[發(fā)明專利]聯(lián)動碼垛機械臂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410588736.5
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104401749A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西力源寶科技有限公司
• 主分類號: B65G61/00
• 分類號: B65G61/00;B25J9/06
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機械技術(shù)領(lǐng)域的機械臂裝置,特別是涉及一種聯(lián)動碼垛機械臂。

背景技術(shù)

目前，工業(yè)自動化生產(chǎn)領(lǐng)域多采用各種專用機器或機械臂實現(xiàn)物料的搬運和堆碼，以提高作業(yè)效率及整體生產(chǎn)率。根據(jù)生產(chǎn)線的種類條件和物料的體積重量等的不同，這些設(shè)備形態(tài)各異。相對于專用機器而言，機械臂由于占地面積小，結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，可實現(xiàn)柔性作業(yè)等優(yōu)勢，在物料的搬運和堆碼領(lǐng)域獲得了普遍的應(yīng)用。機械臂的結(jié)構(gòu)形式中比較有代表性的如通用關(guān)節(jié)型工業(yè)機械臂，或者SCARA形平面坐標機械臂等。根據(jù)作業(yè)的復(fù)雜程度，通常用2-5個自由度即可以實現(xiàn)搬運和堆碼功能。但針對某些較為簡單且精度要求不很高的碼垛作業(yè)，使用通用關(guān)節(jié)型機械臂在一定程度上存在功能以及成本的浪費。另一方面，通用型的功能定義與某些碼垛應(yīng)用也不能很好的匹配。因此多采用降自由度的設(shè)計方法，以滿足生產(chǎn)及成本的要求。

中國專利ZL200520020980.8提出了一種四連桿結(jié)構(gòu)的碼垛機器人，它通過在機架內(nèi)安裝垂直直線導(dǎo)軌與垂直滾珠絲杠副和水平直線導(dǎo)軌與水平滾珠絲杠副，以滾珠絲杠副連接驅(qū)動機構(gòu)，在垂直滾珠絲杠副及水平滾珠絲杠副上通過轉(zhuǎn)軸連接手臂機構(gòu)，實現(xiàn)了水平驅(qū)動機構(gòu)使得負荷承載點僅在水平方向移動以及垂直驅(qū)動機構(gòu)使得負荷承載點僅在垂直方向移動的無耦合線性運動即解耦功能。同時，它還利用兩個平行四邊形的手腕姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)實現(xiàn)了機器人的手腕姿態(tài)保持不變。然而，在當今計算器材及計算軟件高度發(fā)展的情況下，兩個自由度的運動解耦已經(jīng)不具備簡化控制及程序的突出優(yōu)勢。更主要的是，負荷承載點沿重力方向的運動只有垂直驅(qū)動機構(gòu)承擔(dān)，這必然需要選擇更大的功率、更大的力/扭矩等，在成本和維護方面都形成一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種新的聯(lián)動碼垛機械臂，所要解決的技術(shù)問題是使其通過兩個直線運動副的聯(lián)合動作，獲得機械臂在重力方向平面內(nèi)的二維動作，實現(xiàn)了驅(qū)動機構(gòu)的共同做功，同時采用模塊化設(shè)計思想，降低了零件種類和維護成本。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種聯(lián)動碼垛機械臂，其包括：機架、大臂、小臂、大臂推桿、小臂推桿、手腕接口、前連桿、后連桿及平衡板；其中，所述大臂的一端鉸接于所述機架上的A點，所述大臂的另一端與所述小臂鉸接于B點；所述大臂推桿的一端鉸接于所述機架上的F點，所述大臂推桿的另一端與所述大臂鉸接于E點；所述小臂的一端與所述小臂推桿的一端鉸接于C點，所述小臂的另一端與所述手腕接口鉸接于D點；所述小臂推桿的另一端鉸接于所述機架上的G點；所述后連桿的一端鉸接于所述機架上的O點，所述后連桿的另一端與所述平衡板鉸接于P點；所述前連桿的一端與所述平衡板鉸接于Q點，所述前連桿的另一端與所述手腕接口鉸接于R點；所述平衡板還與所述大臂及所述小臂在B點鉸接在一起；在所述大臂、所述小臂、所述前連桿、所述后連桿及所述平衡板之間，在幾何上AO兩點之間的距離與BP兩點之間的距離相等，AB兩點之間的距離與OP兩點之間的距離相等，BQ兩點之間的距離與DR兩點之間的距離相等，BD兩點之間的距離與QR兩點之間的距離相等，由此形成保證所述手腕接口始終保持姿態(tài)不變的ABPO與BDRQ兩個平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。

前述的聯(lián)動碼垛機械臂，還包括：底座、底座回轉(zhuǎn)組件及手腕回轉(zhuǎn)組件；其中，所述底座回轉(zhuǎn)組件連接所述機架與所述底座；所述手腕接口固定于所述手腕回轉(zhuǎn)組件上，所述小臂的另一端是與所述腕回轉(zhuǎn)組件鉸接于D點，所述前連桿的另一端是與所述腕回轉(zhuǎn)組件鉸接于R點。

前述的聯(lián)動碼垛機械臂，其中所述大臂推桿及所述小臂推桿為電動推桿或電液推桿。

前述的聯(lián)動碼垛機械臂，其中所述大臂推桿與所述小臂推桿聯(lián)動使所述手腕接口實現(xiàn)沿包括重力方向在內(nèi)的合成運動，并且所述大臂推桿與所述小臂推桿用同樣的參數(shù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)模塊化設(shè)計。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明聯(lián)動碼垛機械臂至少具有下列優(yōu)點及有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的聯(lián)動碼垛機械臂實現(xiàn)了更好的動力能量分配，獲得了更好的結(jié)構(gòu)剛度、更好的動態(tài)性能等特性。另外，通過模塊化設(shè)計簡化了結(jié)構(gòu)參數(shù)，在產(chǎn)品成本、可維護性、可靠性等方面均具有一定的實用價值。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖,詳細說明如下。

附圖說明