CN108356792B - 七轴视觉机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运转设备技术领域，具体地，涉及一种七轴视觉机器人，包括行车机构，所述的行车机构包括平行且间隔布置的第一、第二横梁，第一、第二横梁上分别布置有第一、第二行走小车且在第一、第二行走小车之间设有连接梁，连接梁上设有驱动单元用于驱动第一、第二行走小车同步在第一、第二横梁上往复移动；如此，本发明中，直线式运动动力由伺服电机提供，可实现电脑***的自动化控制，相比传统直线运动用普通电机的人工手动控制更为安全和高效。

Description

七轴视觉机器人

技术领域：

本发明涉及运转设备技术领域，具体地，涉及一种七轴视觉机器人。

背景技术：

自古以来，在某些场所都会有大量的搬运工作需要完成，例如仓库、码头、工厂等，而传统的人工搬运不仅耗费人力而且效率低下。如今，工业机器人凭借其工作效率高、稳定性强、易操作等诸多优点而得到广泛应用。

现有技术中，一些机器人在搬运过程中位置固定不动，通过机器人的机械手进行搬运作业，该过程中，不仅对于待搬运件的位置有要求，需放置在指定位置，而且搬运范围受到机械手伸展半径限制，使搬运作业效率降低。

发明内容：

本发明克服现有技术的缺陷，提供一种七轴视觉机器人。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案实现：一种七轴视觉机器人，包括行车机构，所述的行车机构包括平行且间隔布置的第一、第二横梁，第一、第二横梁上分别布置有第一、第二行走小车且在第一、第二行走小车之间设有连接梁，连接梁上设有驱动单元用于驱动第一、第二行走小车同步在第一、第二横梁上往复移动；

所述的第一、第二行走小车上分别设有导向轮组件，所述的导向轮组件与第一、第二横梁导向配合；

所述的连接梁上安装有向下延伸布置的机器人。

优选的，所述第一、第二横梁上分别设有导轨，第一、第二行走小车上布置的行走轮与所述的导轨与构成滚动配合；

所述的驱动单元包括设置在连接梁上的伺服电机和减速机，减速机分别向第一、第二行走小车所在侧延伸有输出轴，两输出轴的悬伸端部分别由联轴器连接传动轴，所述传动轴由带座轴承安装在连接梁上且其端部键装有主动链轮，主动链轮与沿第一横梁或第二横梁长度方向布置的链条啮合，所述链条由设置在第一横梁或第二横梁两端的连接装置拉紧固定，且在第一、第二行走小车上分别设有两个涨紧链轮将链条压紧。

优选的，第一行走小车和/或第二行走小车上的行走轮上同轴布置有刹车盘，所述的刹车盘与设置在对应的第一行走小车和/或第二行走小车上的空压式蝶式制动器配合进行制动。

优选的，所述的连接装置包括与链条端部固定连接的连接座，连接座向远离链条的方向延伸有中空杆，中空杆的端部设有外螺纹旋拧在连接梁的安装孔上。

优选的，所述导向组件包括导向轮，设置在第一、二横梁下端面用于和导向轮滚动配合的导向槽，所述导向槽沿第一横梁长度方向布置，导向轮的转动轴伸出端经由钢板固联在连接梁下端面。

优选的，所述连接梁远离驱动单元的一侧还固联有机器人安装板，安装板周向设有若干用于安装机器人的安装孔，机器人经由螺栓固联在机器人安装板上。

优选的，机器人上还设有摄像头、用于接收并处理摄像头传递信息的处理模块，所述处理模块将处理结果发送至控制模块，并经由控制模块控制机器人和伺服电机实现自动化搬运作业。

优选的，各所述第一、第二横梁两端还设有垂直布置的立柱，所述立柱一端经由地脚螺栓和地基固联，立柱另一端经由螺栓分别对应和第一、第二横梁连接。

优选的，所述连接梁位于驱动单元一侧、第一横梁和/或第二横梁一侧还设有围栏，第一横梁和/或第二横梁的围栏一端还设有竖梯。

工作过程：伺服电机提供动力，动力通过减速机减速后分两支，再分别由两个联轴器传递给输出轴，输出轴通过键带动左右两个主动链轮转动，两个主动链轮转动将转矩分别作用在链条上，链条通过反作用力促使两个主动链轮朝着反作用力的方向水平移动，从而致使连接梁、机器人和第一、第二行走小车作为一个整体沿两导轨方向移动。同时该过程中通过摄像头采集进入到连接梁下方的车辆空间位置，并将采集的信息发送至处理模块，处理模块通过计算并将结果传递到控制模块，控制模块同时控制机器人、伺服电机，根据工作需求编制相应控制程序，最终实现货物的自动装卸。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明中，设有的行车机构包括第一、第二横梁，第一、第二行走小车可以在伺服电机驱动下在导轨上滑动，该过程中，能够带动机器人同步运动，从而机器人自身位置可以根据实际物料分布情况进行调整，大大增强了机器人作业范围，提升了其工作效率和适用性；

2、驱动单元采用90度双向同步输出减速箱，通过联轴器将动力传递给左右两根传动轴，传动轴上安装链轮，导轨旁边固定安装链条，链轮在链条上滚动，这样就实现了用一个伺服电机同时给机器人，连接横梁上的第一和第二行走小车提供同步的动力，比普通行车机构少了一套动力部件，结构上更加紧凑；

3、***的功能执行部件采用工业机器人，用标准型号工业机器人加装专用抓手及驱动单元，组成了货物垛码机器人，再加上图像视觉模块。七轴视觉机器人的程序里所需要定位的只有两点，一个是抓起点，一个是摆放点，这两点之间以外的轨道全由电脑来控制，所以操作方法极为简单。七轴视觉机器人搬运速度快而准，结构紧凑合理，维修方便，安装操作简单，相比人工搬运，机器人能更加高效整齐将货物码放在制定位置上。为充分利用场地面积和机器人码堆物料的稳定性，机器人具有物料码垛顺序排列设定器，可根据企业的生产节奏快慢，灵活调节机器人的运行速度。此外机器人的使用可实现多工位集中控制，可有效减少岗位人员数量，为企业减少人力成本；

4、本发明由多个模块组装而成，易拆装，对于易损坏部件可留有备用件，这样在***实际使用中能大大减少设备的维修时间，减小对企业生产的影响；

5、第一、第二行走小车安装独立的空压碟式制动器，如果遇有特殊紧急情况需要设备停止运转，则可通过空压式碟式制动器与刹车盘配合产生制动力矩，阻止小车行走轮转动，直接控制行车轮的转动，从而迫使小车停止移动，制动安全可靠；

6、本发明在设备运转的过程中，第一、第二行走小车加装导向组件，导向轮可防止应载荷偏心而导致行车的上下倾斜，能防止各行走小车的倾斜，进一步提高了装备运行的安全性。

附图说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构俯视图；

图3为图2中A位置局部放大图；

图4为本发明行车机构结构示意图；

图5为本发明中功能模块关系图；

图中：11～第一横梁；12～第二横梁；13～第一行走小车；14～第二行走小车；15～导轨；16～行走轮；17～刹车盘；18～空压式蝶式制动器；19～立柱；2～连接梁；3～导向轮；41～机器人；42～机器人安装板；51～图像视觉模块；52～处理模块；53～控制模块；61～伺服电机；62～传动轴；63～主动链轮；64～链条；65～涨紧链轮；71～连接做；72～中控杆；81～围栏；82～竖梯。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐明本发明。

实施例1：

如图1、2、图4所示，一种七轴视觉机器人，包括行车机构，行车机构包括平行且间隔布置的第一、第二横梁11、12，第一、第二横梁11、12上分别布置有第一、第二行走小车13、14且在第一、第二行走小车13、14之间设有连接梁2，连接梁2上设有驱动单元用于驱动第一、第二行走小车13、14同步在第一、第二横梁11、12上往复移动；第一、第二行走小车13、14上分别设有导向轮组件，导向轮组件与第一、第二横梁11、12导向配合；连接梁2上安装有向下延伸布置的机器人。

现有技术中，一些机器人在搬运过程中位置固定不动，通过机器人的机械手进行搬运作业，该过程中，不仅对于待搬运件的位置有要求，需放置在指定位置，而且搬运范围受到机械手伸展半径限制，使搬运作业效率降低，本发明中，直线式运动动力由伺服电机提供，可实现电脑***的自动化控制，相比传统直线运动用普通电机的人工手动控制更为安全和高效。

工作过程：伺服电机61提供动力，动力通过减速机减速后分两支，再分别由两个联轴器传递给输出轴，输出轴通过键带动左右两个主动链轮63转动，两个主动链轮63转动将转矩分别作用在链条64上，链条64通过反作用力促使两个主动链轮63朝着反作用力的方向水平移动，从而致使连接梁2、机器人41和第一、第二行走小车13、14作为一个整体沿两导轨方向移动。同时该过程中通过摄像头采集进入到连接梁下方的车辆空间位置，并将采集的信息发送至处理模块52，处理模块52通过计算并将结果传递到控制模块53，控制模块53同时控制机器人41、伺服电机61，根据工作需求编制相应控制程序，最终实现货物的自动装卸。

如图1、图2和图4所示，第一、第二横梁11、12上分别设有导轨15，第一、第二行走小车13、14上布置的行走轮16与导轨15与构成滚动配合；驱动单元包括设置在连接梁2上的伺服电机61和减速机，减速机分别向第一、第二行走小车13、14所在侧延伸有输出轴，两输出轴的悬伸端部分别由联轴器连接传动轴62，传动轴62由带座轴承安装在连接梁2上且其端部键装有主动链轮63，主动链轮63与沿第一横梁11或第二横梁12长度方向布置的链条64啮合，链条64由设置在第一横梁11或第二横梁12两端的连接装置拉紧固定，且在第一、第二行走小车13、14上分别设有两个涨紧链轮65将链条64压紧，如此，驱动单元采用90度双向同步输出减速箱，通过联轴器将动力传递给左右两根传动轴62，传动轴62上安装链轮，导轨15旁边固定安装链条64，链轮在链条上滚动，这样就实现了用一个伺服电机同时给机器人，连接梁2上的第一和第二行走小车13、14提供同步的动力，比普通行车机构少了一套动力部件，结构上更加紧凑。

如图4所示，第一行走小车13和/或第二行走小车14上的行走轮16上同轴布置有刹车盘17，刹车盘17与设置在对应的第一行走小车13和/或第二行走小车14上的空压式蝶式制动器18配合进行制动，如此，第一、第二行走小车13、14安装独立的空压碟式制动器18，如果遇有特殊紧急情况需要设备停止运转，则可通过空压式碟式制动器18与刹车盘17配合产生制动力矩，直接控制行车轮16的转动，从而迫使小车停止移动，制动安全可靠。

如图2、3、4所示，连接装置包括与链条64端部固定连接的连接座71，连接座71向远离链条64的方向延伸有中空杆72，中空杆72的端部设有外螺纹旋拧在连接梁的安装孔上，导向组件包括导向轮3，设置在第一、二横梁11、12下端面用于和导向轮3滚动配合的导向槽，导向槽沿第一横梁11长度方向布置，导向轮3的转动轴伸出端经由钢板固联在连接梁2下端面，如此，第一、第二行走小车13、14加装导向组件，导向轮3可防止应载荷偏心而导致行车的上下倾斜，能防止各行走小车的倾斜，进一步提高了装备运行的安全性。

如图1所示，连接梁2远离驱动单元的一侧还固联有机器人安装板42，机器人安装板42周向设有若干用于安装机器人41的安装孔，机器人41经由螺栓固联在机器人安装板42上，机器人41上还设有摄像头、用于接收并处理摄像头传递信息的处理模块52，所述处理模块52将处理结果发送至控制模块53，并经由控制模块53控制机器人41和伺服电机61实现自动化搬运作业，如此，***的功能执行部件采用工业机器人，用标准型号工业机器人加装专用抓手及驱动单元，组成了货物垛码机器人，再加上图像视觉模块51。七轴视觉机器人的程序里所需要定位的只有两点，一个是抓起点，一个是摆放点，这两点之间以外的轨道全由电脑来控制，所以操作方法极为简单。七轴视觉机器人搬运速度快而准，结构紧凑合理，维修方便，安装操作简单，相比人工搬运，机器人41能更加高效整齐将货物码放在制定位置上。为充分利用场地面积和机器人码堆物料的稳定性，机器人41具有物料码垛顺序排列设定器，可根据企业的生产节奏快慢，灵活调节机器人的运行速度。此外机器人的使用可实现多工位集中控制，可有效减少岗位人员数量，为企业减少人力成本。

如图1所示，第一、第二横梁11、12两端还设有垂直布置的立柱19，立柱19一端经由地脚螺栓和地基固联，立柱19另一端经由螺栓分别对应和第一、第二横梁11、12连接。

实施例2：

如图1所示，本实施例结构和实施例1基本相同，相同之处不再重述，不同之处在于：连接梁2位于驱动单元一侧、第一横梁11和/或第二横梁12一侧还设有围栏81，第一横梁11和/或第二横梁12的围栏81一端还设有竖梯82，如此，竖梯82和围栏81可方便工作人员对设备进行安装、调试和维修。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种七轴视觉机器人，其特征在于，包括行车机构，所述的行车机构包括平行且间隔布置的第一横梁（11）、第二横梁（12），第一横梁（11）、第二横梁（12）上分别布置有第二行走小车（14）、第一行走小车（13）且在第一行走小车（13）、第二行走小车（14）之间设有连接梁（2），连接梁（2）上设有驱动单元用于驱动第一行走小车（13）、第二行走小车（14）同步在第一横梁（11）、第二横梁（12）上往复移动；

所述的第一行走小车（13）、第二行走小车（14）上分别设有导向轮组件，所述的导向轮组件与第一横梁（11）、第二横梁（12）导向配合；

所述的连接梁（2）上安装有向下延伸布置的机器人（41）；

所述第一横梁（11）、第二横梁（12）上分别设有导轨（15），第一行走小车（13）、第二行走小车（14）上布置的行走轮（16）与所述的导轨（15）构成滚动配合；

所述的驱动单元包括设置在连接梁（2）上的伺服电机（61）和减速机，减速机分别向第一行走小车（13）、第二行走小车（14）所在侧延伸有输出轴，两输出轴的悬伸端部分别由联轴器连接传动轴（62），所述传动轴（62）由带座轴承安装在连接梁（2）上且其端部键装有主动链轮（63），主动链轮（63）与沿第一横梁（11）或第二横梁（12）长度方向布置的链条（64）啮合，所述链条（64）由设置在第一横梁（11）或第二横梁（12）两端的连接装置拉紧固定，且在第一行走小车（13）、第二行走小车（14）上分别设有两个涨紧链轮（65）将链条（64）压紧；

所述的连接装置包括与链条（64）端部固定连接的连接座（71），连接座（71）向远离链条（64）的方向延伸有中空杆（72），中空杆（72）的端部设有外螺纹旋拧在连接梁（2）的安装孔上；

所述导向轮组件包括导向轮（3），设置在第一横梁（11）、第二横梁（12）下端面用于和导向轮（3）滚动配合的导向槽，所述导向槽沿第一横梁（11）长度方向布置，导向轮（3）的转动轴伸出端经由钢板固联在连接梁（2）下端面；

所述连接梁（2）远离驱动单元的一侧还固联有机器人安装板（42），机器人安装板（42）周向设有若干用于安装机器人（41）的安装孔，机器人（41）经由螺栓固联在机器人安装板（42）上；

各所述第一横梁（11）、第二横梁（12）两端还设有垂直布置的立柱（19），所述立柱（19）一端经由地脚螺栓和地基固联，立柱（19）另一端经由螺栓分别对应和第一横梁（11）、第二横梁（12）连接；

所述连接梁（2）位于驱动单元一侧、第一横梁（11）和/或第二横梁（12）一侧还设有围栏（81），第一横梁（11）和/或第二横梁（12）的围栏（81）一端还设有竖梯（82）。

2.根据权利要求1所述的七轴视觉机器人，其特征在于，第一行走小车（13）和/或第二行走小车（14）上的行走轮（16）上同轴布置有刹车盘（17），所述的刹车盘（17）与设置在对应的第一行走小车（13）和/或第二行走小车（14）上的空压式蝶式制动器（18）配合进行制动。