[發(fā)明專利]一種柔性分揀機(jī)器人系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710329541.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN107020620B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐凱;朱向陽(yáng);陽(yáng)志雄;梁博;趙彬;陳煜陽(yáng);吳中昊;張偉浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J13/00;B07C5/36
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;謝斌

本發(fā)明涉及一種柔性分揀機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括機(jī)械臂、末端執(zhí)行器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；機(jī)械臂具有柔性和平移運(yùn)動(dòng)的特性：所謂柔性是指機(jī)械臂能夠進(jìn)行彎曲運(yùn)動(dòng)；所謂平移運(yùn)動(dòng)是指機(jī)械臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)扭轉(zhuǎn)，其末端指向一直不變；末端執(zhí)行器安裝在機(jī)械臂的末端，能夠進(jìn)行伸縮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與機(jī)械臂和末端執(zhí)行器關(guān)聯(lián)，以驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂完成彎曲運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行器完成伸縮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明可安裝在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上方，對(duì)生產(chǎn)線上的物品進(jìn)行抓取、抬起、調(diào)整姿態(tài)、放下以及松開等一系列動(dòng)作，且具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人慣性小的特點(diǎn)，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)可避免出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)以及精度難以控制的情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人，具體地說(shuō)是關(guān)于一種可進(jìn)行高速分揀的柔性分揀機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上經(jīng)常需要完成對(duì)物品進(jìn)行快速拾取并以特定的姿態(tài)擺放到某個(gè)位置的分揀任務(wù)。進(jìn)行分揀任務(wù)的機(jī)器人通常能在一個(gè)平面中進(jìn)行平動(dòng)，并可以在該平面的垂直方向上進(jìn)行平動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中分揀機(jī)器人的平動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是解耦的，故其運(yùn)動(dòng)的控制也比較簡(jiǎn)單。平面關(guān)節(jié)型(Selective Compliance Assembly RobotArm，SCARA)機(jī)器人由于其在一些運(yùn)動(dòng)方向上選擇性的順從以及其他方向上大剛度的特點(diǎn)，使得其很適合進(jìn)行生產(chǎn)線上的分揀工作。但是SCARA型機(jī)器人也有其自身的缺點(diǎn)，其機(jī)器人主體屬于兩桿串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)慣性大，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)以及精度難以控制的情況。Delta機(jī)器人與類Delta 機(jī)器人為代表的并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)剛度好、運(yùn)動(dòng)慣性小，更適合高速分揀任務(wù)。在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上，通常希望完成的速度越快越好，這樣可以獲得更高的生產(chǎn)效率。但是上述幾種分揀機(jī)器人在高速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，一旦與操作人員發(fā)生碰撞或者碰撞到其他物體，都會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)事故。因此，針對(duì)可進(jìn)行高速分揀的柔性機(jī)器人的研究具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可對(duì)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上的物品進(jìn)行高速分揀的柔性分揀機(jī)器人系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種柔性分揀機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：機(jī)械臂，所述機(jī)械臂具有柔性和平移運(yùn)動(dòng)的特性；所謂柔性是指所述機(jī)械臂能夠進(jìn)行彎曲運(yùn)動(dòng)；所謂平移運(yùn)動(dòng)是指所述機(jī)械臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)扭轉(zhuǎn)，其末端指向一直不變；末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器安裝在所述機(jī)械臂的末端，能夠進(jìn)行伸縮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述機(jī)械臂和末端執(zhí)行器關(guān)聯(lián)，以驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械臂完成彎曲運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述末端執(zhí)行器完成伸縮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述機(jī)械臂包括近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)端連續(xù)體機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器連接件、驅(qū)動(dòng)桿和結(jié)構(gòu)骨，所述近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)端連續(xù)體機(jī)構(gòu)和末端執(zhí)行器連接件順序連接，至少3根所述結(jié)構(gòu)骨從所述近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)延伸至所述遠(yuǎn)端連續(xù)體機(jī)構(gòu)，各所述結(jié)構(gòu)骨一端固定在所述近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)的端面，另一端固定在所述遠(yuǎn)端連續(xù)體機(jī)構(gòu)的端面；至少3根所述驅(qū)動(dòng)桿固定在所述近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)與所述遠(yuǎn)端連續(xù)體機(jī)構(gòu)連接處，并從所述近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)的端面伸出，延伸至所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中；至少3根所述驅(qū)動(dòng)桿分布在所述近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)各所述驅(qū)動(dòng)桿進(jìn)行推拉運(yùn)動(dòng)；通過(guò)推拉各所述驅(qū)動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)所述近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)的彎曲，帶動(dòng)所述遠(yuǎn)端連續(xù)體機(jī)構(gòu)進(jìn)行與所述近端連續(xù)體機(jī)構(gòu)大小相等而方向相反的彎曲運(yùn)動(dòng)，從而保持緊固連接在所述遠(yuǎn)端連續(xù)體機(jī)構(gòu)末端的所述末端執(zhí)行器連接件指向不變。