CN104493818A - 一种可控多连杆码垛机器人 - Google Patents

Abstract

一种可控多连杆码垛机器人，该码垛机器人的第一主动杆一端连接在旋转机架上，第一主动杆另一端与第一连杆一端连接，第一连杆另一端与小臂一端连接，小臂另一端连接在末端执行器平动保持器上；大臂下端通过第一转动副连接在旋转机架上，大臂上端通过复合铰链连接在小臂上，同时大臂上端通过复合铰链与三角辅助架第一端连接；第一辅助连杆一端连接在旋转机架上，第一辅助连杆另一端与三角辅助架第二连接端连接，第二辅助连杆与三角辅助架第三连接端连接，第二辅助连杆另一端连接在末端执行器平动保持器上。本发明结构更加稳定，承载能力强，通过组合运动输出能实现空间的搬运垛作业，且轨迹灵活多变，机器人具有较强柔性化输出的能力。

Description

一种可控多连杆码垛机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是一种可控多连杆码垛机器人。

背景技术

码垛机器人广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、搬运码垛、集装箱等的自动搬运作业中。现有的码垛机器人主要有直角坐标型、圆柱坐标型以及关节型三种结构类型。其中关节型码垛机器人因为其结构紧凑、动作灵活、占地面积小、工作空间大等优点，已逐步成为码垛机器人的主要结构形式。但这类传统开链式串联结构的码垛机器人的驱动电机都要安装在关节处，导致机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累计等问题，机构动力学性能较差，难以满足高速搬运码垛的要求。

随着电机技术的发展和控制技术的提高，可控机械式机构为工程机械提供了广阔的发展空间，由电机驱动的多自由度可控机构不仅具有工作空间大、动作灵活、可靠性高，同时还具有制造成本低，维护保养简单等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控多连杆码垛机器人，所有驱动电机都安装在机架上，能解决传统开链式串联机器人的电机安装在铰链处，导致手臂笨重、刚性差、惯量大、关节误差累计等问题，机器人具有较好的动力学性能，能较好的满足高速重载搬运码垛的要求。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种可控多连杆码垛机器人，包括旋转机架、移动平台、三角辅助架、第一主动杆、第一连杆、小臂、末端执行器平动保持器、大臂、第一辅助连杆、第二辅助连杆、第二连杆、第三连杆、第二主动杆、第四连杆和法兰盘；

所述旋转机架通过第一旋转副连接在移动平台上；

所述三角辅助架第一连接端设有复合铰链，三角辅助架第二连接端设有第十三转动副，三角辅助架第三连接端设有第十四转动副；

所述第一主动杆一端通过第三转动副连接在旋转机架上，第一主动杆另一端通过第四转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第八转动副与小臂一端连接，小臂另一端通过第十六转动副连接在末端执行器平动保持器上；

所述大臂下端通过第一转动副连接在旋转机架上，大臂上端通过复合铰链连接在小臂上，同时大臂上端通过复合铰链与三角辅助架第一端连接；

所述第一辅助连杆一端通过第十二转动副连接在旋转机架上，第一辅助连杆另一端通过第十三转动副与三角辅助架第二连接端连接，

所述第二辅助连杆通过第十四转动副与三角辅助架第三连接端连接，第二辅助连杆另一端通过第十五转动副连接在末端执行器平动保持器上；

所述第二连杆一端通过第五转动副连接在第一连杆上；第二连杆另一端通过第六转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第七转动副连接在小臂上；

所述第二主动杆下端通过第九转动副连接在旋转机架上，第二主动杆另一端通过第十转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过第十一转动副连接在大臂上；

所述法兰盘通过第二旋转副连接在末端执行器平动保持器上。

本发明的突出优点在于

1、通过组合运动输出能实现空间的搬运垛作业，且轨迹灵活多变，机器人具有较强柔性化输出的能力。

2、此码垛机器人选用伺服电机驱动，不仅环保，而且易于实现远程控制，降低工人劳动强度。

3、所有伺服电机均安装在机架上，机器人运动惯量小，动力学性能好，能较好的满足高速搬运码垛的要求。

4、采用大臂、第一连杆、第二连杆和小臂组成的平行四边形机构以及第一连杆、第二连杆、第三连杆和小臂组成的平行四边形机构，使结构更加稳定，增加了其刚度，提高了其承载能力。

附图说明

图1为本发明所述的可控多连杆码垛机器人整体结构示意图。

图2为本发明所述的可控多连杆码垛机器人的手臂升降机构示意图。

图3为本发明所述的可控多连杆码垛机器人末端执行器平动保持机构示意图。

图4为本发明所述的可控多连杆码垛机器人第一种工作状态示意图。

图5为本发明所述的可控多连杆码垛机器人第二种工作状态示意图。

图6为本发明所述的可控多连杆码垛机器人第三种工作状态示意图。

图7为本发明所述的可控多连杆码垛机器人第四种工作状态示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

一种可控多连杆码垛机器人，包括旋转机架32、移动平台33、三角辅助架12、第一主动杆3、第一连杆5、小臂10、末端执行器平动保持器19、大臂25、第一辅助连杆8、第二辅助连杆16、第二连杆24、第三连杆22、第二主动杆29、第四连杆27和法兰盘21；

所述旋转机架32通过第一旋转副1连接在移动平台33上；

所述三角辅助架12第一连接端设有复合铰链13，三角辅助架12第二连接端设有第十三转动副11，三角辅助架12第三连接端设有第十四转动副14；

所述第一主动杆3一端通过第三转动副4连接在旋转机架32上，第一主动杆3另一端通过第四转动副2与第一连杆5一端连接，第一连杆5另一端通过第八转动副9与小臂10一端连接，小臂10另一端通过第十六转动副17连接在末端执行器平动保持器19上；

所述大臂25下端通过第一转动副30连接在旋转机架32上，大臂25上端通过复合铰链13连接在小臂10上，同时大臂25上端通过复合铰链13与三角辅助架12第一端连接；

所述第一辅助连杆8一端通过第十二转动副6连接在旋转机架32上，第一辅助连杆8另一端通过第十三转动副11与三角辅助架12第二连接端连接，

所述第二辅助连杆16通过第十四转动副14与三角辅助架12第三连接端连接，第二辅助连杆16另一端通过第十五转动副18连接在末端执行器平动保持器19上；

所述第二连杆24一端通过第五转动副7连接在第一连杆5上；第二连杆24另一端通过第六转动副23与第三连杆22一端连接，第三连杆22另一端通过第七转动副15连接在小臂10上；

所述第二主动杆29下端通过第九转动副31连接在旋转机架32上，第二主动杆29另一端通过第十转动副28与第四连杆27一端连接，第四连杆27另一端通过第十一转动副26连接在大臂25上；

所述法兰盘21通过第二旋转副20连接在末端执行器平动保持器19上。

旋转机架32由第一伺服电机控制，通过编程实现竖直方向的转动。所述法兰盘21由第四伺服电机控制并通过第二旋转副20连接在末端执行器平动保持器19上，可根据实际需要安装不同的末端执行器。第一主动杆3由第二伺服电机控制，第二主动杆29由第三伺服电机控制。

Claims (1)

1.一种可控多连杆码垛机器人，其特征在于，包括旋转机架、移动平台、三角辅助架、第一主动杆、第一连杆、小臂、末端执行器平动保持器、大臂、第一辅助连杆、第二辅助连杆、第二连杆、第三连杆、第二主动杆、第四连杆和法兰盘；

所述旋转机架通过第一旋转副连接在移动平台上；

所述三角辅助架第一连接端设有复合铰链，三角辅助架第二连接端设有第十三转动副，三角辅助架第三连接端设有第十四转动副；

所述第一主动杆一端通过第三转动副连接在旋转机架上，第一主动杆另一端通过第四转动副与第一连杆一端连接，第一连杆另一端通过第八转动副与小臂一端连接，小臂另一端通过第十六转动副连接在末端执行器平动保持器上；

所述大臂下端通过第一转动副连接在旋转机架上，大臂上端通过复合铰链连接在小臂上，同时大臂上端通过复合铰链与三角辅助架第一端连接；

所述第一辅助连杆一端通过第十二转动副连接在旋转机架上，第一辅助连杆另一端通过第十三转动副与三角辅助架第二连接端连接，

所述第二辅助连杆通过第十四转动副与三角辅助架第三连接端连接，第二辅助连杆另一端通过第十五转动副连接在末端执行器平动保持器上；

所述第二连杆一端通过第五转动副连接在第一连杆上；第二连杆另一端通过第六转动副与第三连杆一端连接，第三连杆另一端通过第七转动副连接在小臂上；

所述第二主动杆下端通过第九转动副连接在旋转机架上，第二主动杆另一端通过第十转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过第十一转动副连接在大臂上；

所述法兰盘通过第二旋转副连接在末端执行器平动保持器上。