一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)機器人領域，特別是一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人。
【背景技術】
[0002]碼垛機器人廣泛應用于機床上下料、沖壓機自動化生產線、自動裝配流水線、搬運碼垛、集裝箱等的自動搬運作業(yè)中?，F有的碼垛機器人主要有直角坐標型、圓柱坐標型以及關節(jié)型三種結構類型。其中關節(jié)型碼垛機器人因為其結構緊湊、動作靈活、占地面積小、工作空間大等優(yōu)點，已逐步成為碼垛機器人的主要結構形式。但這類傳統(tǒng)開鏈式串聯(lián)結構的碼垛機器人的驅動電機都要安裝在關節(jié)處，導致機器人手臂重量大、剛性差、慣量大、關節(jié)誤差累計等問題，機構動力學性能較差，難以滿足高速搬運碼垛的要求。
[0003]隨著電機技術的發(fā)展和控制技術的提高，可控機械式機構為工程機械提供了廣闊的發(fā)展空間，由電機驅動的多自由度可控機構不僅具有工作空間大、動作靈活、可靠性高，同時還具有制造成本低，維護保養(yǎng)簡單等優(yōu)點。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人，所有驅動電機都安裝在機架上，能解決傳統(tǒng)開鏈式串聯(lián)機器人的電機安裝在鉸鏈處，導致手臂笨重、剛性差、慣量大、關節(jié)誤差累計等問題，機器人具有較好的動力學性能，能較好的滿足高速重載搬運碼垛的要求。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案達到上述目的:
[0006]一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人，包括旋轉機架、移動平臺、第一主動桿、第一連桿、第三連桿小臂、末端執(zhí)行器、大臂、第二連桿、第四連桿、第五連桿、第二主動桿、第六連桿、三角輔助架、第一輔助連桿、第二輔助連桿和法蘭盤；
[0007]所述旋轉機架通過第一旋轉副連接在移動平臺上；
[0008]所述第一主動桿一端通過第三轉動副與旋轉機架連接，第一主動桿另一端通過第四轉動副與第一連桿下端連接，第一連桿上端通過第五轉動副與第三連桿下端連接，第三連桿上端通過第九轉動副與小臂一端連接，小臂另一端通過第十七轉動副與末端執(zhí)行器連接;
[0009]所述大臂下端通過第一復合鉸鏈與旋轉機架連接，大臂上端通過第二復合鉸鏈連接在小臂上，大臂與小臂組成“T”字形；
[0010]所述第二連桿一端通過第五轉動副與第一連桿上端連接，第二連桿另一端通過第一復合鉸鏈與旋轉機架連接；第四連桿一端通過第六轉動副與第三連桿連接，第六轉動副位于第九轉動副和第五轉動副之間，第四連桿另一端通過第七轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第八轉動副連接在小臂上；
[0011]第二主動桿一端通過第十轉動副與旋轉機架連接，第二主動桿另一端通過第十一轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十二轉動副連接在大臂上；
[0012]所述三角輔助架上設置有第一連接端、第二連接端和第三連接端；第一連接端通過第二復合鉸鏈同時與大臂和小臂連接；第二連接端通過第十四轉動副與第一輔助連桿一端連接，第一輔助連桿另一端通過第十三轉動副連接在旋轉機架上；第三連接端通過第十五轉動副與第二輔助連桿一端連接，第二輔助連桿另一端通過第十六轉動副與末端執(zhí)行器平動保持器一端連接；
[0013]所述法蘭盤通過第二旋轉副連接在末端執(zhí)行器上。
[0014]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于
[0015]1、通過移動平臺、旋轉機架、手臂升降機構、末端執(zhí)行器平動保持機構組合運動輸出實現空間的搬運垛作業(yè)，且軌跡靈活多變，機器人具有較強柔性化輸出的能力。
[0016]2、此碼垛機器人選用伺服電機驅動，不僅環(huán)保，而且易于實現遠程控制，降低工人勞動強度。
[0017]3、所有伺服電機均安裝在機架上，機器人運動慣量小，動力學性能好，能較好的滿足高速搬運碼垛的要求。
[0018]4、采用兩個平等四邊形機構串聯(lián)組成末端執(zhí)行器平動保持機構，使末端執(zhí)行器始終保持平動，工作平穩(wěn)，同時也增加了其剛度，提高了其承載能力。
[0019]5、采用第一主動桿、第一連桿、第二連桿和旋轉機架組成的平行四邊形機構以及第四連桿、第五連桿、第三連桿和小臂組成的平行四邊形機構，使結構更加穩(wěn)定，增加了其剛度，提高了其承載能力。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人整體結構示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人的手臂升降機構示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人末端執(zhí)行器平動保持機構示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人第一種工作狀態(tài)示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人第二種工作狀態(tài)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人第三種工作狀態(tài)示意圖。
[0026]圖7為本發(fā)明所述的十二桿可控機構式移動碼垛機器人第四種工作狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0028]一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人，包括旋轉機架34、移動平臺36、第一主動桿1、第一連桿3、第三連桿10小臂17、末端執(zhí)行器21、大臂16、第二連桿4、第四連桿8、第五連桿25、第二主動桿31、第六連桿28、三角輔助架13、第一輔助連桿7、第二輔助連桿18和法蘭盤23 ；
[0029]所述旋轉機架34通過第一旋轉副35連接在移動平臺36上；
[0030]所述第一主動桿I 一端通過第三轉動副33與旋轉機架34連接，第一主動桿I另一端通過第四轉動副2與第一連桿3下端連接，第一連桿3上端通過第五轉動副5與第三連桿10下端連接，第三連桿10上端通過第九轉動副11與小臂17 —端連接，小臂17另一端通過第十七轉動副19與末端執(zhí)行器21連接；
[0031]所述大臂16下端通過第一復合鉸鏈29與旋轉機架34連接，大臂16上端通過第二復合鉸鏈14連接在小臂17上，大臂16與小臂17組成“T”字形；
[0032]所述第二連桿4 一端通過第五轉動副5與第一連桿3上端連接，第二連桿4另一端通過第一復合鉸鏈29與旋轉機架34連接；第四連桿8 一端通過第六轉動副9與第三連桿10連接，第六轉動副9位于第九轉動副11和第五轉動副5之間，第四連桿8另一端通過第七轉動副26與第五連桿25 —端連接，第五連桿25另一端通過第八轉動副24連接在小臂17上；
[0033]第二主動桿31 —端通過第十轉動副32與旋轉機架34連接，第二主動桿31另一端通過第十一轉動副30與第六連桿28 —端連接，第六連桿28另一端通過第十二轉動副27連接在大臂16上；
[0034]所述三角輔助架12上設置有第一連接端、第二連接端和第三連接端；第一連接端通過第二復合鉸鏈14同時與大臂16和小臂17連接；第二連接端通過第十四轉動副12與第一輔助連桿7 —端連接，第一輔助連桿8另一端通過第十三轉動副6連接在旋轉機架32上；第三連接端通過第十五轉動副15與第二輔助連桿16 —端連接，第二輔助連桿16另一端通過第十六轉動副20與末端執(zhí)行器平動保持器19 一端連接；
[0035]所述法蘭盤23通過第二旋轉副22連接在末端執(zhí)行器21上。
[0036]工作原理及過程:
[0037]所述法蘭盤23通過第二旋轉副22連接在末端執(zhí)行器21上，可根據實際需要安裝不同的末端執(zhí)行器。法蘭盤23由第四伺服電機控制，通過編程實現在豎直方向的轉動。旋轉機架34由第一伺服電機控制，通過編程實現豎直方向的轉動；第一主動桿I由第二伺服電機控制，第二主動桿31由第三伺服電機控制。
【主權項】
1.一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人，其特征在于，包括旋轉機架、移動平臺、第一主動桿、第一連桿、第三連桿小臂、末端執(zhí)行器、大臂、第二連桿、第四連桿、第五連桿、第二主動桿、第六連桿、三角輔助架、第一輔助連桿、第二輔助連桿和法蘭盤； 所述旋轉機架通過第一旋轉副連接在移動平臺上；所述第一主動桿一端通過第三轉動副與旋轉機架連接，第一主動桿另一端通過第四轉動副與第一連桿下端連接，第一連桿上端通過第五轉動副與第三連桿下端連接，第三連桿上端通過第九轉動副與小臂一端連接，小臂另一端通過第十七轉動副與末端執(zhí)行器連接；所述大臂下端通過第一復合鉸鏈與旋轉機架連接，大臂上端通過第二復合鉸鏈連接在小臂上，大臂與小臂組成“T”字形； 所述第二連桿一端通過第五轉動副與第一連桿上端連接，第二連桿另一端通過第一復合鉸鏈與旋轉機架連接；第四連桿一端通過第六轉動副與第三連桿連接，第六轉動副位于第九轉動副和第五轉動副之間，第四連桿另一端通過第七轉動副與第五連桿一端連接，第五連桿另一端通過第八轉動副連接在小臂上； 第二主動桿一端通過第十轉動副與旋轉機架連接，第二主動桿另一端通過第十一轉動副與第六連桿一端連接，第六連桿另一端通過第十二轉動副連接在大臂上； 所述三角輔助架上設置有第一連接端、第二連接端和第三連接端；第一連接端通過第二復合鉸鏈同時與大臂和小臂連接；第二連接端通過第十四轉動副與第一輔助連桿一端連接，第一輔助連桿另一端通過第十三轉動副連接在旋轉機架上；第三連接端通過第十五轉動副與第二輔助連桿一端連接，第二輔助連桿另一端通過第十六轉動副與末端執(zhí)行器平動保持器一端連接； 所述法蘭盤通過第二旋轉副連接在末端執(zhí)行器上。
【專利摘要】一種十二桿可控機構式移動碼垛機器人，該移動碼垛機器人的第一主動桿一端與旋轉機架連接，第一主動桿另一端與第一連桿下端連接，第一連桿上端與第三連桿下端連接，第三連桿上端與小臂一端連接，小臂另一端與末端執(zhí)行器連接；大臂下端與旋轉機架連接，大臂上端連接在小臂上，大臂與小臂組成“T”字形；第二連桿一端與第一連桿上端連接另一端與旋轉機架連接；第四連桿一端與第三連桿連接，第四連桿另一端與第五連桿一端連接，第五連桿另一端連接在小臂上；所述三角輔助架上設置有第一連接端、第二連接端和第三連接端。本發(fā)明通過伺服電機驅動控制，可以實現智能化，數控化，結構緊湊，剛度大，使該碼垛機器人可靠性以及動態(tài)穩(wěn)定性更好。
【IPC分類】B65G61-00, B25J5-00
【公開號】CN104647332
【申請?zhí)枴緾N201410826323
【發(fā)明人】蔡敢為, 王龍, 張 林, 關卓懷, 張永文, 朱凱君, 李智杰, 王麾, 石慧, 范雨, 黃院星, 王少龍
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月25日