專利名稱：移動機器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于工業(yè)機器人領域，涉及一種實現(xiàn)數(shù)控機床群上下料和換刀的執(zhí)行 機構。
背景技術：
目前，很多中小型企業(yè)沒有使用加工中心，換刀基本上靠人工；現(xiàn)有許多換刀裝置 完全實現(xiàn)了換刀動作，但價格比較昂貴；現(xiàn)有的機械手主要服務于一臺數(shù)控機床，或僅用于 換刀，或僅用于上下料。(1)專利名稱凸輪式立臥兩用換刀機械手(申請?zhí)?3218445)， 凸輪式立臥兩用換刀機械手主要由凸輪機構、立臥轉換機構、支撐部件、兩個機械手、滑動 直線導軌、氣缸、底版、伺服電動機等組成。使用伺服電動機帶動凸輪機構中的軸轉動，在 凸輪機構上設有兩個從動件，一個從動件帶動支撐部件中的底板，實現(xiàn)橫向運動；另一個從 動件帶動支撐部件中的底板，實現(xiàn)縱向移動。(2)專利名稱上下料機械手系統(tǒng)(申請?zhí)?200820213679)上下料機械手系統(tǒng)包括設于主機一側的上料機械手導軌、上料第一機械 手、上料第二機械手、上料托盤和整板器，設于主機另一側的下料機械手導軌、下料第一機 械手、下料第二機械手、下料托盤和過渡平臺，以及控制系統(tǒng)；上料第一機械手在取料位置 和上料位置之間移動，上料第二機械手在上料倒料位置和上料位置之間移動；該下料第一 機械手在所述下料位置和下料倒料位置之間移動，下料第二機械手在下料位置和放料位置 之間移動。(3)自動上下料機械手(公開號CN101168251)，其主要有定位、夾緊和翻轉三部 分組成，夾緊部件與滑動驅動器相聯(lián)，滑動驅動器與翻轉機構固定連接，翻轉機構與定位機 構滑塊限位連接，定位氣缸與導軌分別固定于頂板上。上面三項專利都是為了提高機械加 工的效率和自動化程度而設計的，但也存在著一些不足之處(1)功能相對比較單一。要么 僅僅用于換刀，要么僅僅用于上下料。(2)機械手的運動空間現(xiàn)對較小，手爪靈活性受到一 定程度的限制。(3)整個機構比較復雜而且體積比較龐大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是為了實現(xiàn)數(shù)控機床的自動換刀和上下料(裝夾) 操作，提供了一種工作范圍較大的移動機器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機構。本實用新型所采取的技術方案是通過連接在基座與大臂之間的旋轉氣缸來驅動 整個執(zhí)行機構轉動；旋轉步進電機及減速器裝置作為驅動小臂的驅動源，通過一四桿機構 傳遞驅動小臂的動力，實現(xiàn)小臂的轉動；另一四桿機構對小臂起支撐作用，并且通過其中一 桿件上伸縮氣缸的作用來拉動或推動小臂轉動，使得小臂的轉動角度進一步增大；通過小 臂上的一個伸縮氣缸來調(diào)節(jié)小臂的長度；通過小臂上的腕部伸縮氣缸來驅動手爪動作，從 而實現(xiàn)整個執(zhí)行機構對目標對象的位置定位和裝夾。本實用新型的移動機器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機構，包括基座、旋轉氣缸、大臂、四桿 機構I、四桿機構II、伸縮氣缸I、小臂、手爪、腕部伸縮氣缸、伸縮氣缸II、旋轉步進電機及 減速器裝置；所述旋轉氣缸設置于基座上，大臂和旋轉氣缸固定連接；四桿機構I為大臂、桿件IV、桿件III和桿件II組成的四桿機構，所述桿件IV的一端與大臂的下端通過銷連接，另 一端與桿件III的一端采用銷連接，桿件III的另一端與桿件II的一端通過銷連接，并且桿件 II的中部靠近其與桿件III連接處與大臂的頂端通過銷連接；四桿機構II為大臂、桿件II、小 臂和桿件I組成的四桿機構，所述桿件II的中部靠近其與桿件III連接處與大臂的頂端通過 銷連接，其另一端與小臂的一端用銷連接，桿件I的一端用銷連接在大臂上靠近頂端的位 置，另一端用銷連接在小臂上靠近桿件II與小臂鉸接處；其中，桿件II的一端與桿件III一端 連接，另一端與小臂一端連接，其中部靠近與桿件III鉸接處連接在大臂的頂端；桿件I由兩 段組成，兩段之間通過伸縮氣缸I固定連接；旋轉步進電機及減速器裝置通過法蘭連接在 大臂與桿件IV的鉸接處，驅動桿件IV ；小臂上通過氣缸連接件連接有伸縮氣缸II、腕部伸縮 氣缸，通過伸縮氣缸II的伸縮調(diào)節(jié)小臂的長度；腕部伸縮氣缸伸縮端與手爪固定連接驅動 手爪動作。本實用新型有益效果是(1)采用二個四桿機構作為整個執(zhí)行機構的輔助機構，顯著提高了整個執(zhí)行機構 的工作空間，增強了執(zhí)行機構的靈活性。(2)可以實現(xiàn)數(shù)控機床的自動換刀和上下料(裝夾)操作，提高數(shù)控機床生產(chǎn)加工 的自動化程度。從而降低工人的勞動強度，減少勞動風險，改善勞動條件，提高生產(chǎn)效率。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。


圖1是整個執(zhí)行機構的示意圖。圖中，1、基座；2、旋轉氣缸；3、大臂；4、桿件I ；5、伸縮氣缸I ；6、小臂；7、手爪; 8、腕部伸縮氣缸；9、伸縮氣缸II ；10、桿件II ；11、桿件III ;12、桿件IV ;13、旋轉步進電機及
減速器裝置。
具體實施方式
如
圖1所示，旋轉氣缸2設置于基座1上，大臂3和旋轉氣缸2固定連接；四桿機 構I的組成為桿件IV 12的一端與大臂3的下端通過銷連接，另一端與桿件III 11的一端采 用銷連接，桿件III 11的另一端與桿件II 10的一端通過銷連接，并且桿件II 10的中部靠近 其與桿件III 11連接處與大臂3的頂端通過銷連接；四桿機構II的組成為桿件II 10的中 部靠近其與桿件III 11連接處與大臂3的頂端通過銷連接，其另一端與小臂6的一端用銷連 接，桿件I 4的一端用銷連接在大臂3上靠近頂部的位置，另一端用銷連接在小臂6上靠近 桿件II 10與小臂6鉸接處；其中，桿件II 10的一端與桿件III 11 一端連接，另一端與小臂6 一端連接，其中部靠近與桿件III 11鉸接處連接在大臂3的頂端；桿件I 4由兩段組成，兩段 之間通過伸縮氣缸I 5固定連接；旋轉步進電機及減速器裝置13通過法蘭連接在大臂3與 桿件IV 12的鉸接處；小臂6上通過氣缸連接件連接有伸縮氣缸II 9、腕部伸縮氣缸8，通過 伸縮氣缸II 9的伸縮調(diào)節(jié)小臂6的長度；腕部伸縮氣缸8伸縮端與手爪7固定連接以驅動 手爪動作。工作時，旋轉氣缸2驅動整個執(zhí)行機構旋轉，旋轉步進電機及減速器裝置驅動桿 件IV 12轉動，并通過桿件III 11驅動桿件II 10繞與大臂3鉸接處轉動，最終帶動小臂6轉動，與此同時，桿件I 4上伸縮氣缸I 5拉動或推動小臂6進一步轉動，對目標對象進行初 步定位；伸縮氣缸II 9伸長或收縮調(diào)節(jié)小臂6的長度以對目標對象進行進一步的定位；腕 部伸縮氣缸8驅動手爪7動作，實現(xiàn)對目標對象的動作。其中，旋轉步進電機及減速器裝置 13與伸縮氣缸5應同步工作，即當旋轉步進電機逆時針轉動時，伸縮氣缸5應收縮動作； 當旋轉步進電機順時針轉動時，伸縮氣缸5應伸長動作。
權利要求1.移動機器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機構，其特征在于，包括基座(1)、旋轉氣缸(2)、大臂 (3)、四桿機構I、四桿機構II、伸縮氣缸I (5)、小臂(6)、手爪(7)、腕部伸縮氣缸(8)、伸縮 氣缸II (9)、旋轉步進電機及減速器裝置(13)；所述旋轉氣缸(2)設置于基座(1)上，大臂 (3)和旋轉氣缸(2)固定連接；四桿機構I為大臂(3)、桿件IV(12)、桿件III(Il)和桿件II (10)組成的四桿機構，所述桿件IV(12)的一端與大臂(3)的下端通過銷連接，另一端與桿 件III (11)的一端采用銷連接，桿件III (11)的另一端與桿件II (10)的一端通過銷連接，并且 桿件II (10)的中部靠近其與桿件III(Il)連接處與大臂(3)的頂端通過銷連接；四桿機構II 為大臂(3)、桿件II (10)、小臂(6)和桿件I (4)組成的四桿機構，所述桿件II (10)的中部 靠近其與桿件III(11)連接處與大臂(3)的頂端通過銷連接，其另一端與小臂(6)的一端用 銷連接，桿件I (4)的一端用銷連接在大臂(3)上靠近頂端的位置，另一端用銷連接在小臂 (6)上靠近桿件II (10)與小臂(6)鉸接處；其中，桿件II (10)的一端與桿件IIK11) 一端連 接，另一端與小臂(6) —端連接，其中部靠近與桿件III(Il)鉸接處連接在大臂(3)的頂端； 桿件I (4)由兩段組成，兩段之間通過伸縮氣缸I (5)固定連接；旋轉步進電機及減速器裝 置(13)通過法蘭連接在大臂(3)與桿件IV (12)的鉸接處，驅動桿件IV (12)；小臂(6)上通 過氣缸連接件連接有伸縮氣缸II (9)、腕部伸縮氣缸(8)，通過伸縮氣缸II (9)的伸縮調(diào)節(jié) 小臂(6)的長度；腕部伸縮氣缸(8)伸縮端與手爪(7)固定連接驅動手爪動作。專利摘要本實用新型公開了一種用于實現(xiàn)數(shù)控機床群上下料和換刀的移動機器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機構，包括基座、旋轉氣缸、大臂、四桿機構Ⅰ、四桿機構Ⅱ、伸縮氣缸Ⅰ、小臂、手爪、腕部伸縮氣缸、伸縮氣缸Ⅱ、旋轉步進電機及減速器裝置。通過旋轉氣缸來驅動整個執(zhí)行機構轉動，采用二個四桿機構作為整個執(zhí)行機構的輔助機構，顯著提高了整個執(zhí)行機構的工作空間，增強了執(zhí)行機構的靈活性。
文檔編號B25J9/08GK201922443SQ20102067812
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權日2010年12月24日
發(fā)明者師二產(chǎn), 胡典傳, 顧寄南 申請人:江蘇大學