本實(shí)用新型涉及機(jī)器人的領(lǐng)域，具體涉及一種小型桌面搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使得機(jī)器人在碼垛、涂膠、點(diǎn)焊、弧焊、噴涂、搬運(yùn)、測量等行業(yè)有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。有很多個(gè)原因，包括包裝的種類、工廠環(huán)境和客戶需求等將碼垛變成包裝工廠里一塊難啃的骨頭。為了克服這些困難，碼垛設(shè)備的各個(gè)方面都在發(fā)展改進(jìn)，包括從機(jī)械手到操縱它的軟件。市場上對靈活性的需求不斷增長，這一個(gè)趨勢已經(jīng)影響到了包裝的多個(gè)方面，生產(chǎn)線的后段也不例外。零售客戶，尤其是那些具有影響力的如沃爾瑪一樣的大型超市，經(jīng)常需要定制一些隨機(jī)貨盤，但是他們不得不定制每一個(gè)貨盤，而貨盤的形式只是偶爾會(huì)有重復(fù)。而且這類隨機(jī)的貨盤的高效生產(chǎn)是比較困難的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小型桌面搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，可加載多種末端執(zhí)行器已完成不同工作任務(wù)；在機(jī)器人的操作過程中，可以通過驅(qū)動(dòng)元件A和驅(qū)動(dòng)元件E的同時(shí)動(dòng)作，保證了物件在被機(jī)器人的周轉(zhuǎn)過程中，角度不會(huì)放生變化，避免操作工在周機(jī)器人的周轉(zhuǎn)之后還需要對物件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)角度的操作；通過平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)A、平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)B、平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)C的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了大臂與小臂并聯(lián)操作，腕部余大臂串聯(lián)操作、并與小臂并聯(lián)操作的結(jié)構(gòu)，便于機(jī)器人的動(dòng)作更加便利。

本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

小型桌面搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，包括底座，所述底座上水平轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)臺(tái)，大臂的一端與轉(zhuǎn)臺(tái)的頂面擺動(dòng)連接，所述大臂的另一端與小臂的一端擺動(dòng)連接，所述小臂的另一端擺動(dòng)連接有腕部，所述腕部與執(zhí)行機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，所述底座與轉(zhuǎn)臺(tái)之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)元件A，所述驅(qū)動(dòng)元件A帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)與底座轉(zhuǎn)動(dòng)，所述大臂在驅(qū)動(dòng)元件B的作用下與轉(zhuǎn)臺(tái)擺動(dòng)連接，所述小臂在驅(qū)動(dòng)元件C的作用下與大臂擺動(dòng)連接，所述腕部通過驅(qū)動(dòng)元件D與小臂擺動(dòng)連接，所述驅(qū)動(dòng)元件B和驅(qū)動(dòng)元件C分別固定于轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述驅(qū)動(dòng)元件D固定于大臂上，所述驅(qū)動(dòng)元件A、驅(qū)動(dòng)元件B、驅(qū)動(dòng)元件C和驅(qū)動(dòng)元件D分別與控制系統(tǒng)電連接。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案是，小臂通過平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)A與大臂擺動(dòng)連接。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)A由作為機(jī)架的大臂、作為主動(dòng)連架桿的搖臂A、作為連桿的桿件A和作為從動(dòng)連架桿的小臂構(gòu)成，所述搖臂A的一端與驅(qū)動(dòng)元件C的輸出軸固定、并與大臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與桿件A的一端連接，所述桿件A的另一端與小臂連接。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述腕部通過平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)B和平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)C與小臂擺動(dòng)連接。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)B由作為機(jī)架的大臂、作為主動(dòng)連架桿的搖臂B、作為連桿的桿件B和作為從動(dòng)連架桿的搖臂C構(gòu)成，所述平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)C由作為機(jī)架的小臂、作為主動(dòng)連架桿的搖臂C、作為連桿的桿件C和作為從動(dòng)連架桿的搖臂D構(gòu)成；所述搖臂B的一端與驅(qū)動(dòng)元件D的輸出軸固定、并與大臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與桿件B連接，所述桿件B的另一端與搖臂C的A端擺動(dòng)連接，所述搖臂C的B端與大臂和小臂的擺動(dòng)軸擺動(dòng)連接，所述搖臂C的C端與桿件C的一端連接，所述桿件C的另一端與搖臂D連接，所述搖臂D與腕部固定。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)為多自由度的執(zhí)行器。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)為兩自由度的執(zhí)行器，所述執(zhí)行器包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接于腕部下部的轉(zhuǎn)動(dòng)架和與活動(dòng)連接與轉(zhuǎn)動(dòng)架下部的抓取機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)架在驅(qū)動(dòng)元件E的作用下與腕部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述抓取機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)元件F的作用下執(zhí)行抓取、釋放的動(dòng)作，所述驅(qū)動(dòng)元件E固定于腕部上，所述驅(qū)動(dòng)元件F固定于轉(zhuǎn)動(dòng)架上。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述驅(qū)動(dòng)元件A、驅(qū)動(dòng)元件B、驅(qū)動(dòng)元件C和驅(qū)動(dòng)元件D均為直流私服電動(dòng)機(jī)。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述直流私服電動(dòng)機(jī)為數(shù)字舵機(jī)。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述驅(qū)動(dòng)元件A、驅(qū)動(dòng)元件B和驅(qū)動(dòng)元件C選用扭力為20kg*cm的LF-20MG數(shù)字舵機(jī)；驅(qū)動(dòng)元件D選用扭力為4.8kg*cm的3689MG數(shù)字舵機(jī)；執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)元件E和驅(qū)動(dòng)元件F選用扭力為1.6kg*cm的SG90模擬舵機(jī)。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述控制系統(tǒng)的主控芯片采用8位單片機(jī)。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，主控芯片所采用8位單片機(jī)的型號為STM8S105K4。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述控制系統(tǒng)與PC端電連接。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述控制系統(tǒng)與PC端通過藍(lán)牙方式通信連接。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述PC端支持示教機(jī)器人軟件。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述底座固定于桌面上。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

第一、本實(shí)用新型的小型桌面搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，可加載多種末端執(zhí)行器已完成不同工作任務(wù)。

第二、本實(shí)用新型的小型桌面搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，在機(jī)器人的操作過程中，可以通過驅(qū)動(dòng)元件A和驅(qū)動(dòng)元件E的同時(shí)動(dòng)作，保證了物件在被機(jī)器人的周轉(zhuǎn)過程中，角度不會(huì)放生變化，避免操作工在周機(jī)器人的周轉(zhuǎn)之后還需要對物件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)角度的操作。

第三、本實(shí)用新型的小型桌面搬運(yùn)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，通過平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)A、平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)B、平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)C的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了大臂與小臂并聯(lián)操作，腕部余大臂串聯(lián)操作、并與小臂并聯(lián)操作的結(jié)構(gòu)，便于機(jī)器人的動(dòng)作更加便利。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的立體示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的主視示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1~圖2可知，本實(shí)用新型包括底座1，所述底座1上水平轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)臺(tái)2，大臂3的一端與轉(zhuǎn)臺(tái)2的頂面擺動(dòng)連接，所述大臂3的另一端與小臂4的一端擺動(dòng)連接，所述小臂4的另一端擺動(dòng)連接有腕部5，所述腕部5與執(zhí)行機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，所述底座1與轉(zhuǎn)臺(tái)2之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)元件A8，所述驅(qū)動(dòng)元件A8帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)2與底座1轉(zhuǎn)動(dòng)，所述大臂3在驅(qū)動(dòng)元件B9的作用下與轉(zhuǎn)臺(tái)2擺動(dòng)連接，所述小臂4在驅(qū)動(dòng)元件C10的作用下與大臂3擺動(dòng)連接，所述腕部5通過驅(qū)動(dòng)元件D11與小臂4擺動(dòng)連接，所述驅(qū)動(dòng)元件B9和驅(qū)動(dòng)元件C10分別固定于轉(zhuǎn)臺(tái)2上，所述驅(qū)動(dòng)元件D11固定于大臂3上，所述驅(qū)動(dòng)元件A8、驅(qū)動(dòng)元件B9、驅(qū)動(dòng)元件C10和驅(qū)動(dòng)元件D11分別與控制系統(tǒng)電連接；小臂4通過平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)A與大臂3擺動(dòng)連接；所述平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)A由作為機(jī)架的大臂3、作為主動(dòng)連架桿的搖臂A14、作為連桿的桿件A15和作為從動(dòng)連架桿的小臂4構(gòu)成，所述搖臂A14的一端與驅(qū)動(dòng)元件C10的輸出軸固定、并與大臂3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與桿件A15的一端連接，所述桿件A15的另一端與小臂4連接；所述腕部5通過平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)B和平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)C與小臂4擺動(dòng)連接；所述平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)B由作為機(jī)架的大臂3、作為主動(dòng)連架桿的搖臂B16、作為連桿的桿件B17和作為從動(dòng)連架桿的搖臂C18構(gòu)成，所述平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)C由作為機(jī)架的小臂4、作為主動(dòng)連架桿的搖臂C18、作為連桿的桿件C19和作為從動(dòng)連架桿的搖臂D20構(gòu)成；所述搖臂B16的一端與驅(qū)動(dòng)元件D11的輸出軸固定、并與大臂3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與桿件B17連接，所述桿件B17的另一端與搖臂C18的A端擺動(dòng)連接，所述搖臂C18的B端與大臂3和小臂4的擺動(dòng)軸擺動(dòng)連接，所述搖臂C18的C端與桿件C19的一端連接，所述桿件C19的另一端與搖臂D20連接，所述搖臂D20與腕部5固定；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)為多自由度的執(zhí)行器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)為兩自由度的執(zhí)行器，所述執(zhí)行器包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接于腕部5下部的轉(zhuǎn)動(dòng)架6和與活動(dòng)連接與轉(zhuǎn)動(dòng)架6下部的抓取機(jī)構(gòu)7，所述轉(zhuǎn)動(dòng)架6在驅(qū)動(dòng)元件E12的作用下與腕部5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述抓取機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)元件F13的作用下執(zhí)行抓取、釋放的動(dòng)作，所述驅(qū)動(dòng)元件E12固定于腕部5上，所述驅(qū)動(dòng)元件F13固定于轉(zhuǎn)動(dòng)架6上；所述驅(qū)動(dòng)元件A8、驅(qū)動(dòng)元件B9、驅(qū)動(dòng)元件C10和驅(qū)動(dòng)元件D11均為直流私服電動(dòng)機(jī)；所述直流私服電動(dòng)機(jī)為數(shù)字舵機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)元件A8、驅(qū)動(dòng)元件B9和驅(qū)動(dòng)元件C10選用扭力為20kg*cm的LF-20MG數(shù)字舵機(jī)；驅(qū)動(dòng)元件D11選用扭力為4.8kg*cm的3689MG數(shù)字舵機(jī)；執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)元件E12和驅(qū)動(dòng)元件F13選用扭力為1.6kg*cm的SG90模擬舵機(jī)；所述控制系統(tǒng)的主控芯片采用8位單片機(jī)；主控芯片所采用8位單片機(jī)的型號為STM8S105K4；所述控制系統(tǒng)與PC端電連接；所述控制系統(tǒng)與PC端通過藍(lán)牙方式通信連接；所述PC端支持示教機(jī)器人軟件；所述底座1固定于桌面上。

本實(shí)用新型采用關(guān)節(jié)坐標(biāo)型結(jié)構(gòu)，具有四自由度，分別為腰部轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、大臂3的俯仰運(yùn)動(dòng)、小臂4的俯仰運(yùn)動(dòng)和腕部5的俯仰運(yùn)動(dòng)。末端執(zhí)行器具有二自由度，分別為轉(zhuǎn)動(dòng)架6的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和抓取機(jī)構(gòu)7的抓取、釋放運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，底座1的高度為100mm，大臂3的長度為135mm，小臂4的長度為160mm。空間直角坐標(biāo)的確定方法如下，底座1的中心軸定為Z軸，向上為Z軸正方向；轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍是180°，轉(zhuǎn)臺(tái)2在中間位置時(shí)，大臂3和小臂4所在平面為XOZ平面，原點(diǎn)位于大臂3與轉(zhuǎn)臺(tái)2連接處下方的100mm處，X軸為水平方向，大臂3和小臂4的延伸方向?yàn)閄軸正方向。最后，通過右手笛卡爾直角坐標(biāo)系定Y軸方向。

如果執(zhí)行器正在持握物體將其從起點(diǎn)搬運(yùn)到終點(diǎn)，將以20mm/s的速度直線運(yùn)動(dòng)；如果執(zhí)行器已釋放物體返回物體起點(diǎn)，將以33mm/s的速度快速返回，以節(jié)省工作時(shí)間。執(zhí)行器跟隨轉(zhuǎn)臺(tái)2轉(zhuǎn)動(dòng)，角度一致，方向相反，使物體在空間中只作平移運(yùn)動(dòng)，無旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

示教機(jī)器人軟件通過PC端與機(jī)器人的控制系統(tǒng)通過藍(lán)牙模塊通信。示教機(jī)器人軟件可以示教機(jī)器人抓取點(diǎn)、釋放點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)路徑。軟件控制面板上可以實(shí)時(shí)顯示小臂4末端的空間坐標(biāo)，軟件可以控制機(jī)器人空間的三個(gè)坐標(biāo)軸方向的直線運(yùn)動(dòng)，也可以控制機(jī)器人抓取機(jī)構(gòu)7的抓取、釋放物體運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，起始點(diǎn)按鍵可以使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到起始位置和姿態(tài)，即小臂4末端坐標(biāo)為某一具體數(shù)值坐標(biāo)，執(zhí)行器處于豎直姿態(tài)，旋轉(zhuǎn)角度為0度，抓取機(jī)構(gòu)7處于張開姿態(tài)；然后開始使用示教機(jī)器人軟件軟件依次示教機(jī)器人抓取點(diǎn)、釋放點(diǎn)和無障礙路徑所經(jīng)過的幾個(gè)點(diǎn)。每次示教機(jī)器人到達(dá)一個(gè)點(diǎn)后，單擊記錄按鍵，就可以在軟件控制面板中顯示出機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)軌跡，包含了這段軌跡包含了起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)信息。軟件所記錄的一條條運(yùn)動(dòng)軌跡信息也是STM8S105K4單片機(jī)可識(shí)別的程序代碼，在機(jī)器人示教操作完畢之后，把記錄的信息寫入單片機(jī)主程序中，機(jī)器人就可以開始進(jìn)行循環(huán)作業(yè)。