三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，包括全向移動(dòng)底盤、主回轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、并聯(lián)工作臂、末端回轉(zhuǎn)裝置和夾持器。全向移動(dòng)底盤用于執(zhí)行行走和轉(zhuǎn)向任務(wù)；升降裝置通過(guò)主回轉(zhuǎn)裝置與全向移動(dòng)底盤相連接；安裝在升降裝置頂部的并聯(lián)工作臂通過(guò)末端回轉(zhuǎn)裝置與夾持器相連接，用于調(diào)整夾持器的作業(yè)姿態(tài)。本實(shí)用新型的本體采用混聯(lián)式結(jié)構(gòu)，具有剛度高、承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)精度高和作業(yè)空間大等優(yōu)點(diǎn)；夾持器有六個(gè)活動(dòng)度和三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)自由度，運(yùn)動(dòng)靈活性高；三驅(qū)動(dòng)式全向移動(dòng)底盤，可實(shí)現(xiàn)方便的執(zhí)行前進(jìn)、后退、向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)等行走任務(wù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，抗傾覆能力強(qiáng)。此外，本實(shí)用新型還具有操控方便、對(duì)路況的適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)化裝備領(lǐng)域中的機(jī)器人，尤其涉及一種本體具有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)自由度的三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著勞動(dòng)力價(jià)格的上漲，中國(guó)制造業(yè)的“人口紅利”正在不斷消失。國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)復(fù)雜多變，世界經(jīng)濟(jì)深度調(diào)整，發(fā)達(dá)國(guó)家推進(jìn)“再工業(yè)化”和“制造業(yè)回歸”，全球制造業(yè)高端化競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)日益明顯。中國(guó)制造業(yè)的機(jī)器人密度遠(yuǎn)低于全球平均水平，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)具有較大的發(fā)展空間。工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平?jīng)Q定了制造業(yè)生產(chǎn)的精度、準(zhǔn)度與效率，其應(yīng)用的深度與廣度已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。然而細(xì)究制造業(yè)現(xiàn)狀，中國(guó)的制造業(yè)自動(dòng)化之路并非暢途，在材料及關(guān)鍵部件等領(lǐng)域都存在很大不足受制于國(guó)外技術(shù)。以現(xiàn)代化、自動(dòng)化的裝備提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)技術(shù)紅利替代人口紅利，成為中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的必然之選。機(jī)器換人已成為推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一項(xiàng)重要舉措。是以現(xiàn)代化、自動(dòng)化的裝備提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)技術(shù)紅利替代人口紅利，成為新的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的動(dòng)力之源。對(duì)于技術(shù)進(jìn)步、提升勞動(dòng)力素質(zhì)、提高企業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、推進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式等具有重要意義。
[0003]搬運(yùn)機(jī)器人是可以進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。搬運(yùn)機(jī)器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動(dòng)。目前世界上使用的搬運(yùn)機(jī)器人逾10萬(wàn)臺(tái)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床上下料、沖壓機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線、自動(dòng)裝配流水線、碼垛搬運(yùn)、集裝箱等的自動(dòng)搬運(yùn);高速搬運(yùn)機(jī)器人是代替人類勞動(dòng)，還廣泛應(yīng)用于輕工、醫(yī)藥、食品和電子等行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線中，諸如分揀、包裝、封裝等作業(yè)往往需要末端執(zhí)行器在空間中進(jìn)行高速作業(yè)，但以往的高速搬運(yùn)機(jī)器人的在搬運(yùn)速度提高的條件下精度就會(huì)有所下降，而且自由度通常只有三個(gè)或以下，操作空間小，運(yùn)動(dòng)靈活性也不高。隨著工業(yè)水平的發(fā)展，各行各業(yè)的用戶對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的需求越來(lái)越廣泛、性能要求越來(lái)越高。部分發(fā)達(dá)國(guó)家已制定出人工搬運(yùn)的最大限度，超過(guò)限度的必須由搬運(yùn)機(jī)器人來(lái)完成。搬運(yùn)機(jī)器人已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)體系中的一項(xiàng)重要組成部分。
[0004]—般來(lái)講，搬運(yùn)機(jī)器人根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和既含有串聯(lián)又含有并聯(lián)的混聯(lián)式三類。串聯(lián)式發(fā)展歷史悠久，應(yīng)用廣泛，是主流的工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，但是運(yùn)動(dòng)速度受到一定的制約。目前，公知的碼垛機(jī)器人大多是雙耦合輸入，非線性輸出的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡，工作空間由多段弧形構(gòu)成，其工作原理為費(fèi)力杠桿，因而需要的驅(qū)動(dòng)力大，消耗功率大，尤其是杠桿支點(diǎn)處受力很大，一般都需要添加平衡重減輕電機(jī)負(fù)擔(dān)，其零部件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整困難，機(jī)器人本體剛度差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)，且容易發(fā)生故障。同時(shí)，一般的碼垛機(jī)器人的腰部結(jié)構(gòu)往往存在走線困難問(wèn)題，在機(jī)器人整體繞腰部旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，腰部電線的旋轉(zhuǎn)幅度不可以很大。且碼垛作業(yè)導(dǎo)致串聯(lián)式機(jī)器人手臂重量大、剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累計(jì)等問(wèn)題，機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能較差，難以滿足高速搬運(yùn)碼垛的要求。并聯(lián)式由于具有動(dòng)作頻率快、定位精度高、剛度高等優(yōu)點(diǎn)，也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。由于串聯(lián)式搬運(yùn)機(jī)器人剛度低，并聯(lián)式搬運(yùn)機(jī)器人工作空間小且控制難度大，而混聯(lián)式則兼具有串聯(lián)和并聯(lián)的特點(diǎn)，在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。
[0005]關(guān)于搬運(yùn)機(jī)器人的發(fā)展，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有專利文獻(xiàn)中也提出了很多技術(shù)實(shí)施方案。如申請(qǐng)?zhí)枮?01510175254.1的中國(guó)專利公開了“一種四自由度高速搬運(yùn)機(jī)器人”，抓頭可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與升降抓取，但控制端較之初始旋轉(zhuǎn)軸較為笨重，保證控制精確度較為困難;機(jī)構(gòu)申請(qǐng)?zhí)枮?01510128794.4的中國(guó)專利公開了“一種動(dòng)支架三自由度搬運(yùn)機(jī)器人”，其較難抓取低位置的貨物，并且上下方位移動(dòng)方式單一，可靠性較低；申請(qǐng)?zhí)枮?01110283347.8的中國(guó)專利公開了“一種九活動(dòng)度機(jī)器人機(jī)構(gòu)”，采用九個(gè)直線驅(qū)動(dòng)器控制串聯(lián)裝置的活動(dòng)，其與串聯(lián)結(jié)構(gòu)原理相似，并未很好的解決串聯(lián)機(jī)器人的缺點(diǎn)，運(yùn)用范圍有限；申請(qǐng)?zhí)枮?01420386357.3的中國(guó)專利公開了一種全向搬運(yùn)機(jī)器人，采用麥克納姆輪實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的全向移動(dòng)，但不具有抓取功能，故只能夠進(jìn)行貨物的運(yùn)載；申請(qǐng)?zhí)枮?01310405360.5的中國(guó)專利公開了 “一種五自由度混聯(lián)工業(yè)機(jī)器人”，其工作空間大，具有高度靈活性和柔性結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)，噴涂，裝配等多種工程作業(yè)，但不可移動(dòng)，只適用于固定生產(chǎn)線，不能隨意改變工作狀態(tài)，申請(qǐng)?zhí)枮?01410348473.0等中國(guó)專利也具有相似的缺點(diǎn)；申請(qǐng)?zhí)枮?01410826350.3的中國(guó)專利公開了 “一種多自由度可控機(jī)構(gòu)式混聯(lián)搬運(yùn)機(jī)器人”，該搬運(yùn)機(jī)器人將多連桿機(jī)構(gòu)安裝在可移動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行作業(yè)，但多連桿機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，較難實(shí)現(xiàn)，且不易組裝與控制，搬運(yùn)速度慢，移動(dòng)平臺(tái)只能實(shí)現(xiàn)單方向運(yùn)動(dòng)，不適用于工況較為復(fù)雜的作業(yè)。綜上，現(xiàn)有的工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尚有可改進(jìn)的空間，且不能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的移動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性需進(jìn)行提高?，F(xiàn)有的麥克納姆輪全向移動(dòng)巡檢機(jī)器人是一種用來(lái)承載電力巡檢設(shè)備的搬運(yùn)輸送裝置，應(yīng)用于各種電力設(shè)備裝置的巡檢任務(wù)中，可搭載巡檢設(shè)備前進(jìn)后退和轉(zhuǎn)彎，但橫向平移及原地轉(zhuǎn)動(dòng)困難，且需要四個(gè)單獨(dú)控制的行走電機(jī)協(xié)調(diào)完成，存在動(dòng)力浪費(fèi)和成本高的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型涉及的三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)全方位、多姿態(tài)的貨物抓取，結(jié)構(gòu)緊湊，并能夠在較大范圍內(nèi)進(jìn)行挪移、旋轉(zhuǎn)和姿態(tài)調(diào)整，抓取迅速，控制簡(jiǎn)單，多較差路況的適應(yīng)能力強(qiáng)，能克服現(xiàn)有工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人的技術(shù)缺陷，更適用于推廣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三自由度混聯(lián)式搬運(yùn)機(jī)器人，大部分驅(qū)動(dòng)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(jì)等問(wèn)題，使搬運(yùn)機(jī)器人具有較好的動(dòng)力學(xué)性能，能較好的滿足高速重載搬運(yùn)作業(yè)的要求，可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009]—種三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，包括全向移動(dòng)底盤、主回轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、并聯(lián)工作臂、末端回轉(zhuǎn)裝置和夾持器。其中，所述的升降裝置位于全向移動(dòng)底盤的正上方，且通過(guò)主回轉(zhuǎn)裝置與全向移動(dòng)底盤相連接;所述的并聯(lián)工作臂位于升降裝置的一側(cè)，且其的上端固定在升降裝置的頂部，所述的并聯(lián)工作臂的下端通過(guò)末端回轉(zhuǎn)裝置與夾持器相連接。
[0010]用于承載及移動(dòng)行走的全向移動(dòng)底盤包括車架、行走裝置、前換向裝置和后換向裝置。其中，所述的車架呈橢圓形結(jié)構(gòu)，用于安裝主回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置、前換向裝置和后換向裝置;所述的行走裝置用于驅(qū)動(dòng)全向移動(dòng)底盤行走，所述的行走裝置布置在車架的橢圓短軸線上，且位于車架的下方;所述的前換向裝置、后換向裝置布置在車架的橢圓長(zhǎng)軸線上，且位于車架的下方，用于實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng)底盤向左或向右轉(zhuǎn)向。
[0011 ]所述的行走裝置包括左行走輪、右行走輪、行走減速電機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸。其中，所述的左行走輪、右行走輪分別位于車架的左右兩側(cè)，且與驅(qū)動(dòng)軸均通過(guò)花鍵相連接;所述的行走減速電機(jī)通過(guò)螺栓固定安裝在車架的底部，用于為左行走輪、右行走輪提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，且行走減速電機(jī)的輸出端為花鍵孔輸出結(jié)構(gòu);所述的驅(qū)動(dòng)軸與行走減速電機(jī)的輸出端通過(guò)花鍵相連接，所述的驅(qū)動(dòng)軸位于車架的橢圓短軸線上，且通過(guò)軸承座固定安裝在車架上。
[0012]所述的前換向裝置包括前換向電機(jī)和前換向輪。所述的前換向輪通過(guò)軸承座與車架相連接，且前換向輪的驅(qū)動(dòng)軸與前換向電機(jī)的輸出端通過(guò)花鍵相連接;所述的前換向電機(jī)通過(guò)螺釘固定安裝在車架的底部，為前換向輪提供換向的動(dòng)力。所述的后換向裝置包括后換向電機(jī)和后換向輪。所述的后換向輪通過(guò)軸承座與車架相連接，且后換向輪的驅(qū)動(dòng)軸與后換向電機(jī)的輸出端通過(guò)花鍵相連接;所述的后換向電機(jī)通過(guò)螺釘固定安裝在車架的底部，為后換向輪提供換向的動(dòng)力。所述的前換向電機(jī)、后換向電機(jī)均為同軸式減速電機(jī)。
[0013]所述的左行走輪、右行走輪、前換向輪和后換向輪均為三排全向輪，且在所述的左行走輪、右行走輪、前換向輪和后換向輪的輪轂上均設(shè)有三排交錯(cuò)布置的輪轂齒和從動(dòng)輪。
[0014]所述的主回轉(zhuǎn)裝置用于驅(qū)動(dòng)升降裝置及安裝在升降裝置頂部的并聯(lián)工作臂向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的主回轉(zhuǎn)裝置包括回轉(zhuǎn)減速電機(jī)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪、回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸、圓柱滾子軸承、滾子止推軸承、軸承端蓋和回轉(zhuǎn)罩。其中，所述的回轉(zhuǎn)減速電機(jī)通過(guò)螺釘固定安裝在車架的底部，為回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力;所述的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪安裝在回轉(zhuǎn)減速電機(jī)的輸出軸上，且與回轉(zhuǎn)減速電機(jī)的輸出軸通過(guò)平鍵相連接;所述的回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸通過(guò)兩個(gè)圓柱滾子軸承、一個(gè)滾子止推軸承與車架相連接，所述的回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸頂部的從動(dòng)齒輪與回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪相嚙合;所述的滾子止推軸承位于圓柱滾子軸承的下方，且通過(guò)軸承端蓋固定在車架內(nèi)，所述的軸承端蓋通過(guò)螺釘固定安裝在車架的底部;起保護(hù)與防塵作用的回轉(zhuǎn)罩套裝在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪、回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸的外部，且通過(guò)螺釘與車架相固連。
[0015]所述的并聯(lián)工作臂用于支撐末端回轉(zhuǎn)裝置和夾持器并調(diào)節(jié)末端回轉(zhuǎn)裝置和夾持器的工作姿態(tài)，所述的并聯(lián)工作臂包括固定平臺(tái)、左絲杠模塊、右絲杠模塊、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。其中，所述的固定平臺(tái)固定安裝在升降裝置的頂部，左絲杠模塊與右絲杠模塊對(duì)稱布置在固定平臺(tái)的下方;所述的第一支鏈、第二支鏈的上端與左絲杠模塊通過(guò)螺旋副相連接，第一支鏈、第二支鏈的下端與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相固連;所述的第三支鏈、第四支鏈的上端與右絲杠模塊通過(guò)螺旋副相連接，第三支鏈、第四支鏈的下端與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相固連。
[0016]所述的左絲杠模塊包括左電機(jī)、左雙螺旋絲杠和左軸承座，用于調(diào)節(jié)第一支鏈與第二支鏈的上端間距。用于為左雙螺旋絲杠提供動(dòng)力的左電機(jī)通過(guò)螺釘固定在固定平臺(tái)的下方，且與左雙螺旋絲杠通過(guò)聯(lián)軸器相連接，所述的左雙螺旋絲杠兩端均通過(guò)左軸承座固定安裝在固定平臺(tái)的下方。所述的右絲杠模塊包括右電機(jī)、右雙螺旋絲杠和右軸承座，用于為右雙螺旋絲杠提供動(dòng)力的右電機(jī)通過(guò)螺釘固定在固定平臺(tái)的下方，且與右雙螺旋絲杠通過(guò)聯(lián)軸器相連接，所述的右雙螺旋絲杠兩端均通過(guò)右軸承座固定安裝在固定平臺(tái)的下方。所述的左雙螺旋絲杠、右雙螺旋絲杠的前端均為左旋螺紋，所述的左雙螺旋絲杠、右雙螺旋絲杠的后端均為右旋螺紋。
[0017]所述的第一支鏈由第一滑塊螺母、第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第一連桿和第一萬(wàn)向節(jié)組成。其中，第一滑塊螺母與左雙螺旋絲杠通過(guò)右旋螺紋相連接，且第一滑塊螺母的頂部與固定平臺(tái)的底平面保持面接觸，以限制第一滑塊螺母繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述的第一連桿的上端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一滑塊螺母相連接，第一連桿的下端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接；所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第一萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相平行。
[0018]所述的第二支鏈由第二滑塊螺母、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二連桿和第二萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第二滑塊螺母與左雙螺旋絲杠通過(guò)左旋螺紋相連接，且第二滑塊螺母的頂部與固定平臺(tái)的底平面保持面接觸，以限限制第二滑塊螺母繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述的第二連桿的上端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二滑塊螺母相連接，第二連桿的下端通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接；所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第二萬(wàn)向節(jié)的十字軸的二條軸線相平行。
[0019]所述的第三支鏈由第三滑塊螺母、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三連桿和第三萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第三滑塊螺母與右雙螺旋絲杠通過(guò)右旋螺紋相連接，且第三滑塊螺母的頂部與固定平臺(tái)的底平面保持面接觸，以限限制第三滑塊螺母繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述的第三連桿的上端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三滑塊螺母相連接，第三連桿的下端通過(guò)第三萬(wàn)向節(jié)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接;所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第三萬(wàn)向節(jié)的十字軸的三條軸線相平行。
[0020]所述的第四支鏈由第四滑塊螺母、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四連桿和第四萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第四滑塊螺母與右雙螺旋絲杠通過(guò)左旋螺紋相連接，且第四滑塊螺母的頂部與固定平臺(tái)的底平面保持面接觸，以限限制第四滑塊螺母繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述的第四連桿的上端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四滑塊螺母相連接，第四連桿的下端通過(guò)第四萬(wàn)向節(jié)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接；所述的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第四萬(wàn)向節(jié)的十字軸的四條軸線相平行。所述的第一連桿與第二連桿、第三連桿、第四連桿的長(zhǎng)度相等。
[0021]所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第二轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相平行，所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相平行，所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相平行。
[0022]所述的升降裝置用于調(diào)節(jié)并聯(lián)工作臂的高度，所述的升降裝置包括導(dǎo)向套管、導(dǎo)向柱、升降絲杠、升降螺母、升降電機(jī)、波紋防塵管和固定套管。其中，所述的導(dǎo)向套管、導(dǎo)向柱均有兩個(gè)，所述的導(dǎo)向套管的底部通過(guò)螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸的頂部，所述的導(dǎo)向柱置于導(dǎo)向套管內(nèi)，且導(dǎo)向柱的頂部與并聯(lián)工作臂的固定平臺(tái)通過(guò)螺釘相固連;所述的升降螺母位于導(dǎo)向套管的頂部，且與導(dǎo)向套管相固連;所述的升降電機(jī)固定安裝在固定平臺(tái)的頂部，為升降絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力;所述的升降絲杠的上端與升降電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器相連接，升降絲杠的下端與升降螺母通過(guò)螺紋相連接;所述的固定套管固定安裝在導(dǎo)向套管的外面，具有伸縮功能的波紋防塵管套在導(dǎo)向柱的外面，且波紋防塵管的上端與固定平臺(tái)相固連，波紋防塵管的下端與固定套管相固連。
[0023]所述的末端回轉(zhuǎn)裝置用于驅(qū)動(dòng)夾持器進(jìn)行回轉(zhuǎn)，并配合并聯(lián)工作臂一起調(diào)節(jié)夾持器的傾角。所述的末端回轉(zhuǎn)裝置包括末端回轉(zhuǎn)電機(jī)、末端回轉(zhuǎn)減速器、末端主動(dòng)齒輪、末端從動(dòng)齒輪軸和固定環(huán)。所述的末端回轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與末端回轉(zhuǎn)減速器的輸入端相連接，為末端主動(dòng)齒輪提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力;所述的末端回轉(zhuǎn)減速器固定安裝在并聯(lián)工作臂的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的一側(cè)，末端主動(dòng)齒輪安裝在末端回轉(zhuǎn)減速器的輸出軸上，且與末端回轉(zhuǎn)減速器的輸出軸通過(guò)平鍵相連接;所述的末端從動(dòng)齒輪軸安裝在并聯(lián)工作臂的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，且與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)軸承相連接;所述的末端主動(dòng)齒輪與末端從動(dòng)齒輪軸頂部的從動(dòng)齒輪保持嚙合，且所述的末端從動(dòng)齒輪軸為空心齒輪軸;所述的固定環(huán)位于末端從動(dòng)齒輪軸的下端，且與末端從動(dòng)齒輪軸通過(guò)鎖緊螺釘相連接。
[0024]所述的夾持器包括夾緊氣缸、左夾板、右夾板、勾爪氣缸和勾爪，用于夾持待搬運(yùn)物品。所述的夾緊氣缸位于末端回轉(zhuǎn)裝置的固定環(huán)的下方，為左夾板、右夾板提供夾持動(dòng)力，且所述的夾緊氣缸采用雙導(dǎo)桿型雙缸氣缸。所述的夾緊氣缸與固定環(huán)通過(guò)螺釘相連接，在所述的夾緊氣缸的左右兩端分別設(shè)有左輸出板、右輸出板。所述的左夾板位于夾緊氣缸的左側(cè)端，且通過(guò)螺釘固定安裝在夾緊氣缸的左輸出板上;所述的右夾板位于夾緊氣缸的右側(cè)端，且通過(guò)螺釘固定安裝在夾緊氣缸的右輸出板上。所述的勾爪氣缸安裝在右夾板的外側(cè)，為勾爪的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。勾爪氣缸的上端與右夾板通過(guò)鉸鏈相連接，勾爪氣缸的下端與勾爪通過(guò)鉸鏈相連接。所述的勾爪位于右夾板的下方，且與右夾板通過(guò)鉸鏈相連接。在夾持器執(zhí)行夾持待搬運(yùn)物品任務(wù)時(shí)，勾爪用于支撐待搬運(yùn)物品的底部，起托底和防滑作用。
[0025]使用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際使用的需要，通過(guò)控制行走減速電機(jī)、前換向電機(jī)和后換向電機(jī)，使前換向輪或后換向輪正對(duì)待搬運(yùn)物品。然后，通過(guò)控制回轉(zhuǎn)減速電機(jī)和升降電機(jī)，將夾持器的位置調(diào)整到待搬運(yùn)物品的上方。接著，驅(qū)動(dòng)并聯(lián)工作臂中的左電機(jī)、右電機(jī)以及末端回轉(zhuǎn)裝置中的末端回轉(zhuǎn)電機(jī)，微調(diào)夾持器的傾角;驅(qū)動(dòng)夾緊氣缸調(diào)整左夾板、右夾板的間距，使勾爪氣缸收縮，確保勾爪處于打開狀態(tài)。再驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)使夾持器下降，也可以同步驅(qū)動(dòng)左電機(jī)、右電機(jī)使第一滑塊螺母、第二滑塊螺母、第三滑塊螺母和第四滑塊螺母同步內(nèi)移進(jìn)而實(shí)現(xiàn)夾持器下降。最后，驅(qū)動(dòng)夾緊氣缸使左夾板、右夾板夾緊帶搬運(yùn)物品，同時(shí)驅(qū)動(dòng)勾爪氣缸使勾爪閉合，對(duì)待搬運(yùn)物品進(jìn)行托底。抓取任務(wù)完成后，先驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)使夾持器連同待搬運(yùn)物品上升，也可以同步驅(qū)動(dòng)左電機(jī)、右電機(jī)使第一滑塊螺母、第二滑塊螺母、第三滑塊螺母和第四滑塊螺母同步外移進(jìn)而實(shí)現(xiàn)夾持器連同待搬運(yùn)物品上升;再控制回轉(zhuǎn)減速電機(jī)，使夾持器連同待搬運(yùn)物品繞升降絲杠的軸線向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)90°后再執(zhí)行行走或轉(zhuǎn)向任務(wù)，以搬運(yùn)機(jī)器人在行走過(guò)程中的抗傾覆能力和在搬運(yùn)過(guò)程中的平穩(wěn)性。
[0026]本實(shí)用新型中為并聯(lián)工作臂提供動(dòng)力的左電機(jī)、右電機(jī)均安裝在固定平臺(tái)上，第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈與第四支鏈的各運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)均無(wú)動(dòng)力，增加機(jī)器人的剛度，提高承載能力；并聯(lián)工作臂與升降裝置的左右回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由安裝在車架上的主回轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了夾持器的高剛度、高負(fù)載和高精度的作業(yè)功能。所述的夾持器既可實(shí)現(xiàn)繞升降絲杠軸線的大幅回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、沿著垂直方向的升降運(yùn)動(dòng)和繞任意水平軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，又可實(shí)現(xiàn)繞末端從動(dòng)齒輪軸軸線的轉(zhuǎn)動(dòng);在全向移動(dòng)底盤的作用下，本實(shí)用新型還可以在行走地面上實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、向左轉(zhuǎn)動(dòng)和向右轉(zhuǎn)動(dòng);而且本實(shí)用新型中的左行走輪、右行走輪、前換向輪和后換向輪均采用三排全向輪，使本實(shí)用新型在行走過(guò)程中運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)，行走時(shí)從動(dòng)輪相互之間無(wú)死區(qū)，且對(duì)較差路況的適應(yīng)能力更強(qiáng)。除全向移動(dòng)底盤的運(yùn)動(dòng)之外，本實(shí)用新型的本體有六個(gè)活動(dòng)度，具有空間一平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)自由度，夾持器的運(yùn)動(dòng)靈活性高，操作空間大，滿足搬運(yùn)機(jī)器人多自由度、高靈活性和多姿態(tài)的搬運(yùn)要求。本實(shí)用新型的車架采用橢圓形結(jié)構(gòu)，前換向輪與后換向輪之間的間距較小，便于夾持器的作業(yè)；左行走輪與右行走輪之間的間距較大，在夾持器完成夾持任務(wù)后向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)90°后再執(zhí)行行走或轉(zhuǎn)向任務(wù)，即可在很大程度上提高搬運(yùn)機(jī)器人在行走過(guò)程中的抗傾覆能力，提高搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。
[0027]本實(shí)用新型的有益效果是，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的本體采用混聯(lián)式結(jié)構(gòu)，具有剛度高、承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)精度高和作業(yè)空間大等優(yōu)點(diǎn);夾持器有六個(gè)活動(dòng)度，具有一平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)自由度，運(yùn)動(dòng)靈活性高；本實(shí)用新型的三驅(qū)動(dòng)式全向移動(dòng)底盤，可實(shí)現(xiàn)方便的執(zhí)行前進(jìn)、后退、向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)等行走任務(wù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，抗傾覆能力強(qiáng)。此外，本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)緊湊、操控方便等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型拆除波紋防塵管、固定套管和回轉(zhuǎn)罩后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型的全向移動(dòng)底盤的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0031 ]圖4為本實(shí)用新型的主回轉(zhuǎn)裝置的裝配示意圖；
[0032]圖5為本實(shí)用新型的并聯(lián)工作臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖6為本實(shí)用新型的夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本實(shí)用新型所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0035]如圖1和圖2所示，一種三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，包括全向移動(dòng)底盤1、主回轉(zhuǎn)裝置2、升降裝置3、并聯(lián)工作臂4、末端回轉(zhuǎn)裝置5和夾持器6。其中，所述的升降裝置3位于全向移動(dòng)底盤I的正上方，且通過(guò)主回轉(zhuǎn)裝置2與全向移動(dòng)底盤I相連接;所述的并聯(lián)工作臂4位于升降裝置3的一側(cè)，且其的上端固定在升降裝置3的頂部，所述的并聯(lián)工作臂4的下端通過(guò)末端回轉(zhuǎn)裝置5與夾持器6相連接。
[0036]如圖1、圖2和圖3所示，用于承載及移動(dòng)行走的全向移動(dòng)底盤I包括車架11、行走裝置12、前換向裝置13和后換向裝置14。其中，所述的車架11呈橢圓形結(jié)構(gòu)，用于安裝主回轉(zhuǎn)裝置2、行走裝置12、前換向裝置13和后換向裝置14;所述的行走裝置12用于驅(qū)動(dòng)全向移動(dòng)底盤I行走，所述的行走裝置12布置在車架11的橢圓短軸線上，且位于車架11的下方;所述的前換向裝置13、后換向裝置14布置在車架11的橢圓長(zhǎng)軸線上，且位于車架11的下方，用于實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng)底盤I向左或向右轉(zhuǎn)向。
[0037]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，所述的行走裝置12包括左行走輪121、右行走輪122、行走減速電機(jī)123和驅(qū)動(dòng)軸124。其中，所述的左行走輪121、右行走輪122分別位于車架11的左右兩側(cè)，且與驅(qū)動(dòng)軸124均通過(guò)花鍵相連接;所述的行走減速電機(jī)123通過(guò)螺栓固定安裝在車架11的底部，用于為左行走輪121、右行走輪122提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，且行走減速電機(jī)123的輸出端為花鍵孔輸出結(jié)構(gòu);所述的驅(qū)動(dòng)軸124與行走減速電機(jī)123的輸出端通過(guò)花鍵相連接，所述的驅(qū)動(dòng)軸124位于車架11的橢圓短軸線上，且通過(guò)軸承座固定安裝在車架11上。
[0038]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，所述的前換向裝置13包括前換向電機(jī)131和前換向輪132。所述的前換向輪132通過(guò)軸承座與車架11相連接，且前換向輪132的驅(qū)動(dòng)軸與前換向電機(jī)131的輸出端通過(guò)花鍵相連接;所述的前換向電機(jī)131通過(guò)螺釘固定安裝在車架11的底部，為前換向輪132提供換向的動(dòng)力。所述的后換向裝置14包括后換向電機(jī)141和后換向輪142。所述的后換向輪142通過(guò)軸承座與車架11相連接，且后換向輪142的驅(qū)動(dòng)軸與后換向電機(jī)141的輸出端通過(guò)花鍵相連接;所述的后換向電機(jī)141通過(guò)螺釘固定安裝在車架11的底部，為后換向輪142提供換向的動(dòng)力。所述的前換向電機(jī)131、后換向電機(jī)141均為同軸式減速電機(jī)。
[0039]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，所述的左行走輪121、右行走輪122、前換向輪132和后換向輪142均為三排全向輪，且在所述的左行走輪121、右行走輪122、前換向輪132和后換向輪142的輪轂上均設(shè)有三排交錯(cuò)布置的輪轂齒15和從動(dòng)輪16。
[0040]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，所述的主回轉(zhuǎn)裝置2用于驅(qū)動(dòng)升降裝置3及安裝在升降裝置3頂部的并聯(lián)工作臂4向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的主回轉(zhuǎn)裝置2包括回轉(zhuǎn)減速電機(jī)21、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪22、回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸23、圓柱滾子軸承24、滾子止推軸承25、軸承端蓋26和回轉(zhuǎn)罩27。其中，所述的回轉(zhuǎn)減速電機(jī)21通過(guò)螺釘固定安裝在車架11的底部，為回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪22提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力;所述的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪22安裝在回轉(zhuǎn)減速電機(jī)21的輸出軸上，且與回轉(zhuǎn)減速電機(jī)21的輸出軸通過(guò)平鍵相連接;所述的回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸23通過(guò)兩個(gè)圓柱滾子軸承24、一個(gè)滾子止推軸承25與車架11相連接，所述的回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸23頂部的從動(dòng)齒輪與回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪22相嚙合;所述的滾子止推軸承25位于圓柱滾子軸承24的下方，且通過(guò)軸承端蓋26固定在車架11內(nèi)，所述的軸承端蓋26通過(guò)螺釘固定安裝在車架11的底部;起保護(hù)與防塵作用的回轉(zhuǎn)罩27套裝在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪22、回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸23的外部，且通過(guò)螺釘與車架11相固連。
[0041]如圖1、圖2和圖5所示，所述的并聯(lián)工作臂4用于支撐末端回轉(zhuǎn)裝置5和夾持器6并調(diào)節(jié)末端回轉(zhuǎn)裝置5和夾持器6的工作姿態(tài)，所述的并聯(lián)工作臂4包括固定平臺(tái)41、左絲杠模塊42、右絲杠模塊43、第一支鏈44、第二支鏈45、第三支鏈46、第四支鏈47和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48。其中，所述的固定平臺(tái)41固定安裝在升降裝置3的頂部，左絲杠模塊42與右絲杠模塊43對(duì)稱布置在固定平臺(tái)41的下方;所述的第一支鏈44、第二支鏈45的上端與左絲杠模塊42通過(guò)螺旋副相連接，第一支鏈44、第二支鏈45的下端與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48相固連;所述的第三支鏈46、第四支鏈47的上端與右絲杠模塊43通過(guò)螺旋副相連接，第三支鏈46、第四支鏈47的下端與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48相固連。
[0042]如圖1、圖2和圖5所示，所述的左絲杠模塊42包括左電機(jī)421、左雙螺旋絲杠422和左軸承座423，用于調(diào)節(jié)第一支鏈44與第二支鏈45的上端間距。用于為左雙螺旋絲杠422提供動(dòng)力的左電機(jī)421通過(guò)螺釘固定在固定平臺(tái)41的下方，且與左雙螺旋絲杠422通過(guò)聯(lián)軸器相連接，所述的左雙螺旋絲杠422兩端均通過(guò)左軸承座423固定安裝在固定平臺(tái)41的下方。所述的右絲杠模塊43包括右電機(jī)431、右雙螺旋絲杠432和右軸承座433，用于為右雙螺旋絲杠432提供動(dòng)力的右電機(jī)431通過(guò)螺釘固定在固定平臺(tái)41的下方，且與右雙螺旋絲杠432通過(guò)聯(lián)軸器相連接，所述的右雙螺旋絲杠432兩端均通過(guò)右軸承座433固定安裝在固定平臺(tái)41的下方。所述的左雙螺旋絲杠422、右雙螺旋絲杠432的前端均為左旋螺紋，所述的左雙螺旋絲杠422、右雙螺旋絲杠432的后端均為右旋螺紋。
[0043]如圖1、圖2和圖5所示，所述的第一支鏈44由第一滑塊螺母441、第一轉(zhuǎn)動(dòng)副442、第一連桿443和第一萬(wàn)向節(jié)組成444。其中，第一滑塊螺母441與左雙螺旋絲杠422通過(guò)右旋螺紋相連接，且第一滑塊螺母441的頂部與固定平臺(tái)41的底平面保持面接觸，以限制第一滑塊螺母441繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述的第一連桿443的上端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副442與第一滑塊螺母441相連接，第一連桿443的下端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)444與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48相連接;所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副442的軸線與第一萬(wàn)向節(jié)444的十字軸的一條軸線相平行。
[0044]如圖1、圖2和圖5所示，所述的第二支鏈45由第二滑塊螺母451、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副452、第二連桿453和第二萬(wàn)向節(jié)組成454，所述的第二滑塊螺母451與左雙螺旋絲杠422通過(guò)左旋螺紋相連接，且第二滑塊螺母451的頂部與固定平臺(tái)41的底平面保持面接觸，以限限制第二滑塊螺母451繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述的第二連桿453的上端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副452與第二滑塊螺母451相連接，第二連桿453的下端通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)454與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48相連接;所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)畐IJ452的軸線與第二萬(wàn)向節(jié)454的十字軸的二條軸線相平行。
[0045]如圖1、圖2和圖5所示，所述的第三支鏈46由第三滑塊螺母461、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副462、第三連桿463和第三萬(wàn)向節(jié)組成464，所述的第三滑塊螺母461與右雙螺旋絲杠432通過(guò)右旋螺紋相連接，且第三滑塊螺母461的頂部與固定平臺(tái)41的底平面保持面接觸，以限限制第三滑塊螺母461繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述的第三連桿463的上端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副462與第三滑塊螺母461相連接，第三連桿463的下端通過(guò)第三萬(wàn)向節(jié)464與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48相連接;所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副462的軸線與第三萬(wàn)向節(jié)464的十字軸的三條軸線相平行。
[0046]如圖1、圖2和圖5所示，所述的第四支鏈47由第四滑塊螺母471、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副472、第四連桿473和第四萬(wàn)向節(jié)組成474，所述的第四滑塊螺母471與右雙螺旋絲杠432通過(guò)左旋螺紋相連接，且第四滑塊螺母471的頂部與固定平臺(tái)41的底平面保持面接觸，以限限制第四滑塊螺母471繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述的第四連桿473的上端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副472與第四滑塊螺母471相連接，第四連桿473的下端通過(guò)第四萬(wàn)向節(jié)474與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48相連接;所述的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副472的軸線與第四萬(wàn)向節(jié)474的十字軸的四條軸線相平行。所述的第一連桿44與第二連桿45、第三連桿46、第四連桿47的長(zhǎng)度相等。
[0047]如圖1、圖2和圖5所示，所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副442的軸線與第二轉(zhuǎn)動(dòng)副452的軸線相平行，所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副462的軸線與第四轉(zhuǎn)動(dòng)副472的軸線相平行，所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副442的軸線與第三轉(zhuǎn)動(dòng)副462的軸線相平行。
[0048]如圖1和圖2所示，所述的升降裝置3用于調(diào)節(jié)并聯(lián)工作臂4的高度，所述的升降裝置3包括導(dǎo)向套管31、導(dǎo)向柱32、升降絲杠33、升降螺母34、升降電機(jī)35、波紋防塵管36和固定套管37。其中，所述的導(dǎo)向套管31、導(dǎo)向柱32均有兩個(gè)，所述的導(dǎo)向套管31的底部通過(guò)螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸23的頂部，所述的導(dǎo)向柱32置于導(dǎo)向套管31內(nèi)，且導(dǎo)向柱32的頂部與并聯(lián)工作臂4的固定平臺(tái)41通過(guò)螺釘相固連;所述的升降螺母34位于導(dǎo)向套管31的頂部，且與導(dǎo)向套管31相固連;所述的升降電機(jī)35固定安裝在固定平臺(tái)41的頂部，為升降絲杠33的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力；所述的升降絲杠33的上端與升降電機(jī)35通過(guò)聯(lián)軸器相連接，升降絲杠33的下端與升降螺母34通過(guò)螺紋相連接;所述的固定套管37固定安裝在導(dǎo)向套管31的外面，具有伸縮功能的波紋防塵管36套在導(dǎo)向柱32的外面，且波紋防塵管36的上端與固定平臺(tái)41相固連，波紋防塵管36的下端與固定套管37相固連。
[0049]如圖1、圖2和圖6所示，所述的末端回轉(zhuǎn)裝置5用于驅(qū)動(dòng)夾持器6進(jìn)行回轉(zhuǎn)，并配合并聯(lián)工作臂4 一起調(diào)節(jié)夾持器6的傾角。所述的末端回轉(zhuǎn)裝置5包括末端回轉(zhuǎn)電機(jī)51、末端回轉(zhuǎn)減速器52、末端主動(dòng)齒輪53、末端從動(dòng)齒輪軸54和固定環(huán)55。所述的末端回轉(zhuǎn)電機(jī)51的輸出軸與末端回轉(zhuǎn)減速器52的輸入端相連接，為末端主動(dòng)齒輪53提供回轉(zhuǎn)動(dòng)力;所述的末端回轉(zhuǎn)減速器52固定安裝在并聯(lián)工作臂4的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48的一側(cè)，末端主動(dòng)齒輪53安裝在末端回轉(zhuǎn)減速器52的輸出軸上，且與末端回轉(zhuǎn)減速器52的輸出軸通過(guò)平鍵相連接;所述的末端從動(dòng)齒輪軸54安裝在并聯(lián)工作臂4的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48上，且與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)48通過(guò)軸承相連接;所述的末端主動(dòng)齒輪53與末端從動(dòng)齒輪軸54頂部的從動(dòng)齒輪保持嚙合，且所述的末端從動(dòng)齒輪軸54為空心齒輪軸;所述的固定環(huán)55位于末端從動(dòng)齒輪軸54的下端，且與末端從動(dòng)齒輪軸54通過(guò)鎖緊螺釘相連接。
[0050]如圖1、圖2和圖6所示，所述的夾持器6包括夾緊氣缸61、左夾板62、右夾板63、勾爪氣缸64和勾爪65，用于夾持待搬運(yùn)物品。所述的夾緊氣缸61位于末端回轉(zhuǎn)裝置5的固定環(huán)55的下方，為左夾板62、右夾板63提供夾持動(dòng)力，且所述的夾緊氣缸61采用雙導(dǎo)桿型雙缸氣缸。所述的夾緊氣缸61與固定環(huán)55通過(guò)螺釘相連接，在所述的夾緊氣缸61的左右兩端分別設(shè)有左輸出板611、右輸出板612。所述的左夾板62位于夾緊氣缸61的左側(cè)端，且通過(guò)螺釘固定安裝在夾緊氣缸61的左輸出板611上;所述的右夾板63位于夾緊氣缸61的右側(cè)端，且通過(guò)螺釘固定安裝在夾緊氣缸61的右輸出板612上。所述的勾爪氣缸64安裝在右夾板63的外側(cè)，為勾爪65的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。勾爪氣缸64的上端與右夾板63通過(guò)鉸鏈相連接，勾爪氣缸64的下端與勾爪65通過(guò)鉸鏈相連接。所述的勾爪65位于右夾板63的下方，且與右夾板63通過(guò)鉸鏈相連接。在夾持器6執(zhí)行夾持待搬運(yùn)物品任務(wù)時(shí)，勾爪65用于支撐待搬運(yùn)物品的底部，起托底和防滑作用。
[0051]使用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際使用的需要，通過(guò)控制行走裝置12中的行走減速電機(jī)123、前換向裝置13中的前換向電機(jī)131和后換向裝置14中的后換向電機(jī)141，使前換向輪132或后換向輪142正對(duì)待搬運(yùn)物品。然后，通過(guò)控制主回轉(zhuǎn)裝置2中的回轉(zhuǎn)減速電機(jī)21和升降裝置3中的升降電機(jī)35，將夾持器6的位置調(diào)整到待搬運(yùn)物品的上方。接著，驅(qū)動(dòng)并聯(lián)工作臂4中的左電機(jī)421、右電機(jī)431以及末端回轉(zhuǎn)裝置5中的末端回轉(zhuǎn)電機(jī)51，微調(diào)夾持器6的傾角;驅(qū)動(dòng)夾緊氣缸61調(diào)整左夾板62、右夾板63的間距，使勾爪氣缸64收縮，確保勾爪65處于打開狀態(tài)。再驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)35使夾持器6下降，或同步驅(qū)動(dòng)左電機(jī)421、右電機(jī)431使第一滑塊螺母441、第二滑塊螺母451、第三滑塊螺母461和第四滑塊螺母471同步內(nèi)移進(jìn)而實(shí)現(xiàn)夾持器6下降。最后，驅(qū)動(dòng)夾緊氣缸61使左夾板62、右夾板63夾緊帶搬運(yùn)物品，同時(shí)使勾爪氣缸64伸長(zhǎng)，勾爪65閉合，對(duì)待搬運(yùn)物品進(jìn)行托底。
[0052]抓取任務(wù)完成后，先驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)35使夾持器6連同待搬運(yùn)物品一起上升，再控制主回轉(zhuǎn)裝置2中的回轉(zhuǎn)減速電機(jī)21，使夾持器6連同待搬運(yùn)物品繞升降絲杠33的軸線向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)90°后再執(zhí)行行走或轉(zhuǎn)向任務(wù)，以搬運(yùn)機(jī)器人在行走過(guò)程中的抗傾覆能力和在搬運(yùn)過(guò)程中的平穩(wěn)性。
[0053]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，包括全向移動(dòng)底盤、主回轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、并聯(lián)工作臂、末端回轉(zhuǎn)裝置和夾持器，其特征在于:所述的升降裝置位于全向移動(dòng)底盤的正上方，且通過(guò)主回轉(zhuǎn)裝置與全向移動(dòng)底盤相連接;所述的并聯(lián)工作臂位于升降裝置的一側(cè)，且其上端固定在升降裝置的頂部，所述的并聯(lián)工作臂的下端通過(guò)末端回轉(zhuǎn)裝置與夾持器相連接； 所述的全向移動(dòng)底盤包括車架、行走裝置、前換向裝置和后換向裝置，所述的車架呈橢圓形結(jié)構(gòu)，所述的行走裝置布置在車架的橢圓短軸線上，且位于車架的下方;所述的前換向裝置、后換向裝置布置在車架的橢圓長(zhǎng)軸線上，且位于車架的下方； 所述的行走裝置包括左行走輪、右行走輪、行走減速電機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸，所述的左行走輪、右行走輪分別位于車架的左右兩側(cè)，且與驅(qū)動(dòng)軸均通過(guò)花鍵相連接;所述的行走減速電機(jī)通過(guò)螺栓固定安裝在車架的底部，所述的行走減速電機(jī)的輸出端為花鍵孔輸出結(jié)構(gòu);所述的驅(qū)動(dòng)軸與行走減速電機(jī)的輸出端通過(guò)花鍵相連接，所述的驅(qū)動(dòng)軸位于車架的橢圓短軸線上，且通過(guò)軸承座固定安裝在車架上； 所述的前換向裝置包括前換向電機(jī)和前換向輪，所述的前換向輪通過(guò)軸承座與車架相連接，所述的前換向電機(jī)通過(guò)螺釘固定安裝在車架的底部，所述的前換向輪的驅(qū)動(dòng)軸與前換向電機(jī)的輸出端通過(guò)花鍵相連接； 所述的后換向裝置包括后換向電機(jī)和后換向輪，所述的后換向輪通過(guò)軸承座與車架相連接，所述的后換向電機(jī)通過(guò)螺釘固定安裝在車架的底部，所述的后換向輪的驅(qū)動(dòng)軸與后換向電機(jī)的輸出端通過(guò)花鍵相連接； 所述的主回轉(zhuǎn)裝置包括回轉(zhuǎn)減速電機(jī)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪、回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸、圓柱滾子軸承、滾子止推軸承、軸承端蓋和回轉(zhuǎn)罩;所述的回轉(zhuǎn)減速電機(jī)通過(guò)螺釘固定安裝在車架的底部，所述的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪安裝在回轉(zhuǎn)減速電機(jī)的輸出軸上，且與回轉(zhuǎn)減速電機(jī)的輸出軸通過(guò)平鍵相連接;所述的回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸通過(guò)兩個(gè)圓柱滾子軸承、一個(gè)滾子止推軸承與車架相連接，所述的回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸頂部的從動(dòng)齒輪與回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪相嚙合;所述的滾子止推軸承位于圓柱滾子軸承的下方，且通過(guò)軸承端蓋固定在車架內(nèi)，所述的軸承端蓋通過(guò)螺釘固定安裝在車架的底部;所述的回轉(zhuǎn)罩套安裝在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪、回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸的外部，且通過(guò)螺釘與車架相固連； 所述的并聯(lián)工作臂包括固定平臺(tái)、左絲杠模塊、右絲杠模塊、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；所述的固定平臺(tái)固定安裝在升降裝置的頂部，左絲杠模塊與右絲杠模塊對(duì)稱布置在固定平臺(tái)的下方;所述的第一支鏈、第二支鏈的上端與左絲杠模塊通過(guò)螺旋副相連接，第一支鏈、第二支鏈的下端與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相固連;所述的第三支鏈、第四支鏈的上端與右絲杠模塊通過(guò)螺旋副相連接，第三支鏈、第四支鏈的下端與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相固連；所述的左絲杠模塊包括左電機(jī)、左雙螺旋絲杠和左軸承座，所述的左電機(jī)通過(guò)螺釘固定在固定平臺(tái)的下方，且與左雙螺旋絲杠通過(guò)聯(lián)軸器相連接，所述的左雙螺旋絲杠兩端均通過(guò)左軸承座固定安裝在固定平臺(tái)的下方;所述的右絲杠模塊包括右電機(jī)、右雙螺旋絲杠和右軸承座，所述的右電機(jī)通過(guò)螺釘固定在固定平臺(tái)的下方，且與右雙螺旋絲杠通過(guò)聯(lián)軸器相連接，所述的右雙螺旋絲杠兩端均通過(guò)右軸承座固定安裝在固定平臺(tái)的下方;所述的左雙螺旋絲杠、右雙螺旋絲杠的前端均為左旋螺紋，所述的左雙螺旋絲杠、右雙螺旋絲杠的后端均為右旋螺紋； 所述的第一支鏈由第一滑塊螺母、第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第一連桿和第一萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第一滑塊螺母與左雙螺旋絲杠通過(guò)右旋螺紋相連接，且第一滑塊螺母的頂部與固定平臺(tái)的底平面保持面接觸;所述的第一連桿的上端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一滑塊螺母相連接，第一連桿的下端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接;所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第一萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相平行； 所述的第二支鏈由第二滑塊螺母、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二連桿和第二萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第二滑塊螺母與左雙螺旋絲杠通過(guò)左旋螺紋相連接，且第二滑塊螺母的頂部與固定平臺(tái)的底平面保持面接觸;所述的第二連桿的上端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二滑塊螺母相連接，第二連桿的下端通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接;所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第二萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相平行； 所述的第三支鏈由第三滑塊螺母、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三連桿和第三萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第三滑塊螺母與右雙螺旋絲杠通過(guò)右旋螺紋相連接，且第三滑塊螺母的頂部與固定平臺(tái)的底平面保持面接觸;所述的第三連桿的上端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三滑塊螺母相連接，第三連桿的下端通過(guò)第三萬(wàn)向節(jié)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接;所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第三萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相平行； 所述的第四支鏈由第四滑塊螺母、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四連桿和第四萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第四滑塊螺母與右雙螺旋絲杠通過(guò)左旋螺紋相連接，且第四滑塊螺母的頂部與固定平臺(tái)的底平面保持面接觸;所述的第四連桿的上端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四滑塊螺母相連接，第四連桿的下端通過(guò)第四萬(wàn)向節(jié)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接;所述的第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第四萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相平行； 所述的第一連桿與第二連桿、第三連桿、第四連桿的長(zhǎng)度相等； 所述的升降裝置包括導(dǎo)向套管、導(dǎo)向柱、升降絲杠、升降螺母、升降電機(jī)、波紋防塵管和固定套管，所述的導(dǎo)向套管、導(dǎo)向柱均有兩個(gè)，所述的導(dǎo)向套管的底部通過(guò)螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪軸的頂部，所述的導(dǎo)向柱置于導(dǎo)向套管內(nèi)，且導(dǎo)向柱的頂部與并聯(lián)工作臂的固定平臺(tái)通過(guò)螺釘相固連;所述的升降螺母位于導(dǎo)向套管的頂部，且與導(dǎo)向套管相固連;所述的升降電機(jī)固定安裝在固定平臺(tái)的頂部;所述的升降絲杠的上端與升降電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器相連接，升降絲杠的下端與升降螺母通過(guò)螺紋相連接;所述的固定套管固定安裝在導(dǎo)向套管的外面，所述的波紋防塵管套在導(dǎo)向柱的外面，所述的波紋防塵管的上端與固定平臺(tái)相固連，波紋防塵管的下端與固定套管相固連； 所述的末端回轉(zhuǎn)裝置包括末端回轉(zhuǎn)電機(jī)、末端回轉(zhuǎn)減速器、末端主動(dòng)齒輪、末端從動(dòng)齒輪軸和固定環(huán)，所述的末端回轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與末端回轉(zhuǎn)減速器的輸入端相連接，所述的末端回轉(zhuǎn)減速器固定安裝在并聯(lián)工作臂的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的一側(cè);所述的末端主動(dòng)齒輪安裝在末端回轉(zhuǎn)減速器的輸出軸上，且與末端回轉(zhuǎn)減速器的輸出軸通過(guò)平鍵相連接;所述的末端從動(dòng)齒輪軸安裝在并聯(lián)工作臂的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，且與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)軸承相連接;所述的固定環(huán)位于末端從動(dòng)齒輪軸的下端，且與末端從動(dòng)齒輪軸通過(guò)鎖緊螺釘相連接； 所述的夾持器包括夾緊氣缸、左夾板、右夾板、勾爪氣缸和勾爪，所述的夾緊氣缸位于末端回轉(zhuǎn)裝置的固定環(huán)的下方，且與固定環(huán)通過(guò)螺釘相連接，在所述的夾緊氣缸的左右兩端分別設(shè)有左輸出板、右輸出板;所述的左夾板位于夾緊氣缸的左側(cè)端，且通過(guò)螺釘固定安裝在夾緊氣缸的左輸出板上;所述的右夾板位于夾緊氣缸的右側(cè)端，且通過(guò)螺釘固定安裝在夾緊氣缸的右輸出板上;所述的勾爪氣缸位于右夾板的外側(cè)，勾爪氣缸的上端與右夾板通過(guò)鉸鏈相連接，勾爪氣缸的下端與勾爪通過(guò)鉸鏈相連接;所述的勾爪位于右夾板的下方，且與右夾板通過(guò)鉸鏈相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于:所述的前換向電機(jī)、后換向電機(jī)均為同軸式減速電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于:所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第二轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相平行，所述的第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相平行，所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相平行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于:所述的夾緊氣缸米用雙導(dǎo)桿型雙缸氣缸。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度混聯(lián)式全向移動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于:所述的左行走輪、右行走輪、前換向輪和后換向輪均為三排全向輪，且在所述的左行走輪、右行走輪、前換向輪和后換向輪的輪轂上均設(shè)有三排交錯(cuò)布置的輪轂齒和從動(dòng)輪。
【文檔編號(hào)】B25J15/08GK205466165SQ201620083227
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日
【發(fā)明人】陳孝喆, 王成軍, 郭永存, 朱銀法, 汪潔, 王淑浩, 沈豫浙, 王智慧, 鄭艷, 張文輝
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)