CN205187376U - 重载码垛机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种重载码垛机器人，其中包括机器人本体和抓手，所述的机器人本体包括基座和臂部组件，所述的臂部组件和基座之间设置有肩部组件，所述的臂部组件的末端与所述的抓手相连接，所述的臂部组件和抓手之间设置有腕部组件，所述的臂部组件包括大臂、肘部和小臂，所述的肘部连接于所述的大臂和小臂之间，所述的大臂与所述的肩部组件相连接，所述的小臂与所述的腕部组件相连接，所述的抓手包括固定支架和设置于所述的固定支架上的吸盘。采用该种结构的重载码垛机器人，可代替人工搬运码垛，如在玻璃行业，进行超大型的板抓取后码垛，还可以运用于钢板等大型的板材的搬送与码垛，大大提高工作效率，节省人力物力，具有更广泛的应用范围。

Description

重载码垛机器人

技术领域

本实用新型涉及工业机器人技术领域，尤其涉及码垛机器人技术领域，具体是指一种重载码垛机器人。

背景技术

码垛机器人代替人力搬运码垛，可以大幅度提高生产效率，保证稳定性，降低劳动强度，可防止重大安全事故，被广泛应用于玻璃搬运码垛，钢板搬运码垛，板材的水平或垂直搬运码垛。在板材流水线上运用广泛。但是，传统的四轴工业机器人由于臂长有限，承载有限，以及大臂的转动范围限制，无法完成大型板材的搬运码垛；而用六轴或以上的机器人，不仅成本较高，而且末端可承载能力较低，存在安全隐患。在安全、经济、实用、可靠的前提下，以往的机器人很难满足现在的大型板材的搬运要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现具有重载码垛能力、能够码垛巨型尺寸的板型材料、完成在流水线上的抓取码垛作业、具有更广泛应用范围的重载码垛机器人。

为了实现上述目的，本实用新型的重载码垛机器人具有如下构成：

该重载码垛机器人，其主要特点是，所述的机器人包括机器人本体和抓手，所述的机器人本体包括基座和臂部组件，所述的臂部组件和基座之间设置有肩部组件，所述的臂部组件的末端与所述的抓手相连接，所述的臂部组件和抓手之间设置有腕部组件。

较佳地，所述的机器人本体还包括基座安装板，所述的基座安装至所述的基座安装板上。

较佳地，所述的肩部组件包括肩关节电机和肩关节减速器，所述的肩关节电机通过所述的肩关节减速器连接至所述的臂部组件的开始端。

较佳地，所述的腕部组件包括手腕、末端法兰、末端减速器和末端电机，所述的臂部组件的末端通过所述的手腕和末端法兰与所述的抓手相连接，所述的末端电机通过所述的末端减速器与所述的手腕相连接。

较佳地，所述的臂部组件包括大臂、肘部和小臂，所述的肘部连接于所述的大臂和小臂之间，所述的大臂与所述的肩部组件相连接，所述的小臂与所述的腕部组件相连接。

更佳地，所述的肘部包括肘关节减速器和肘关节电机，所述的肘关节电机通过所述的肘关节减速器连接至所述的小臂。

更佳地，所述的机器人还包括平衡装置，所述的平衡装置设置于所述的大臂的一侧且所述的平衡装置与所述的肩部组件相对。

更佳地，所述的大臂上还设置有大臂限位块，所述的小臂上还设置有小臂限位块。

较佳地，所述的抓手包括固定支架和设置于所述的固定支架上的吸盘，所述的吸盘呈矩阵状分布于所述的固定支架上。

采用了该实用新型中的重载码垛机器人，可代替人工搬运码垛，如在玻璃行业，进行超大型的板抓取后码垛，还可以运用于钢板等大型的板材的搬送与码垛，大大提高工作效率，节省人力物力，具有更广泛的应用范围。

附图说明

图1为本实用新型重载码垛机器人平面结构示意图；

图2为本实用新型重载码垛机器人三维结构示意图；

图3为本实用新型重载码垛机器人水平下抓取姿态的示意图；

图4为本实用新型重载码垛机器人竖直码放姿态的示意图。

附图标记：

1基座安装板

2肩关节减速器

3肩关节电机

4基座

5大臂

6肘关节减速器

7肘关节电机

8小臂

9腕关节电机

10腕关节减速器

11末端法兰

12末端减速器

13手腕

14末端电机

15小臂限位块

16平衡装置

17大臂限位块

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

为了实现上述目的，该重载码垛机器人包括机器人本体和抓手，所述的机器人本体包括基座4和臂部组件，所述的臂部组件和基座4之间设置有肩部组件，所述的臂部组件的末端与所述的抓手相连接，所述的臂部组件和抓手之间设置有腕部组件。

在一种较佳的实施方式中，所述的机器人本体还包括基座安装板1，所述的基座4安装至所述的基座安装板上1。

在一种较佳的实施方式中，所述的肩部组件包括肩关节电机3和肩关节减速器2，所述的肩关节电机3通过所述的肩关节减速器2连接至所述的臂部组件的开始端。

在一种较佳的实施方式中，所述的腕部组件包括手腕13、末端法兰11、末端减速器12和末端电机14，所述的臂部组件的末端通过所述的手腕13和末端法兰11与所述的抓手相连接，所述的末端电机14通过所述的末端减速器12与所述的手腕13相连接。

在一种较佳的实施方式中，所述的臂部组件包括大臂5、肘部和小臂8，所述的肘部连接于所述的大臂5和小臂8之间，所述的大臂5与所述的肩部组件相连接，所述的小臂8与所述的腕部组件相连接。

在一种更佳的实施方式中，所述的肘部包括肘关节减速器6和肘关节电机7，所述的肘关节电机7通过所述的肘关节减速器6连接至所述的小臂。

在一种更佳的实施方式中，所述的机器人还包括平衡装置16，所述的平衡装置16设置于所述的大臂5的一侧且所述的平衡装置16与所述的肩部组件相对。

在一种更佳的实施方式中，所述的大臂5上还设置有大臂限位块17，所述的小臂8上还设置有小臂限位块15。

在一种较佳的实施方式中，所述的抓手包括固定支架和设置于所述的固定支架上的吸盘，所述的吸盘呈矩阵状分布于所述的固定支架上。

如图1～4所示，根据本实用新型提供的一种重载码垛工业机器人，所述结构包括基座4、大臂5、小臂8、手腕13、肩关节电机3、肘关节电机7、腕关节电机9、末端电机14、肩关节减速器2、肘关节减速器6、腕关节减速器10、末端减速器12、末端法兰11、平衡装置16和吸盘抓手。

其中，所述基座4、大臂5、小臂8、手腕13、肩关节电机3、肘关节电机7、腕关节电机9、末端电机14、肩关节减速器2、肘关节减速器6、腕关节减速器10、末端减速器12和末端法兰11组成重载码垛机器人的本体，用于重载码垛机器人的运动执行。

所述平衡装置16用于为大臂5提供平衡转矩，在大臂5承受负载转矩时，平衡装置16为大臂5提供与负载转矩反向的平衡转矩，其特征是，能为大臂5在正负90的旋转工作空间中提供平衡转矩减小肩关节减速器2和肩关节电机3的负载，延长肩关节减速器2和肩关节电机3的使用寿命。

所述吸盘抓手采用特制的矩阵式分布吸盘抓取结构，能够有效的抓取负载超过500公斤板材的码垛场合，保证抓取过程中的大型超重板材被牢靠稳固地抓取，而且不对板材表面造成划伤。

所述重载码垛机器人的固定方式，采用独特的安装方式，结构了建筑学、力学等方面的知识，采用钢化螺栓将机器人安装在基座安装板1上，基座安装板1安装在底板上，最后将底板安装在地面，且用水泥混合土浇筑为一体，保证机器人牢靠地固定在地面，减少重大承载力对机体的作用力，有效地保证机器人寿命。

在抓取方式方面，该结构采用下抓的方式进行抓取，即从板材运动水平面的下方进行抓取。

在本实施例中，本实用新型提供的重载码垛机器人，包括机器人本体、平衡装置16和吸盘抓手；

所述机器人本体用于产生码垛的执行主体动作，根据码垛对象的空间位置进行相应的姿态调整。所述肩关节电机3采用内六角螺钉组安装于基座4的肩关节电机法兰面上，肩关节减速器2采用内六角螺钉组安装于基座肩关节减速器安装面上。所述肩关节减速器输出面与大臂肩关节安装面采用内六角螺钉组相连，肩关节电机的动力将由肩关节减速器传递至大臂肩关节安装面，以驱动大臂旋转。所述肘关节减速器6采用内六角螺钉组安装于大臂肘关节减速器安装面。所述小臂肘关节减速器安装面与肘关节减速器输入面采用内六角螺钉组相连，所述肘关节电机7采用内六角螺钉组安装于小臂肘关节电机法兰安装面，肘关节电机7的动力将由肘关节减速器6传递至小臂肘关节，以驱动小臂旋转。所述腕关节减速器10采用内六角螺钉组安装于小臂腕关节面上，所述手腕采用内六角螺钉安装于腕关节减速器输出面上，腕关节电机9的动力将由腕关节减速器10传至手腕13的腕关节安装面。末端电机14采用内六角螺钉安装于手腕末端电机法兰面上，末端减速器12采用内六角螺钉组安装于手腕减速器安装面上，末端法兰采用内六角螺钉安装于末端减速器输出面上。

所述平衡装置16采用花键连接的方式与所述机器人大臂肩关节端面相连。所述平衡装置16用于平衡一部分所述机器人肩关节的负载转矩，提供与机器人肩关节负载转矩反方向的平衡转矩。

所述吸盘抓手采用内六角螺钉组安装于所述机器人末端法兰安装面上，用于对码垛对象的吸取与码放，具体为采用下抓取的方式将特大重型玻璃稳固地抓取与码放，特别地能保护上表面镀膜玻璃的产品质量。

这种机器人主要由机器人本体、吸盘抓手和平衡装置组成。

机器人主要部件包含：基座安装板1、肩关节减速器2、肩关节电机3、基座4、大臂5、肘关节减速器6、肘关节电机7、小臂8、腕关节电机9、腕关节减速器10、末端法兰11、末端减速器12、手腕13、末端电机14、小臂限位块15、平衡装置16、大臂限位块17。

组合方式为：基座安装板1采用螺栓固定在底板上面，而底板是靠钢化螺栓与混凝土浇注为一体；主体部分是由四个关节电机组成，每个关节电机控制一个减速器，关节间采用力臂连接，在力臂上都有限位块，进行位置限制。

主轴组成：肩关节减速器2装在肩关节电机3上，然后整体安装在基座4上；肩关节减速器2与大臂5连接，平衡装置16用来控制力臂5的平衡。

同理，

肘关节减速器6、肘关节电机7以及小臂8组成二轴；

腕关节电机9、腕关节减速器10组成三轴；

末端法兰11、末端减速器12以及末端电机14组成四轴。

抓手部件包括：吸盘组件、固定支架等。

本实用新型提供的重载码垛机器人的工作方式，具体内容如下：

一个工作循环包括：待机、抓取、搬运和码垛四个过程。

待机：机器人在上电后，运动到板材运动面的下侧，且吸盘平面与运动面水平平行，如图2的位置，等待板材到达抓取位置。

抓取：板材到达机器人抓手抓取位置后，通过外界光电感应信号，机器人进入抓取阶段，机器人运动到吸盘与板材接触处，吸盘进行吸取后，机器人各轴进行联动，将板材抓取脱离运动面的载体，完成抓取；

搬运：抓取完成后即进入搬运阶段，机器人将沿着程序编写的运动轨迹进行相应的运动，将板材搬运到需要的位置，如图3所示；

码垛：在到达指定位置后，抓手上的吸盘将停止吸取，将板材释放到指定位置的承载物体上，然后再返回到抓取位置，进行待机。

采用了该实用新型中的重载码垛机器人，可代替人工搬运码垛，如在玻璃行业，进行超大型的板抓取后码垛，还可以运用于钢板等大型的板材的搬送与码垛，大大提高工作效率，节省人力物力，具有更广泛的应用范围。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种重载码垛机器人，其特征在于，所述的机器人包括机器人本体和抓手，所述的机器人本体包括基座和臂部组件，所述的臂部组件和基座之间设置有肩部组件，所述的臂部组件的末端与所述的抓手相连接，所述的臂部组件和抓手之间设置有腕部组件。

2.根据权利要求1所述的重载码垛机器人，其特征在于，所述的机器人本体还包括基座安装板，所述的基座安装至所述的基座安装板上。

3.根据权利要求1所述的重载码垛机器人，其特征在于，所述的肩部组件包括肩关节电机和肩关节减速器，所述的肩关节电机通过所述的肩关节减速器连接至所述的臂部组件的开始端。

4.根据权利要求1所述的重载码垛机器人，其特征在于，所述的腕部组件包括手腕、末端法兰、末端减速器和末端电机，所述的臂部组件的末端通过所述的手腕和末端法兰与所述的抓手相连接，所述的末端电机通过所述的末端减速器与所述的手腕相连接。

5.根据权利要求1所述的重载码垛机器人，其特征在于，所述的臂部组件包括大臂、肘部和小臂，所述的肘部连接于所述的大臂和小臂之间，所述的大臂与所述的肩部组件相连接，所述的小臂与所述的腕部组件相连接。

6.根据权利要求5所述的重载码垛机器人，其特征在于，所述的肘部包括肘关节减速器和肘关节电机，所述的肘关节电机通过所述的肘关节减速器连接至所述的小臂。

7.根据权利要求5所述的重载码垛机器人，其特征在于，所述的机器人还包括平衡装置，所述的平衡装置设置于所述的大臂的一侧且所述的平衡装置与所述的肩部组件相对。

8.根据权利要求5所述的重载码垛机器人，其特征在于，所述的大臂上还设置有大臂限位块，所述的小臂上还设置有小臂限位块。

9.根据权利要求1所述的重载码垛机器人，其特征在于，所述的抓手包括固定支架和设置于所述的固定支架上的吸盘，所述的吸盘呈矩阵状分布于所述的固定支架上。