[發明專利]一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人

無效

• 申請號: 201410826323.6
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104647332A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 蔡敢為;王龍;張林;關卓懷;張永文;朱凱君;李智杰;王麾;石慧;范雨
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B65G61/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術領域

本發明涉及工業機器人領域，特別是一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人。

背景技術

碼垛機器人廣泛應用于機床上下料、沖壓機自動化生產線、自動裝配流水線、搬運碼垛、集裝箱等的自動搬運作業中。現有的碼垛機器人主要有直角坐標型、圓柱坐標型以及關節型三種結構類型。其中關節型碼垛機器人因為其結構緊湊、動作靈活、占地面積小、工作空間大等優點，已逐步成為碼垛機器人的主要結構形式。但這類傳統開鏈式串聯結構的碼垛機器人的驅動電機都要安裝在關節處，導致機器人手臂重量大、剛性差、慣量大、關節誤差累計等問題，機構動力學性能較差，難以滿足高速搬運碼垛的要求。

隨著電機技術的發展和控制技術的提高，可控機械式機構為工程機械提供了廣闊的發展空間，由電機驅動的多自由度可控機構不僅具有工作空間大、動作靈活、可靠性高，同時還具有制造成本低，維護保養簡單等優點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人，所有驅動電機都安裝在機架上，能解決傳統開鏈式串聯機器人的電機安裝在鉸鏈處，導致手臂笨重、剛性差、慣量大、關節誤差累計等問題，機器人具有較好的動力學性能，能較好的滿足高速重載搬運碼垛的要求。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：

一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人，包括旋轉機架、移動平臺、第一主動桿、第一連桿、第三連桿小臂、末端執行器、大臂、第二連桿、第四連桿、第五連桿、第二主動桿、第六連桿、三角輔助架、第一輔助連桿、第二輔助連桿和法蘭盤；

所述旋轉機架通過第一旋轉副連接在移動平臺上；

所述第一主動桿一端通過第三轉動副與旋轉機架連接，第一主動桿另一端通過第四轉動副與第一連桿下端連接，第一連桿上端通過第五轉動副與第三連桿下端連接，第三連桿上端通過第九轉動副與小臂一端連接，小臂另一端通過第十七轉動副與末端執行器連接；

所述大臂下端通過第一復合鉸鏈與旋轉機架連接，大臂上端通過第二復合鉸鏈連接在小臂上，大臂與小臂組成“T”字形；

所述第二連桿一端通過第五轉動副與第一連桿上端連接，第二連桿另一端通過第一復合鉸鏈與旋轉機架連接；第四連桿一端通過第六轉動副與第三連桿連接，第六轉動副位于第九轉動副和第五轉動副之間，第四連桿另一端通過第七轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第八轉動副連接在小臂上；

第二主動桿一端通過第十轉動副與旋轉機架連接，第二主動桿另一端通過第十一轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十二轉動副連接在大臂上；

所述三角輔助架上設置有第一連接端、第二連接端和第三連接端；第一連接端通過第二復合鉸鏈同時與大臂和小臂連接；第二連接端通過第十四轉動副與第一輔助連桿一端連接，第一輔助連桿另一端通過第十三轉動副連接在旋轉機架上；第三連接端通過第十五轉動副與第二輔助連桿一端連接，第二輔助連桿另一端通過第十六轉動副與末端執行器平動保持器一端連接；

所述法蘭盤通過第二旋轉副連接在末端執行器上。

本發明的突出優點在于

1、通過移動平臺、旋轉機架、手臂升降機構、末端執行器平動保持機構組合運動輸出實現空間的搬運垛作業，且軌跡靈活多變，機器人具有較強柔性化輸出的能力。

2、此碼垛機器人選用伺服電機驅動，不僅環保，而且易于實現遠程控制，降低工人勞動強度。

3、所有伺服電機均安裝在機架上，機器人運動慣量小，動力學性能好，能較好的滿足高速搬運碼垛的要求。

4、采用兩個平等四邊形機構串聯組成末端執行器平動保持機構，使末端執行器始終保持平動，工作平穩，同時也增加了其剛度，提高了其承載能力。

5、采用第一主動桿、第一連桿、第二連桿和旋轉機架組成的平行四邊形機構以及第四連桿、第五連桿、第三連桿和小臂組成的平行四邊形機構，使結構更加穩定，增加了其剛度，提高了其承載能力。

附圖說明

圖1為本發明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人整體結構示意圖。

圖2為本發明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人的手臂升降機構示意圖。

圖3為本發明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人末端執行器平動保持機構示意圖。

圖4為本發明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人第一種工作狀態示意圖。

圖5為本發明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人第二種工作狀態示意圖。

圖6為本發明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人第三種工作狀態示意圖。