本發(fā)明涉及3C工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

在一些搬運(yùn)、取料等重復(fù)的工作中，常常需要工業(yè)機(jī)器人來(lái)代替人類工作，以提高效率。平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人具有良好的剛度，成本較低。目前，市面上的機(jī)器人大多只有單臂，其工作范圍狹小，不利于搬運(yùn)、取料等工作，急需一種雙臂機(jī)器人擴(kuò)大其工作范圍。目前，大多數(shù)的工業(yè)機(jī)器人不能自行移動(dòng)，只能在固定工位作業(yè)，人工搬運(yùn)麻煩，限制了機(jī)器人的工作空間和使用率，急需一種可以自已移動(dòng)、具備多方位抓取的機(jī)器人?，F(xiàn)有的一些工業(yè)機(jī)器人，其腕部采用滑輪和同步帶驅(qū)動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象以及皮帶的破損、松弛和老化等，不利于長(zhǎng)期維持高精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)簡(jiǎn)單且可以長(zhǎng)期維持高精度作業(yè)的基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人裝置。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人裝置包括AGV小車和安裝在AGV小車上的抓取機(jī)構(gòu)，所述抓取機(jī)構(gòu)包括固定在AGV小車上的基座和安裝在基座上的抓取組件，所述抓取組件包括大臂、小臂和執(zhí)行器，所述抓取組件具有四個(gè)自由度，第一自由度為安裝在基座上的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ驅(qū)動(dòng)大臂旋轉(zhuǎn)，第二自由度為安裝在小臂上的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅱ驅(qū)動(dòng)小臂旋轉(zhuǎn)，第三自由度為安裝在小臂上的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅲ驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器沿Z軸向上下移動(dòng)，第四自由度為安裝在小臂上的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅳ驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明所述AGV小車包括安裝在車體上的導(dǎo)航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)，其中，所述導(dǎo)航系統(tǒng)包括磁性傳感器和金屬磁帶，所述導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)磁場(chǎng)偏差測(cè)定控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向來(lái)調(diào)整車體行駛方向，所述控制系統(tǒng)包括車上控制器和地面控制器，所述車上控制器和地面控制器之間采用定點(diǎn)光導(dǎo)通訊或無(wú)線局域網(wǎng)通訊，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、鏈條、驅(qū)動(dòng)輪和導(dǎo)向輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)依次通過(guò)減速器和鏈條驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明所述動(dòng)力系統(tǒng)包括蓄電池和充電裝置，所述蓄電池為48V直流工業(yè)蓄電池，所述蓄電池為AGV小車和抓取機(jī)構(gòu)供電。

本發(fā)明所述基座為T型基座，所述T型基座包括機(jī)架和固定在機(jī)架上的橫向支架，所述橫向支架的兩端各安裝一組所述抓取組件，其中一組所述抓取組件的高度高于另外一組所述抓取組的高度。

本發(fā)明所述橫向支架的端部設(shè)有安裝盤Ⅰ，所述驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ安裝在安裝盤Ⅰ的通孔內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ包括伺服電機(jī)Ⅰ和減速器Ⅰ，所述減速器Ⅰ的輸出端連接所述大臂靠近基座的一端，所述伺服電機(jī)Ⅰ通過(guò)所述減速器Ⅰ驅(qū)動(dòng)所述大臂旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明所述小臂靠近基座的一端設(shè)有安裝盤Ⅱ，驅(qū)動(dòng)裝置Ⅱ安裝在所述安裝盤Ⅱ的通孔內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)裝置Ⅱ包括伺服電機(jī)Ⅱ和減速器Ⅱ，所述減速器Ⅱ的輸出端連接所述大臂遠(yuǎn)離基座的一端，所述伺服電機(jī)Ⅱ通過(guò)所述減速器Ⅱ驅(qū)動(dòng)所述小臂旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)裝置Ⅲ包括安裝在所述小臂上的伺服電機(jī)Ⅲ、由伺服電機(jī)Ⅲ驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠、螺接在所述滾珠絲杠上的連接板和與所述連接板轉(zhuǎn)動(dòng)配合的花鍵軸，所述花鍵軸的一端通過(guò)軸承與所述連接板連接，所述花鍵軸的另外一端穿過(guò)所述小臂并在該端安裝所述執(zhí)行器，所述花鍵軸與所述小臂滑動(dòng)配合，所述伺服電機(jī)Ⅲ依次通過(guò)滾珠絲杠、連接板和花鍵軸驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行器沿Z軸向運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)裝置Ⅳ包括固定在所述小臂上的中空電機(jī)和中空減速器，所述花鍵軸貫穿所述中空電機(jī)和中空減速機(jī)，所述中空減速機(jī)的輸出端設(shè)有法蘭盤，所述花鍵軸與所述法蘭盤通過(guò)平鍵相連，所述花鍵軸相對(duì)于所述法蘭盤豎向滑動(dòng)，所述中空電機(jī)依次通過(guò)中空減速機(jī)、法蘭盤、平鍵和花鍵軸驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人裝置的有益效果是：本發(fā)明的基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人裝置結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)簡(jiǎn)單，而且通過(guò)多個(gè)電機(jī)、多個(gè)減速器以及滾珠絲杠和花鍵軸的配合使用，達(dá)到兩組抓取組件協(xié)同工作的效果，而且本發(fā)明的基座的形狀為T型基座，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)抓取組件等高有落差地安裝，工作范圍擴(kuò)大，運(yùn)動(dòng)互不干涉，能同時(shí)進(jìn)行上料和下料工作等，擴(kuò)大工作范圍，提高工作效率。此外，本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人改變了腕部采用傳統(tǒng)的滑輪和同步帶驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，避免了滑輪和同步帶出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象以及皮帶的破損、松弛和老化等，可以長(zhǎng)期維持高精度作業(yè)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期免維護(hù)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人裝置的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅱ、驅(qū)動(dòng)裝置Ⅲ和驅(qū)動(dòng)裝置Ⅳ的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的AGV小車結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：AGV小車1，導(dǎo)航系統(tǒng)11，控制系統(tǒng)12，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14，動(dòng)力系統(tǒng)15；T型基座2；大臂3，伺服電機(jī)Ⅰ31，減速器Ⅰ32；小臂4，伺服電機(jī)Ⅱ41，減速器Ⅱ42；執(zhí)行器5，伺服電機(jī)Ⅲ51，滾珠絲杠52，連接板53，花鍵軸54；中空電機(jī)61，中空減速機(jī)62，法蘭盤63。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

如圖1-5所示，本實(shí)施例的基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人裝置包括AGV小車1和安裝在AGV小車1上的抓取機(jī)構(gòu)，AGV小車1沿著事先規(guī)劃好的運(yùn)行路線行走，并同時(shí)可實(shí)現(xiàn)四個(gè)自由度的抓取動(dòng)作，其具體實(shí)施方式如下：

抓取機(jī)構(gòu)包括固定在AGV小車1上的基座和安裝在基座上的抓取組件，其中，基座為T型基座2，T型基座2包括機(jī)架和固定在機(jī)架上的橫向支架，橫向支架的兩端各安裝一組抓取組件，其中一組抓取組件的高度高于另外一組抓取組的高度，兩組抓取組件等高有落差地安裝，工作范圍擴(kuò)大，運(yùn)動(dòng)互不干涉，其落差安裝結(jié)構(gòu)可以采用多種方式實(shí)現(xiàn)，例如在橫向支架的一端安裝凸臺(tái)，凸臺(tái)上安裝其中一組抓取組件，或者兩組抓取組件錯(cuò)落安裝。

本實(shí)施例中的抓取組件包括大臂3、小臂4和執(zhí)行器5，抓取組件具有四個(gè)自由度。

其中，第一自由度為安裝在基座上的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ驅(qū)動(dòng)大臂3旋轉(zhuǎn)，具體地，橫向支架的端部設(shè)有安裝盤Ⅰ并通過(guò)螺釘相互固定，驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ安裝在安裝盤Ⅰ的通孔內(nèi)并通過(guò)螺釘固定，驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ包括伺服電機(jī)Ⅰ31和減速器Ⅰ32，伺服電機(jī)Ⅰ31為直流伺服電機(jī)，伺服電機(jī)Ⅰ31的傳動(dòng)軸與減速器Ⅰ32通過(guò)平鍵連接，減速器Ⅰ32的輸出端與大臂3靠近基座的一端通過(guò)螺釘相連，伺服電機(jī)Ⅰ31通過(guò)減速器Ⅰ32驅(qū)動(dòng)大臂3旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)第一自由度。

其中，第二自由度為安裝在小臂4上的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅱ驅(qū)動(dòng)小臂4旋轉(zhuǎn)，具體地，小臂4靠近基座的一端設(shè)有安裝盤Ⅱ并通過(guò)螺釘相互固定，驅(qū)動(dòng)裝置Ⅱ安裝在安裝盤Ⅱ的通孔內(nèi)并通過(guò)螺釘固定，驅(qū)動(dòng)裝置Ⅱ包括伺服電機(jī)Ⅱ41和減速器Ⅱ42,伺服電機(jī)Ⅱ41也為直流伺服電機(jī)，伺服電機(jī)Ⅱ41的傳動(dòng)軸與減速器Ⅱ42通過(guò)平鍵連接，減速器Ⅱ42的輸出端與大臂3遠(yuǎn)離基座的一端相連，伺服電機(jī)Ⅱ41通過(guò)減速器Ⅱ42驅(qū)動(dòng)小臂4旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)第二自由度。

其中，第三自由度為安裝在小臂4上的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅲ驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器5沿Z軸向上下移動(dòng)，具體地，驅(qū)動(dòng)裝置Ⅲ包括安裝在小臂4上的伺服電機(jī)Ⅲ51、由伺服電機(jī)Ⅲ51驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠52、螺接在滾珠絲杠52上的連接板53和與連接板53轉(zhuǎn)動(dòng)配合的花鍵軸54，伺服電機(jī)Ⅲ51安裝在小臂4的中間位置，花鍵軸54的一端通過(guò)軸承與連接板53連接，花鍵軸54的另外一端穿過(guò)小臂4并在該端安裝執(zhí)行器5，花鍵軸54與小臂4遠(yuǎn)離基座的一端滑動(dòng)配合，伺服電機(jī)Ⅲ51依次通過(guò)滾珠絲杠52、連接板53和花鍵軸54驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器5沿Z軸向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)第三自由度。

其中，第四自由度為安裝在小臂4上的驅(qū)動(dòng)裝置Ⅳ驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器5旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)裝置Ⅳ包括固定在小臂4上的中空電機(jī)61和中空減速器，花鍵軸54貫穿中空電機(jī)61和中空減速機(jī)62，中空減速機(jī)62的輸出端設(shè)有法蘭盤63，中空電機(jī)61的傳動(dòng)軸與中空減速機(jī)62通過(guò)平鍵連接，并將動(dòng)力傳遞給法蘭盤63，花鍵軸54與法蘭盤63通過(guò)平鍵相連，花鍵軸54可相對(duì)于法蘭盤63豎向滑動(dòng)，中空電機(jī)61依次通過(guò)中空減速機(jī)62、法蘭盤63、法蘭盤63上的平鍵和花鍵軸54驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器5旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)第四自由度。

本實(shí)施例中的工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)簡(jiǎn)單，而且通過(guò)多個(gè)電機(jī)、多個(gè)減速器以及滾珠絲杠52和花鍵軸54的配合使用，達(dá)到兩組抓取組件協(xié)同工作的效果。本實(shí)施例中的基座的形狀為T型基座2，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)抓取組件等高有落差地安裝，工作范圍擴(kuò)大，運(yùn)動(dòng)互不干涉，能同時(shí)進(jìn)行上料和下料工作等，擴(kuò)大工作范圍，提高工作效率。此外，本實(shí)施例中的工業(yè)機(jī)器人改變了腕部采用傳統(tǒng)的滑輪和同步帶驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，避免了滑輪和同步帶出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象以及皮帶的破損、松弛和老化等，可以長(zhǎng)期維持高精度作業(yè)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期免維護(hù)。

本實(shí)施例中的AGV小車1包括安裝在車體13上的導(dǎo)航系統(tǒng)11、控制系統(tǒng)12、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14和動(dòng)力系統(tǒng)15，其中，導(dǎo)航系統(tǒng)11包括磁性傳感器和金屬磁帶，導(dǎo)航系統(tǒng)11通過(guò)磁場(chǎng)偏差測(cè)定控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向來(lái)調(diào)整車體13行駛方向，控制系統(tǒng)12包括車上控制器和地面控制器，車上控制器和地面控制器之間采用定點(diǎn)光導(dǎo)通訊或無(wú)線局域網(wǎng)通訊，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、鏈條、驅(qū)動(dòng)輪和導(dǎo)向輪，驅(qū)動(dòng)電機(jī)依次通過(guò)減速器和鏈條驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)AGV小車1運(yùn)行，并具有速度控制能力，導(dǎo)向輪優(yōu)選為萬(wàn)向輪。動(dòng)力系統(tǒng)15包括蓄電池和充電裝置，蓄電池采用48V直流工業(yè)蓄電池為動(dòng)力，能夠同時(shí)為AGV小車1和抓取機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。

本實(shí)施例中的工業(yè)機(jī)器人與AGV小車1配合，實(shí)現(xiàn)抓取運(yùn)輸二和一，具備多功能、多方位的抓取功能。

上述基于AGV的自行走式雙臂工業(yè)機(jī)器人裝置的工作原理如下：AGV小車1收到地面控制器的指令信息，在導(dǎo)航系統(tǒng)11的作用下，沿著金屬磁帶到達(dá)預(yù)定作業(yè)位置，基座和大臂3、大臂3和小臂4之間均有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，小臂4和執(zhí)行器5之間有一個(gè)沿Z軸的上下移動(dòng)自由度和旋轉(zhuǎn)自由度。在車載動(dòng)力系統(tǒng)15的驅(qū)動(dòng)下，伺服電機(jī)Ⅰ31和伺服電機(jī)Ⅱ41分別驅(qū)動(dòng)大臂3和小臂4旋轉(zhuǎn)，安裝在小臂4上的伺服電機(jī)Ⅲ51通過(guò)滾珠絲杠52和連接板53帶動(dòng)花鍵軸54實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器5Z軸向上下移動(dòng)，同時(shí)中空電機(jī)61和中空減速機(jī)62將動(dòng)力傳遞給法蘭盤63，從而帶動(dòng)花鍵軸54和執(zhí)行器5的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩臂在預(yù)定工位的取料或搬運(yùn)工作。

應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。