[發(fā)明專利]具有五自由度的碼垛機(jī)械臂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510040397.1
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104589333A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊亮亮;葛宏偉;史偉民;許守金;劉權(quán)慶;徐欣
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J18/00;B25J13/08;B25J19/02;B65G61/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

1.一種具有五自由度的碼垛機(jī)械臂，其特征在于包括機(jī)械臂體及控制系統(tǒng)，所述的機(jī)械臂體包括底板（1）、兩塊支座板（2）、第一圓板（3-1）、第二圓板（3-2）、U型底座（4）、前臂（12）、后臂（13）、手掌（15）、第一連桿（9）、第二連桿（8）、第三連桿（10）、第四連桿（14）、三角狀肘連桿（11）、第一直流伺服電機(jī)（7）、第二直流伺服電機(jī)（5）及第三直流伺服電機(jī)（6）；

兩塊支座板（2）相對固定于底板上，第一圓板（3-1）固定在兩支座板（2）上，第二圓板（3-2）通過墊筒固定于第一圓板（3-1）上，且第二圓板（3-2）上裝有轉(zhuǎn)動軸承，第一直流伺服電機(jī)（7）固定于第一圓板（3-1）的下表面，其輸出軸穿過第一圓板（3-1）并通過第二圓板（3-2）上的轉(zhuǎn)動軸承與U型底座（4）的底面連接，第二直流伺服電機(jī)（5）與第三直流伺服電機(jī)（6）同軸線地分別固定于U型底座（4）的兩個(gè)側(cè)板的外側(cè)，第二直流伺服電機(jī)（5）的輸出軸穿過側(cè)板與后臂（13）的下端固定，該側(cè)板上具有以第二直流伺服電機(jī)輸出軸為圓心的圓弧槽（4-1），第三直流伺服電機(jī)（6）的輸出軸穿過另一側(cè)板與第二連桿（8）的一端固定，前臂（12）的中部、后臂（13）的上端及三角狀肘連桿（11）的一端鉸接，三角狀肘連桿（11）的另一端與第一連桿（9）的一端鉸接，第一連桿（9）的另一端與U型底座側(cè)板上的圓弧槽（4-1）鉸接，后臂（13）、三角狀肘連桿（11）、第一連桿（9）及固定第二直流伺服電機(jī)（5）的U型底座側(cè)板構(gòu)成第一個(gè)空間平行四邊形機(jī)構(gòu)，第二連桿（8）的另一端與第三連桿（10）的一端鉸接，第三連桿（10）的另一端與前臂（12）的上端鉸接，后臂（13）、第二連桿（8）、第三連桿（10）及前臂（12）的上端構(gòu)成第二個(gè)空間平行四邊形機(jī)構(gòu)，前臂（12）的下端與手掌（15）的下端鉸接，三角狀肘連桿（11）的第三端與第四連桿（14）的一端鉸接，第四連桿（14）的另一端與手掌（15）的上端鉸接，前臂、三角狀肘連桿（11）、第四連桿（14）及手掌（15）構(gòu)成第三個(gè)空間平行四邊形機(jī)構(gòu)；

手掌（15）上表面固定有第四直流伺服電機(jī)（25），第四直流伺服電機(jī)（25）的輸出軸穿過手掌（15）與安裝板（26）固定，安裝板（26）上具有安裝孔；

所述的碼垛機(jī)械臂還包括支撐架（27）和支撐軸（28），支撐架（27）置于U型底座（4）的兩側(cè)板間并固定于U型底座上，支撐軸（28）穿過支撐架（27）的上部并固定于支撐架（27）上，支撐軸（28）與第二直流伺服電機(jī)（5）的輸出軸、第三直流伺服電機(jī)（6）的輸出軸位于同一軸線，支撐軸（28）通過轉(zhuǎn)動軸承與后臂（13）連接，轉(zhuǎn)動軸承的內(nèi)圈與支撐軸（28）固定，外圈與后臂（13）固定；

在第二圓板（3-2）上固定有用于檢測U型底座轉(zhuǎn)角信息的第一位置傳感器（16），在固定第二直流伺服電機(jī)（5）的U型底座側(cè)板上固定有用于檢測后臂位置信息的第二位置傳感器（17），在固定第三直流伺服電機(jī)（6）的U型底座側(cè)板上固定有用于檢測前臂位置信息的第三位置傳感器（18）；

所述的控制系統(tǒng)包括工控機(jī)（19）、運(yùn)動控制卡（20）和分別用于驅(qū)動第一直流伺服電機(jī)（7）、第二直流伺服電機(jī)（5）、第三直流伺服電機(jī)（6）及第四直流伺服電機(jī)（25）的第一驅(qū)動器（21）、第二驅(qū)動器（22）、第三驅(qū)動器（23）及第四驅(qū)動器（24）；所述的工控機(jī)（19）與運(yùn)動控制卡（20）連接，運(yùn)動控制卡（20）的輸出端分別連接第一驅(qū)動器（21）的輸入端、第二驅(qū)動器（22）的輸入端、第三驅(qū)動器（23）的輸入端及第四驅(qū)動器（24）的輸入端，第一位置傳感器（16）的信號輸出端、第二位置傳感器（17）的信號輸出端及第三位置傳感器（18）的信號輸出端均與運(yùn)動控制卡（20）的輸入端連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有五自由度的碼垛機(jī)械臂，其特征在于所述的前臂（12）與后臂（13）均為中空板狀結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有五自由度的碼垛機(jī)械臂，其特征在于所述的第一直流伺服電機(jī)（7）為渦輪蝸桿式直流伺服電機(jī)。