大幅度柔性抓取機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種機器人，特別是用于實現(xiàn)物料搬運功能的笛卡爾坐標(biāo)式伺服電機驅(qū)動的機器人。一種大幅度柔性抓取機器人，包括：X軸滑臺、Y軸滑臺、Z軸滑臺、手臂、一號電機、一號同步驅(qū)動軸、二號電機、二號驅(qū)動軸、尼龍拖鏈、一號諧波減速器、二號諧波減速器；所述Z軸滑臺固連于所述Y軸滑臺的Y滑臺上；所述手臂的下部固連所述機械手爪，所述機械手爪包括：三爪氣缸、圓柱手指；所述三爪氣缸的執(zhí)行器上固連所述圓柱手指。由于所述滑塊和所述導(dǎo)軌可以產(chǎn)生相對運動，為本實用新型大幅度柔性抓取機器人獲取了較大幅度的柔性。當(dāng)所述圓柱手指和工件要發(fā)生剛性碰撞時，所述導(dǎo)軌將相對于所述滑塊向上運動，從而避免了事故的發(fā)生。
【專利說明】
大幅度柔性抓取機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種機器人，特別是用于實現(xiàn)物料搬運功能的笛卡爾坐標(biāo)式伺服電機驅(qū)動的機器人。【背景技術(shù)】
[0002]機器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備，工業(yè)機器人是機器人的一個重要分支。機器人是能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。工業(yè)機器人是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機器人，它可代替人的繁重老的以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。
[0003]國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機械等行業(yè)已經(jīng)大量使用機器人實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時避免了大量的工傷事故。傳統(tǒng)的機械加工實踐中，對加工材料的輸送需要人工操作，既耗費大量的人力和物力，還可能會產(chǎn)生一些不安全的因素，且達不到輸送要求，因此對加工材料的自動化輸送具有重要意義。【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種大幅度柔性抓取機器人，使用本實用新型一種大幅度柔性抓取機器人，能夠?qū)崿F(xiàn)機械制造過程中對物料的搬運操作，所述機器人采用龍門式的對稱結(jié)構(gòu)，受力狀態(tài)良好，使用壽命長。
[0005]—種大幅度柔性抓取機器人，包括:X軸滑臺、Y軸滑臺、Z軸滑臺、手臂、一號電機、 一號同步驅(qū)動軸、二號電機、二號驅(qū)動軸、尼龍拖鏈、一號諧波減速器、二號諧波減速器；
[0006]所述X軸滑臺為相互平行布置，兩個所述X軸滑臺之間用所述一號同步驅(qū)動軸連接，所述X軸滑臺上固連所述一號諧波減速器，所述一號諧波減速器上固連所述一號電機；
[0007]所述Y軸滑臺為相互平行布置，兩個所述Y軸滑臺之間用所述二號驅(qū)動軸連接，所述Y軸滑臺在上固連所述二號諧波減速器，所述二號諧波減速器上固連所述二號電機，所述 Y軸滑臺固連于所述X軸滑臺的X滑臺上；
[0008]所述Z軸滑臺固連于所述Y軸滑臺的Y滑臺上，所述手臂固連于所述Z軸滑臺的Z滑臺上;所述手臂包括:滑塊、機械手爪、導(dǎo)軌；
[0009]所述Z滑臺上固連滑塊，所述滑塊上活動連接導(dǎo)軌、所述導(dǎo)軌的下端部固連法蘭板，擋板固連于所述導(dǎo)軌的上端部；
[0010]所述法蘭板的下部固連所述機械手爪，所述機械手爪包括:三爪氣缸、圓柱手指； 所述三爪氣缸的執(zhí)行器上固連所述圓柱手指。
[0011]更具體地，所述X軸滑臺上所述X滑臺的運動方向和X軸方向同向，所述Y軸滑臺上所述Y滑臺的運動方向和Y軸方向同向，所述Z軸滑臺上所述Z滑臺的運動方向和Z軸方向同向。
[0012]更具體地，所述X軸滑臺、Y軸滑臺邊上分別設(shè)置用于容納導(dǎo)線的尼龍拖鏈。
[0013]更具體地，所述X軸滑臺、Y軸滑臺、Z軸滑臺采用線性模組制作。在線性模組的兩頭設(shè)置有同步帶輪，中間用同步帶連接，用同步帶帶動滑塊的滑動。該種線性模組在市場上有技術(shù)成熟的成品。采用這種方式構(gòu)建的大幅度柔性抓取機器人，由于線性模組的技術(shù)成熟、 精度高，可以直接購買獲得，從而大大縮短了制造周期，為開發(fā)提供諸多好處。
[0014]和傳統(tǒng)技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0015]所述X軸滑臺上固連所述一號諧波減速器，所述一號諧波減速器上固連所述一號電機，經(jīng)過所述一號諧波減速器后所述X軸滑臺的驅(qū)動力進行了放大。所述一號電機驅(qū)動所述X滑臺沿所述笛卡爾坐標(biāo)系的X軸方向運動。
[0016]同理，所述Y軸滑臺在上固連所述二號諧波減速器，所述二號諧波減速器上固連所述二號電機，所述Y軸滑臺固連于所述X軸滑臺的X滑臺上。經(jīng)過所述二號諧波減速器后所述 Y軸滑臺的驅(qū)動力進行了放大。所述二號電機驅(qū)動所述Y軸滑臺上的所述Y滑臺沿所述笛卡爾坐標(biāo)系的Y軸方向運動。
[0017]所述Y軸滑臺的數(shù)量為兩個，所述Y軸滑臺為相互平行布置，是的所述Y軸滑臺的剛性更好，運動性能更加穩(wěn)定。
[0018]所述X軸滑臺的數(shù)量為兩個，采用平行的布置方式，布置于所述Y軸滑臺的兩端，使得本實用新型大幅度柔性抓取機器人構(gòu)成龍門結(jié)構(gòu)，可以獲得更好的剛性和更穩(wěn)定的運動性能。
[0019]所述手臂固連于所述Z軸滑臺的Z滑臺上，所述Z軸滑臺驅(qū)動所述手臂沿所述笛卡爾坐標(biāo)系的Z軸方向運動。
[0020]所述法蘭板的下部固連所述機械手爪，所述機械手爪包括:三爪氣缸、圓柱手指； 所述三爪氣缸的執(zhí)行器上固連所述圓柱手指。所述機械手爪適用于抓取圓形物體，比如可以從圓形內(nèi)孔中，或者圓柱形外形上，抓取物體。所述三爪氣缸在抓緊圓形物體后，可以自動調(diào)整內(nèi)孔或外形的幾何中心和所述三爪氣缸的幾何中心重合。和傳統(tǒng)的兩爪式手指氣缸相比，所述三爪氣缸通過三個所述圓柱手指對物體實施夾緊更多的接觸面，使得夾持更加穩(wěn)固，使本實用新型大幅度柔性抓取機器人獲取更高的運動速度，同時保證所夾持的物體不會掉落。
[0021]所述手臂包括:滑塊、機械手爪、導(dǎo)軌；所述Z滑臺上固連滑塊，所述滑塊上活動連接導(dǎo)軌、所述導(dǎo)軌的下端部固連法蘭板，擋板固連于所述導(dǎo)軌的上端部。在本實用新型大幅度柔性抓取機器人未實施抓取物體的狀態(tài)下，所述手臂在重力的作用下，由于所述擋板固連于所述導(dǎo)軌的上端部，所述導(dǎo)軌在所述滑塊的約束下向下運動直到所述擋板接觸所述滑塊。
[0022]當(dāng)本實用新型大幅度柔性抓取機器人實施抓取物體的運動時，如果由于工件擺放位置的偏差，或者由于振動使工件移動了較大的位置，當(dāng)所述手臂向下伸出，所述圓柱手指頂在了工件的上表面，而未能到達正確的抓取位置。此時，運動控制程序驅(qū)動所述Z軸滑臺的Z滑臺繼續(xù)向下運動，此時，所述滑塊和所述導(dǎo)軌產(chǎn)生相對運動，所述導(dǎo)軌將相對于所述滑塊向上運動，以避免所述圓柱手指和工件發(fā)生剛性碰撞。由于所述滑塊和所述導(dǎo)軌可以產(chǎn)生相對運動，為本實用新型大幅度柔性抓取機器人獲取了較大幅度的柔性。當(dāng)所述圓柱手指和工件要發(fā)生剛性碰撞時，所述導(dǎo)軌將相對于所述滑塊向上運動，從而避免了事故的發(fā)生。【附圖說明】
[0023]圖1、2是本實用新型大幅度柔性抓取機器人的外部總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本實用新型大幅度柔性抓取機器人的局部結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇25]11X軸滑臺、12Y軸滑臺、13Z軸滑臺、14手臂、15—號電機、16—號同步驅(qū)動軸、17二號電機、18二號驅(qū)動軸、19尼龍拖鏈、20—號諧波減速器、21二號諧波減速器、22笛卡爾坐標(biāo)系、23X滑臺、24Y滑臺、25Z滑臺、26機械手爪、27三爪氣缸、28圓柱手指、29滑塊、30導(dǎo)軌、31 法蘭板、32擋板?！揪唧w實施方式】
[0026]下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對本實用新型的任何限制，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。如上所述，本實用新型提供了一種大幅度柔性抓取機器人，本實用新型用于機械制造過程中用于物料的搬運操作，所述機器人采用龍門式的對稱結(jié)構(gòu)，受力狀態(tài)良好，使用壽命長。
[0027]圖1、2是本實用新型大幅度柔性抓取機器人的外部總體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實用新型大幅度柔性抓取機器人的局部結(jié)構(gòu)示意圖。見笛卡爾坐標(biāo)系22,本實用新型直角坐標(biāo)系的運動方向?qū)?yīng)于所述笛卡爾坐標(biāo)系22的三個方向:X軸方向、Y軸方向、Z軸方向。[〇〇28] 一種大幅度柔性抓取機器人，包括:X軸滑臺11、Y軸滑臺12、Z軸滑臺13、手臂14、一號電機15、一號同步驅(qū)動軸16、二號電機17、二號驅(qū)動軸18、尼龍拖鏈19、一號諧波減速器 20、二號諧波減速器21;[〇〇29]所述X軸滑臺11為相互平行布置，兩個所述X軸滑臺11之間用所述一號同步驅(qū)動軸 16連接，所述X軸滑臺11上固連所述一號諧波減速器20,所述一號諧波減速器20上固連所述一號電機15;
[0030]所述Y軸滑臺12為相互平行布置，兩個所述Y軸滑臺12之間用所述二號驅(qū)動軸18連接，所述Y軸滑臺12在上固連所述二號諧波減速器21，所述二號諧波減速器21上固連所述二號電機17,所述Y軸滑臺12固連于所述X軸滑臺11的X滑臺23上；
[0031]所述Z軸滑臺13固連于所述Y軸滑臺12的Y滑臺24上，所述手臂14固連于所述Z軸滑臺13的Z滑臺25上;所述手臂14包括:滑塊29、機械手爪26、導(dǎo)軌30;[〇〇32]所述Z滑臺25上固連滑塊29,所述滑塊29上活動連接導(dǎo)軌30、所述導(dǎo)軌30的下端部固連法蘭板31，擋板32固連于所述導(dǎo)軌30的上端部；[〇〇33] 所述法蘭板31的下部固連所述機械手爪26,所述機械手爪26包括:三爪氣缸27、圓柱手指28;所述三爪氣缸27的執(zhí)行器上固連所述圓柱手指28。[〇〇34]更具體地，所述X軸滑臺11上所述X滑臺23的運動方向和X軸方向同向，所述Y軸滑臺12上所述Y滑臺24的運動方向和Y軸方向同向，所述Z軸滑臺13上所述Z滑臺25的運動方向和Z軸方向同向。[〇〇35] 更具體地，所述X軸滑臺11、Y軸滑臺12邊上分別設(shè)置用于容納導(dǎo)線的尼龍拖鏈19。
[0036]更具體地，所述X軸滑臺11、Y軸滑臺12、Z軸滑臺13采用線性模組制作。在線性模組的兩頭設(shè)置有同步帶輪，中間用同步帶連接，用同步帶帶動滑塊的滑動。該種線性模組在市場上有技術(shù)成熟的成品。采用這種方式構(gòu)建的大幅度柔性抓取機器人，由于線性模組的技術(shù)成熟、精度高，可以直接購買獲得，從而大大縮短了制造周期，為開發(fā)提供諸多好處。
[0037]以下結(jié)合圖1、2,進一步描述本實用新型大幅度柔性抓取機器人的工作過程和工作原理:[〇〇38] 所述X軸滑臺11上固連所述一號諧波減速器20,所述一號諧波減速器20上固連所述一號電機15,經(jīng)過所述一號諧波減速器20后所述X軸滑臺11的驅(qū)動力進行了放大。所述一號電機15驅(qū)動所述X滑臺23沿所述笛卡爾坐標(biāo)系22的X軸方向運動。[〇〇39]同理，所述Y軸滑臺12在上固連所述二號諧波減速器21，所述二號諧波減速器21上固連所述二號電機17,所述Y軸滑臺12固連于所述X軸滑臺11的X滑臺23上。經(jīng)過所述二號諧波減速器21后所述Y軸滑臺12的驅(qū)動力進行了放大。所述二號電機17驅(qū)動所述Y軸滑臺12上的所述Y滑臺24沿所述笛卡爾坐標(biāo)系22的Y軸方向運動。
[0040]所述Y軸滑臺12的數(shù)量為兩個，所述Y軸滑臺12為相互平行布置，是的所述Y軸滑臺 12的剛性更好，運動性能更加穩(wěn)定。
[0041]所述X軸滑臺11的數(shù)量為兩個，采用平行的布置方式，布置于所述Y軸滑臺12的兩端，使得本實用新型大幅度柔性抓取機器人構(gòu)成龍門結(jié)構(gòu)，可以獲得更好的剛性和更穩(wěn)定的運動性能。[〇〇42] 所述手臂14固連于所述Z軸滑臺13的Z滑臺25上，所述Z軸滑臺13驅(qū)動所述手臂14 沿所述笛卡爾坐標(biāo)系2 2的Z軸方向運動。[〇〇43] 所述法蘭板31的下部固連所述機械手爪26,所述機械手爪26包括:三爪氣缸27、圓柱手指28;所述三爪氣缸27的執(zhí)行器上固連所述圓柱手指28。所述機械手爪26適用于抓取圓形物體，比如可以從圓形內(nèi)孔中，或者圓柱形外形上，抓取物體。所述三爪氣缸27在抓緊圓形物體后，可以自動調(diào)整內(nèi)孔或外形的幾何中心和所述三爪氣缸27的幾何中心重合。和傳統(tǒng)的兩爪式手指氣缸相比，所述三爪氣缸27通過三個所述圓柱手指28對物體實施夾緊更多的接觸面，使得夾持更加穩(wěn)固，使本實用新型大幅度柔性抓取機器人獲取更高的運動速度，同時保證所夾持的物體不會掉落。[〇〇44] 所述手臂14包括:滑塊29、機械手爪26、導(dǎo)軌30;所述Z滑臺25上固連滑塊29,所述滑塊29上活動連接導(dǎo)軌30、所述導(dǎo)軌30的下端部固連法蘭板31，擋板32固連于所述導(dǎo)軌30 的上端部。在本實用新型大幅度柔性抓取機器人未實施抓取物體的狀態(tài)下，所述手臂14在重力的作用下，由于所述擋板32固連于所述導(dǎo)軌30的上端部，所述導(dǎo)軌30在所述滑塊29的約束下向下運動直到所述擋板32接觸所述滑塊29。
[0045]當(dāng)本實用新型大幅度柔性抓取機器人實施抓取物體的運動時，如果由于工件擺放位置的偏差，或者由于振動使工件移動了較大的位置，當(dāng)所述手臂14向下伸出，所述圓柱手指28頂在了工件的上表面，而未能到達正確的抓取位置。此時，運動控制程序驅(qū)動所述Z軸滑臺13的Z滑臺25繼續(xù)向下運動，此時，所述滑塊29和所述導(dǎo)軌30產(chǎn)生相對運動，所述導(dǎo)軌 30將相對于所述滑塊29向上運動，以避免所述圓柱手指28和工件發(fā)生剛性碰撞。由于所述滑塊29和所述導(dǎo)軌30可以產(chǎn)生相對運動，為本實用新型大幅度柔性抓取機器人獲取了較大幅度的柔性。當(dāng)所述圓柱手指28和工件要發(fā)生剛性碰撞時，所述導(dǎo)軌30將相對于所述滑塊 29向上運動，從而避免了事故的發(fā)生。
[0046]最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新型不限于上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種大幅度柔性抓取機器人，其特征在于組成如下，包括:x軸滑臺、Y軸滑臺、Z軸滑 臺、手臂、一號電機、一號同步驅(qū)動軸、二號電機、二號驅(qū)動軸、尼龍拖鏈、一號諧波減速器、 二號諧波減速器；所述X軸滑臺為相互平行布置，兩個所述X軸滑臺之間用所述一號同步驅(qū)動軸連接，所 述X軸滑臺上固連所述一號諧波減速器，所述一號諧波減速器上固連所述一號電機；所述Y軸滑臺為相互平行布置，兩個所述Y軸滑臺之間用所述二號驅(qū)動軸連接，所述Y軸 滑臺在上固連所述二號諧波減速器，所述二號諧波減速器上固連所述二號電機，所述Y軸滑 臺固連于所述X軸滑臺的X滑臺上；所述Z軸滑臺固連于所述Y軸滑臺的Y滑臺上，所述手臂固連于所述Z軸滑臺的Z滑臺上； 所述手臂包括:滑塊、機械手爪、導(dǎo)軌；所述Z滑臺上固連滑塊，所述滑塊上活動連接導(dǎo)軌、所述導(dǎo)軌的下端部固連法蘭板，擋 板固連于所述導(dǎo)軌的上端部；所述法蘭板的下部固連所述機械手爪，所述機械手爪包括:三爪氣缸、圓柱手指;所述 三爪氣缸的執(zhí)行器上固連所述圓柱手指。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大幅度柔性抓取機器人，其特征在于:所述X軸滑臺上所述X滑 臺的運動方向和X軸方向同向，所述Y軸滑臺上所述Y滑臺的運動方向和Y軸方向同向，所述Z 軸滑臺上所述Z滑臺的運動方向和Z軸方向同向。3.據(jù)權(quán)利要求1所述的大幅度柔性抓取機器人，其特征在于:所述X軸滑臺、Y軸滑臺邊 上分別設(shè)置用于容納導(dǎo)線的尼龍拖鏈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大幅度柔性抓取機器人，其特征在于:所述X軸滑臺、Y軸滑臺、 Z軸滑臺采用線性模組制作。
【文檔編號】B25J9/10GK205614663SQ201620066113
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年1月24日
【發(fā)明人】余曉飛
【申請人】余曉飛