[发明专利]一种桁架机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种桁架机器人，包括依次连接的中控系统、驱动系统和机械执行系统，其中，所述的机械执行系统包括支撑架、移动桁架组件和搬运组件。所述支撑装置包括立柱和矩形框架梁；所述的移动桁架组件包括X轴桁架组件、Y轴桁架组件、Z轴桁架组件；所述搬运组件包括垂直移动装置、水平转动装置和夹持装置。具有载重能力强、无运动死角且定位精度高等优点。其控制方法通过中控系统、驱动系统可以准确地控制机械执行系统，实现了自动化、能应用于恶劣的环境且便于操作维修。

技术领域

本发明属于自动化物流搬运技术领域，具体涉及一种桁架机器人及其控制方法。

背景技术

在现代化生产线中，越来越讲究的是柔性化生产。机械设备自动化是这个世纪制造业发展的大趋势，机器人产业将是一个阳光产业，未来的世纪是机器人技术极度发展的世纪，人类将从单调繁杂的体力劳动中解放出来，从事更加富有创造性的工作。自动生产线和自动化程度高的加工设备已经成为今后制造工厂的一个必然趋势。单一的和普通的专用加工机床在大批量加工时越来越多的被万能的、标准化机床及柔性自动化生产线所替代。

目前，高精度物流搬运桁架式机械手将起到举足轻重的作用，桁架机器人作为桁架式机械手技术中的重要组成部分，它的技术创新将为制造业向智能化转型提供强有力的支持和帮助。

然而目前的桁架机器人由于可移动的维度有限，存在大量的运动死角，所以不能准确的定位和搬运货物。有些桁架机器人通过数据库定位(即在数据库中录入货物信息和位置)来实现精确位和搬运，但由于放置位置发生变动或录入失准，也会引起搬运错误。此外，现在的高精度桁架机器人由于机械结构复杂，其载重能力有限，不能满足现有物流行业的需要。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种载重能力强、无运动死角且定位精度高的桁架机器人，并对应提供其控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种桁架机器人，包括依次连接的中控系统、驱动系统和机械执行系统。

所述的机械执行系统包括支撑架、移动桁架组件和搬运组件：

所述支撑装置包括立柱和矩形框架梁；所述矩形框架梁水平设置，在所述矩形框架梁的四个角的下部各固定有一根立柱，所述立柱的上端固定在所述的矩形框架梁上，下端固定于地面，用于支撑所述的矩形框架梁。

所述的移动桁架组件包括X轴桁架组件、Y轴桁架组件、Z轴桁架组件；所述X轴桁架组件包括两榀X轴桁架，两榀所述X轴桁架分别固定在所述矩形框架梁的一组对边的下部，以使两榀所述X轴桁架在其长度方向上水平相对设置且相互平行，在所述的X轴桁架上设置有X轴滑轨，以供所述Y轴桁架组件在其上移动。

所述Y轴桁架组件包括两榀Y轴桁架、Y轴伺服电机和X轴行走轮；两榀所述Y轴桁架相互平行且相对设置，两榀所述Y轴桁架位于同一侧的一端通过与所述Y轴桁架垂直的连接钢板固定，形成框架结构，以供整体移动；所述X轴行走轮共有两组，每组的个数相等，两组所述的X轴行走轮分别设置在连接钢板的下端面，并架设于与之匹配的X轴滑轨上；所述X轴行走轮通过齿轮齿条与所述的Y轴伺服电机连接，用以在Y轴伺服电机的带动下在X轴桁架组件上行走；在所述的Y轴桁架上设置有Y轴滑轨，以供所述Z轴桁架组件在其上移动。

所述的Z轴桁架组件包括两榀Z轴桁架、Z轴伺服电机和Y轴行走轮；两榀所述Z轴桁架相互平行且相对竖向设置，两榀所述Z轴桁架的上端固定在一块与之垂直的顶梁板上，下端通过两根水平连接梁连接成矩形，以使两榀所述Z轴桁架构成长方体形的桁架体；在所述桁架体的一组相对的侧面的对应位置各固定有一块侧板；所述Y共有两组，每组的个数相等，两组所述的Y轴行走轮分别设置在侧板的等高位位置，并架设于与之匹配的Y轴滑轨上；所述Y轴行走轮通过齿轮齿条与所述的Z轴伺服电机连接，用以在Z轴伺服电机的带动下在Y轴桁架组件上行走。