CN218641946U - 一种双串联臂水平多关节机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双串联臂水平多关节机器人，包括支撑地脚，其用于支撑机器人本体架构；传动直线导轨，其设置于支撑地脚的上方，用于在Z轴方向提供行走自由度；第一延展臂，其设置于传动直线导轨的自由端；第二延展臂，其通过第三驱动件转动设置于第一延展臂的延伸末端；输出末端，其设置于第二延展臂的延伸末端，用于安装夹具；本实用新型机器人能够在四轴范围内进行货物的搬运，代替现有人工搬运堆垛的方式，具有串联配置的两个能够在水平面内旋转的手臂，优点是在垂直方向上的刚性好，能方便地实现三维平面上的动作。

Description

一种双串联臂水平多关节机器人

技术领域

本实用新型涉及搬运机器人技术领域，尤其是一种双串联臂水平多关节机器人。

背景技术

货物堆码指的是将货物整齐、规则地摆放成货垛的作业。堆码的方式通常采取立体储存，以提高货物装卸的效率，不轻易地改变货物存贮的位置，尽量避免货物堆码的覆盖和拥挤。

将货物整齐、规则地摆放成货垛不但需要较大的负载输出，同时需要具有较高的灵活性。现有的针对这类有一定规则体积的货物的堆码作业通常由人工进行作业，造成了大量的人员投入，一方面减少了仓储场地的可用活动量，另一方面增加了企业的仓储投入。

实用新型内容

本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的双串联臂水平多关节机器人，从而代替人工进行堆码，提高空间体积堆码方式的效率；同时，提升了码垛搬运机器人的自由度、以及运动范围。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种双串联臂水平多关节机器人，包括：

支撑地脚，其用于支撑机器人本体架构；

传动直线导轨，其设置于支撑地脚的上方，用于在Z轴方向提供行走自由度；

第一延展臂，其设置于传动直线导轨的自由端；

第二延展臂，其通过第三驱动件转动设置于第一延展臂的延伸末端；

输出末端，其设置于第二延展臂的延伸末端，用于安装夹具。

进一步地，所述支撑地脚与所述传动直线导轨间通过设置转动机构进行转动连接。

进一步地，所述转动机构包括设置于传动直线导轨底部的一对啮合齿轮以及固设于传动直线导轨侧部的第一驱动件，所述啮合齿轮包括传动设置于第一驱动件驱动端的主动轮以及设置于传动直线导轨底部的从动轮。

进一步地，所述传动直线导轨的自由端为滑台，所述滑台的表面设置第二驱动件以驱动滑台相对于传动直线导轨进行上下直线行走，所述滑台与传动直线导轨本体侧部间通过设置防护拖链系统进行线缆的导向收纳。

进一步地，所述第一延展臂呈一字截面设计且中部为中空结构，其与传动直线导轨自由端固定的一端通过多根加强筋增加连接强度，第一延展臂的延伸端具有圆形空腔。

进一步地，所述第二延展臂呈Z字截面设计且中部为中空结构，其两端均设置圆形空腔以安装驱动件。

进一步地，所述第三驱动件为伺服电机。

进一步地，所述第二驱动件为伺服电机。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型相比现有人工堆码的作业方式，效率更高，同时相比直臂搬运机器人，在以有托盘或无托盘形式的仓库货物堆码作业上，本实用新型提供的机器人能够在四轴范围内进行货物的搬运，具有串联配置的两个能够在水平面内旋转的手臂，优点是在垂直方向上的刚性好，能方便地实现三维平面上的动作。

附图说明

图1为本实用新型的第一视角立体示意图；

图2为本实用新型的第二视角立体示意图；

图3为本实用新型中第一延展臂以及第二延展臂的结构示意图；

图4为本实用新型中转动机构的结构示意图；

图5为本实用新型的第一运动范围示意图；

图6为本实用新型的第二运动范围示意图。

其中：1、支撑地脚；2、传动直线导轨；3、第一延展臂；4、第二延展臂；5、输出末端；6、转动机构；7、第三驱动件；8、线缆导管；61、第一驱动件；62、主动轮；63、从动轮；21、滑台；22、第二驱动件；23、防护拖链系统；31、加强筋。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图6所示，一种双串联臂水平多关节机器人，包括：

支撑地脚1，其用于支撑机器人本体架构；

在一些实施例中，传动直线导轨2，其设置于支撑地脚1的上方，用于在Z轴方向提供行走自由度；其工作原理为通过在导轨的行走端设置导轨，沿导轨滑动设置滑台21，滑台21与导轨之间通过齿轮齿条进行啮合传动，具体的，滑台21的表面固设第二驱动件22；优选的，第二驱动件22包括但不限于使用伺服电机；伺服电机的驱动端设置齿轮，齿条固设于导轨侧部，通过伺服电机驱动齿轮与齿条啮合，以驱动滑台21相对于传动直线导轨2本体上下行走。

需要说明的是，本实施例中Z轴自由度的运动范围即为滑台21的上下行程，优选为2200mm。

在一些实施例中，第一延展臂3，其设置于传动直线导轨2的自由端；第二延展臂4，其通过第三驱动件7转动设置于第一延展臂3的延伸末端；其中，第一延展臂3呈一字截面设计且中部为中空结构，其与传动直线导轨2自由端固定的一端通过多根加强筋31增加连接强度；同时，第一延展臂3的延伸端具有圆形空腔；其次，第二延展臂4呈Z字截面设计且中部为中空结构，其两端均设置圆形空腔以安装驱动件。

特别的是，第一延展臂3与第二延展臂4之间通过转轴可转动连接，以形成转动关节，转轴的中部具有轴承，通过第三驱动件7驱动转轴转动，记为R轴运动范围，优选的，R轴的运动范围为±150°。

输出末端5，其设置于第二延展臂4的延伸末端，用于安装夹具；特别的是，输出末端5内部具有轴承，轴承的顶部通过设置伺服电机提供驱动力，其下部传动连接所需的夹具；输出末端5以伺服电机驱动夹具的运动范围记为T轴，其运动范围为±360°。

在一些实施例中，支撑地脚1与传动直线导轨2间通过设置转动机构6进行转动连接；转动机构6包括设置于传动直线导轨2底部的一对啮合齿轮以及固设于传动直线导轨2侧部的第一驱动件61，啮合齿轮包括传动设置于第一驱动件61驱动端的主动轮62以及设置于传动直线导轨2底部的从动轮63。特别的是，由转动机构6进行限定的运动范围记为S轴，其运动范围优选为±165°。

传动直线导轨2的自由端为滑台21，滑台21的表面设置第二驱动件22以驱动滑台21相对于传动直线导轨2进行上下直线行走，滑台21与传动直线导轨2本体侧部间通过设置防护拖链系统23进行线缆的导向收纳；防护拖链系统23，优选为全封闭的走线拖链，能够对线缆起到安全防护的作用。

需要说明的是，上述第三驱动件7、第二驱动件22以及第一驱动件61均优选为伺服电机，配合控制模块进行伺服控制。

还需要说明的是，由于延展臂进行了两段式设计，其连接拐点即R轴为±150°的运动范围，对安装于其拐点的第二驱动件22的线缆需要进行防护处理，如图1和图3所示，通过在第一延展臂3以及第二延展臂4的表面开设走线孔，内部的线缆在中空的延展臂中进行敷设，外部裸露的线缆通过线缆导管8进行包覆敷设，布线更为美观，同时理线、导线更为清晰缜密，还能够得到线缆的防护作用。

本实用新型的工作原理：本实用新型为水平多关节机器人，具有4个自由度的工作范围进行仓储、物流的货物堆码工作；具体地包括上述S轴、R轴、Z轴、T轴；其中S轴的运动范围由转动机构6限定，为±165°。R轴的运动范围由第三驱动件7的转动范围决定，为±150°；Z轴的运动范围由传动直线导轨2的上下行程决定，为2200mm；T轴由伺服电机驱动夹具转动，为±360°；通过在输出末轴安装不同的夹具，实现货物堆码工作。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种双串联臂水平多关节机器人，其特征在于：包括：

支撑地脚(1)，其用于支撑机器人本体架构；

传动直线导轨(2)，其设置于支撑地脚(1)的上方，用于在Z轴方向提供行走自由度；

第一延展臂(3)，其设置于传动直线导轨(2)的自由端；

第二延展臂(4)，其通过第三驱动件(7)转动设置于第一延展臂(3)的延伸末端；

输出末端(5)，其设置于第二延展臂(4)的延伸末端，用于安装夹具。

2.如权利要求1所述的一种双串联臂水平多关节机器人，其特征在于：所述支撑地脚(1)与所述传动直线导轨(2)间通过设置转动机构(6)进行转动连接。

3.如权利要求2所述的一种双串联臂水平多关节机器人，其特征在于：所述转动机构(6)包括设置于传动直线导轨(2)底部的一对啮合齿轮以及固设于传动直线导轨(2)侧部的第一驱动件(61)，所述啮合齿轮包括传动设置于第一驱动件(61)驱动端的主动轮(62)以及设置于传动直线导轨(2)底部的从动轮(63)。

4.如权利要求1所述的一种双串联臂水平多关节机器人，其特征在于：所述传动直线导轨(2)的自由端为滑台(21)，所述滑台(21)的表面设置第二驱动件(22)以驱动滑台(21)相对于传动直线导轨(2)进行上下直线行走，所述滑台(21)与传动直线导轨(2)本体侧部间通过设置防护拖链系统进行线缆的导向收纳。

5.如权利要求1所述的一种双串联臂水平多关节机器人，其特征在于：所述第一延展臂(3)呈一字截面设计且中部为中空结构，其与传动直线导轨(2)自由端固定的一端通过多根加强筋(31)增加连接强度，第一延展臂(3)的延伸端具有圆形空腔。

6.如权利要求1所述的一种双串联臂水平多关节机器人，其特征在于：所述第二延展臂(4)呈Z字截面设计且中部为中空结构，其两端均设置圆形空腔以安装驱动件。

7.如权利要求1所述的一种双串联臂水平多关节机器人，其特征在于：所述第三驱动件(7)为伺服电机。

8.如权利要求4所述的一种双串联臂水平多关节机器人，其特征在于：所述第二驱动件(22)为伺服电机。

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