[實用新型]一種具有重力平衡特性的可控寄生機構式碼垛機器人

有效

• 申請號: 201921462720.4
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN210819543U
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 韋為;龔俊杰;蔡敢為;胡明;胡旭;楊麗華;彭思旭;黃一洋
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/08;B25J11/00;B65G61/00
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 黃永校

一種具有重力平衡特性的可控寄生機構式碼垛機器人，由宿主機構和寄生機構組成，宿主機構包括底座桁架、大臂、小臂、前臂和抓手，寄生機構由四條支鏈構成，其中支鏈一和支鏈二相互耦合。宿主機構給整個結構提供支撐作用，四條寄生支鏈對宿主機構的自由度進行限制和控制。采用本實用新型能夠使碼垛機器人在不同位姿工況下運動部件的總質心均保持近似不變的特性。通過重力平衡提高碼垛機器人的機械效率，對節約能耗，降低成本有較大的實際意義。

技術領域

本實用新型涉及工業機器人領域，具體為一種具有重力平衡特性的可控寄生機構式碼垛機器人。

背景技術

碼垛機器人，是機械結構和計算機自動控制相結合的現代化產物。在現代物流行業，車間裝卸具有重要作用，為現代生產提供了更高的生產效率，大量代替單一重復的工作，大大節省了勞動力，碼垛機器人具有動作靈活精準、快速高效、穩定性高和作業效率高等優點而廣泛應用。由于現代碼垛機器人的發展，對碼垛機器人的結構、功能和能耗等提出了更為嚴格的要求，現代物流碼垛機器人多以多自由度串聯機構式機器人為主，關節處設置驅動電機，而電機質量占機器人可動部件總質量的比重的40％以上，導致運行過程中靠近機架附近的彎矩和扭矩增大，使得電機運行功率的大部分能量都克服機械臂產生的附加彎扭矩，其本身靠電機或減速器的剎車才能控制機械臂定位，這類碼垛機器人普遍存在能耗高、壽命短和機構設置不合理等問題。

發明內容

寄生關系，即兩種生物在一起生活，一方受益，另一方受害，后者給前者提供營養物質和居住場所，并使后者在生理上受到一定的損害，這種生物的關系稱為寄生。本實用新型借鑒自然界的寄生關系，將機構分為宿主機構和寄生機構，宿主機構主要功能是給寄生機構提供支撐點和機器人主要結構分布，而寄生機構主要功能對宿主機構的驅動與控制，兩者沒有受益與受害之分，而在于兩種機構有機組合，共同完成某一種或某一類功能的機構。

本實用新型基于自然界寄生的關系，提出一種具有重力平衡特性的可控寄生機構式碼垛機器人，由一個宿主機構和四條寄生支鏈機構組成，宿主機構提供支撐點，利用四條支鏈分別對宿主機構的四個自由度進行控制，利用合適的配重使二軸和三軸達到重力平衡，以解決背景技術中提到的現代碼垛機器人多為單鏈串聯機器人、動力分布不合理和不能達到重力平衡等問題。

本實用新型通過以下技術方案實現上述目的：一種具有重力平衡特性的可控寄生機構式碼垛機器人，由宿主機構和寄生機構組成，宿主機構包括底座桁架、大臂、小臂、前臂和抓手，寄生機構包括四條支鏈，其中支鏈一和支鏈二相互耦合，寄生機構包括一軸曲柄、一軸上連桿、一軸電機、一軸支撐連桿、一軸下連桿、直角轉接滑塊、一軸側導軌、一軸上導軌、一軸滑塊連桿、一軸搖桿、一軸軸承、銷軸和一軸固定板、二軸電機、二軸曲柄、二軸電機支撐板、二軸連桿、抓手平衡支撐板、三軸電機、三軸連桿、三軸曲柄、三軸曲柄支撐板、四軸電機、四軸曲柄、四軸小臂連桿、四軸后支撐桿、四軸型材連桿、四軸前臂連桿、四軸前支撐桿、四軸直角轉接滑塊、前臂上導軌、四軸搖桿、四軸前端上連桿。具體的連接方式為：