[实用新型]一种串并联四自由度搬运码垛机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于袋类搬运的码垛机械，尤其是应用于粮食生产线末端的码垛机器人。

背景技术

目前，公知的码垛机器人大多是双耦合输入，非线性输出的复杂运动轨迹，工作空间由多段弧形构成，其工作原理为费力杠杆，因而需要的驱动力大，消耗功率大，尤其是杠杆支点处受力很大，一般都需要添加平衡重减轻电机负担，其零部件数量多，结构复杂，调整困难，机器人本体刚度差，无法实现高速运动，且容易发生故障。同时，一般的码垛机器人的腰部结构往往存在走线困难的问题，在机器人整体绕腰部旋转的时候，腰部电线的旋转幅度不可以很大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种结构简单，控制方便，省力省功、机器人本体刚度好，腰部电线旋转幅度小的粮食搬运码垛机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是

一种串并联四自由度粮食生产线搬运码垛机器人，包括支架、臂部机构、焊接架、手腕机构、手抓和手腕水平保持机构。

所述支架，由支架腿、支架腿横梁、腰部基础板、旋转基础板、腰部伺服电机和谐波减速机组成；支架腿通过地脚螺栓固定在地面上，腰部基础板、支架腿横梁通过螺钉与支架腿连接，谐波减速机安装在腰部基础板上，腰部伺服电机通过谐波减速机与旋转基础板连接，腰部基础板和腰部旋转板上均安装线卡，限制腰部电线的旋转幅度。

所述臂部机构由小臂、前大臂、后大臂、小连杆、水平导轨、水平滚珠丝杠、水平电机架、水平伺服电机、水平减速机、水平连接板、水平移动板、水平架、大同步带轮、小同步带轮、竖直导轨、竖直滚珠丝杠、竖直电机架、竖直伺服电机、竖直减速机、竖直连接板、竖直移动板、竖直架、轴一到轴六组成；所述小臂、前大臂、后大臂、小连杆通过轴一到轴五连接，构成四连杆机构；所述水平电机架、竖直电机架通过螺钉安装在所述旋转基础板上，水平伺服电机安装在水平电机架上，水平伺服电机一端安装小同步带轮，并通过同步带与水平滚珠丝杠一端安装的大同步带轮相连，水平滚珠丝杠螺母与水平连接板、水平连接板与水平移动板、水平移动板与水平架通过内六角螺钉及定位销固定连接，水平移动板安装在水平导轨上；竖直伺服电机一端安装小同步带轮，并通过同步带与竖直滚珠丝杠一端安装的大同步带轮相连、竖直滚珠丝杠螺母与竖直连接板、竖直连接板与竖直移动板、竖直移动板与竖直架通过内六角螺钉及定位销固定连接，竖直移动板安装在竖直导轨上；所述轴一，一端通过螺钉另一端通过圆螺母固定连接在竖直架上，并且通过一组圆锥滚子轴承与后大臂构成一个转动副；所述轴二，两端分别通过螺钉固连在两个小连杆上，并且通过一组圆锥滚子轴承与后大臂构成一个转动副；所述轴三，通过螺钉固定连接在后大臂上，并且通过一组圆锥滚子轴承与小臂构成一个转动副；所述轴四，一端通过螺钉另一端通过圆螺母固定连接在水平架上，并且通过一组圆锥滚子轴承与前大臂构成一个转动副，通过一组滚针轴承与小连杆构成一个转动副；所述5轴，通过螺钉固定连接在三角板上，并且通过二组圆锥滚子轴承，分别与前大臂、小臂构成各一个转动副；所述轴六，通过螺钉固定连接在小臂上，并且通过一组圆锥滚子轴承与手腕构成一个转动副。

所述焊接架，由竖直导轨支撑、竖直丝杠座支撑、竖直连接方钢、竖直斜钢管、水平导轨支撑、水平丝杠座支撑、水平连接钢管、水平支撑腿、斜拉杆组成；所述竖直导轨支撑，其上设有导轨槽和安装孔，用于安装臂部机构的竖直导轨；所述竖直丝杠座支撑，其上设有安装孔，用于安装臂部机构的竖直丝杠两端的丝杠座；所述竖直连接方钢，其上设有螺纹孔和销孔，用于连接所述竖直导轨支撑和竖直丝杠座支撑；所述竖直斜钢管，与竖直丝杠座支撑通过焊接连接，构成刚度很高的“口”字型结构；所述水平导轨支撑，其上设有导轨槽和安装孔，用于安装臂部机构的竖直水平导轨；所述水平丝杠座支撑，其上设有安装孔，用于安装臂部机构的水平丝杠两端的丝杠座；所述水平连接钢管，两端分别与水平丝杠座支撑通过焊接连接；所述水平支架腿，与水平导轨支撑焊接连接；所述斜拉杆通过螺钉，连接竖直导轨支撑和水平导轨支撑，提高了焊接架整体的刚度；所述水平支架腿和竖直导轨支撑上设有螺纹孔，通过螺钉安装在所述旋转基础板上。焊接架上装有两组共六个传感器，分别检测水平丝杠螺母与竖直丝杠螺母的位置，两端为限位传感器，中间为原点传感器，保证码垛机器人的初始位姿和合理运动范围。

所述手腕机构连接在臂部和手腕水平保持机构上，包括手腕、手抓伺服电机、手抓减速机。