[实用新型]一种串并联四自由度搬运码垛机器人

摘要

本实用新型公开了一种四自由度码垛机器人，用于生产线上的搬运、码垛。其特征是该码垛机器人主要由支架机构、焊接架、臂部机构和手腕组成。支架机构是该机器人的基础，由腰部伺服电机、谐波减速机、支架腿、腰部基础板、旋转基础板组成，臂部机构包括前大臂、后大臂和小臂，在平面内具有两个垂直方向的平动自由度；该码垛机器人具有四自由度的运动能力，能够在粮食生产线末端实现高速搬运和码垛，具有搬运效率高，运动平稳的特点，并且与传感技术相结合，实现自动判断是否进行抓包动作，是今后建立无人生产线重要组成部分。

主权项

一种串并联四自由度搬运码垛机器人，包括支架(I)、臂部机构(II)、焊接架(III)、手腕(V)、手抓(VI)和手腕水平保持机构(IV)；其特征在于：支架(I)包括支架腿(1)、支架腿横梁(2)、腰部伺服电机(3)、腰部基础板(4)、谐波减速机(5)和旋转基础板(6)；腰部伺服电机(3)接收脉冲信号转动，通过谐波减速机(5)传递动力，带动腰部旋转板(6)转动，使机械手旋转到预定位置；臂部机构(II)包括小臂(7)、前大臂(11)、后大臂(9)、小连杆(15)、水平导轨(22)、水平滚珠丝杠(21)、水平伺服电机(20)、水平大带轮(32)、水平小带轮(30)、水平带(31)、水平连接板(33)、水平移动板(34)、水平架(35)、竖直导轨(12)、竖直滚珠丝杠(13)、竖直伺服电机(29)、竖直大带轮(26)、竖直小带轮、竖直带(27)、竖直连接板(25)、竖直移动板(16)、竖直架(17)、轴一(18)、轴二(14)、轴三(8)、轴四(23)、5轴(10)和6轴(24)；后大臂(9)通过轴一(18)与竖直架(17)相连，竖直架(17)与竖直移动板(16)、竖直移动板(16)与竖直连接板(25)、竖直连接板(29)与竖直丝杠(13)螺母通过螺钉连接，竖直驱动电机(29)下端部位安装竖直大带轮(26)，并通过竖直同步带(27)与竖直滚珠丝杠(13)下端的小同步带轮相连，带动竖直丝杠旋转，使轴一(18)做垂直运动；前大臂(11)通过轴四(23)与水平架(35)相连，水平架(35)与水平移动板(34)、水平移动板(34)与水平连接板(33)、水平连接板(33)与水平丝杠(21)螺母通过螺钉连接，水平伺服电机(20)轴伸部位安装水平大带轮(32)，并通过水平同步带(31)与水平滚珠丝杠(21)右端的小同步带相连，带动水平滚珠丝杠(21)旋转，使轴四(23)做水平运动；使轴四(23)做水平运动；小臂(7)、前大臂(11)、后大臂(9)、小连杆(15)通过轴二(14)、轴三(8)、轴四(23)、5轴(10)连接，构成平行四杆机构；轴一(18)一端通过螺钉另一端通过圆螺母固定连接在竖直架(17)上，并且通过一组圆锥滚子轴承与后大臂(9)构成一个转动副；轴二(14)两端分别通过螺钉固连在两个小连杆(15)上，并且通过一组圆锥滚子轴承与后大臂(9)构成一个转动副；轴三(8)通过螺钉固定连接在后大臂(9)上，并且通过一组圆锥滚子轴承与小臂(7)构成一个转动副；所述轴四(23)一端通过螺钉另一端通过圆螺母固定连接在水平架(35)上，并且通过一组圆锥滚子轴承与前大臂(11)构成一个转动副，通过一组滚针轴承与小连杆(15)构成一个转动副；5轴(10)通过螺钉固定连接在三角板(51)上，并且通过2组圆锥滚子轴承，分别与前大臂(11)、小臂(7)构成各一个转动副；所述6轴(24)，通过螺钉固定连接在小臂(7)上，并且通过一组圆锥滚子轴承与手腕(48)构成一个转动副；所述前大臂(11)、后大臂(9)两端为封闭口字型钢结构，中间为管钢；所述小臂(7)为封闭口字型钢结构；焊接架(III)包括竖直导轨支撑(39)、竖直丝杠座支撑(36)、竖直连接方钢(37)、竖直斜钢管(38)、水平导轨支撑(40)、水平丝杠座支撑(45)、水平连接钢管(43)、水平支撑腿(44)、斜拉杆(41)；竖直导轨支撑(36)、水平支撑腿(44)通过螺钉与旋转基础板(6)相连；竖直丝杠座支撑(36)与竖直连接方钢(37)、竖直连接方钢(37)与竖直导轨支撑(39)通过螺钉连接；竖直斜钢管(38)与竖直丝杠座支撑(36)通过焊接连接；水平导轨支撑(40)、水平丝杠座支撑(45)分别与水平支撑腿(44)通过焊接连接；水平连接钢管(43)与水平丝杠座支撑(45)通过焊接连接；斜拉杆(41)通过螺钉，连接竖直连接方钢(37)和水平导轨支撑(40)；水平丝杠座安装在水平丝杠座支撑(45)上，水平滚珠丝杠(21)水平丝杠座上；竖直丝杠座安装在竖直丝杠座支撑(36)上，竖直滚珠丝杠(13)安装在竖直丝杠座上；水平导轨(22)安装在水平导轨支撑(40)上，竖直导轨(12)安装在竖直导轨支撑(39)上；整个焊接架具有很高的刚度，稳定性很好；手腕(V)包括手腕(48)、手腕驱动电机(46)和手腕减速机(47)；手抓(VI)包括抓包直线气缸(49)和压包直线气缸(50)；抓包直线气缸(49)完成抓包动作，所述压包气缸(50)完成压包动作；手腕水平保持机构(IV)包括短拉杆(52)、三角板(51)、杆端轴承(53)、长拉杆(55)和辅助轴(54)；所述短拉杆(42)两端通过杆端轴承(43)和辅助轴(44)接在水平架(35)和三角板(51)上、所述长拉杆(55)两端通过杆端轴承(53)和辅助轴(54)连接在三角板(51)和手腕(48)上；所述三角板(51)通过内六角螺钉安装在5轴(10)上。