CN113400286A - 一种结构简单成本低的新型码垛机器人 - Google Patents

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梁健伟
唐哲敏
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Abstract

本发明公开了一种结构简单，成本低的仿人操作新型码垛机器人，可实现自动控制、可重复编程、能在三维空间中完成各种规定作业的机电一体化生产设备。具体包括其机械本体、伺服驱动***、手臂机构、末端执行器(机械手)等构成，可根据不同的物料包装外形(如矩形的集装箱、麻袋物料包装等)、堆垛顺序、码垛层数的要求等进行参数设置,可实现不同物料包装类型的运输与堆垛。本发明与现有的物料运输机器人相比，具有结构简单，制造成本低，可抓取的货物包装类型多等特点，其中最适用于码头矩形集装箱的搬运和码垛，大大提高了工作效率，一定程度上满足了市场的需求。

Description

一种结构简单成本低的新型码垛机器人
技术领域
本发明涉及一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种规定作业的机电一体化生产设备的技术领域，具体为一种结构简单成本低的新型码垛机器人，可用于码头的集装箱搬运和码垛，以及快递物流的抓取与搬运领域。
背景技术
码垛机器人是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的获取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品，而随着社会的发展，人们对物流货物的抓取和码垛需求逐渐增加，而现有的码垛机器人及技术存在很多问题，包括包装种类、工作环境和客户需求、工作效率、成本等将货物码垛变成了包装工厂里的一大困难。为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在发展改进，包括从机械手到操纵它的软硬件等，目前物流抓取和码垛主要是依赖高精度和高成本的机器人实现，对于小作坊主要依靠人为手工进行，而对于码头的矩形集装箱，主要依靠龙门吊实现集装箱的升降以及堆垛，主要存在操作复杂，堆垛精准度不高，导致工作效率底下等劣势，从而无法满足市场的需求，最终会降低运输效率和增加货物成本。
针对现有技术的不足，本申请人设计了一种结构简单成本低的新型码垛机器人，其目的在于能适应抓取更多的货物包装外形、主要用于码头的矩形集装箱抓取堆垛等，提高工作效率和降低工作成本。
发明内容
本发明的目的在于对码垛机器人的关键部位，即机械手抓取结构以及码垛机器人的整体结构提起专利申请保护。
本发明一种结构简单成本低的新型码垛机器人，主要包括码垛机器人机械本体、伺服驱动***、手臂机构、末端执行器(机械手)；具体包括码垛机器人底座装置、码垛机器人仿人手臂装置以及机械手抓取装置三个部分，所述码垛机器人底座装置具体包括支撑底座(1)和旋转台(2)；所述码垛机器人仿人手臂装置具体包括伺服电机(3)、旋转腰部(4)、小臂传动杆(5)、竖直方向保持架(6)、小臂(7)、调节平衡三角架(8)、大臂(9)、前臂(10)以及水平方向保持架(11)；所述机械手抓取装置具体包括伺服电机(12)、机械手座(13)、法兰联轴器(14)、滚珠丝杆(15)、机械抓手导杆(16)、机械手(17)、机械手安装座(18)、伺服电机(19)。
本发明采用的方案是：所述旋转台(2)安装在所述支撑底座(1)上端，所述伺服电机(3)与所述旋转腰部(4)和所述小臂传动杆(5)以及所述大臂(9)相连，并通过联轴器的连接以此提供动力，所述竖直方向保持架(6)与所述旋转腰部(4)连接，所述调节平衡三角架(8)与所述竖直方向保持架(6)连接，所述小臂(7)与所述小臂传动杆(5)连接，所述前臂(10)与所述小臂(7)相连实现转动，所述水平方向保持架(11)与所述调节平衡三角架(8)连接，以调整竖直方向与水平方向的动平衡，所述机械手座(13)与所述前臂(10)和所述水平方向保持架(11)连接，通过所述伺服电机(12)和所述法兰联轴器(14)连接所述机械手安装座(18)，将所述滚珠丝杆(15)和所述机械抓手导杆(16)通过法兰联轴器安装在所述机械手安装座(18)上，从而将所述机械手(17)安装于所述滚珠丝杆(15)和所述机械抓手导杆(16)，最后通过所述伺服电机(19)来为所述机械手(17)提供进给抓取的动力。
常规上，当本发明的码垛机器人投入工作后，在工人完成产品的装箱后，进入输送线，在输送线中有一个定位装置也可称定位挡板，此装置和定位板可以完成箱体的旋转和定位，可以让箱体靠左侧定位，然后输送到缓冲区，缓冲区上方安装有本发明的码跺机器人，机器人通过机械手将箱子（一层码5个）整体提升垂直提升，再进行水平运行，然后垂直放置在码跺区（托盘上），在放置完成后，按照原路径返回，在集装箱堆垛区完成码跺后，由叉车将其运走。
本发明的有益效果：
本发明一种结构简单成本低的新型码垛机器人，通过程序控制机器人的运作，实现码头矩形集装箱的抓取和码垛，并设有紧急停止按扭，可手动、自动停止；机器人支承架工作范围内装有光栅安全***，在故障或异常情况下报警信号灯亮，***紧急停止，在手动状态下排除报警后***方可继续运行；有自动记忆功能，在停电或故障情况后可继续完成工作，用机械自动化的手段取代了人为手工劳动，降低了生产成本，提高了传送效率，一定程度上满足了市场的需求。
附图说明
图1为本发明一种结构简单成本低的新型码垛机器人装配图。
图1中的图号标识：1、支撑底座；2、旋转台；3、伺服电机；4、旋转腰部；5、小臂传动杆；6、竖直方向保持架；7、小臂；8、调节平衡三角架；9、大臂；10、前臂；11、水平方向保持架；12、伺服电机；13、机械手座；14、法兰联轴器；15、滚珠丝杆；16、机械抓手导杆；17、机械手；18、机械手安装座；19、伺服电机。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明一种货物自动转向和分流的新型传送装置，包括码垛机器人机械本体、伺服驱动***、手臂机构、末端执行器(机械手)。
本发明一种结构简单成本低的新型码垛机器人，其特征在于所述旋转台(2)安装在所述支撑底座(1)上端，所述伺服电机(3)与所述旋转腰部(4)和所述小臂传动杆(5)以及所述大臂(9)相连，并通过联轴器的连接以此提供动力，所述竖直方向保持架(6)与所述旋转腰部(4)连接，所述调节平衡三角架(8)与所述竖直方向保持架(6)连接，所述小臂(7)与所述小臂传动杆(5)连接，所述前臂(10)与所述小臂(7)相连实现转动，所述水平方向保持架(11)与所述调节平衡三角架(8)连接，以调整竖直方向与水平方向的动平衡，所述机械手座(13)与所述前臂(10)和所述水平方向保持架(11)连接，通过所述伺服电机(12)和所述法兰联轴器(14)连接所述机械手安装座(18)，将所述滚珠丝杆(15)和所述机械抓手导杆(16)通过法兰联轴器安装在所述机械手安装座(18)上，从而将所述机械手(17)安装于所述滚珠丝杆(15)和所述机械抓手导杆(16)，最后通过所述伺服电机(19)来为所述机械手(17)提供进给抓取的动力，如图1所示。
本发明的运行方式为：
当本发明的码垛机器人正常工作后，底座由一个电机控制整个机器人旋转，腰部由两个电机组成，其中一个控制大臂的转向，另一个通过控制摇杆机构从而控制小臂的转向使得机械手得以上下移动，机械手则由一个舵机以及两个直流伺服电机组成，电机完成控制机械手的旋转，直流伺服电机通过控制丝杆机构控制机械手完成夹取进而根据要求实现货物的堆垛。

Claims (3)

1.一种结构简单成本低的新型码垛机器人，其特征在于：包括码垛机器人机械本体、伺服驱动***、手臂机构、末端执行器(机械手)。
2.根据权利要求1所述的一种结构简单成本低的新型码垛机器人主要分为码垛机器人底座装置、码垛机器人仿人手臂装置以及机械手抓取装置三个部分，所述码垛机器人底座装置具体包括支撑底座(1)和旋转台(2)；所述码垛机器人仿人手臂装置具体包括伺服电机(3)、旋转腰部(4)、小臂传动杆(5)、竖直方向保持架(6)、小臂(7)、调节平衡三角架(8)、大臂(9)、前臂(10)以及水平方向保持架(11)；所述机械手抓取装置具体包括伺服电机(12)、机械手座(13)、法兰联轴器(14)、滚珠丝杆(15)、机械抓手导杆(16)、机械手(17)、机械手安装座(18)、伺服电机(19)。
3.根据权利要求1或者2所述的一种结构简单成本低的新型码垛机器人，其特征在于所述旋转台(2)安装在所述支撑底座(1)上端，所述伺服电机(3)与所述旋转腰部(4)和所述小臂传动杆(5)以及所述大臂(9)相连，并通过联轴器的连接以此提供动力，所述竖直方向保持架(6)与所述旋转腰部(4)连接，所述调节平衡三角架(8)与所述竖直方向保持架(6)连接，所述小臂(7)与所述小臂传动杆(5)连接，所述前臂(10)与所述小臂(7)相连实现转动，所述水平方向保持架(11)与所述调节平衡三角架(8)连接，以调整竖直方向与水平方向的动平衡，所述机械手座(13)与所述前臂(10)和所述水平方向保持架(11)连接，通过所述伺服电机(12)和所述法兰联轴器(14)连接所述机械手安装座(18)，将所述滚珠丝杆(15)和所述机械抓手导杆(16)通过法兰联轴器安装在所述机械手安装座(18)上，从而将所述机械手(17)安装于所述滚珠丝杆(15)和所述机械抓手导杆(16)，最后通过所述伺服电机(19)来为所述机械手(17)提供进给抓取的动力。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114274136A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 贵州蓝辉新材料有限公司 一种电机机壳低压铸造取件机器人及其取件工艺
CN115610982A (zh) * 2022-09-13 2023-01-17 合肥博创智能包装设备有限公司 一种码垛包装一体化生产设备用机械手抓取机构

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