[发明专利]一种空间全自由度变胞机构式码垛机器人机构

说明书

一种空间全自由度变胞机构式码垛机器人机构，包括平台、平面定位机构、空间驱动机构以及机械手装配体，所述第一可控电机和第二可控电机均固定安装在平台上，平台固定杆固定在平台上，实现平面定位机构与平台的装配，滑槽固定在平台上，实现空间驱动机构与平台的装配，水平输出固定杆水平固定在垂直杆上，实现空间驱动机构与平面定位机构的装配，水平旋转滑块套在水平输出滑杆上，实现机械手装配体与空间驱动机构的装配。本发明结构简单，便于加工制造与安装，能够根据功能需求或环境的变化，实现空间中全自由度定位，能应对不同的工作场合下的不同工作任务。

技术领域

本发明涉及机器人设计领域，特别是一种空间全自由度变胞机构式码垛机器人机构。

背景技术

随着机械自动化水平的提高，码垛机器人具有适用范围广、灵活性强、成本低以及维护方便等特点，广泛应用于食品生产、电气作业、机械加工等自动化生产企业。现有的码垛机器人机构大多具有较大重量与体积的底座，安装程序复杂，而运动空间有限，难以满足多种工作场合不同工作任务情况下的工作需求。中国专利201510310666.1公开了一种变构态大空间码垛机器人机构，但是只能在固定位置完成构态变换，难以满足不同工作场合面对不同工作任务的情况下的工作需求；中国专利201410829333.5公开了一种变胞并联码垛机器人机构，但必须要使用回转平台才能完成三维空间中的定位，回转平台需要承受整个机构的重量，结构复杂，制造成本高。目前，尚未见有一种结构简单，制造成本低，能实现三维空间全自由度定位，应对不同的工作场合下的不同工作任务的情况下完成码垛工作的码垛机器人机构。将变胞机构应用于码垛机器人设计，将产生一类新型的空间全自由度变胞机构式码垛机器人机构，使码垛机器人更大发挥其功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间全自由度变胞机构式码垛机器人机构，它能克服现有码垛机器人机构的不足，可以根据功能需求或环境等的变化，实现三维空间中全自由度定位，结构简单，构态多样，能适应不同的工作任务。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

所述一种空间全自由度变胞机构式码垛机器人机构，包括平台、平面定位机构、空间驱动机构以及机械手装配体，具体结构和连接关系为：

所述平面定位机构包括第一可控电机、第二可控电机、平台固定杆、第一输入杆、第二输入杆、第一辅助输入杆、第一辅助输入杆下端光滑圆柱铰链、直角杆、直角杆水平伸出端光滑圆柱铰链、直角杆直角端光滑圆柱铰链、第一连杆、直角杆竖直伸出端光滑圆柱铰链、第一辅助连杆、第二输入杆上端光滑圆柱铰链、第二连杆、垂直杆、垂直杆上端光滑圆柱铰链以及垂直杆下端光滑圆柱铰链，所述第一可控电机和第二可控电机均固定安装在平台上，平台固定杆固定在平台上，第一可控电机的传动轴穿过平台固定杆与第一输入杆的下端相固定，第二可控电机的传动轴穿过平台固定杆的右端与第二输入杆的下端相固定，第一辅助输入杆的下端通过第一辅助输入杆下端光滑圆柱铰链与平台固定杆的左端相连，直角杆的水平伸出端通过直角杆水平伸出端光滑圆柱铰链与第一辅助输入杆的上端相连，直角杆的直角端通过直角杆直角端光滑圆柱铰链与第一输入杆的上端、第一连杆的下端相连，直角杆的竖直伸出端通过直角杆竖直伸出端光滑圆柱铰链与第一辅助连杆的下端相连，第二输入杆的上端通过第二输入杆上端光滑圆柱铰链与第二连杆的下端相连，垂直杆的上端通过垂直杆上端光滑圆柱铰链与第一辅助连杆的上端相连，垂直杆的下端通过垂直杆下端光滑圆柱铰链与第一连杆的上端、第二连杆的上端相连；

所述空间驱动机构包括滑槽、第三可控电机、电机座、第三输入杆、第三连杆、第三连杆下端光滑圆柱铰链、第三连杆上端光滑圆柱铰链、水平输出滑块、水平输出固定杆以及水平输出滑杆，滑槽固定在平台上，第三可控电机固定安装在电机座上，电机座安装在滑槽内，第三可控电机的传动轴与第三输入杆的下端相固定，第三连杆的下端通过第三连杆下端光滑圆柱铰链与第三输入杆的上端相连，第三连杆的上端通过第三连杆上端光滑圆柱铰链与水平输出滑块相连，水平输出固定杆水平固定在垂直杆上，水平输出滑杆套在输出固定杆上，水平输出滑块套在水平输出滑杆上；