[發(fā)明專(zhuān)利]一種變胞并聯(lián)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410829333.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104493816B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡敢為;李俊明;張林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/00;B65G61/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碼垛機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種變胞并聯(lián)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

碼垛機(jī)器人是一種對(duì)紙箱、袋裝、罐裝、瓶裝等各種形狀成品進(jìn)行包裝、搬運(yùn)及整齊有序擺放的工業(yè)機(jī)器人，在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，傳統(tǒng)的碼垛機(jī)器人一般采用開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)構(gòu)。開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈活、占地面積小、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品加工、飲料、物流等領(lǐng)域，但同樣存在剛度低，不能應(yīng)用于高速、大承載場(chǎng)合的不足。開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)結(jié)構(gòu)機(jī)器人因其自身結(jié)構(gòu)的限制，驅(qū)動(dòng)電機(jī)都需要安裝在鉸接處，會(huì)導(dǎo)致手臂重量大、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積、機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能較差等問(wèn)題，難以滿(mǎn)足高速高精度定位碼垛的要求。

傳統(tǒng)的碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)是基于固定數(shù)目的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，有固定的自由度。產(chǎn)品包裝的種類(lèi)越來(lái)越復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)境非結(jié)構(gòu)化和客戶(hù)需求不確定性等多種因素對(duì)碼垛機(jī)器人的多功能、多自由度提出了更高的要求。變胞機(jī)構(gòu)可按不同的需求，在運(yùn)動(dòng)中改變構(gòu)態(tài)，從而提供可變自由度或可變構(gòu)件數(shù)機(jī)構(gòu)，使變胞機(jī)構(gòu)適應(yīng)不同的任務(wù)要求，應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。變胞機(jī)構(gòu)的變胞方式多種多樣，實(shí)質(zhì)是設(shè)置、調(diào)整或限制運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)的方式。力變胞是在待消失運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)方向預(yù)先施加一定量的阻止運(yùn)動(dòng)的力，如彈簧等，在工作阻力小于該阻止作用力時(shí)，則該運(yùn)動(dòng)副不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得被連接的兩構(gòu)件沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而被固結(jié)形成一個(gè)構(gòu)件作用；當(dāng)在工作過(guò)程中產(chǎn)生的力大于預(yù)先設(shè)置的阻止力而使變胞構(gòu)件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，該機(jī)構(gòu)具有另一種特性，實(shí)現(xiàn)變胞機(jī)構(gòu)的功能，具有多功能階段變化特征、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化特征和多自由度變化特征。這在欠驅(qū)動(dòng)多自由度機(jī)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種變胞并聯(lián)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，利用力變胞的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的變胞功能，而且解決傳統(tǒng)開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)結(jié)構(gòu)碼垛機(jī)器人承載能力小及電機(jī)安裝在鉸接處，導(dǎo)致手臂重量大、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積、機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能較差，難以滿(mǎn)足高速高精度定位碼垛作業(yè)要求等問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到上述目的：

一種變胞并聯(lián)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、第一主動(dòng)桿、第四連桿、第七連桿、第二主動(dòng)桿、第五連桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第六連桿、第七連桿、末端執(zhí)行器以及彈簧；

所述機(jī)架安裝在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上；

所述第一主動(dòng)桿一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)復(fù)合鉸鏈與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第七連桿上；

所述第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第二主動(dòng)桿另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在第四連桿上；

所述第一連桿一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與機(jī)架連接，第一連桿另一端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過(guò)復(fù)合鉸鏈同時(shí)與第一主動(dòng)桿、第四連桿和第三連桿連接；

所述第三連桿一端通過(guò)復(fù)合鉸鏈同時(shí)與第一主動(dòng)桿、第四連桿和第二連桿連接，第三連桿另一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第七連桿一端連接，所述第七連桿另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與末端執(zhí)行器連接；

所述彈簧一端連接在第二連桿上，彈簧另一端連接在第三連桿上。

本發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1，采用力變胞的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的變胞功能，實(shí)現(xiàn)變胞功能機(jī)構(gòu)不僅具有變胞前機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征，而且可以使末端執(zhí)行器在空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)更靈活，適應(yīng)于不同任務(wù)、不同場(chǎng)合和不同的工作對(duì)象，具有多功能階段、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多自由度變化特征。

2，采用并聯(lián)碼垛機(jī)器人，具有比傳統(tǒng)開(kāi)鏈?zhǔn)酱?lián)碼垛機(jī)器人剛度高、承載能力強(qiáng)、誤差累積小等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合應(yīng)用于高速、大承載場(chǎng)合，而且易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，有效降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

3，所有伺服電機(jī)均安裝在機(jī)架上，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好，更好滿(mǎn)足高速高精度碼垛工作的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述變胞并聯(lián)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。

一種變胞并聯(lián)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架2、回轉(zhuǎn)平臺(tái)1、第一主動(dòng)桿12、第四連桿20、第七連桿21、第二主動(dòng)桿17、第五連桿19、第一連桿4、第二連桿10、第三連桿14、第六連桿8、第七連桿21、末端執(zhí)行器24以及彈簧6；

所述機(jī)架2安裝在回轉(zhuǎn)平臺(tái)1上；