[發明專利]一種可控機構式移動碼垛機器人

無效

• 申請號: 201410830799.7
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104526677A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 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：

一種可控機構式移動碼垛機器人，包括機架、回轉平臺、小車、大臂、小臂、末端執行器、第三連桿、三角保持架、第四連桿、第二主動桿、支撐板、第一連桿以及第二連桿；

所述機架安裝在回轉平臺上，回轉平臺安裝在小車上；

所述大臂一端通過第一轉動副連接到機架上，大臂另一端通過第一復合鉸鏈與小臂一端連接，小臂另一端通過第三轉動副與末端執行器連接；

所述第三連桿一端通過第十轉動副連接到機架上，第三連桿另一端通過第十一轉動副與三角保持架的第一角連接，三角保持架的第二角通過第十二轉動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通過第十三轉動副與末端執行器連接；

所述三角保持架的第三角連接在第一復合鉸鏈上；

所述第二主動桿一端通過第四轉動副連接到機架上，第二主動桿另一端通過第五轉動副與支撐板第一角連接，支撐板第二角通過第六轉動副與第一連桿連接，第一連桿另一端通過第八轉動副連接在小臂上，支撐板第三角通過第七轉動副與第二連桿一端連接；第二連桿另一端通過第九轉動副連接小臂上；

末端執行器下部通過軸線方向豎直的第十四轉動副與電磁夾緊裝置連接。

本發明的突出優點在于

1、通過組合運動輸出，加上回轉平臺的旋轉和小車的運動能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。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種可控機構式移動碼垛機器人整體結構示意圖。

具體實施方式

以下通過附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步說明。

一種可控機構式移動碼垛機器人，包括機架17、回轉平臺2、小車1、大臂7、小臂13、末端執行器17、第三連桿6、三角保持架10、第四連桿14、第二主動桿28、支撐板26、第一連桿22以及第二連桿23；

所述機架3安裝在回轉平臺2上，回轉平2臺安裝在小車1上；

所述大臂7一端通過第一轉動副5連接到機架3上，大臂7另一端通過第一復合鉸鏈9與小臂13一端連接，小臂13另一端通過第三轉動副16與末端執行器17連接；

所述第三連桿6一端通過第十轉動副4連接到機架3上，第三連桿6另一端通過第十一轉動副8與三角保持架10的第一角連接，三角保持架10的第二角通過第十二轉動副11與第四連桿14一端連接，第四連桿14另一端通過第十三轉動副15與末端執行器17連接；

所述三角保持架10的第三角連接在第一復合鉸鏈9上；

所述第二主動桿28一端通過第四轉動副29連接到機架上，第二主動桿28另一端通過第五轉動副27與支撐板26第一角連接，支撐板26第二角通過第六轉動副25與第一連桿22連接，第一連桿22另一端通過第八轉動副21連接在小臂上，支撐板26第三角通過第七轉動副24與第二連桿23一端連接；第二連桿23另一端通過第九轉動副20連接小臂13上；

末端執行器17下部通過軸線方向豎直的第十四轉動副18與電磁夾緊裝置19連接。

所述第一轉動副5、第一復合鉸鏈9、第十轉動副4、第十一轉動副8在機器人工作過程中組成并始終保持平行四邊形結構，所述第一復合鉸鏈9、第三轉動副16、第十二轉動副11、第十三轉動副15在機器人工作過程中組成并始終保持平行四邊形結構。所述機架上安裝有第一伺服電機和第二伺服電機；機架3安裝在回轉平臺2上，回轉平臺2安裝在小車1上，實現整個機器人的移動和空間搬運碼垛工作；所述第二主動桿28由第二伺服電機驅動；所述大臂7為第一主動桿，由第一伺服電機驅動。機器人工作時，通過大臂7和小臂13的配合，再加上回轉平臺2的旋轉和小車1的移動，能實現軌跡靈活多變的移動搬運碼垛作業，當末端執行器17運動到物件處時，通過組合運動，同時配合小車1的運動和回轉平臺2的旋轉，實現機器人抓取、移動、搬運、卸料的移動搬運碼垛作業。