平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人包括：轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)；提升機(jī)構(gòu)，設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)上，提升機(jī)構(gòu)的提升方向垂直于轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，與提升機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)連接，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直于提升機(jī)構(gòu)的提升方向；推拉機(jī)構(gòu)，與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接，推拉機(jī)構(gòu)具有容納汽車電池的空間。裝卸汽車電池的推拉機(jī)構(gòu)能夠通過轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多重旋轉(zhuǎn)，而且通過提升機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)上的提升，使得推拉機(jī)構(gòu)能夠上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)推拉機(jī)構(gòu)在空間多個(gè)維度的移動(dòng)。本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人增加了換電的靈活性，能夠適應(yīng)汽車電池?fù)Q電的需要，使得汽車在不同的位置能夠準(zhǔn)確的更換電池。
【專利說明】平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車綜合效益的核心在于“以電代油”，在充電環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的能源供給，是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)綜合效益發(fā)揮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要想充分發(fā)揮電動(dòng)汽車的綜合效益，應(yīng)高度重視電動(dòng)汽車充電服務(wù)模式的選擇。目前主要由整車充電和電池更換兩種方式實(shí)現(xiàn)。
[0003]電池更換按電動(dòng)汽車電池位置的不同分為:側(cè)面換電、底盤換電、尾端換電。本發(fā)明是針對(duì)電動(dòng)汽車尾端換電方式。目前，電動(dòng)汽車駛到換電位置不可能每次停止的位置都一致，汽車行駛方向和車橫向位置的不同，現(xiàn)有的設(shè)備不能針對(duì)汽車在不同的位置準(zhǔn)確的更換電池，換電精度低。進(jìn)而，電池抽拉過程中車身有上下浮動(dòng)、左右和前后傾斜現(xiàn)象，手動(dòng)助力機(jī)械手沒有柔性適應(yīng)，可能出現(xiàn)卡滯、位置對(duì)不準(zhǔn)等現(xiàn)象。更換電池精準(zhǔn)度低，工作效率難以提高。
[0004]現(xiàn)有的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人的機(jī)器手臂旋轉(zhuǎn)不夠靈活，也不能在多個(gè)維度移動(dòng)。特別地，不能實(shí)現(xiàn)前端工作裝置的左右傾斜和前后傾斜，不能實(shí)現(xiàn)與電動(dòng)汽車的電池的不同姿態(tài)的對(duì)接。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能針對(duì)汽車在不同的位置準(zhǔn)確的更換電池的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人包括:轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)；提升機(jī)構(gòu)，設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)上，提升機(jī)構(gòu)的提升方向垂直于轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，與提升機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)連接，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直于提升機(jī)構(gòu)的提升方向；推拉機(jī)構(gòu)，與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接，推拉機(jī)構(gòu)具有容納汽車電池的空間。
[0007]進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過第一回轉(zhuǎn)支承與提升機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)連接。
[0008]進(jìn)一步地，推拉機(jī)構(gòu)具有鎖緊和解鎖汽車電池的鎖定機(jī)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步地，鎖定機(jī)構(gòu)包括:第一安裝板，與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；解鎖頭，設(shè)置在第一安裝板上，解鎖頭包括第一解鎖頭和第二解鎖頭；第一驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)置在第一安裝板上，與解鎖頭相連接。
[0010]進(jìn)一步地，第一驅(qū)動(dòng)單元包括:驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)，與第一安裝板相連接；齒輪副，齒輪副包括互相嚙合地驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪，其中，驅(qū)動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)的輸出軸相連接，從動(dòng)齒輪與第二解鎖頭固定連接；連桿，連桿的第一端與第一解鎖頭相鉸接，連桿的第二端與驅(qū)動(dòng)齒輪相連接。
[0011]進(jìn)一步地，，鎖定機(jī)構(gòu)還包括:兩個(gè)電池托盤鎖柄，每個(gè)電池托盤鎖柄能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在第一解鎖頭和第二解鎖頭里。
[0012]進(jìn)一步地，推拉機(jī)構(gòu)通過第三回轉(zhuǎn)支承與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)連接。
[0013]進(jìn)一步地，平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人還包括:調(diào)整機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整推拉機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面的相對(duì)位置關(guān)系，第三回轉(zhuǎn)支承通過調(diào)整機(jī)構(gòu)與推拉機(jī)構(gòu)相連接。
[0014]進(jìn)一步地，調(diào)整機(jī)構(gòu)包括:第二安裝板，與推拉機(jī)構(gòu)相連接；十字軸，安裝在第二安裝板上；第二驅(qū)動(dòng)單元，與十字軸相連接。
[0015]進(jìn)一步地，第二驅(qū)動(dòng)單元包括:前后傾斜伺服減速電機(jī)，與第二安裝板相連接；前后傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪，與前后傾斜伺服減速電機(jī)的輸出軸相連接；前后傾斜從動(dòng)齒輪，與前后傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，前后傾斜從動(dòng)齒輪和十字軸相連接；左右傾斜伺服減速電機(jī)，與第二安裝板相連接；左右傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪，與左右傾斜伺服減速電機(jī)的輸出軸相連接；左右傾斜從動(dòng)齒輪，與左右傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，左右傾斜從動(dòng)齒輪與十字軸相連接。
[0016]進(jìn)一步地，提升機(jī)構(gòu)包括:立柱，固定在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)上；驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)置在立柱上；傳送系統(tǒng)，設(shè)置在立柱上并與驅(qū)動(dòng)裝置相連接；提升機(jī)械臂，與傳送系統(tǒng)連接。
[0017]進(jìn)一步地，傳送系統(tǒng)包括鏈條傳送系統(tǒng)。
[0018]進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面位于提升機(jī)械臂所在平面的下方。
[0019]進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)包括:第二回轉(zhuǎn)支承；驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)第二回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]進(jìn)一步地，推拉機(jī)構(gòu)所在的平面位于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的下方。
[0021]進(jìn)一步地，提升機(jī)械臂上設(shè)置有直線導(dǎo)軌滑塊。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人包括轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和推拉機(jī)構(gòu)。裝卸汽車電池的推拉機(jī)構(gòu)能夠通過轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多重旋轉(zhuǎn)，而且通過提升機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)上的提升，使得推拉機(jī)構(gòu)能夠上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)推拉機(jī)構(gòu)在空間多個(gè)維度的移動(dòng)。本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人增加了換電的靈活性，能夠適應(yīng)汽車電池?fù)Q電的需要，使得汽車在不同的位置能夠準(zhǔn)確的更換電池。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人的主視結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0026]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人的右視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的提升機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的同步帶的結(jié)構(gòu)；
[0032]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的電池托盤鎖柄鎖定解鎖頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的電池托盤鎖柄解鎖解鎖頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的解鎖頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的鎖定機(jī)構(gòu)的俯視圖；
[0036]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的鎖定機(jī)構(gòu)的后視圖；
[0037]圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整機(jī)構(gòu)的俯視圖；以及
[0038]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整機(jī)構(gòu)的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0040]如圖1至圖6所示，本發(fā)明采用平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人來完成汽車電池?fù)Q電。
[0041]平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，也稱SCARA-Selective Copmliance Assembly Robot Arm,中文譯名:選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人包括:轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1、提升機(jī)構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32和推拉機(jī)構(gòu)6。
[0042]其中，提升機(jī)構(gòu)2設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1上，提升機(jī)構(gòu)2的提升方向垂直于轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1的轉(zhuǎn)動(dòng)平面。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32與提升機(jī)構(gòu)2樞轉(zhuǎn)連接，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直于提升機(jī)構(gòu)2的提升方向。推拉機(jī)構(gòu)6與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32相連接，推拉機(jī)構(gòu)6具有容納汽車電池的空間。
[0043]裝卸汽車電池的推拉機(jī)構(gòu)6能夠通過轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1的旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多重旋轉(zhuǎn)，而且通過提升機(jī)構(gòu)2在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1上的提升，使得推拉機(jī)構(gòu)6能夠上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)推拉機(jī)構(gòu)6在空間多個(gè)維度的移動(dòng)。本發(fā)明的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人增加了換電的靈活性，能夠適應(yīng)汽車電池?fù)Q電的需要，使得汽車在不同的位置能夠準(zhǔn)確的更換電池。
[0044]進(jìn)而地，該換電設(shè)備實(shí)現(xiàn)與輸送系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)接，自動(dòng)取放電池。與電動(dòng)汽車對(duì)接實(shí)現(xiàn)人為少量干預(yù)，自動(dòng)化程度相對(duì)要高，提高了換電的效率。該設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)，減少了操作人員定位的不準(zhǔn)確性，定位精度更高，換電更可靠。該設(shè)備與電動(dòng)汽車對(duì)接時(shí)，操作人員通過操作按鈕或手柄，觀察與車體的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)接，操作方便簡(jiǎn)單。
[0045]具體地，如圖1、圖2和圖5所示，轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1為提升機(jī)構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32和推拉機(jī)構(gòu)6提供旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)提升機(jī)構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32和推拉機(jī)構(gòu)6都轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1可以在水平面或工作面內(nèi)360度轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0046]如圖1和圖2所示，提升機(jī)構(gòu)2設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1上，提升機(jī)構(gòu)2的提升方向垂直轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1的轉(zhuǎn)動(dòng)平面。通常，轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1的轉(zhuǎn)動(dòng)平面為水平方向，提升機(jī)構(gòu)2的提升方向?yàn)樨Q直方向。
[0047]如圖1、圖2和圖5所示，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32與提升機(jī)構(gòu)2樞轉(zhuǎn)連接，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的轉(zhuǎn)動(dòng)平面，例如為水平方向，垂直提升機(jī)構(gòu)2的提升方向，使得推拉機(jī)構(gòu)6可以在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，增加轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性。
[0048]如圖1和圖2所示，裝卸汽車電池的推拉機(jī)構(gòu)6與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32相連接，可以是直接相連接，也可以是間接相連接。其中，推拉機(jī)構(gòu)6具有容納汽車電池的空間。
[0049]旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32通過第一回轉(zhuǎn)支承35與提升機(jī)構(gòu)2樞轉(zhuǎn)連接。第一回轉(zhuǎn)支承35仍然可以采用現(xiàn)有的各種合適結(jié)構(gòu)，例如采用齒輪組結(jié)構(gòu)，第一回轉(zhuǎn)支承35可以通過第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)33驅(qū)動(dòng)。
[0050]推拉機(jī)構(gòu)6具有鎖緊和解鎖汽車電池的鎖定機(jī)構(gòu)。推拉機(jī)構(gòu)6是終端的執(zhí)行單元，最終通過解鎖和抽取動(dòng)作把電池7從電動(dòng)汽車中取出，到指定位置后，將電池推到入庫(kù)的輸送機(jī)上，并輸送入庫(kù)實(shí)現(xiàn)電池的換裝工作。
[0051]如圖11至圖13所示，鎖定機(jī)構(gòu)包括:第一安裝板61、解鎖頭、檢測(cè)開關(guān)、兩個(gè)電池托盤鎖柄68和第一驅(qū)動(dòng)單元。第一驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)62、齒輪副和連桿67。
[0052]具體地，第一安裝板61與推拉機(jī)構(gòu)6的推拉滑板(圖中未示出)連接；檢測(cè)開關(guān)與第一安裝板61相連接；驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)62與第一安裝板61相連接；解鎖頭為兩個(gè)，分別為第一解鎖頭63和第二解鎖頭64，第一解鎖頭63和第二解鎖頭64均與第一安裝板61相連接；齒輪副包括驅(qū)動(dòng)齒輪65和從動(dòng)齒輪66，驅(qū)動(dòng)齒輪65與驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)62的輸出軸相連接，從動(dòng)齒輪66與第二解鎖頭64固定連接，其中，驅(qū)動(dòng)齒輪65和從動(dòng)齒輪66相嚙合；連桿67的第一端與第一解鎖頭63相鉸接，連桿67的第二端與驅(qū)動(dòng)齒輪65相連接；電池托盤鎖柄為兩個(gè)，第一解鎖頭63和第二解鎖頭64里分別有一個(gè)電池托盤鎖柄68，電池托盤鎖柄68能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在解鎖頭中。
[0053]如圖9至圖13所示，動(dòng)作過程包括解鎖過程和鎖定過程，具體如下:
[0054]其中解鎖過程為:電池的托盤正常自然狀態(tài)為鎖定狀態(tài)，機(jī)器人去取電池的托盤時(shí)，鎖定機(jī)構(gòu)應(yīng)該先進(jìn)行解鎖。鎖定機(jī)構(gòu)處于鎖定狀態(tài)，通過推拉動(dòng)作與電池托盤鎖柄68對(duì)接，到位后檢測(cè)開關(guān)觸發(fā)，驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)62啟動(dòng)，旋轉(zhuǎn)，電池托盤鎖柄68卡在解鎖頭內(nèi)，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，電池托盤鎖柄68與解鎖頭一起旋轉(zhuǎn)，檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到位，實(shí)現(xiàn)解鎖。解鎖頭通過連桿67實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0055]解鎖完成后，由于電池托盤鎖柄68卡在解鎖頭內(nèi)，然后進(jìn)行抽拉動(dòng)作，把電池的托盤完全拉到機(jī)器人推拉機(jī)構(gòu)6內(nèi)。
[0056]其中鎖定過程為:鎖定過程是機(jī)器人把已經(jīng)解鎖的電池送到乘用車內(nèi)或輸送系統(tǒng)中進(jìn)行鎖定。機(jī)器人的推拉機(jī)構(gòu)6中有已經(jīng)處于解鎖狀態(tài)的電池托盤，且鎖定機(jī)構(gòu)也處于解鎖狀態(tài)。推拉機(jī)構(gòu)6對(duì)接到位后，進(jìn)行推的動(dòng)作，推到指定位置后，鎖定機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)鎖定動(dòng)作，鎖銷進(jìn)入鎖孔，鎖定機(jī)構(gòu)回到鎖定狀態(tài)，檢測(cè)開關(guān)69檢測(cè)到位，完成鎖定。
[0057]如圖1所示，轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1包括第二回轉(zhuǎn)支承15和驅(qū)動(dòng)第二回轉(zhuǎn)支承15轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置13。如圖3所示，第二回轉(zhuǎn)支承15可以設(shè)置在底座10上。第二回轉(zhuǎn)支承15可以采用現(xiàn)有技術(shù)的各種合適結(jié)構(gòu)，例如采用齒輪組結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置13可以為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0058]如圖1和圖2所示，平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人還包括第三回轉(zhuǎn)支承45，第三回轉(zhuǎn)支承45連接在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32與推拉機(jī)構(gòu)6之間，推拉機(jī)構(gòu)6通過第三回轉(zhuǎn)支承45與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32樞轉(zhuǎn)連接。這樣，可以使得推拉機(jī)構(gòu)6進(jìn)行優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)，增加旋轉(zhuǎn)的靈活性，其中，第三回轉(zhuǎn)支承45可以采用現(xiàn)有的各種合適結(jié)構(gòu)。第三回轉(zhuǎn)支承45可以通過第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)43驅(qū)動(dòng)。
[0059]如圖1和圖2所示，平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人還包括調(diào)整機(jī)構(gòu)5。調(diào)整機(jī)構(gòu)5用于調(diào)整推拉機(jī)構(gòu)6與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的轉(zhuǎn)動(dòng)平面的相對(duì)位置關(guān)系。第三回轉(zhuǎn)支承45通過調(diào)整機(jī)構(gòu)5分別與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32和推拉機(jī)構(gòu)6相連接。調(diào)整機(jī)構(gòu)5連接在推拉機(jī)構(gòu)6上，第三回轉(zhuǎn)支承45通過調(diào)整機(jī)構(gòu)5與推拉機(jī)構(gòu)6相連接。調(diào)整機(jī)構(gòu)5可以通過對(duì)兩個(gè)相互垂直的軸的調(diào)整，調(diào)整水平方向的前后角度和左右角度，調(diào)整機(jī)構(gòu)5可以通過齒輪組完成對(duì)兩個(gè)相互垂直的軸的調(diào)整。
[0060]如圖14和圖15所示，調(diào)整機(jī)構(gòu)5包括第二安裝板、十字軸57和第二驅(qū)動(dòng)單元。其中，第二驅(qū)動(dòng)單元包括前后傾斜伺服減速電機(jī)53、前后傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪55、前后傾斜從動(dòng)齒輪59、左右傾斜伺服減速電機(jī)54、左右傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪56、左右傾斜從動(dòng)齒輪58。
[0061]如圖14和圖15所示，具體地，第二安裝板與推拉機(jī)構(gòu)6相連接，第二安裝板包括上安裝板51和下安裝板52，其中，下安裝板52通過螺釘與推拉機(jī)構(gòu)6相連接；十字軸57安裝在第二安裝板上；第二驅(qū)動(dòng)單元與十字軸57相連接。其中，前后傾斜伺服減速電機(jī)53與第二安裝板相連接；前后傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪55與前后傾斜伺服減速電機(jī)53的輸出軸相連接；前后傾斜從動(dòng)齒輪59與前后傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪55嚙合，前后傾斜從動(dòng)齒輪59和十字軸57相連接；左右傾斜伺服減速電機(jī)54與第二安裝板相連接；左右傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪56與左右傾斜伺服減速電機(jī)54的輸出軸相連接；左右傾斜從動(dòng)齒輪58與左右傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪56嚙合，左右傾斜從動(dòng)齒輪58與十字軸57相連接。
[0062]另外，調(diào)整機(jī)構(gòu)5還包括軸承支座和極限保護(hù)開關(guān)。
[0063]具體地，軸承支座共四個(gè)，其中兩個(gè)與上安裝板51螺釘固定，另兩個(gè)與下安裝板52螺釘固定。四個(gè)軸承支座固定十字軸57，十字軸57能夠繞著軸承支座左后和前后傾斜。左右傾斜從動(dòng)齒輪58固定在十字軸57上，同時(shí)與左右傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪56嚙合，左右傾斜伺服減速電機(jī)54旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)嚙合齒輪，以實(shí)現(xiàn)十字軸57的左右調(diào)整。前后傾斜從動(dòng)齒輪59固定在十字軸57上，同時(shí)與前后傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪55嚙合，前后傾斜伺服減速電機(jī)53旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)嚙合齒輪，以實(shí)現(xiàn)十字軸57的前后調(diào)整。該設(shè)備具有多軸聯(lián)動(dòng)，以及對(duì)水平方向前后和左右的傾斜調(diào)整，可以輕松地調(diào)整姿態(tài)，對(duì)接柔性好。
[0064]四個(gè)極限保護(hù)開關(guān)，其中兩個(gè)固定在上安裝板51上，另外兩個(gè)固定在下安裝板52。作用在于實(shí)現(xiàn)對(duì)左右和前后傾斜的極限保護(hù)。
[0065]上安裝板51與第三回轉(zhuǎn)支承45螺釘連接，以實(shí)現(xiàn)調(diào)整機(jī)構(gòu)5的整體回轉(zhuǎn)。
[0066]如圖1、圖2所示，提升機(jī)構(gòu)2包括立柱20、驅(qū)動(dòng)裝置23、傳送系統(tǒng)和提升機(jī)械臂28。
[0067]立柱20固定在轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)1上，相對(duì)地面可以轉(zhuǎn)動(dòng)；提升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置23，例如為電機(jī)，設(shè)置在立柱20上；傳送系統(tǒng)設(shè)置在立柱20上并與提升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置23連接，傳送系統(tǒng)的傳送方向與提升方向相同，傳送系統(tǒng)的傳送方向?yàn)樯舷路较?；提升機(jī)械臂28向立柱20的側(cè)向伸出，與傳送系統(tǒng)連接，以便更換與立柱20有一定距離的電池7。
[0068]優(yōu)選地，如圖1、圖2、圖4和6所示，傳送系統(tǒng)為鏈條傳送系統(tǒng)，這樣傳送穩(wěn)定。
[0069]如圖1、圖2、圖4和6所示，鏈條傳送系統(tǒng)設(shè)置在傳送系統(tǒng)的上部。傳送系統(tǒng)還包括設(shè)置在傳送系統(tǒng)的下部的配重24和同步帶26。鏈條傳送系統(tǒng)包括鏈條21和鏈輪210，鏈輪210設(shè)置在立柱20上，鏈條21和鏈輪210相互配合。同步帶26和鏈條21分別形成半環(huán)狀，同步帶26形成下半環(huán)，鏈條21形成上半環(huán)，同步帶位于鏈條的下方，同步帶和鏈條連接形成整環(huán)狀。
[0070]如圖7和圖8所示，提升機(jī)械臂28的上端通過提升機(jī)械臂28上的連接板280連接在鏈條21的端部，如圖2所示，配重24的上端連接在半環(huán)狀鏈條21的另外一端，如圖8所示，提升機(jī)械臂28的下端連接在半環(huán)狀同步帶26的一端，如圖2所示，配重24的下端連接在同步帶26的另一端，同步帶26與提升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置23連接，例如，如圖6，驅(qū)動(dòng)裝置23可以為電機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝置23包括同步帶輪231，同步帶26為同步齒形帶，同步帶輪231帶動(dòng)同步齒形帶移動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)，通過配重平衡一部分起重重量，同時(shí)又降低了驅(qū)動(dòng)裝置23的功率。
[0071]優(yōu)選地，如圖6和圖7所示，提升機(jī)械臂28上還設(shè)有直線導(dǎo)軌滑塊284，直線導(dǎo)軌滑塊284位于連接板280的邊緣，以便對(duì)提升機(jī)械臂28在立柱20上的移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。
[0072]如圖1、圖2和6所示，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的轉(zhuǎn)動(dòng)平面位于提升機(jī)械臂28所在平面的下方，使得旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32充分的旋轉(zhuǎn)。如圖7所示，提升機(jī)械臂28的端部設(shè)有軸套282，軸套282也就是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的安裝基座，且能容納第一回轉(zhuǎn)支承35，以和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32連接。
[0073]如圖1、圖2和6所示，推拉機(jī)構(gòu)6所在的平面位于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的下方，推拉機(jī)構(gòu)6所在的平面可以與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的轉(zhuǎn)動(dòng)平面平行，也可以與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32的轉(zhuǎn)動(dòng)平面相對(duì)傾斜。這樣，可以發(fā)揮平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人的多關(guān)節(jié)、多平面轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)。
[0074]本發(fā)明還可以具有電氣控制系統(tǒng)控制上述結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。電氣控制系統(tǒng)可以通過前端的位置傳感器、距離傳感器控制推拉機(jī)構(gòu)的姿態(tài)，以便于與電動(dòng)汽車和輸送系統(tǒng)對(duì)接，再控制解鎖單元和推拉機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電池的更換，最終實(shí)現(xiàn)與電動(dòng)汽車對(duì)接半自動(dòng)，與輸送系統(tǒng)對(duì)接全自動(dòng)。
[0075]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0076]1、自動(dòng)化程度高
[0077]該換電設(shè)備實(shí)現(xiàn)與輸送系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)接，自動(dòng)取放電池；與電動(dòng)汽車對(duì)接實(shí)現(xiàn)人為少量干預(yù)，自動(dòng)化程度相對(duì)要高；
[0078]2、效率高
[0079]該設(shè)備除了與電動(dòng)汽車對(duì)接的人為干預(yù)，其它已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)，人員操作減少，提高了換電的效率；
[0080]3、運(yùn)行可靠
[0081]該設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)，減少了操作人員定位的不準(zhǔn)確性，定位精度更高，換電更可
A+^.罪；
[0082]4、操作簡(jiǎn)單
[0083]該設(shè)備與電動(dòng)汽車對(duì)接時(shí)，操作人員通過操作按鈕或手柄，觀察與車體的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)接，操作方便簡(jiǎn)單；
[0084]5、對(duì)接柔性好
[0085]該設(shè)備具有多軸聯(lián)動(dòng)，以及對(duì)水平方向前后和左右的傾斜調(diào)整，可以輕松地調(diào)整姿態(tài)，對(duì)接柔性好；
[0086]6、勞動(dòng)強(qiáng)度低
[0087]操作人員通過按按鈕或手柄操作設(shè)備，沒有體力勞作，勞動(dòng)強(qiáng)度很低。
[0088]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人包括: 轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)(I); 提升機(jī)構(gòu)(2)，設(shè)置在所述轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)(I)上，所述提升機(jī)構(gòu)(2)的提升方向垂直于所述轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面； 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)，與所述提升機(jī)構(gòu)(2)樞轉(zhuǎn)連接，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直于所述提升機(jī)構(gòu)(2)的提升方向； 推拉機(jī)構(gòu)(6)，與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)相連接，所述推拉機(jī)構(gòu)(6)具有容納汽車電池的空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)通過第一回轉(zhuǎn)支承(35)與所述提升機(jī)構(gòu)(2)樞轉(zhuǎn)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述推拉機(jī)構(gòu)(6)具有鎖緊和解鎖所述汽車電池的鎖定機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)包括: 第一安裝板(61)，與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)相連接； 解鎖頭，設(shè)置在所述第一安裝板(61)上，所述解鎖頭包括第一解鎖頭(63)和第二解鎖頭(64)； 第一驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)置在所述第一安裝板(61)上，與所述解鎖頭相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)單元包括: 驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)(62)，與所述第一安裝板(61)相連接； 齒輪副，所述齒輪副包括互相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪(65)和從動(dòng)齒輪(66)，其中，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(65)與所述驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)(62)的輸出軸相連接，所述從動(dòng)齒輪(66)與所述第二解鎖頭(64)固定連接； 連桿(67)，所述連桿(67)的第一端與所述第一解鎖頭(63)相鉸接，所述連桿(67)的第二端與所述驅(qū)動(dòng)齒輪(65)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)還包括: 兩個(gè)電池托盤鎖柄(68)，每個(gè)所述電池托盤鎖柄(68)能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述第一解鎖頭(63)和所述第二解鎖頭(64)里。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述推拉機(jī)構(gòu)(6)通過第三回轉(zhuǎn)支承(45)與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)樞轉(zhuǎn)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人還包括: 調(diào)整機(jī)構(gòu)(5)，用于調(diào)整所述推拉機(jī)構(gòu)(6)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面的相對(duì)位置關(guān)系，所述第三回轉(zhuǎn)支承(45 )通過所述調(diào)整機(jī)構(gòu)(5 )與所述推拉機(jī)構(gòu)(6 )相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述調(diào)整機(jī)構(gòu)(5)包括: 第二安裝板，與所述推拉機(jī)構(gòu)(6)相連接； 十字軸(57)，安裝在所述第二安裝板上； 第二驅(qū)動(dòng)單元，與所述十字軸(57)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述第二驅(qū)動(dòng)單元包括: 前后傾斜伺服減速電機(jī)(53 )，與所述第二安裝板相連接； 前后傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪(55)，與所述前后傾斜伺服減速電機(jī)(53)的輸出軸相連接； 前后傾斜從動(dòng)齒輪(59),與所述前后傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪(55)嚙合,所述前后傾斜從動(dòng)齒輪(59)和所述十字軸(57)相連接； 左右傾斜伺服減速電機(jī)(54)，與所述第二安裝板相連接； 左右傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪(56)，與所述左右傾斜伺服減速電機(jī)(54)的輸出軸相連接； 左右傾斜從動(dòng)齒輪(58)，與所述左右傾斜驅(qū)動(dòng)齒輪(56)嚙合，所述左右傾斜從動(dòng)齒輪(58 )與所述十字軸(57 )相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述提升機(jī)構(gòu)(2)包括: 立柱(20)，固定在所述轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)(I)上； 驅(qū)動(dòng)裝置(23)，設(shè)置在所述立柱(20)上； 傳送系統(tǒng)，設(shè)置在所述立柱(20)上并與所述驅(qū)動(dòng)裝置(23)相連接； 提升機(jī)械臂(28 )，與所述傳送系統(tǒng)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述傳送系統(tǒng)包括鏈條傳送系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)的轉(zhuǎn)動(dòng)平面位于所述提升機(jī)械臂(28)所在平面的下方。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)(I)包括: 第二回轉(zhuǎn)支承(15)； 驅(qū)動(dòng)裝置(13)，驅(qū)動(dòng)所述第二回轉(zhuǎn)支承(15)轉(zhuǎn)動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述推拉機(jī)構(gòu)(6)所在的平面位于所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)的下方。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的平面多關(guān)節(jié)機(jī)器人，其特征在于，所述提升機(jī)械臂(28)上設(shè)置有直線導(dǎo)軌滑塊(284)。
【文檔編號(hào)】B25J9/04GK104249366SQ201310269383
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】遲忠君, 梁飛宇, 劉曉娟, 丁曉偉, 張寶群, 孟穎, 劉秀蘭, 姜碧霄, 劉嶸, 畢樹國(guó), 趙昆 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 北京市電力公司, 沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司, 北京華商三優(yōu)新能源科技有限公司