[发明专利]智能移动抓取机器人及其工作方法

说明书

本发明提供一种智能移动抓取机器人，包括底座、腰部、臂部、腕部和手部，臂部包括竖直运动的立臂和水平运动的悬臂，立臂安装在基座上，悬臂与立臂垂直，悬臂前端与立臂相连，手部通过腕部连接在悬臂后端，悬臂后端上方安装有视觉传感器。本发明还提供该智能移动抓取机器人的工作方法，腰部、立臂、悬臂、腕部、手部依次运动的工作顺序。视觉传感器测量被抓取物的坐标实现自动定位，并指导臂部运动到指定位置，实现精准定位；结合立臂、悬臂、腕部和手部相互配合运动，实现五自由度运动，各关节部件定位精准、活动灵活。

技术领域

本发明涉及自动化技术，尤其涉及一种智能移动抓取机器人及其工作方法。

背景技术

随着科技日益进步，以前需要人工加工制造的行业开始向自动化技术转变。作为近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，工业机器人、机械手在现代制造技术领域中扮演了极其重要的角色，其能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，并有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。

搬运机械手由PLC控制+触摸屏+伺服电机控制，采用占用空间少的框架式结构，生产能力大，码垛的方式可以采用示教是编程，适用于电子、食品、饮料、烟酒等行业的纸箱包装产品和热收缩膜产品以及物流仓储码垛、堆垛作业。

在工业自动化生产中，无论是单机还是组合机床，以及自动生产流水线，很多会用到机械手来完成工件的取放。对机械手的控制主要是位置识别、运动方向控制和物料是否存在的判别。其任务是将传送带A上的工件或物品搬运到传送带B上。

机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业，因此获得日益广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现自动识别被抓取物并实现自动定位、移动、抓取的智能移动抓取机器人。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能移动抓取机器人，包括底座、腰部、臂部、腕部和手部，臂部包括竖直运动的立臂和水平运动的悬臂，立臂安装在基座上，悬臂与立臂垂直，悬臂前端与立臂相连，手部通过腕部连接在悬臂后端，悬臂后端上方安装有视觉传感器。

优选的，腕部包括腕部电机和锥齿轮组，锥齿轮组由主动锥齿轮和从动锥齿轮组成；腕部电机安装在悬臂前端，通过腕部电机带动锥齿轮组，从而带动与锥齿轮同轴的腕部实现俯仰运动。腕部电机动力经传动轴然后经传动轴然后经锥齿轮传动换向后，带动腕部俯仰，且腕部电机安装在悬臂最前端，减小了悬臂受力。

优选的，立臂和悬臂均是通过电机直接驱动，采用丝杠转动、螺母移动的方式，采用直线型导轨作为导向装置限制螺母的转动；其中，

立臂的传动机构包括立臂电机、立臂丝杆和直线型导轨一；立臂通过立臂电机直接驱动，采用立臂丝杠转动、螺母移动的方式，采用直线型导轨一作为导向装置限制螺母的转动；

悬臂的传动机构包括悬臂电机、悬臂丝杆和直线型导轨二；悬臂通过悬臂电机直接驱动，采用悬臂丝杠转动、螺母移动的方式，采用直线型导轨二作为导向装置限制螺母的转动。

优选的，腰部包括腰部电机和一对圆柱齿轮组，圆柱齿轮组包括主动圆柱齿轮和从动圆柱齿轮；腰部电机通过一对圆柱齿轮组减速后连接与从动齿轮同轴的腰部回转轴，从而带动腰部回转，腰部电机放置在基座下方。腰部电机采用带减速器的电机，考虑机械手体积结构、传动精度和经济性，减速装置采用圆柱齿轮组减速器。

优选的，手部包括手爪和手爪电机，手爪电机安装在基座上，带动有两段螺纹的主轴旋转。基座的两边开有两条导槽，两段螺纹上的升降螺母、可沿导槽滑动；升降螺母上左右各安装一平行四边形机构，手爪和该平行四边形机构的连杆固连在一起。