一种智能码垛机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，特别涉及一种智能码垛机器人。包括依次转动连接的底座、腰座、大臂、小臂及腕端单元，其中底座内设有用于驱动腰座转动的一轴驱动机构，腰座上铰接有第一电动拉杆和第二电动拉杆，第一电动拉杆的输出端与大臂铰接，第二电动拉杆的输出端与小臂铰接，腕端单元内设有四轴驱动机构，四轴驱动机构的输出端与磁吸式抓手连接，大臂和小臂与连杆机构连接，连杆机构用于腕端单元始终保持水平姿态。本发明专利技术结构便于模块化设计，拼焊结构降低成本，适应低速重载；根据低速重载码垛机器人的要求以及设计参数，通过平行四边形连杆机构的设计满足码垛机器人对末端始终水平向下的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种智能码垛机器人
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种智能码垛机器人。
技术介绍
码垛机器人是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的抓取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品。随着我国机器人行业的不断发展，技术和研究领域到达了一定水平，码垛机器人技术水平也得到了快速发展。现有一些搬运、抓取机器上的机器人基本上是六自由度或者四自由度机器人，机器人前端主要采用同心轴及齿轮传动。现有机器人负载能力较大的，都采用有平衡装置结构(配重块，弹簧平衡结构，气缸平衡结构等)。现有的一些机械臂结构复杂，体积大，虽然通用性大，但针对性不佳，码垛应运时，程序控制复杂，制造、加工成本高；其平衡装置比较笨重，所占空间大；安装难度较大，尤其是其中锥齿轮的安装，需要反复调试。目前的四轴码垛机器人主流300kg负载。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种智能码垛机器人，适应低速重载荷情况，以解决现有机械臂结构复杂，体积大，程序控制复杂，制造、加工成本高的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种智能码垛机器人，包括依次转动连接的底座、腰座、大臂、小臂及腕端单元，其中底座内设有用于驱动腰座转动的一轴驱动机构，所述腰座上铰接有第一电动拉杆和第二电动拉杆，所述第一电动拉杆的输出端与所述大臂铰接，所述第二电动拉杆的输出端与所述小臂铰接，所述腕端单元内设有四轴驱动机构，所述四轴驱动机构的输出端与磁吸式抓手连接，所述大臂和所述小臂与连杆机构连接，所述连杆机构用于所述腕端单元始终保持水平姿态。所述连杆机构包括连接件、第一连杆及第二连杆，其中连接件铰接在所述大臂和所述小臂之间的第三轴上，所述第一连杆的一端与腰座铰接，另一端与所述连接件铰接，所述第二连杆的一端与所述连接件铰接，另一端与所述腕端单元铰接。所述连接件为三角形结构，其顶点与所述第三轴铰接，两个底角分别与所述第一连杆和所述第二连杆铰接。所述一轴驱动机构包括齿轮、齿圈、电机Ⅰ及减速机Ⅰ，其中齿圈可转动地安装在所述底座的上端、且与所述腰座连接，所述电机Ⅰ安装在所述底座内、且与减速机Ⅰ的输入轴连接，所述齿轮设置于所述减速机Ⅰ的输出轴上且与所述齿圈啮合。所述底座内设有第一封闭腔体，所述第一封闭腔体设有进脂孔和排脂孔，所述齿轮、齿圈和减速机Ⅰ容置于所述第一封闭腔体内。所述四轴驱动机构包括电机Ⅱ、传动轴及减速机Ⅱ，其中传动轴沿竖直方向设置于所述腕端单元上，所述电机Ⅱ和减速机Ⅱ安装在所述腕端单元上，所述电机Ⅱ的输出端通过同步带传动机构与所述传动轴的上端连接，所述传动轴的下端与所述减速机Ⅱ的输入轴连接，所述减速机Ⅱ的输出轴与所述磁吸式抓手连接。所述减速机Ⅱ的输出轴为空心结构、且与所述传动轴平行。所述腕端单元上设置有第二封闭腔体，所述第二封闭腔体设有进油孔和排油孔，所述传动轴通过轴承转动安装在所述第二封闭腔体内、且两端由所述第二封闭腔体伸出，所述传动轴的上端端部通过轴承与所述腕端单元连接。所述磁吸式抓手包括抓手本体及设置于所述抓手本体下端的电磁铁，通过所述电磁铁的通断电来实现目标物的抓取或释放。所述腰座上设有两个辅助连接耳，所述第一电动拉杆和所述第二电动拉杆的尾部分别铰接在两个辅助连接耳上，所述第一电动拉杆的输出端与所述大臂的尾部设有的铰接座铰接，所述第二电动拉杆的输出端与所述小臂的尾部设有的铰接座铰接。本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术结构便于模块化设计，拼焊结构降低成本，适应低速重载。本专利技术根据低速重载码垛机器人的要求以及设计参数，通过平行四边形连杆机构的设计满足码垛机器人对末端始终水平向下的要求。本专利技术通过两个电动拉杆驱动第二轴和第三轴的耦合运动，实现腕端单元的上升和下降动作，该结构简单、紧凑，体积小，加工成本低，方便安装和维护。附图说明图1为本专利技术的轴测图之一；图2为本专利技术的轴测图之二；图3为本专利技术的主视图；图4为本专利技术中第一轴的结构剖视图；图5为本专利技术中第二轴的结构剖视图；图6为本专利技术中第三轴的结构剖视图；图7为本专利技术中第四轴的结构剖视图；图8为本专利技术中平行四边形连杆结构的简化图；图9为本专利技术抓取点中心的速度曲线图。图中：1、底座，2、腰座，3、大臂，4、小臂，5、腕端单元，6、连接件，7、第一连接臂，8、第二连接臂，9、第一连杆，10、第一电动拉杆，11、辅助连接耳，12、第二电动拉杆，13、第二连杆，14、齿轮，15、齿圈，16、电机Ⅰ，17、减速机Ⅰ，18、第二轴，19为轴承，20、空心轴，21、磁吸式抓手，22、电磁铁，23、钢板，24、机器人抓取点中心的轨迹投影，25、轴承，26、第三轴，27、电机Ⅱ，28、主动带轮，29、同步带，30、从动带轮，31、传动轴，32、轴承，33、减速机Ⅱ。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1-3所示，本专利技术提供的一种智能码垛机器人，包括依次转动连接的底座1、腰座2、大臂3、小臂4及腕端单元5，其中底座1内设有用于驱动腰座2转动的一轴驱动机构，腰座2上铰接有第一电动拉杆10和第二电动拉杆12，第一电动拉杆10的输出端与大臂3铰接，第二电动拉杆12的输出端与小臂4铰接，腕端单元5内设有四轴驱动机构，四轴驱动机构的输出端与磁吸式抓手21连接，大臂3和小臂4与连杆机构连接，连杆机构用于腕端单元5始终保持水平姿态。磁吸式抓手21包括抓手本体及设置于抓手本体下端的电磁铁22，通过电磁铁22的通断电来实现目标物的抓取或释放。大臂3的尾部通过第二轴18与腰座2转动连接，如图5所示。大臂3的首端通过第三轴26与小臂4的尾端转动连接，如图6所示。进一步地，腰座2上设有两个辅助连接耳11，第一电动拉杆10和第二电动拉杆12的尾部分别铰接在两个辅助连接耳11上，第一电动拉杆10的输出端与大臂3的尾部设有的铰接座铰接，第二电动拉杆12的输出端与小臂4的尾部设有的铰接座铰接。腰座2、大臂3和第一电动拉杆10连接成一曲柄滑块机构，用于驱动机器人的第二轴18转动。腰座2、大臂3、小臂4和第二电动拉杆12连接成另一曲柄滑块机构，用于驱动机器人的第三轴26转动。如图4所示，一轴驱动机构包括齿轮14、齿圈15、电机Ⅰ16及减速机Ⅰ17，其中齿圈15可转动地安装在底座1的上端、且与腰座2连接，电机Ⅰ16安装在底座1内、且与减速机Ⅰ17的输入轴连接，齿轮14设置于减速机Ⅰ17的输出轴上且与齿圈15啮合。电机Ⅰ16通过减速机Ⅰ17驱动齿轮14旋转，因齿轮14与齿圈15啮合，所以齿圈15带动腰座2绕竖直设置的第一轴转动。进一步地，底座1内设有第一封闭腔体，第一封闭腔体设有进脂孔和排脂孔，第一腔体内填充有润滑脂。齿轮14、齿圈15和减速机Ⅰ17容置于第一封闭腔体内。底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能码垛机器人，其特征在于，包括依次转动连接的底座(1)、腰座(2)、大臂(3)、小臂(4)及腕端单元(5)，其中底座(1)内设有用于驱动腰座(2)转动的一轴驱动机构，所述腰座(2)上铰接有第一电动拉杆(10)和第二电动拉杆(12)，所述第一电动拉杆(10)的输出端与所述大臂(3)铰接，所述第二电动拉杆(12)的输出端与所述小臂(4)铰接，所述腕端单元(5)内设有四轴驱动机构，所述四轴驱动机构的输出端与磁吸式抓手(21)连接，所述大臂(3)和所述小臂(4)与连杆机构连接，所述连杆机构用于所述腕端单元(5)始终保持水平姿态。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能码垛机器人，其特征在于，包括依次转动连接的底座(1)、腰座(2)、大臂(3)、小臂(4)及腕端单元(5)，其中底座(1)内设有用于驱动腰座(2)转动的一轴驱动机构，所述腰座(2)上铰接有第一电动拉杆(10)和第二电动拉杆(12)，所述第一电动拉杆(10)的输出端与所述大臂(3)铰接，所述第二电动拉杆(12)的输出端与所述小臂(4)铰接，所述腕端单元(5)内设有四轴驱动机构，所述四轴驱动机构的输出端与磁吸式抓手(21)连接，所述大臂(3)和所述小臂(4)与连杆机构连接，所述连杆机构用于所述腕端单元(5)始终保持水平姿态。


2.根据权利要求1所述的智能码垛机器人，其特征在于，所述连杆机构包括连接件(6)、第一连杆(9)及第二连杆(13)，其中连接件(6)铰接在所述大臂(3)和所述小臂(4)之间的第三轴(26)上，所述第一连杆(9)的一端与腰座(2)铰接，另一端与所述连接件(6)铰接，所述第二连杆(13)的一端与所述连接件(6)铰接，另一端与所述腕端单元(5)铰接。


3.根据权利要求2所述的智能码垛机器人，其特征在于，所述连接件(6)为三角形结构，其顶点与所述第三轴(26)铰接，两个底角分别与所述第一连杆(9)和所述第二连杆(13)铰接。


4.根据权利要求1所述的智能码垛机器人，其特征在于，所述一轴驱动机构包括齿轮(14)、齿圈(15)、电机Ⅰ(16)及减速机Ⅰ(17)，其中齿圈(15)可转动地安装在所述底座(1)的上端、且与所述腰座(2)连接，所述电机Ⅰ(16)安装在所述底座(1)内、且与减速机Ⅰ(17)的输入轴连接，所述齿轮(14)设置于所述减速机Ⅰ(17)的输出轴上且与所述齿圈(15)啮合。


5.根据权利要求4所述的智能码垛机器人，其特征在于，所述底座(1)内设有第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金涛，朱维金，郭海冰，崔健，吕忠伟，王化明，刘长斌，程虎丰，高楠，邓海军，石磊，佟秋芳，
申请(专利权)人：天津新松机器人自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12