[实用新型]四轴码垛机器人

说明书

本实用新型属于自动码垛设备领域，具体涉及一种四轴码垛机器人，其在连接架上远离小臂的一端安装小臂助力缸，小臂助力缸的缸体与连接架铰接，其活塞杆的端部与小臂靠近大臂一端铰接且该铰接点偏离小臂电机的轴线；当连杆、手臂和小臂呈自然下垂状态时，小臂助力缸与连接架的铰接点a、小臂助力缸与小臂的铰接点b以及小臂与连接架的铰接点c三点成一条直线，且铰接点b位于铰接点a与铰接点c之间。工作时，小臂助力缸提供的转矩与小臂所需的转矩呈正相关关系，助力效果好，同时避免了小臂助力缸成为负载的情况出现；当使用与以往同等功率的小臂电机时，可提升比以往更重的负载，整体能耗降低。

技术领域

本实用新型涉及一种四轴码垛机器人，属于自动码垛设备领域。

背景技术

码垛机器人主要用于产品的码垛，即将生产线上的产品按照一定的规律进行堆放。四轴码垛机器人是码垛机器人的一种，能够实现腰部旋转、大臂上下摆动、小臂前后摆动以及机械手回转四种运动。传统四轴码垛机器人的小臂主要由电机驱动，工作时，电机输出的转矩要克服机械手以及抓取产品的重力，当抓取的产品较重时，电机负载会很大，这就需要配备大功率的电机，不仅使得设备庞大笨重，而且能耗高。

为了解决现有技术问题，中国专利号为201620550725.2的实用新型专利公开了一种四轴码垛机器人，图5为该实用新型的结构示意图，大臂13与小臂11之间设有油缸16，小臂11向靠近大臂13的方向转动时，油缸16连接的油缸蓄能器17蓄能，小臂11向远离大臂13的方向转动时，油缸蓄能器17释放压力能，油缸16为小臂11助力。但该实用新型专利中，油缸16形成的推力和力臂受大臂13和小臂11位置关系的共同影响，由于大臂13和小臂11的位置变化复杂多样，所以推力大小和力臂长短的变化都不稳定，造成油缸16输出的转矩具有很强的不确定性。工作时，油缸16输出的转矩大小不按小臂11所需的转矩大小变化，不仅不会呈现正相关关系，在有些工况下，甚至会呈现负相关关系，并且油缸16还会成为反向负载。例如，当大臂13和小臂11处于如图6所示的位置关系时，此时油缸16的轴线与小臂11垂直(即油缸16形成的力臂最长)，小臂11自然下垂，不需要小臂电机12和油缸16为小臂11提供动力，如果没有油缸16的作用，小臂电机12负载为零，但此时为了抵消油缸16产生的转矩，小臂电机12还需要输出反向转矩；随着小臂11向远离大臂13的方向转动时(即机械手15提升时)，小臂电机12的负载逐渐增大，而油缸16为了助力而形成的推力和力臂(即油缸16输出的转矩)却逐渐减小，助力效果差。

实用新型内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种助力效果好且能够避免小臂助力缸成为负载的情况出现的四轴码垛机器人。

本实用新型所述的四轴码垛机器人，包括底座、小臂、大臂、转臂和手臂，底座上的驱动机构带动其上方的转臂转动，转臂上安装带动大臂转动的大臂电机，大臂远离大臂电机的一端安装带动小臂转动的小臂电机，小臂上远离小臂电机的一端与手臂铰接；增设一连接架，小臂与连接架铰接且二者的铰接点c位于小臂电机的轴线上，连接架与转臂之间设有连接臂，连接臂的两端分别与连接架和转臂铰接，转臂、连接臂、连接架和大臂构成平行四边形平面连杆机构；连接架与手臂之间设有连杆，连杆的两端分别与连接架和手臂铰接，连接架、连杆、手臂和小臂构成平行四边形平面连杆机构；连接架上远离小臂的一端安装小臂助力缸，小臂助力缸的缸体与连接架铰接，其活塞杆的端部与小臂靠近大臂一端铰接且该铰接点偏离小臂电机的轴线；当连杆、手臂和小臂呈自然下垂状态时，小臂助力缸与连接架的铰接点a、小臂助力缸与小臂的铰接点b以及小臂与连接架的铰接点c三点成一条直线，且铰接点b位于铰接点a与铰接点c之间。

对于上述两个平行四边形平面连杆机构而言，在连杆机构平面内，转臂角度固定不变，工作过程中，大臂和小臂会进行转动，利用平行四边形平面连杆机构的运动特性，连接架和手臂只进行平移运动，角度不会改变，保证了抓取工作的正常进行。