接有第一齿轮6，所述第一齿轮6啮合有第二齿轮7，所述第二齿轮7轴心连接有转轴18，所述转轴18外套设有第三齿轮 19，所述第三齿轮19和齿条14啮合；所述齿条14固定在纵向固定板17上，所述纵向固定板17通过第一滑块滑动连接在所述纵向滑轨 4上；

如图4所示，所述X轴运动机构包括第二电机20、第二滑块(图中未标号)和横向滑轨16，所述第二电机20的输出轴连接有第四齿轮9，所述第四齿轮9啮合有第五齿轮10，所述第五齿轮10轴心内连接有丝杆(图中未标号)，所述丝杆带动第二滑块在横向滑轨16 上横向移动；所述第二滑块顶面固定有横向固定板15；

如图2所示，所述抓取机构包括机械手臂11，所述机械手臂11 一端铰接连接有第一连接臂12和第二连接臂13，所述第一连接臂12 和所述第二连接臂13之间铰接，所述第一连接臂12和所述第二连接臂13铰接固定在所述横向固定板15上；所述第一连接臂12和所述第二连接臂13铰接固定在所述纵向固定板17上；所述机械手臂11 的自由端设置有伺服电机2，所述伺服电机2的输出轴连接有RV减速器1，所述RV减速器1连接有电磁铁3。

优选的，所述纵向固定板17通过设置有平衡杠8来维持平衡，所述平衡杠8为气缸。

优选的，所述平衡杠8为氮气平衡杠。

使用方法：

Y轴纵向运动：

所述第一电机5带动第一齿轮6转动，所述第一齿轮6带动所述第二齿轮7转动，所述第二齿轮7带动所述转轴18转动，所述转轴18转动带动所述第三齿轮19转动，所述第三齿轮19和所述齿条14 啮合，所述第三齿轮19通过所述齿条14带动所述纵向固定板17和第一滑块相对于所述纵向滑轨4纵向滑动；实现所述纵向固定板17 带动第一连接臂12和第二连接臂13在Y轴的纵向运动。

X轴横向运动：

所述第二电机20带动第四齿轮9转动，所述第四齿轮9转动带动第五齿轮10转动，第五齿轮10转动带动丝杠转动，丝杠带动第二滑块在横向滑轨16上横向移动，实现横向固定板15带动第一连接臂 12和第二连接臂13在X轴的横向运动。

抓取和翻转：

通过电磁铁3吸住型钢，跟随机械手臂11、第一连接臂12和第二连接臂13横向或纵向移动；伺服电机2和RV减速器可实现电磁铁3带动型钢的上下360度翻转。

本发明采用自主研发设计的机器人进行抓取码垛，伺服电机驱动，前臂有弯曲角度，可安装整体大功率电磁铁，单个机器人负载可达到600公斤(含电磁铁)满足绝大部分钢材需求，多机器人采用1 个高性能控制器，完全保证工作时的同步性，造价成本低，对现场改造要求小，易于安装，设备速度快、精度高、稳定性高。

整个机器人为三轴机器人，伺服电机驱动，通过X轴及Y轴两个个自由度配合实现各个位置的抓取和放置连续动作，Y轴安装平衡缸加大可抓取重量，前端RV减速机可实现钢材的上侧抓取和下侧抓取，该机器人的适用性好，可实现槽钢、角钢、工字钢等各截面钢材的下料抓取，码垛后段输送线为单排或双排均可，也可根据实际生产的钢材长度配置机器人的个数，使用起来灵活性好。

本申请可通过一个控制器控制多个本申请实现完全同步，可根据钢材型号配置机器人数量。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置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，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种三自由度型钢码垛机器人，其特征在于，包括X轴运动机构、Y轴运动机构和抓取机构；

所述Y轴运动机构包括第一电机(5)、纵向固定板(17)、齿条(14)、第一滑块、纵向滑轨(4)，所述第一电机(5)的输出轴连接有第一齿轮(6)，所述第一齿轮(6)啮合有第二齿轮(7)，所述第二齿轮(7)轴心连接有转轴(18)，所述转轴(18)外套设有第三齿轮(19)，所述第三齿轮(19)和齿条(14)啮合；所述齿条(14)固定在纵向固定板(17)上，所述纵向固定板(17)通过第一滑块滑动连接在所述纵向滑轨(4)上；

所述X轴运动机构包括第二电机(20)、第二滑块和横向滑轨(16)，所述第二电机(20)的输出轴连接有第四齿轮(9)，所述第四齿轮(9)啮合有第五齿轮(10)，所述第五齿轮(10)轴心内连接有丝杆，所述丝杆带动第二滑块在横向滑轨(16)上横向移动；所述第二滑块顶面固定有横向固定板(15)；

所述抓取机构包括机械手臂(11)，所述机械手臂(11)一端铰接连接有第一连接臂(12)和第二连接臂(13)，所述第一连接臂(12)和所述第二连接臂(13)之间铰接，所述第一连接臂(12)和所述第二连接臂(13)铰接固定在所述横向固定板(15)上；所述第一连接臂(12)和所述第二连接臂(13)铰接固定在所述纵向固定板(17)上；所述机械手臂(11)的自由端设置有伺服电机(2)，所述伺服电机(2)的输出轴连接有RV减速器(1)，所述RV减速器(1)连接有电磁铁(3)。

2.根据权利要求1所述的一种三自由度型钢码垛机器人，其特征在于，所述纵向固定板(17)通过设置有平衡杠(8)来维持平衡，所述平衡杠(8)为气缸。

3.根据权利要求2所述的一种三自由度型钢码垛机器人，其特征在于，所述平衡杠(8)为氮气平衡杠。

Images