CN210042737U

CN210042737U - 一种插件机器人

Info

Publication number: CN210042737U
Application number: CN201920062095.8U
Authority: CN
Inventors: 邓亚军; 范秀广; 梁文华; 陈成波; 陈戴通
Original assignee: Zhuhai Haifeng Robot System Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Haifeng Robot System Co Ltd
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-01-15

Abstract

本实用新型公开了一种插件机器人，包括安装座、一级臂、二级臂以及设置在二级臂末端的插件头；一级臂通过第一转动组安装在安装座上，二级臂通过第二转动组安装在二级臂上，插件头包括安装筒、可转动设置在安装筒内的旋转座以及可升降设置在旋转座上的夹持装置，安装筒安装在二级臂的末端，二级臂上设置有用于驱动旋转座转动的驱动装置。本插件机器人采用一级臂、二级臂以及插件头实现四轴的动作，其中在插件头中设置有可以转动的旋转座以及可升降的夹持装置，集成转动和升降的两轴功能，减少了传统四轴插件机器人所需的空间以及安装的麻烦，同时相比传统的插件头结构更加简单，驱动更加可靠方便。

Description

一种插件机器人

技术领域

本实用新型涉及插件设备技术领域，尤其涉及一种插件机器人。

背景技术

插件机器人是将电子元器件插装到PCB电路板上指定位置的机器设备，一般在其运动输出端设置插件头，插件头上通常安装多个夹爪或吸盘用于夹取和插装电子元器件；PCB板传送定位装置将PCB板传送到预定位置，插件头按指令将相应的电子元件插接到PCB板上指定的位置。

插件机器人包含很多相互连接的连接模块，如PCB板传送模块、机器人模块以及与机器人一起移动的电子元器件夹取模块、CCD视觉组件模块等，使得机器人不同模块的空间布局决定了设备的空间体积以及整个机器人的运动协调性。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单，结构布局合理的插件机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种插件机器人，包括安装座、一端可转动设置在安装座上的一级臂、可转动安装在一级臂另一端上的二级臂以及设置在二级臂末端的插件头；所述一级臂通过第一转动组安装在安装座上，所述二级臂通过第二转动组安装在二级臂上，所述插件头包括安装筒、可转动设置在安装筒内的旋转座以及可升降设置在旋转座上的夹持装置，所述安装筒安装在二级臂的末端，所述二级臂上设置有用于驱动旋转座转动的驱动装置。

作为上述技术方案的改进，所述夹持装置设置有至少两组，每组夹持装置均沿旋转座的转动轴线方向升降运动。

作为上述技术方案的改进，所述旋转座上沿周向设置有若干活动孔，所述夹持装置包括驱动轴、可拆卸地设置在驱动轴下端的夹持头以及升降组件；所述驱动轴通过滑动轴承安装在活动孔内，升降组件可驱动驱动轴沿旋转座的转动轴线方向往复运动，夹持头可开合夹持工件。

作为上述技术方案的改进，所述升降组件包括安装在二级臂上的升降气缸、设置在升降气缸输出端上的升降环以及设置在升降环上的驱动器，所述驱动器可与驱动轴的上端连接，所述升降气缸设置在二级臂靠近安装筒的一侧，升降环设置在安装筒的上方；当旋转座转动时，驱动轴可逐根与驱动器匹配连接，所述升降气缸可通过升降环上的驱动器顶压驱动轴在活动孔内升降。

作为上述技术方案的改进，所述驱动轴为中空轴，所述夹持头为气动卡爪，驱动轴与夹持头连通；所述驱动器上设置有与驱动轴匹配的连接位，所述连接位连通外部的空压设备，驱动器内设置有控制连接位启闭的继电器开关；所述驱动器通过驱动轴输送压力气体控制夹持头的开合。

作为上述技术方案的改进，所述夹持头包括插接部、缸体、活塞头以及手指，所述插接部设置在缸体的顶部，并通过接头与驱动轴的下端连接并连通，所述缸体的下端两侧设置有滑槽，所述手指分别滑动安装在两侧的滑槽内；所述活塞头可滑动插装在缸体内，且下端设置有V型叉头，两组手指相向的一端设置有配合V型叉头的槽口，当驱动轴内的压力气体通过插接部进入缸体后，压力气体推动活塞头向下伸出，V型叉头的两个工作头可伸入槽口内并迫使两个手指靠拢；两组手指之间设置有复位弹簧。

作为上述技术方案的改进，所述驱动装置包括安装在二级臂上的底座以及安装在底座上的驱动电机，所述驱动电机通过同步带与旋转座连接。

作为上述技术方案的改进，所述第二转动组和第一转动组结构相同，第二转动组和第一转动组均包括伺服电机、安装法兰、设置在安装法兰内的减速器以及设置在减速器输出端上的连接法兰，伺服电机可驱动减速器转动；所述第一转动组内的伺服电机和安装法兰均安装在安装座上，所述第一转动组内的连接法兰与一级臂的一端连接；所述第二转动组内的伺服电机和安装法兰均安装在一级臂的另一端上，所述第一转动组内的连接法兰与二级臂的一端连接。

作为上述技术方案的改进，所述二级臂位于插件头的一侧设置有CCD组件，所述CCD组件包括安装在二级臂上的安装架、设置在安装架上的辅助光圈以及CCD相机；所述辅助光圈设置在安装架的下部，所述CCD相机设置在安装架对应辅助光圈的上方。

作为上述技术方案的改进，所述安装座上设置有电器柜。

本实用新型的有益效果有：

本插件机器人采用一级臂、二级臂以及插件头实现四轴的动作，其中在插件头中设置有可以转动的旋转座以及可升降的夹持装置，集成转动和升降的两轴功能，减少了传统四轴插件机器人所需的空间以及安装的麻烦，同时相比传统的插件头结构更加简单，驱动更加可靠方便。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图一；

图2是本实用新型实施例的结构示意图二；

图3是本实用新型实施例中第二转动组的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中插件头的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中插件头去除安装筒的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中插件头的剖视图；

图7是本实用新型实施例中夹持头的剖视图。

具体实施方式

参见图1至图7，本实用新型的一种插件机器人，包括安装座1、一端可转动设置在安装座1上的一级臂2、可转动安装在一级臂2另一端上的二级臂3以及设置在二级臂3末端的插件头4；所述一级臂2通过第一转动组5安装在安装座1上，所述二级臂3通过第二转动组6安装在二级臂3上，所述插件头4包括安装筒41、可转动设置在安装筒41内的旋转座42以及可升降设置在旋转座42上的夹持装置43，所述安装筒41安装在二级臂3的末端，所述二级臂3上设置有用于驱动旋转座42转动的驱动装置44，为了运动流畅，旋转座42通过旋转轴承45安装在安装筒41内，旋转座42为空心的结构，便于导线或者管路穿行。其中，一级臂2和二级臂3均为航空铝或者碳纤维制作而成，可以有效保证强度，此外两者均是空心结构，在两端均机加工出相应的安装工位。所述安装座1上设置有电器柜，电器柜控制一级臂2、二级臂3和插件头4的动作，电器柜内的具体结构不是本专利的保护重点，不进行累述。

参见图2和图3，在本实施例中，为了提高运动的灵活性，所述第二转动组6和第一转动组5结构相同，这样的设计可以有效保证产品部件的替换，减少后期的维修成本。其中，第二转动组6和第一转动组5均包括伺服电机7、安装法兰8、设置在安装法兰8内的减速器9以及设置在减速器9输出端上的连接法兰10，伺服电机7可驱动减速器9转动；所述第一转动组5内的伺服电机7和安装法兰8均安装在安装座1上，所述第一转动组5内的连接法兰10与一级臂2的一端连接；所述第二转动组6内的伺服电机7和安装法兰8均安装在一级臂2的另一端上，所述第一转动组5内的连接法兰10与二级臂3的一端连接。可以看出，第二转动组6和第一转动组5均为简单的传动结构，在保证运动精度的同时，可以有效减少运动误差，提高插件头4的插件精度。

参见图4至图7，为了提高插件的效率，所述夹持装置43设置有至少两组，每组夹持装置43均沿旋转座42的转动轴线方向升降运动。所述旋转座42上沿周向设置有若干活动孔421，所述夹持装置43包括驱动轴431、可拆卸地设置在驱动轴431下端的夹持头432以及升降组件433；所述驱动轴431通过滑动轴承安装在活动孔421内，升降组件433可驱动驱动轴431沿旋转座42的转动轴线方向往复运动，夹持头432可开合夹持工件。其中，所述驱动装置44包括安装在二级臂3上的底座441以及安装在底座441上的驱动电机442，所述驱动电机442通过同步带443与旋转座42连接。当然在实际使用的过程中，驱动装置44不仅限与上述的表述，亦可以让驱动电机442通过丝杠连接旋转座42的转动中心，然后直接带动旋转座42转动即可。

所述升降组件433包括安装在二级臂3上的升降气缸4331、设置在升降气缸4331输出端上的升降环4332以及设置在升降环4332上的驱动器4333，所述驱动器4333可与驱动轴431的上端连接，所述升降气缸4331设置在二级臂3靠近安装筒41的一侧，升降环4332设置在安装筒41的上方；当旋转座42转动时，驱动轴431可逐根与驱动器4333匹配连接，所述升降气缸4331可通过升降环4332上的驱动器4333顶压驱动轴431在活动孔421内升降。

在本申请中，由于采用选用的是气动控制夹持头432进行夹持工件，因此，在本实施例中所述驱动轴431为中空轴，所述夹持头432为气动卡爪，驱动轴431与夹持头432连通；所述驱动器4333上设置有与驱动轴431匹配的连接位4334，所述连接位4334连通外部的空压设备，驱动器4333内设置有控制连接位4334启闭的继电器开关；所述驱动器4333通过驱动轴431输送压力气体控制夹持头432的开合。驱动器4333类似一个控制中心一样，可以控制与之配合驱动轴431上的夹持头432的动作。需要说明的是，在本申请中，驱动器4333优选设置2～3组，且均设置在升降环4332远离二级臂3另一端的一侧，这样可以进一步增加整个二级臂3的工作距离，提高整个机器人的适应性。此外，在本申请中旋转座42是可以带动其上的夹持装置43围绕自身的旋转中心转动，因此旋转座42会带动不同的驱动轴431进行分别匹配驱动器4333，由于不同驱动器4333的安装位置不一样，导致了旋转座42带动需要进行插件的驱动轴431进行运动时，可以选择不同位置的驱动器4333进行配合作用驱动轴431；这样的设计即使是同一根驱动器4333亦能实现不同角度的插件动作，提高了插件的灵活性。

参见图7，所述夹持头432包括插接部4321、缸体4322、活塞头4323以及手指4324，所述插接部4321设置在缸体4322的顶部，并通过接头434与驱动轴431的下端连接并连通，所述缸体4322的下端两侧设置有滑槽4325，所述手指4324分别滑动安装在两侧的滑槽4325内；所述活塞头4323可滑动插装在缸体4322内，且下端设置有V型叉头4326，两组手指4324相向的一端设置有配合V型叉头4326的槽口，当驱动轴431内的压力气体通过插接部4321进入缸体4322后，压力气体推动活塞头4323向下伸出，V型叉头4326的两个工作头可伸入槽口内并迫使两个手指4324靠拢；两组手指4324之间设置有复位弹簧4327。整个夹持头432的工作原理十分简单，类似一个活塞一样的机构，在驱动器4333开启后，外部的压力气体进入到驱动轴431后，缸体4322内的活塞头4323被压力气顶出，V型叉头4326的两个工作头可伸入槽口内并迫使两个手指4324靠拢实现夹持；反之，缸体4322内没有了压力气体之后，复位弹簧4327可以迫使两组手指4324背向运动进行复位并松开所夹持的工件。当然，为了提高复位的效率，在缸体4322内设置有复位活塞头4323的弹性件。

参见图1至图5，为了进一步提高机器人的运动精度，所述二级臂3位于插件头4的一侧设置有CCD组件31，所述CCD组件31包括安装在二级臂3上的安装架32、设置在安装架32上的辅助光圈33以及CCD相机34；所述辅助光圈33设置在安装架32的下部，所述CCD相机34设置在安装架32对应辅助光圈33的上方。

本插件机器人采用一级臂2、二级臂3以及插件头4实现四轴的动作，其中在插件头4中设置有可以转动的旋转座42以及可升降的夹持装置43，集成转动和升降的两轴功能，减少了传统四轴插件机器人所需的空间以及安装的麻烦，同时相比传统的插件头4结构更加简单，驱动更加可靠方便。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种插件机器人，其特征在于：包括安装座、一端可转动设置在安装座上的一级臂、可转动安装在一级臂另一端上的二级臂以及设置在二级臂末端的插件头；所述一级臂通过第一转动组安装在安装座上，所述二级臂通过第二转动组安装在二级臂上，所述插件头包括安装筒、可转动设置在安装筒内的旋转座以及可升降设置在旋转座上的夹持装置，所述安装筒安装在二级臂的末端，所述二级臂上设置有用于驱动旋转座转动的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种插件机器人，其特征在于：所述夹持装置设置有至少两组，每组夹持装置均沿旋转座的转动轴线方向升降运动。

3.根据权利要求2所述的一种插件机器人，其特征在于：所述旋转座上沿周向设置有若干活动孔，所述夹持装置包括驱动轴、可拆卸地设置在驱动轴下端的夹持头以及升降组件；所述驱动轴通过滑动轴承安装在活动孔内，升降组件可驱动驱动轴沿旋转座的转动轴线方向往复运动，夹持头可开合夹持工件。

4.根据权利要求3所述的一种插件机器人，其特征在于：所述升降组件包括安装在二级臂上的升降气缸、设置在升降气缸输出端上的升降环以及设置在升降环上的驱动器，所述驱动器可与驱动轴的上端连接，所述升降气缸设置在二级臂靠近安装筒的一侧，升降环设置在安装筒的上方；当旋转座转动时，驱动轴可逐根与驱动器匹配连接，所述升降气缸可通过升降环上的驱动器顶压驱动轴在活动孔内升降。

5.根据权利要求4所述的一种插件机器人，其特征在于：所述驱动轴为中空轴，所述夹持头为气动卡爪，驱动轴与夹持头连通；所述驱动器上设置有与驱动轴匹配的连接位，所述连接位连通外部的空压设备，驱动器内设置有控制连接位启闭的继电器开关；所述驱动器通过驱动轴输送压力气体控制夹持头的开合。

6.根据权利要求4所述的一种插件机器人，其特征在于：所述夹持头包括插接部、缸体、活塞头以及手指，所述插接部设置在缸体的顶部，并通过接头与驱动轴的下端连接并连通，所述缸体的下端两侧设置有滑槽，所述手指分别滑动安装在两侧的滑槽内；所述活塞头可滑动插装在缸体内，且下端设置有V型叉头，两组手指相向的一端设置有配合V型叉头的槽口，当驱动轴内的压力气体通过插接部进入缸体后，压力气体推动活塞头向下伸出，V型叉头的两个工作头可伸入槽口内并迫使两个手指靠拢；两组手指之间设置有复位弹簧。

7.根据权利要求3所述的一种插件机器人，其特征在于：所述驱动装置包括安装在二级臂上的底座以及安装在底座上的驱动电机，所述驱动电机通过同步带与旋转座连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种插件机器人，其特征在于：所述第二转动组和第一转动组结构相同，第二转动组和第一转动组均包括伺服电机、安装法兰、设置在安装法兰内的减速器以及设置在减速器输出端上的连接法兰，伺服电机可驱动减速器转动；所述第一转动组内的伺服电机和安装法兰均安装在安装座上，所述第一转动组内的连接法兰与一级臂的一端连接；所述第二转动组内的伺服电机和安装法兰均安装在一级臂的另一端上，所述第一转动组内的连接法兰与二级臂的一端连接。

9.根据权利要求8所述的一种插件机器人，其特征在于：所述二级臂位于插件头的一侧设置有CCD组件，所述CCD组件包括安装在二级臂上的安装架、设置在安装架上的辅助光圈以及CCD相机；所述辅助光圈设置在安装架的下部，所述CCD相机设置在安装架对应辅助光圈的上方。

10.根据权利要求9所述的一种插件机器人，其特征在于：所述安装座上设置有电器柜。