一種多自由度并聯(lián)碼垛機(jī)器人的制作方法
【專利說明】一種多自由度并聯(lián)碼垛機(jī)器人 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，尤指一種多自由度并聯(lián)碼垛機(jī)器人。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 碼垛機(jī)器人廣泛應(yīng)用于機(jī)床上下料、沖壓機(jī)自動化生產(chǎn)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(xiàn)有的碼垛機(jī)器人主要有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型以及 關(guān)節(jié)型三種結(jié)構(gòu)類型。其中關(guān)節(jié)型碼垛機(jī)器人因為其結(jié)構(gòu)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(jī)器人的主要結(jié)構(gòu)形式。但這類傳統(tǒng)開鏈?zhǔn)酱?lián)結(jié)構(gòu)的 碼垛機(jī)器人的驅(qū)動電機(jī)都要安裝在關(guān)節(jié)處，導(dǎo)致機(jī)器人手臂重量大、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié) 誤差累計等問題，機(jī)構(gòu)動力學(xué)性能較差，難以滿足高速搬運碼垛的要求。
[0003] 隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展和控制技術(shù)的提高，可控機(jī)械式機(jī)構(gòu)為工程機(jī)械提供了廣闊 的發(fā)展空間，由電機(jī)驅(qū)動的多自由度可控機(jī)構(gòu)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(hù)保養(yǎng)簡單等優(yōu)點。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 針對【背景技術(shù)】所述面臨的種種問題，本發(fā)明的目的在于提供一種多自由度并聯(lián) 碼垛機(jī)器人，所有驅(qū)動電機(jī)都安裝在機(jī)架上，能解決傳統(tǒng)開鏈?zhǔn)酱?lián)機(jī)器人的電機(jī)安裝在 鉸鏈處，導(dǎo)致手臂笨重、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累計等問題，機(jī)器人具有較好的動力學(xué)性 能，能較好的滿足高速重載搬運碼垛的要求。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種多自由度并聯(lián)碼垛機(jī)器人所采用的技術(shù)方案是：一 種多自由度并聯(lián)碼垛機(jī)器人，包括移動平臺、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、手臂升降機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器平動保 持機(jī)構(gòu)、法蘭盤；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)架通過第一旋轉(zhuǎn)副連接在移動平臺上，由第一伺服電機(jī)控制， 通過編程實現(xiàn)豎直方向的轉(zhuǎn)動；所述手臂升降機(jī)構(gòu)由大臂、小臂、第一主動桿、第一連桿、第 二連桿、第三連桿、第二主動桿、第四連桿組成；大臂一端通過第一轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接， 另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與小臂中端連接；第一主動桿一端通過第一轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連 接，另一端通過第三轉(zhuǎn)動副與第一連桿第一個連接端連接；第一連桿第二個連接端通過第 四轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與第三連桿一端連接，第 三連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動副與小臂連接；第一連桿第三個連接端通過第七轉(zhuǎn)動副與小臂 連接；第二主動桿通過第八轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第四連桿一 端連接，第四連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與大臂連接；其中，第一主動桿由第二伺服電機(jī)控 制，第二主動桿由第三伺服電機(jī)控制；所述末端執(zhí)行器平動保持機(jī)構(gòu)包括大臂、第一輔助連 桿、三角輔助架、旋轉(zhuǎn)機(jī)架組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)和由小臂、第二輔助連桿、三角輔助架、末 端執(zhí)行器平動保持器組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)，第一輔助連桿一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn) 機(jī)架連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn)動副與三角輔助架連接，三角輔助架的第二端通過第二轉(zhuǎn) 動副與大臂和小臂連接，三角輔助架的第三端通過第十三轉(zhuǎn)動副與第二輔助連桿連接，第 二輔助連桿另一端通過第十四轉(zhuǎn)動副與末端執(zhí)行器平動保持器一端連接，末端執(zhí)行器平動 保持器另一端通過第十五轉(zhuǎn)動副與小臂一端連接；所述法蘭盤通過第二旋轉(zhuǎn)副安裝在末端 執(zhí)行器平動保持器上，根據(jù)實際需要安裝不同的末端執(zhí)行器，由第四伺服電機(jī)控制，通過編 程實現(xiàn)豎直方向的轉(zhuǎn)動。
[0006] 進(jìn)一步地，第一主動桿，第二主動桿，均由安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上的伺服電動機(jī)驅(qū)動。
[0007] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0008] 1.通過移動平臺、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、手臂升降機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器平動保持機(jī)構(gòu)組合運動輸 出，且軌跡靈活多變，機(jī)器人具有較強(qiáng)柔性化輸出的能力。
[0009] 2.此碼垛機(jī)器人選用伺服電機(jī)驅(qū)動，不僅環(huán)保，而且易于實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，降低工人 勞動強(qiáng)度。
[0010] 3.所有伺服電機(jī)均安裝在機(jī)架上，機(jī)器人運動慣量小，動力學(xué)性能好，能較好的滿 足高速搬運碼垛的要求。
[0011] 4.采用大臂、第一連桿、第二連桿和小臂組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)以及第一連桿、第 二連桿、第三連桿和小臂組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，增加了其剛度，提高了 其承載能力。
[0012] 為便于貴審查委員能對本發(fā)明的目的、形狀、構(gòu)造、特征及其功效皆能有進(jìn)一步的 認(rèn)識與了解，并結(jié)合實施例作詳細(xì)說明。 【【附圖說明】】
[0013] 圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明手臂升降機(jī)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明末端執(zhí)行器平動保持機(jī)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明第一種工作狀態(tài)示意圖；
[0017] 圖5為本發(fā)明第二種工作狀態(tài)示意圖；
[0018] 圖6為本發(fā)明第三種工作狀態(tài)示意圖；
[0019] 圖7為本發(fā)明第四種工作狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】 [0020] 的附圖標(biāo)號說明：
[0021]
【主權(quán)項】
1. 一種多自由度并聯(lián)碼垛機(jī)器人，其特征在于：包括移動平臺、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、手臂升降機(jī) 構(gòu)、末端執(zhí)行器平動保持機(jī)構(gòu)、法蘭盤； 所述旋轉(zhuǎn)機(jī)架通過第一旋轉(zhuǎn)副連接在移動平臺上，由第一伺服電機(jī)控制，通過編程實 現(xiàn)豎直方向的轉(zhuǎn)動； 所述手臂升降機(jī)構(gòu)由大臂、小臂、第一主動桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第二主 動桿、第四連桿組成；大臂一端通過第一轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)動副與 小臂中端連接；第一主動桿一端通過第一轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，另一端通過第三轉(zhuǎn)動副 與第一連桿第一個連接端連接；第一連桿第二個連接端通過第四轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連 接，第二連桿另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第六轉(zhuǎn)動 副與小臂連接；第一連桿第三個連接端通過第七轉(zhuǎn)動副與小臂連接；第二主動桿通過第八 轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，另一端通過第九轉(zhuǎn)動副與第四連桿一端連接，第四連桿另一端通 過第十轉(zhuǎn)動副與大臂連接；其中，第一主動桿由第二伺服電機(jī)控制，第二主動桿由第三伺服 電機(jī)控制； 所述末端執(zhí)行器平動保持機(jī)構(gòu)包括大臂、第一輔助連桿、三角輔助架、旋轉(zhuǎn)機(jī)架組成的 平行四邊形機(jī)構(gòu)和由小臂、第二輔助連桿、三角輔助架、末端執(zhí)行器平動保持器組成的平行 四邊形機(jī)構(gòu)，第一輔助連桿一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接，另一端通過第十二轉(zhuǎn) 動副與三角輔助架連接，三角輔助架的第二端通過第二轉(zhuǎn)動副與大臂和小臂連接，三角輔 助架的第三端通過第十三轉(zhuǎn)動副與第二輔助連桿連接，第二輔助連桿另一端通過第十四轉(zhuǎn) 動副與末端執(zhí)行器平動保持器一端連接，末端執(zhí)行器平動保持器另一端通過第十五轉(zhuǎn)動副 與小臂一端連接； 所述法蘭盤通過第二旋轉(zhuǎn)副安裝在末端執(zhí)行器平動保持器上，根據(jù)實際需要安裝不同 的末端執(zhí)行器，由第四伺服電機(jī)控制，通過編程實現(xiàn)豎直方向的轉(zhuǎn)動。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種多自由度并聯(lián)碼垛機(jī)器人，其特征在于：第一主動桿，第二 主動桿，均由安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上的伺服電動機(jī)驅(qū)動。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多自由度并聯(lián)碼垛機(jī)器人，包括移動平臺、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、手臂升降機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器平動保持機(jī)構(gòu)、法蘭盤。所述旋轉(zhuǎn)機(jī)架通過旋轉(zhuǎn)副連接在移動平臺上；所述手臂升降機(jī)構(gòu)包括大臂、小臂、第一主動桿、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第二主動桿、第四連桿，各桿件通過鉸鏈相連接；所述末端執(zhí)行器平動保持機(jī)構(gòu)包括大臂、第一輔助連桿、三角輔助架、旋轉(zhuǎn)機(jī)架組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)和由小臂、第二輔助連桿、三角輔助架、末端執(zhí)行器平動保持器組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)。本發(fā)明承載能力強(qiáng)，工作空間大，操作靈活，通過伺服電機(jī)驅(qū)動控制，可以實現(xiàn)智能化，數(shù)控化，而且該碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，剛度大，使該碼垛機(jī)器人可靠性以及動態(tài)穩(wěn)定性更好。
【IPC分類】B25J5-00
【公開號】CN104626091
【申請?zhí)枴緾N201410786764
【發(fā)明人】蔡敢為, 王龍, 鄧承祥, 王麾, 李智杰, 張永文, 李榮康, 朱凱君, 王小純, 李巖舟, 楊旭鵑
【申請人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月17日