一種基于平行原理的三桿雙向搬運(yùn)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及搬運(yùn)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地是涉及一種基于平行原理的三桿雙向搬運(yùn)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)達(dá)國(guó)家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流機(jī)器人發(fā)展前景及未來(lái)的發(fā)展方向。國(guó)外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。全球諸多國(guó)家近半個(gè)世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高社會(huì)生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。
[0003]工業(yè)機(jī)器人通常是安裝在制造業(yè)廠內(nèi)車間使用，它的底座與地面固定。因此，通常多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人的第一個(gè)關(guān)節(jié)是支撐整機(jī)承重的底座和與機(jī)械手臂進(jìn)行連接的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，也有稱作腰轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的，這里我們稱之為回轉(zhuǎn)平衡裝置?，F(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人常見(jiàn)的回轉(zhuǎn)平衡裝置其結(jié)構(gòu)型式為一體式，它在結(jié)構(gòu)上采用具有足夠承載能力的主軸承的減速器，如中空的RV減速器，機(jī)器人整機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)直接坐落在與回轉(zhuǎn)中心軸同軸安裝的中空減速器的輸出面板上。由減速器的主軸承承受整機(jī)全部?jī)A覆彎曲力矩和軸向力，包括靜態(tài)時(shí)的和動(dòng)態(tài)時(shí)的。該種結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平衡裝置所需的減速器的主軸承能夠提供較高的支承精度，但是這種減速器造價(jià)很貴，不適合工業(yè)應(yīng)用。因此對(duì)于一些負(fù)載能力較大的機(jī)器人，基本都會(huì)在機(jī)械臂部位設(shè)置平衡裝置(如配重塊，彈簧平衡結(jié)構(gòu)，氣缸平衡結(jié)構(gòu)等)。但是一些機(jī)械臂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其平衡裝置比較笨重，所占空間大；安裝難度較大，需要反復(fù)調(diào)試。
[0004]因此，本實(shí)用新型的發(fā)明人亟需構(gòu)思一種新技術(shù)以改善其問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種既能減少驅(qū)動(dòng)扭矩又能降低造價(jià)的基于平行原理的三桿雙向搬運(yùn)機(jī)器人。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0007]一種基于平行原理的三桿雙向搬運(yùn)機(jī)器人，包括回轉(zhuǎn)盤，所述回轉(zhuǎn)盤的軸線垂直于水平面，所述回轉(zhuǎn)盤的側(cè)面設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述回轉(zhuǎn)盤周向轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)盤電機(jī)；所述回轉(zhuǎn)盤的上方設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述機(jī)器人的吸盤抓手豎直上升或下降的整機(jī)升降組件，所述整機(jī)升降組件的上方固定設(shè)置有水平的底板，所述底板的一端設(shè)置有用于支撐所述吸盤抓手的托架組件，所述托架組件上鉸接有搖擺臂和用于協(xié)助所述搖擺臂擺動(dòng)的控制桿，所述搖擺臂在縱向驅(qū)轉(zhuǎn)裝置的驅(qū)動(dòng)下繞其底部的縱向鉸接點(diǎn)縱向擺動(dòng)，所述搖擺臂在橫向驅(qū)轉(zhuǎn)裝置的驅(qū)動(dòng)下繞其底部的橫向鉸接點(diǎn)橫向擺動(dòng)。
[0008]其中所述橫向驅(qū)轉(zhuǎn)裝置包括固定在所述底板上的主電機(jī)，所述主電機(jī)的輸出端連接有減速機(jī)，所述減速機(jī)上的用于動(dòng)力輸出的主動(dòng)齒輪與套設(shè)在主軸上的從動(dòng)齒輪嚙合，所述主軸通過(guò)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述底板上，所述主軸的一端與所述搖擺臂的底部鉸接，所述主軸與所述搖擺臂的鉸接結(jié)構(gòu)適于所述主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)推動(dòng)所述搖擺臂橫向往復(fù)擺動(dòng)。
[0009]所述主軸的下方固定連接有配重塊，所述搖擺臂垂直于水平面時(shí)所述配重塊的重心處于最低位置。
[0010]進(jìn)一步地，所述搖擺臂與所述控制桿均向上延伸且平行設(shè)置，所述搖擺臂的上端鉸接有吸盤支桿座，所述吸盤支桿座水平設(shè)置，所述吸盤支桿座的遠(yuǎn)離所述搖擺臂的一端連接所述吸盤抓手，所述吸盤支桿座通過(guò)大桿活連接件鉸接在所述搖擺臂的上端，所述吸盤支桿座在所述大桿活連接件內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述大桿活連接件相對(duì)所述搖擺臂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向垂直；所述控制桿設(shè)置有三根，三根所述控制桿呈三棱柱狀設(shè)定，其中兩根所述控制桿在主視方向的投影重合，在側(cè)視方向的投影分別位于所述搖擺臂的兩側(cè)；另外一根所述控制桿與上述兩根控制桿在主視方向的投影平行，與所述搖擺臂在側(cè)視方向的投影重合；所述控制桿在主視方向和側(cè)視方向均與所述搖擺臂形成平行四邊形的鉸接連桿結(jié)構(gòu)，所述吸盤支桿座的遠(yuǎn)離所述吸盤抓手的一端固定連接在三個(gè)所述控制桿上端部之間的連桿上。
[0011]進(jìn)一步地，所述控制桿的上端鉸接有小桿活連接件，所述小桿活連接件的軸心處轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有聯(lián)軸，所述聯(lián)軸向所述搖擺臂一側(cè)延伸并與所述吸盤支桿座平行，所述吸盤支桿座、所述聯(lián)軸的自由端均與多軸連桿固定連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述控制桿的下端固定在所述托架組件上，所述控制桿下端的鉸接點(diǎn)與所述搖擺臂下端的鉸接點(diǎn)位于同一水平線上。
[0013]進(jìn)一步地，所述縱向驅(qū)轉(zhuǎn)裝置包括設(shè)置在所述主軸上方的進(jìn)出機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置，所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的頂出端與進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿支座鏈接，所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿支座滑動(dòng)設(shè)置在進(jìn)出機(jī)構(gòu)線性模組上，所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿支座上鉸接有進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿，所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿的另一端鉸接在所述搖擺臂上，所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿與所述搖擺臂的鉸接點(diǎn)在豎直方向上高于所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿支座與所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿的鉸接點(diǎn)。
[0014]進(jìn)一步地，所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)線性模組為線性導(dǎo)軌，所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)連桿支座設(shè)置在所述線性導(dǎo)軌的軌道槽內(nèi)。
[0015]進(jìn)一步地，所述主軸通過(guò)平行設(shè)置的側(cè)墻板和前墻板支撐在所述底板上，所述側(cè)墻板和所述前墻板的底部固定在所述底板上，用于支撐所述主軸的所述軸承分別固定在所述側(cè)墻板和所述前墻板上，所述配重塊設(shè)置在所述側(cè)墻板和所述前墻板之間。
[0016]進(jìn)一步地，所述整機(jī)升降組件包括固定在地面上的升降電機(jī)，所述升降電機(jī)的輸出端同軸連接有驅(qū)動(dòng)絲桿，所述驅(qū)動(dòng)絲桿的軸線垂直于水平面設(shè)置，所述驅(qū)動(dòng)絲桿上設(shè)置有與所述驅(qū)動(dòng)絲桿上的螺紋配合的換向器，所述換向器上連接有水平方向延伸的升降絲杠，所述換向器適于所述驅(qū)動(dòng)絲桿驅(qū)轉(zhuǎn)所述升降絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)；所述升降絲桿的軸向中點(diǎn)兩側(cè)的螺紋旋向相反，所述升降絲桿的兩個(gè)反向的螺紋上分別套設(shè)有與相應(yīng)旋向的螺紋配合的驅(qū)動(dòng)塊，所述驅(qū)動(dòng)塊的上下端分別鉸接有升降桿，位于所述升降絲桿上方的兩個(gè)所述升降桿的上端鉸接在所述底板的下表面，位于所述升降絲桿下方的兩個(gè)所述升降桿的下端鉸接在所述回轉(zhuǎn)盤的上端面，四個(gè)所述升降桿呈“X”形布置；所述升降絲桿正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)塊相互遠(yuǎn)離，所述升降絲桿反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)塊相互靠近。
[0017]進(jìn)一步地，三根所述控制桿呈正三棱柱狀設(shè)定。
[0018]進(jìn)一步地，所述主電機(jī)為伺服電動(dòng)機(jī)，所述進(jìn)出機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置為伺服電動(dòng)機(jī)、油缸、氣缸中的一種。
[0019]采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少包括如下有益效果:
[0020]1.本實(shí)用新型所述的基于平行原理的三桿雙向搬運(yùn)機(jī)器人，通過(guò)在主軸的下方設(shè)置配重塊，一旦搖擺臂在縱向上擺動(dòng)，配重塊都會(huì)隨主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使配重塊的重心升高，在配重塊的重力作用下，會(huì)對(duì)主軸施加一個(gè)與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的扭力，進(jìn)而減少驅(qū)動(dòng)扭矩以降低驅(qū)動(dòng)功率，是常規(guī)六軸機(jī)器人第二軸扭矩的3/5，從而降低造價(jià)并節(jié)約能耗。
[0021]2.本實(shí)用新型所述的基于平行原理的三桿雙向搬運(yùn)機(jī)器人，其通過(guò)搖擺臂和三個(gè)控制桿之間的配合在縱向擺動(dòng)和橫向擺動(dòng)時(shí)組成平行四邊形結(jié)構(gòu)，在平行四邊形作用下，抓手吸盤上抓取的物品能夠始終保持水平，無(wú)需另外設(shè)置讓抓手吸盤保持水平的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，從而降低造價(jià)并節(jié)省動(dòng)力資源。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型所述的基于平行原理的三桿雙向搬運(yùn)機(jī)器人的主視圖；