CN112077833B - 一种码垛型机器人的助力机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种助力机构，其在机器人的末端姿态保持中间体的下端、机器人第一节臂与第二节臂铰接轴的下方设置一个铰接点，铰接一个助力缸，该助力缸为直线顶出性、输出推动力的储力缸，输出推助动力，助力缸的另一端与机器人第二节臂铰接，对此臂提供推助力。本发明的机器人助力机构，结构简单，自身重量轻，助力缸与机器人电动力良好的补充和配合，随机器人臂姿态变化，贴合性和补充性地向臂提供负载力矩变化所需值的助力。使得机器人在运行过程中，同样的负载情况下电动动力源可以有较小的动力配置，降低成本，节约动力能源消耗。

Description

一种码垛型机器人的助力机构

技术领域

本发明涉及一种机器人助力机构，尤其是码垛型机器人第二节臂的驱动辅助动力机构。

背景技术

随着对机器人工作负载能力要求越来越高，机器人（关节型）臂驱动力对辅助动力的依赖也越来越高。辅助动力（例如对重结构、弹簧结构和液压结构）是控制型驱动力（例如电动力）的有效补充和配合，合理的结构，可以使辅助驱动力甚至可以占据总动力最大值的50%以上，使得机器人负载能力实现突破，并节约大量动力能源消耗。

现有技术出现的问题是:未采用辅助动力的，动力源功率配置大，成本高。采用对重结构的,其缺点是体积庞大，自身重量重，惯性大，重量一旦确定不容易改变，灵活性差。采用助力弹簧结构的缺点是体积庞大，储存动能很有限。

最大的不理想之处是，这些辅助动力使用形式输出很难在因机器人臂姿态变化而发生负载力矩变化时，贴合性和补充性地向臂提供所需值的助力，即不能需要大时则大、需要小时则小。

发明内容

根据现有技术出现的问题，本发明提供了一种助力机构，它能对码垛型（有末端姿态保持装置）机器人的第二节臂提供强大的动力，使得重载码垛机器人能够在较小的电动力配置下，实现高负荷和快速运行。并且具有输出贴合性好、补充性好的优势。

本发明助力机构内容是：在机器人的末端姿态保持中间体上、机器人第一节臂与第二节臂铰接轴的下方设置一个铰接点，铰接一个助力缸，该助力缸为直线顶出性、输出推动力的储力缸，输出推助动力，助力缸的另一端与机器人第二节臂铰接，对此臂提供推助力。

本发明的机器人助力机构，结构简单，自身重量轻，使得在第二节臂处于水平或接近水平，负载及自重产生的重力矩最大时，助力缸能提供最大的助力力矩来抵抗重力，辅助驱动力甚至可以占据总动力最大值的50%以上；而在第二节臂垂直或接近垂直时，负载和自重产生的重力矩很小，此时助力缸与第二节臂接近重合，作用到臂上的力矩也很小。这样就造成了助力缸与机器人电动力良好的补充和配合，随机器人臂姿态变化，贴合性和补充性地向臂提供负载力矩变化所需值的助力。使得机器人在运行过程中，同样的负载情况下电动动力源可以有较小的动力配置，降低成本，节约动力能源消耗；同样的动力下负载能力实现突破，并节约大量动力能源消耗。

另外，所使用的助力缸可以为液压缸，并连接有一个压缩气体容器，压缩气体容器可以是气包或气缸。

再者，助力缸与机器人第二节臂的铰接处，可以在第二节臂和末端臂的连接的轴心上。

附图说明

附图1是本发明第二节臂处于水平或接近水平时的结构示意简图。

附图2是本发明第二节臂处于垂直或接近垂直时的结构示意简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1。

如图1和图2所示的四轴码垛机器人助力机构，在机器人的第一节臂1和第二节臂3的铰接点处，设置可绕连接铰点摆动的末端姿态保持中间体2，末端姿态保持中间体2的下端、机器人第一节臂1与第二节臂3铰接轴的下方设置一个铰接点，该位置与一个助力缸5的尾端铰接，该助力缸为带有蓄能器6的蓄能液压助力缸，输出推助动力，助力缸5的另一端与机器人第二节臂3的末端铰接，对第二节臂提供推助力。

如图1所示，当第二节臂3处于水平或接近水平时, 负载连接体4可连接的工作负载及机器人结构自重产生的重力矩最大。此时，助力缸5与第二节臂3的夹角最大，即助力缸对第二节臂的助动力矩最大或接近最大，助力缸5对负载连接体4的向上推力也最大。

如图2所示，当第二节臂3处于垂直或接近垂直时, 负载连接体4可连接的工作负载及结构自重产生的重力矩很小。此时，助力缸5与助力缸与第二节臂接近重合，作用到臂上的力矩也很小，助力缸5对负载连接体4的向上推力也很小。

这样，随着机器人第二节臂的姿态变化，助动缸向第二节臂提供的助动力矩可随负载重力矩之变化改变，与机器人电动力形成良好的补充和配合，使得机器人在运行过程中，同样的负载情况下电动动力源可以有较小的动力配置，降低成本，节约动力能源消耗；同样的动力下负载能力实现突破，并节约大量动力能源消耗。

以上对本发明所提供的码垛型机器人助力机构进行了详细介绍。本发明内容中所指的“在机器人的末端姿态保持中间体的上、机器人第一节臂与第二节臂铰接轴的下方”是大致方位，不代表是正下端和正下方，可能会有所偏向。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种码垛型机器人的助力机构，其特征在于，在机器人的第一节臂和第二节臂的铰接点处，设置可绕连接铰点摆动的末端姿态保持中间体，且铰点位于末端姿态保持中间体的中心位置；

在末端姿态保持中间体上位于该机器人第一节臂和第二节臂铰接轴的下方的部位铰接设置一个助力缸，该助力缸的另一端与机器人第二节臂铰接，助力缸为推力缸；

在末端姿态保持中间体靠近顶部上方两侧分别铰接第一连接杆和第二连接杆；所述第一连接杆的另一端与底座铰接；所述第二连接杆的另一端与负载连接体铰接；所述底座与第一节臂铰接；

所述的助力缸为液压缸，并连接有一个压缩气体容器；

所述的助力缸与机器人第二节臂的铰接处位于第二节臂和末端臂连接的轴心上。