本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人。

背景技術(shù)：

碼垛機(jī)器人是用在工業(yè)生產(chǎn)過程中執(zhí)行大批量工件、包裝件的獲取、搬運(yùn)、碼垛、拆垛等任務(wù)的一類工業(yè)機(jī)器人,是集機(jī)械、電子、信息、智能技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科于一體的高新機(jī)電產(chǎn)品。

碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)型式主要有直角坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)型。直角坐標(biāo)型碼垛機(jī)器人為4軸機(jī)器人。4根運(yùn)動軸對應(yīng)直角坐標(biāo)系中的X軸、Y軸和Z軸,以及Z軸上帶有的一個旋轉(zhuǎn)軸。直角坐標(biāo)機(jī)器人的傳動主要是通過驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動同步帶運(yùn)動,同步帶帶動直線導(dǎo)軌上的滑塊運(yùn)動。直角坐標(biāo)機(jī)器人具有定位精度高、空間軌跡易于求解、計算機(jī)控制簡單等優(yōu)點(diǎn),但所占空間大、相對工作范圍小、操作靈活性差、運(yùn)動速度較低。與直角坐標(biāo)機(jī)器人相比,關(guān)節(jié)型機(jī)器人機(jī)身小而且動作空間大,動作靈活,可滿足更多的生產(chǎn)要求,應(yīng)用范圍更廣。在現(xiàn)有技術(shù)中，4自由度碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)簡單并且成本較低。

本實(shí)用新型的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人，其包括底座、腰部裝置、連接至腰部裝置的手臂裝置以及連接至手臂裝置的抓手，底座驅(qū)動腰部裝置轉(zhuǎn)動；腰部裝置包括水平滑動裝置和豎直滑動裝置，水平滑動裝置包括水平滑座以及驅(qū)動水平滑座的水平絲杠，豎直滑動裝置包括豎直滑座以及驅(qū)動豎直滑座的豎直絲杠；碼垛機(jī)器人還包括驅(qū)動水平絲杠的第一電機(jī)以及驅(qū)動豎直絲杠的第二電機(jī)，第一電機(jī)通過第一變速器驅(qū)動水平絲杠。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的第二電機(jī)通過第二變速器驅(qū)動豎直絲杠。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的手臂裝置包括后臂以及鉸接至后臂的一端的前臂。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的后臂包括后大臂以及與后大臂間隔設(shè)置的后小臂，后大臂的一端和后小臂的一端通過第一連桿鉸接。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的水平滑座鉸接至后大臂。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的豎直滑座鉸接至后小臂。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人包括腰部殼體，水平滑座設(shè)置于腰部殼體的頂部。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的豎直滑座設(shè)置于腰部殼體的側(cè)部。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的前臂的一端設(shè)置有安裝架，安裝架連接有抓手。

本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的后小臂與前臂的鉸接處設(shè)置有三角支架，三角支架的一端通過第一輔助連桿連接至后臂，三角支架的另一端通過第二輔助連桿連接至安裝架。

本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是：具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人還包括驅(qū)動水平絲杠的第一電機(jī)以及驅(qū)動豎直絲杠的第二電機(jī)，第一電機(jī)通過第一變速器驅(qū)動水平絲杠。從而通過第一變速器調(diào)節(jié)需要的傳動比，可以根據(jù)需要選擇輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速。在旋轉(zhuǎn)啟動過程中，需要克服較大的轉(zhuǎn)動慣量，可以將第一變速器調(diào)節(jié)至較大的輸出扭矩。當(dāng)完成啟動過程之后并不需要較大轉(zhuǎn)動慣量時，可以將第一變速器調(diào)節(jié)至較小的輸出扭矩。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的立體示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的另一個立體示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的手臂裝置的立體示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人的腰部裝置的立體示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

第一實(shí)施例

請參照圖1和圖2，本實(shí)施例提供一種具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人100，其包括底座110、腰部裝置120、手臂裝置130以及抓手152，底座110驅(qū)動腰部裝置120轉(zhuǎn)動，手臂裝置130連接至腰部裝置120，抓手152連接至手臂裝置130。

底座110安裝至地面或其它安裝面，底座110包括底座110殼體、驅(qū)動裝置(圖未示)以及減速裝置(圖未示)，驅(qū)動裝置和減速裝置分別安裝在底座110殼體的內(nèi)部。在本實(shí)施例中，驅(qū)動裝置包括第一電機(jī)和第二電機(jī)；減速裝置是行星齒輪減速機(jī)。

具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人100旋轉(zhuǎn)啟動過程中，需要克服較大的轉(zhuǎn)動慣量，從而在電機(jī)與負(fù)載之間安裝傳動比較大的減速器來增大輸出扭矩。本實(shí)用新型在絲杠與驅(qū)動裝置設(shè)置有變速器，當(dāng)完成啟動過程之后并不需要較大轉(zhuǎn)動慣量，從而可以通過調(diào)節(jié)變速器的傳動比來調(diào)節(jié)需要的轉(zhuǎn)動扭矩。例如，當(dāng)完成啟動過程之后可以調(diào)節(jié)到較小的傳動比，減小驅(qū)動裝置的輸出扭矩、增加驅(qū)動裝置的輸出轉(zhuǎn)速。

請參照圖3和圖4，腰部裝置120包括水平滑動裝置121和豎直滑動裝置124。水平滑動裝置121連接至手臂裝置130的后大臂132，豎直滑動裝置124連接至手臂裝置130的后小臂133。

水平滑動裝置121包括水平滑座122、水平絲杠123和水平滑軌161，水平滑座122開設(shè)有安裝通孔(圖未示)，該安裝通孔與水平絲杠123配合，該安裝通孔具有內(nèi)螺紋，水平絲杠123具有與該內(nèi)螺紋匹配的外螺紋。水平滑座122的兩側(cè)分別設(shè)置有滑塊，水平滑軌161包括兩個滑軌，這兩個滑軌設(shè)置于腰部殼體127的頂部，并且這兩個滑軌平行。水平滑座122的兩個滑塊分別與水平滑軌161的兩個滑軌配合。水平滑軌161沿水平方向設(shè)置，從而水平滑座122可以沿水平滑軌161在水平方向上前后滑動。

豎直滑動裝置124包括豎直滑座125、豎直絲杠126和豎直滑軌163，豎直滑座125開設(shè)有安裝通孔(圖未示)，該安裝通孔與豎直絲杠126配合，該安裝通孔具有內(nèi)螺紋，豎直絲杠126具有與該螺紋匹配的外螺紋。豎直滑座125的兩側(cè)分別設(shè)置有滑雪，豎直滑軌163包括兩個滑軌，這兩個滑軌設(shè)置于腰部殼體127的側(cè)面，并且這兩個滑軌平行。豎直滑座125的兩個滑塊分別與豎直滑軌163的兩個滑軌配合。豎直滑軌163沿豎直方向設(shè)置，從而豎直滑座125沿豎直滑軌163在豎直方向上下滑動。

如上文描述的，水平滑動裝置121的水平絲杠123通過第一電機(jī)驅(qū)動，豎直滑動裝置124的豎直絲杠通過第二電機(jī)驅(qū)動。上文描述的減速裝置包括用于水平滑動裝置121的第一減速器(圖未示)以及用于豎直滑動裝置124的第二減速器(圖未示)。上文描述的變速器包括用于水平滑動裝置121的第一變速器(圖未示)以及用于豎直滑動裝置124的第二變速器(圖未示)。

本實(shí)用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人100通過變速器調(diào)節(jié)傳動比，應(yīng)理解，變速器可以階梯傳動比變速器、無級變速器、手動變速器、自動變速器或者其它類型的變速器。

具體地，第一電機(jī)的輸出軸連接至第一減速器，第一減速器的輸出連接至第一變速器，第一變速器的輸出連接至水平絲杠123。從而，第一電機(jī)的輸出功率通過第一減速器和第一變速器輸出至水平絲杠123?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)第一變速器的傳動比來控制輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速。在旋轉(zhuǎn)啟動過程中，需要克服較大的轉(zhuǎn)動慣量，可以調(diào)節(jié)至較大的輸出扭矩。當(dāng)完成啟動過程之后并不需要較大轉(zhuǎn)動慣量時，可以調(diào)節(jié)至較小的輸出扭矩。當(dāng)?shù)谝蛔兯倨鞯膫鲃颖日{(diào)節(jié)至較大的傳動比時，輸出的扭矩較大并且輸出的轉(zhuǎn)速較小。當(dāng)?shù)谝蛔兯倨鞯膫鲃颖日{(diào)節(jié)至較小的傳動比時，輸出的扭矩較小并且輸出的轉(zhuǎn)速較大。當(dāng)完成啟動過程之后可以調(diào)節(jié)到較小的傳動比，減小驅(qū)動裝置的輸出扭矩、增加驅(qū)動裝置的輸出轉(zhuǎn)速。

第二電機(jī)的輸出軸連接至第二減速器，第二減速器的輸出連接至第二變速器，第二變速器的輸出連接至豎直絲杠126。從而，第二電機(jī)的輸出功率通過第二減速器和第二變速器輸出至豎直絲杠126?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)第二變速器的傳動比來控制輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速。在旋轉(zhuǎn)啟動過程中，需要克服較大的轉(zhuǎn)動慣量，可以調(diào)節(jié)至較大的輸出扭矩。當(dāng)完成啟動過程之后并不需要較大轉(zhuǎn)動慣量時，可以調(diào)節(jié)至較小的輸出扭矩。當(dāng)?shù)诙兯倨鞯膫鲃颖日{(diào)節(jié)至較大的傳動比時，輸出的扭矩較大并且輸出的轉(zhuǎn)速較小。當(dāng)?shù)诙兯倨鞯膫鲃颖日{(diào)節(jié)至較小的傳動比時，輸出的扭矩較小并且輸出的轉(zhuǎn)速較大。當(dāng)完成啟動過程之后可以調(diào)節(jié)到較小的傳動比，減小驅(qū)動裝置的輸出扭矩、增加驅(qū)動裝置的輸出轉(zhuǎn)速。

從而通過調(diào)節(jié)第一變速器和第二變速器的傳動比，可以根據(jù)需要選擇輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速。在旋轉(zhuǎn)啟動過程中，需要克服較大的轉(zhuǎn)動慣量，可以將第一變速器和第二變速器調(diào)節(jié)至較大的輸出扭矩。當(dāng)完成啟動過程之后并不需要較大轉(zhuǎn)動慣量時，可以將第一變速器和第二變速器調(diào)節(jié)至較小的輸出扭矩。

請繼續(xù)參照圖1和圖2，手臂裝置130包括后臂131、前臂134、第一連桿135和輔助連桿140。后臂131包括后大臂132和后小臂133，后大臂132和后小臂133相互平行并且間隔設(shè)置，后大臂132的一端鉸接至腰部殼體127的頂部，并且后小臂133的一端也鉸接至腰部殼體127的頂部，后大臂132的另一端和后小臂133的另一端分別與前臂134鉸接，第一連桿135的一端鉸接至后大臂132并且第一連桿135的另一端鉸接至后小臂133。后大臂132、后小臂133、第一連桿135以及前臂134形成四連桿機(jī)構(gòu)。

前臂134的一端設(shè)置有用于安裝抓手152的安裝架151，安裝架151的一側(cè)連接至前臂134的一端，安裝架151的另一側(cè)連接至抓手152。

輔助連桿140包括第一輔助連桿141、第二輔助連桿142和三角支架143，第一輔助連桿141的一端鉸接至三角支架143，第一輔助連桿141的另一端鉸接至145的147，第二輔助連桿142的一端鉸接至三角支架143，第二輔助支架的另一端鉸接至抓手152。

第一電機(jī)驅(qū)動水平絲杠123轉(zhuǎn)動，水平絲杠123驅(qū)動水平滑座122在水平絲杠123上前后運(yùn)動。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)以第一方向(例如順時針)轉(zhuǎn)動時，水平絲杠123以第一方向(例如順時針)轉(zhuǎn)動，水平絲杠123驅(qū)動水平滑座122向前運(yùn)動，同時水平滑座122在水平滑軌161中滑動。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)以第二方向(例如逆時針)轉(zhuǎn)動時，水平絲杠123以第二方向(例如逆時針)轉(zhuǎn)動，水平絲杠123驅(qū)動水平滑座122向后運(yùn)動，同時水平滑座122在水平滑軌161中滑動。

第二電機(jī)驅(qū)動豎直絲杠126轉(zhuǎn)動，豎直絲杠126驅(qū)動豎直滑座125在豎直絲杠126上豎直運(yùn)動。當(dāng)?shù)诙姍C(jī)以第一方向(例如順時針)轉(zhuǎn)動時，豎直絲杠126以第一方向(例如順時針)轉(zhuǎn)動，豎直絲杠126驅(qū)動豎直滑座125向上運(yùn)動，同時豎直滑座125在豎直滑軌163中滑動。當(dāng)?shù)诙姍C(jī)以第二方向(例如逆時針)轉(zhuǎn)動時，豎直絲杠126以第二方向(例如逆時針)轉(zhuǎn)動，豎直絲杠126驅(qū)動豎直滑座125向下運(yùn)動，同時豎直滑座125在豎直滑軌163中滑動。

請繼續(xù)參照圖1和圖2，說明具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人100的手臂裝置130的原理。第一電機(jī)通過第一減速器和第一變速器驅(qū)動水平絲杠123轉(zhuǎn)動，第二電機(jī)通過第二減速器和第二變速器驅(qū)動豎直絲杠126轉(zhuǎn)動。水平滑動裝置121和豎直滑動裝置124可以實(shí)現(xiàn)手臂裝置在水平方向上的伸縮運(yùn)動以及豎直方向上的俯仰運(yùn)動。

由于后大臂132鉸接至水平滑座122，當(dāng)水平滑座122沿水平絲杠123的軸向方向運(yùn)動時，水平滑座122在水平絲杠123的軸向方向上運(yùn)動。當(dāng)水平滑座122沿水平絲杠123的軸向方向向后運(yùn)動時，由于第一連桿135與后大臂132鉸接，水平滑座122向下拉動后大臂132，后大臂132向下運(yùn)動。當(dāng)水平滑座122沿水平絲杠123的軸向方向向前運(yùn)動時，由于第一連桿135與后大臂132鉸接，水平滑座122向上推動后大臂132，后大臂132向上運(yùn)動。形成四連桿結(jié)構(gòu)的其它手臂作相應(yīng)的運(yùn)動。

由于后小臂133鉸接至豎直滑座125，當(dāng)豎直滑座125沿豎直絲杠126的軸向方向運(yùn)動時，豎直滑座125在豎直絲杠126的軸向方向上運(yùn)動，當(dāng)豎直滑座125沿豎直絲杠126的軸向方向向上運(yùn)動時，由于第一連桿135與后小臂133鉸接，豎直滑座125向上推動后小臂133，后小臂133向下運(yùn)動。當(dāng)豎直滑座125沿豎直絲杠126的軸向方向向下運(yùn)動時，由于第一連桿135與后小臂133鉸接，豎直滑座125向下拉動后小臂133，后小臂133向上運(yùn)動。形成四連桿結(jié)構(gòu)的其它手臂作相應(yīng)的運(yùn)動。

綜上所述，本實(shí)用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人100包括底座110、腰部裝置120、連接至腰部裝置120的手臂裝置130以及連接至手臂裝置130的抓手152，底座110驅(qū)動腰部裝置120轉(zhuǎn)動；腰部裝置120包括相水平滑動裝置121和豎直滑動裝置124，水平滑動裝置121包括水平滑座122以及驅(qū)動水平滑座122的水平絲杠123，豎直滑動裝置124包括豎直滑座125以及驅(qū)動豎直滑座125的豎直絲杠126，水平滑動裝置121和豎直滑動裝置124分別連接至手臂裝置130。水平滑動裝置121包括水平滑座122以及驅(qū)動水平滑座122的水平絲杠123，豎直滑動裝置124包括豎直滑座125以及驅(qū)動豎直滑座124的豎直絲杠126。

具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機(jī)器人100還包括驅(qū)動水平絲杠123的第一電機(jī)以及驅(qū)動豎直絲杠126的第二電機(jī)，第一電機(jī)通過第一變速器驅(qū)動水平絲杠。從而通過第一變速器調(diào)節(jié)需要的傳動比，可以根據(jù)需要選擇輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速。在旋轉(zhuǎn)啟動過程中，需要克服較大的轉(zhuǎn)動慣量，可以將第一變速器調(diào)節(jié)至較大的輸出扭矩。當(dāng)完成啟動過程之后并不需要較大轉(zhuǎn)動慣量時，可以將第一變速器調(diào)節(jié)至較小的輸出扭矩。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。