CN107601081A - 一种长臂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长臂机器人，其包括：基座，及设置在基座上的固定架，基座上设有回转机构；传输装置，传输装置包括机械臂、及设在机械臂上的输送带、用于调节机械臂俯仰角度的调节机构；机械臂设在固定架上，调节机构设置在基座上；用于码垛货物的夹具，其设置在机械臂上，夹具上设有用于测量夹具相对于车厢位置的测试单元。本发明中长臂机器人固定安装，工作时与车厢无接触；长臂机器人直接定位码垛位置，工作行程小，效率高；兼容性强，适合多种型号的车厢；装车方式多变，实现货物的组合装车；长臂机器人悬空进入车厢，不需要额外的升降平台，结构紧凑，实用性高。

Description

一种长臂机器人

技术领域

本发明涉及一种长臂机器人。

背景技术

随着社会的进步，企业的发展，对现有物流仓储的高效性、稳定性提出了新的要求。目前物流货物从仓库到车厢依靠叉车运输，及人工进行装、卸车，工人从仓库内将货物搬至车厢中，搬运工人体力工作强度大，车厢内不方便走动，环境温度较高，工作环境恶劣。在目前的装卸车过程中，工人从事搬运劳动强度大、从事搬运行业的人员越来越少，物流效率无法得到进一步的提升。随着国家劳动法规的加强，对劳动安全和职业防护的要求越来越高，导致物流费用越来越高。因此，如何高效的管理仓储***，成为业内亟需解决的问题。

在目前的装车过程中，大多采用将机械手置于车厢内部，对物品进行堆码，能较少现有工人的劳动强度。但这种结构对车厢的要求较大，需要车厢具有较大的空间，才能对机械手准确定位。目前的仓储装卸车平台均无法实现车厢的精确定位，导致机械手在装卸过程中容易出现偏差，导致装卸车过程出现故障，影响整体的效率。

常规的机械装车手段主要依靠负压吸附式夹具或者夹持式夹具，其中，夹持式夹具在装车过程时，相邻货物之间存在较大的间隙，货物摆放不牢固，经常会出现由于间隙过大导致的倾斜、倾倒等现象，还容易对货物表面造成损伤，影响产品的出售；吸附式夹具对夹具的要求较高，所需要能源较大，且在使用过程中，故障率高，对货物的要求比较严格，在整个码垛过程中，速度较慢，不利于自动化的发展。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提供了一种长臂机器人，其结构紧凑，设备少，实现方便；固定安装，工作过程中和车厢无接触，提高可靠性；直接定位码垛位置，工作行程小，工作效率高；兼容性能好，适合多种型号的车厢；大大减轻了人工劳动力，降低企业的综合成本，提高企业自动化程度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种长臂机器人，其包括：

基座，及设置在基座上的固定架，基座上设有回转机构；

传输装置，传输装置包括机械臂、及设在机械臂上的输送带、用于调节机械臂俯仰角度的调节机构；机械臂设在固定架上，调节机构设置在基座上；

用于码垛货物的夹具，其设置在机械臂上，夹具上设有用于测量夹具相对于车厢位置的测试单元。

本发明中，将输送带直接附加至长臂机器人上，整个设备更加简洁，传输过程更加牢靠，很好的适用于装车工艺；通过测试单元对车厢参数进行采集，获得准确的车厢参数数据，提高装车位置的准度。

根据本发明的另一种具体实施方式，机械臂包括基础臂、伸缩臂，基础臂设置在固定架上，伸缩臂可伸缩地设在基础臂上。本方案中，基础臂可转动的设在固定架上，其中，伸缩臂可以为多节。在自动装车过程中，伸缩臂的伸长量根据装车夹具位置变化而变化，实现整个装车过程的自动化。

本方案中，伸缩臂嵌套入基础臂内部，基础臂上可以多个支撑固定，输送带宽度超过伸缩臂的宽度，输送带上对应伸缩臂的位置上设有衬板，跟随伸缩臂伸缩。

根据本发明的另一种具体实施方式，输送带为伸缩式输送带，伸缩式输送带上设有用于调节输送带长度的调节组件。本方案中，调节组件包括配重调节组件或者伸缩杆调节组件；其中，配重调节组件是通过设置一定重量的配重件在伸缩式输送带上，配重件上设有多个输送带缓存区，在输送带伸缩的过程中，配重件的高度会发生变化以改变机械臂上输送带的长度。伸缩杆调节组件包括固定杆和移动杆，在移动杆和固定杆之间设有多节输送带缓存区，在输送带伸缩的过程中，活动杆的位置会发生变化，以改变机械臂上输送带的长度；相应的，活动杆上设有用于调节活动杆位置的复位机构，例如弹性复位机构等。在伸缩臂伸长的过程中，输送带的也跟着伸缩，一方面通过调节组件提供伸缩式输送带的余量，另一方面，保证输送带的张紧度，实现自动伸缩过程。

根据本发明的另一种具体实施方式，夹具包括连接臂、支撑架、设置在支撑架上的上料输送带、托板；连接臂一端连接机械臂，另一端连接支撑架；托板通过传动组件设置在支撑架上。

本方案中，连接臂的一端可转动地连接机械臂，实现了整个夹具可以俯仰转动一定的角度，其上设有用于调节角度的电机，保证在码垛过程中，夹具的托板处于水平位置；机械臂的另一端铰接支撑架，连接臂中设有用于调节连接臂长度的伸缩组件，通过调节连接臂的长度，调整夹具托板处货物码垛的方向，实现在车厢存在倾斜时，可以自行进行校正，提高码垛的整体质量，保证相邻货物之间紧密连接。

根据本发明的另一种具体实施方式，托板上设有用于传输货物的驱动辊道、用于增大托板码垛面积的活动式伸缩板，驱动辊道对应活动式伸缩板设置。驱动辊道设置在托板的中部，活动式伸缩板数目为两个，其对称设置驱动辊道的两侧。驱动辊道上设有电机，可以实现双向转动。在驱动辊道的作用下，将货物自动按照一定的规律摆放至托板上。

根据本发明的另一种具体实施方式，托板、活动式伸缩板上均设有万向滚珠。万向滚珠的存在，减小了货物箱体与托板之间的摩擦力，减少对货物表面的损坏，较简便的将货物输送到位。

根据本发明的另一种具体实施方式，支撑架上设有活动式挡板。活动式挡板配合上料传送带进行工作，码垛时，活动式挡板闭合并抵住货物，托板在传动组件的作用下，从货物底部抽离，货物进入车厢指定位置处。

根据本发明的另一种具体实施方式，上料输送带设有护板，护板对应活动式挡板设置；护板上设有独立的推送机构，推送机构根据货物自动调整输送带的可通行的宽度，辅助将货物从上料输送带输送到托板上。

根据本发明的另一种具体实施方式，调节机构包括丝杆、滑块、驱动杆，驱动杆的一端通过滑块设置在丝杆上，另一端连接机械臂。丝杆上设有伺服电机，通过伺服电机驱动丝杆转动，进一步带动滑块动作，调节驱动杆与水平面的夹角，实现与驱动杆连接的机械臂的俯仰动作。

根据本发明的另一种具体实施方式，机械臂上设有用于调整输送带位置的纠偏机构。

本发明中，长臂机器人整体在回转机构的作用下实现自身旋转，其中，机械臂铰接在固定架上，通过调节机构实现机械臂的俯仰运动，机械臂上的伸缩臂及伸缩皮带的设置实现调整整个输送的长度，进一步实现夹具位置的确定，实现高精度定位，满足不同箱体的自动化装车需求。

本发明中，货物先传输至伸缩式传送带，通过长臂机器人对夹具进行定位(基础臂的俯仰、伸缩臂的伸缩，整个机械臂的旋转)，货物再通过上料输送带进行输送，根据不同的货物箱体尺寸，护板调节至合适的位置，便于货物顺利通过上料输送带，此时，活动式挡板处于打开的位置；货物传送至驱动辊道，通过驱动辊道进行货物的分配，实现将货物按照一定的规则在托板自动进行排列。码垛时，活动式挡板闭合并抵住货物，托板从货物底部抽离，货物堆码至车厢的指定位置处。

本发明的有益之处在于：

1、长臂机器人固定安装，工作时与车厢无接触；

2、长臂机器人直接定位码垛位置，工作行程小，效率高；

3、兼容性强，适合多种型号的车厢；

4、装车方式多变，实现货物的组合装车；

5、长臂机器人悬空进入车厢，不需要额外的升降平台，结构紧凑，实用性高。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的一种长臂机器人的整体结构示意图；

图2是实施例1的一种长臂机器人的长臂部分结构示意图；

图3是实施例1的一种长臂机器人的夹具部分结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种长臂机器人，如图1－3所示，其包括基座1、回转机构2、传输装置3、夹具4。

如图1－2所示，其中，基座1上设有固定架11，固定架11上设有辅助支撑，回转机构2设在基座1下方，其包括支撑座21、回转法兰22、驱动电机，支撑座21固定设置在地面，基座1通过回转法兰22连接支撑座21，驱动电机驱动支撑座21进行回转运动。

传输装置3，其包括机械臂31及设在机械臂31上的输送带32、用于调节机械臂31俯仰角度的调节机构33；机械臂31设在固定架11上，调节机构33设置在基座1上。其中，机械臂31包括基础臂311、伸缩臂312，基础臂311设置在固定架11上，基础臂311与固定架11之间通过横向铰接轴313进行铰接，实现基础臂311可围绕横向铰接轴313进行俯仰转动；适应不同规格的车厢，实现了对车厢厢底的水平俯仰补偿。伸缩臂312可伸缩地设在基础臂311内部，伸缩臂312可以设置多节，相应地，在基础臂311上设置了伺服电机，用来控制伸缩臂312的伸缩长度。

输送带32为伸缩式输送带，其上设有用于调节输送带32长度的调节组件321。在基础臂311上对应调节组件321的位置设有固定件322，伸缩臂312伸缩的过程中，调节组件321的高度发生变化，保证在整个传输过程中，输送带32保持一定的张紧度，保持传输的稳定性。

调节机构33，其包括丝杆331、用于驱动丝杆331的调节电机332、滑块333、驱动杆334、固定板335，调节电机332安装在基座1上，固定板335对应调节电机332安装在基座1上，丝杆331一端驱动连接调节电机332，另一端可转动地设在固定板335上，滑块333上设有螺纹，其与丝杆331配合，随着丝杆331的转动进行位置的变化；驱动杆334一端固定连接于滑块333，另一端固定连接基础臂311。通过调节滑块333的位置，调整基础臂311的水平高度，实现机械臂31整体的俯仰动作。

夹具4，如图3所示，其设置在伸缩臂312的活动端上，包括连接臂41、支撑架42、设置在支撑架42上的上料输送带43、托板44；连接臂41一端连接伸缩臂312，另一端连接支撑架42；托板44通过滑轨式传动组件45设置在支撑架42上；通过滑轨式传动组件45动作带动托板44沿靠近支撑架42的位置动作。

连接臂41的一端通过水平铰接轴411与伸缩臂312铰接，，连接臂41可相对伸缩臂312进行俯仰转动，通过伺服电机驱动，对二者之间的位置进行调整，通过设置水平铰接轴411保证了托板44始终与车厢的厢底处于平行状态，实现对车厢的水平俯仰角度的补偿。连接臂41另一端与支撑架42通过竖直铰接轴412进行铰接。连接臂41有两条，在其中一条连接臂中，设有用于调节连接臂41长度的伸缩滑轨413，其通过伺服电机控制，对连接臂41的长度进行精确控制。通过设置竖直铰接轴412与伸缩滑轨413，保证了托板44的前端与车厢前壁契合度，避免了因为车厢位置的偏移造成码垛不稳定或者间隙过大等问题，实现了车厢停放位置与机械臂的垂直偏差进行补偿。支撑架42上设有活动式挡板421，其对应上料输送带43设置，活动式挡板421包括第一开合板422和第二开合板423；第一开合板422设在支撑架42上，第二开合板423可滑动地设置在第一开合板422上，相应的，第一开合板422上设有推杆424，支撑架42上设有滑轨425，推杆424通过推杆滑块426连接滑轨425；推杆426数目为两个，均通过伺服电机同步控制。

上料输送带43，其对应活动式挡板421安装在支撑架42上，其上设有用于调整上料输送带43宽度的护板431。护板431设置在上料输送带43的两侧，通过伺服电机调整两者之间的距离，在护板431上，设有辅助传输的传动辊432，其中一块护板431上为主动传动辊，另一块护板431上为从动传动辊。一方面，在货物输送过程中保证货物不会出现倾斜，另一方面保证了传递过程的稳定性。

托板44上设有用于传输货物的驱动辊道441，驱动辊道441对应第一开合板423设置，驱动辊道441上设有多个滚轮442，在驱动辊道441的底部，设有下滑板443，下滑板443表秒光滑，便于整个托板44向后收回。在驱动辊道441的两侧的位置上，对称地有两组活动式伸缩板444，活动式伸缩板444可向外部伸出，用来增大托板44的面积，在活动式伸缩板444的边缘上设有防止货物掉落的限位块445；在托板44上除了驱动辊道441的位置上，设有万向滚珠446，方便货物在驱动辊道441的驱动下，顺利的到达边缘处，便于货物更好的堆在托板44上。

测试单元，其包括三个传感器，当夹具4进入车厢后对车厢的长度和宽度进行测量，在装车过程中，对码垛位置进行定位。

本实施例中，在基础臂311上设有用于调整伸缩式输送带32位置的纠偏机构5。

本实施例中，长臂机器人实现整体回转、机械臂变幅(俯仰)、上臂伸缩、夹具转动、夹具变幅(俯仰)五个自由度的运动，可是精确的实现对夹具末端托板的定位，实现对码垛位置的精确控制。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种长臂机器人，其特征在于，所述长臂机器人包括：

基座，及设置在所述基座上的固定架，所述基座上设有回转机构；

传输装置，所述传输装置包括机械臂、及设在所述机械臂上的输送带、用于调节所述机械臂俯仰角度的调节机构；所述机械臂设在所述固定架上，所述调节机构设置在所述基座上；

用于码垛货物的夹具，其设置在所述机械臂上，所述夹具上设有用于测量所述夹具相对于车厢位置的测试单元。

2.如权利要求1所述的长臂机器人，其特征在于，所述机械臂包括基础臂、伸缩臂，所述基础臂设置在所述固定架上，所述伸缩臂可伸缩地设在所述基础臂上。

3.如权利要求2所述的长臂机器人，其特征在于，所述输送带为伸缩式输送带，所述伸缩式输送带上设有用于调节所述输送带长度的调节组件。

4.如权利要求1所述的长臂机器人，其特征在于，所述夹具包括连接臂、支撑架、设置在所述支撑架上的上料输送带、托板；所述连接臂的一端连接所述机械臂，另一端连接所述支撑架；所述托板通过传动组件设置在所述支撑架上。

5.如权利要求4所述的长臂机器人，其特征在于，所述托板上设有用于传输货物的驱动辊道、用于增大所述托板码垛面积的活动式伸缩板，所述驱动辊道对应所述活动式伸缩板设置。

6.如权利要求5所述的长臂机器人，其特征在于，所述托板、所述活动式伸缩板上设有万向滚珠。

7.如权利要求4所述的长臂机器人，其特征在于，所述支撑架上设有活动式挡板。

8.如权利要求4所述的长臂机器人，其特征在于，所述上料输送带上设有护板。

9.如权利要求1所述的长臂机器人，其特征在于，所述调节机构包括丝杆、滑块、驱动杆，所述驱动杆的一端通过所述滑块设置在所述丝杆上，另一端连接所述机械臂。

10.如权利要求1所述的长臂机器人，其特征在于，所述机械臂上设有用于调整所述输送带位置的纠偏机构。