[發明專利]基于移動機械臂的搬運機器人

有效

• 申請號: 201610028781.4
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105500333B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 魯守銀;李輝;鄭忠才;王濤;談金東;隋首鋼
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/04;B25J9/14;B25J9/16;B25J13/02;B25J15/10;B25J17/00;B25J19/02
• 代理公司: 北京恩赫律師事務所11469
• 代理人: 趙文成

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別是指一種基于移動機械臂的搬運機器人。

背景技術

由于人體勞動力能力及勞動效率的限制，特別是自動化生產的發展，促進了機器人在工業生產中地位的不斷提升，在搬運機械方面通常使用叉車或者智能搬運機器人，但是叉車通常只能搬運比較規整的物品，并且常規的叉車使用靈活性方面還是有所欠缺；而智能搬運機器人如常見的垛料機器人，此類機器人一般情況下都需要固定在某一固定位置，而且大都采用電機驅動，體積大且搬運時所承受的力相對較小。

目前大多數搬運機器人的機械臂關節驅動一般都采用電動機加減速機的方式，通常情況下這種機械臂不僅功率密度相對較低。同時電動機械臂應用在移動式機械臂上時，在持續能源供給方面會受到較大的限制。另外，在一些特殊環境中如核輻射環境下工作，電動式機械臂的使用壽命也會受到極大的影響。

移動式液壓機械臂在工程中的應用技術已經十分成熟，但是目前的移動式液壓機械臂大多都應用在挖土機、破拆機器人之中。而且移動液壓機械臂的移動方式大都采用履帶式車體移動，雖說現在的履帶式車輪容易在路面條件差的情況下實現移動，但是履帶式車輪的移動的靈活性還是有很大限制。如若基于移動式液壓機械臂的搬運機器人的移動車體車輪采用履帶式車輪，那它的移動的速度及靈活性將大大降低，從而極大的限制了搬運機器人的搬運效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種移動靈活、功率密度大、能源供給方便的基于移動機械臂的搬運機器人。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

一種基于移動機械臂的搬運機器人，包括MACNUM輪、車體底座、回轉平臺和機械臂，其中：

所述MACNUM輪設置在所述車體底座的下部，所述MACNUM輪采用四個回轉液壓馬達分別驅動，液壓馬達安裝于所述車體底座內，其運動由位于所述回轉平臺內的電液比例控制中心控制；

所述回轉平臺通過回轉機構設置在所述車體底座的上部，所述回轉機構的定座與所述車體底座固定連接，所述回轉機構的回轉軸與所述回轉平臺固定連接，所述回轉機構的回轉運動由采用PID動壓反饋控制的液壓馬達來驅動的，該液壓馬達的運動也由位于所述回轉平臺內的電液比例控制中心控制；

所述機械臂設置在所述回轉平臺上，所述機械臂包括依次連接的第一臂、第二臂、第三臂、腕關節和機械抓手，所述回轉平臺與第一臂之間通過銷軸連接，所述第一臂與第二臂之間也通過銷軸連接，所述第二臂與第三臂之間通過滑軌插接連接，所述第三臂與腕關節之間通過滑軌連接且通過絲杠傳動；并且所述機械臂上還設置有用于分別驅動所述第一臂、第二臂和第三臂運動的第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述機械臂上在所述絲杠的端部設置有回轉電機。

本發明具有以下有益效果：

本發明的搬運機器人將基于MACNUM輪的移動式車體與液壓機械臂結合在一起，具有移動靈活、功率密度大、能源供給方便等優點，可用來搬運工廠中的廢料或者是各種體積大小的產品，或者用來清理城市垃圾。在搬運物體時機器人可以實現前進、后退、左右平移、左前方與右前方移動。機械臂頭部安裝有能夠旋轉的搬運抓手，可實現抓取物品并將物品托起，抓取物品時可通過抓手上的回轉關節的回轉運動找到合適的抓取角度，能實現同時搬運多件物品的功能。

附圖說明

圖1為本發明的基于移動機械臂的搬運機器人的立體結構示意圖；

圖2為本發明中腕關節與第三臂的連接示意圖；

圖3為本發明中機械抓手與工具頭安裝底座的安裝示意圖；

圖4為本發明中機械抓手的結構示意圖，其中a為立體結構示意圖，b為俯視結構示意圖；

圖5為本發明中機械抓手的工作示意圖，其中a為抓起較小的物體，b為抓取體積較大或者圓柱形物體；

圖6為本發明中車體底座的平移示意圖，其中61表示直行前進、62表示向左平移、63表示向左前方移動、64表示原地右轉；

圖7為本發明中回轉平臺PID動壓反饋控制的結構框圖。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本發明提供一種基于移動機械臂的搬運機器人，如圖1所示，包括MACNUM輪2、車體底座1、回轉平臺3和機械臂，其中：

MACNUM輪2設置在車體底座1的下部，MACNUM輪2采用四個回轉液壓馬達分別驅動，液壓馬達安裝于車體底座1內，其運動由位于回轉平臺3內的電液比例控制中心(未示出)控制；