[发明专利]一种可控机构式移动码垛机器人

说明书

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是一种可控机构式移动码垛机器人。

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机构式移动码垛机器人，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：

一种可控机构式移动码垛机器人，包括机架、回转平台、小车、大臂、小臂、末端执行器、第三连杆、三角保持架、第四连杆、第二主动杆、支撑板、第一连杆以及第二连杆；

所述机架安装在回转平台上，回转平台安装在小车上；

所述大臂一端通过第一转动副连接到机架上，大臂另一端通过第一复合铰链与小臂一端连接，小臂另一端通过第三转动副与末端执行器连接；

所述第三连杆一端通过第十转动副连接到机架上，第三连杆另一端通过第十一转动副与三角保持架的第一角连接，三角保持架的第二角通过第十二转动副与第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过第十三转动副与末端执行器连接；

所述三角保持架的第三角连接在第一复合铰链上；

所述第二主动杆一端通过第四转动副连接到机架上，第二主动杆另一端通过第五转动副与支撑板第一角连接，支撑板第二角通过第六转动副与第一连杆连接，第一连杆另一端通过第八转动副连接在小臂上，支撑板第三角通过第七转动副与第二连杆一端连接；第二连杆另一端通过第九转动副连接小臂上；

末端执行器下部通过轴线方向竖直的第十四转动副与电磁夹紧装置连接。

本发明的突出优点在于

1、通过组合运动输出，加上回转平台的旋转和小车的运动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。

附图说明

图1为本发明所述的一种可控机构式移动码垛机器人整体结构示意图。

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。

一种可控机构式移动码垛机器人，包括机架17、回转平台2、小车1、大臂7、小臂13、末端执行器17、第三连杆6、三角保持架10、第四连杆14、第二主动杆28、支撑板26、第一连杆22以及第二连杆23；

所述机架3安装在回转平台2上，回转平2台安装在小车1上；

所述大臂7一端通过第一转动副5连接到机架3上，大臂7另一端通过第一复合铰链9与小臂13一端连接，小臂13另一端通过第三转动副16与末端执行器17连接；

所述第三连杆6一端通过第十转动副4连接到机架3上，第三连杆6另一端通过第十一转动副8与三角保持架10的第一角连接，三角保持架10的第二角通过第十二转动副11与第四连杆14一端连接，第四连杆14另一端通过第十三转动副15与末端执行器17连接；

所述三角保持架10的第三角连接在第一复合铰链9上；

所述第二主动杆28一端通过第四转动副29连接到机架上，第二主动杆28另一端通过第五转动副27与支撑板26第一角连接，支撑板26第二角通过第六转动副25与第一连杆22连接，第一连杆22另一端通过第八转动副21连接在小臂上，支撑板26第三角通过第七转动副24与第二连杆23一端连接；第二连杆23另一端通过第九转动副20连接小臂13上；

末端执行器17下部通过轴线方向竖直的第十四转动副18与电磁夹紧装置19连接。

所述第一转动副5、第一复合铰链9、第十转动副4、第十一转动副8在机器人工作过程中组成并始终保持平行四边形结构，所述第一复合铰链9、第三转动副16、第十二转动副11、第十三转动副15在机器人工作过程中组成并始终保持平行四边形结构。所述机架上安装有第一伺服电机和第二伺服电机；机架3安装在回转平台2上，回转平台2安装在小车1上，实现整个机器人的移动和空间搬运码垛工作；所述第二主动杆28由第二伺服电机驱动；所述大臂7为第一主动杆，由第一伺服电机驱动。机器人工作时，通过大臂7和小臂13的配合，再加上回转平台2的旋转和小车1的移动，能实现轨迹灵活多变的移动搬运码垛作业，当末端执行器17运动到物件处时，通过组合运动，同时配合小车1的运动和回转平台2的旋转，实现机器人抓取、移动、搬运、卸料的移动搬运码垛作业。