一種六自由度碼垛機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車碼垛機器人領域，特別是一種六自由度碼垛機器人。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人具有結(jié)構簡單、成本低、工作空間大等優(yōu)點，但是隨著社會的發(fā)展和進步、人民生活水平的提高，對于汽車的要求也越來越高，傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人的缺點逐漸顯現(xiàn)出來，不能滿足現(xiàn)代社會的發(fā)展需要，因此急需要一種全新的汽車碼垛裝置?，F(xiàn)在新興的并聯(lián)機器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人相比較，具有無累積誤差、精度較高、結(jié)構緊湊、承載能力大、剛度高且末端碼垛執(zhí)行器慣性小等特點，驅(qū)動裝置可置于定平臺上或接近定平臺的位置，這樣運動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應好；但是并聯(lián)機器人的明顯缺點是工作空間小和結(jié)構復雜。
[0003]本實用新型所提供的一種六自由度碼垛機器人，包括一個串聯(lián)碼垛主鏈和一個搖臂微調(diào)控制子鏈，所述的串聯(lián)碼垛主鏈可以控制此汽車機器人在空間內(nèi)進行六自由度的運動；所述搖臂微調(diào)控制子鏈由兩個搖臂和兩根連桿組成四桿機構，并安裝在大臂上，通過四桿機構對主鏈進行微調(diào)控制，機構具有重量輕，結(jié)構緊湊，剛度好，承載力大，工作空間大，不僅能滿足汽車碼垛作業(yè)，同時也節(jié)省了大量的勞動力，節(jié)約開支。這種搖臂微調(diào)控制子鏈的汽車碼垛機器人具有良好的控制功能，可以由單人進行操作，可靠性高，機構具有結(jié)構緊湊，控制簡單的優(yōu)點，工作空間大，使機構重心后移，可以運用于更多場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種六自由度碼垛機器人，包括一個串聯(lián)碼垛主鏈、一個搖臂微調(diào)控制子鏈和一個執(zhí)行機構子鏈，所述的串聯(lián)碼垛主鏈可以控制此汽車機器人在空間內(nèi)進行六自由度的運動；所述搖臂微調(diào)控制子鏈由兩個搖臂和兩根連桿組成四桿機構，并安裝在大臂上，通過四桿機構對主鏈進行微調(diào)控制；所述執(zhí)行機構子鏈對大臂進行支撐和調(diào)節(jié)，本發(fā)明通過多個機械臂與機身的連接，從而實現(xiàn)末端軌跡的六自由度輸出，此機構具有動作敏捷、精度高、運動慣量小，動力性能好，并且結(jié)構緊湊、工作空間大、承載大、多種運動軌跡輸出、控制簡單，可以運用到碼垛的多種場合，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機器人關于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案達到上述目的:一種六自由度碼垛機器人，由串聯(lián)碼垛主鏈、搖臂微調(diào)控制子鏈和執(zhí)行機構子鏈組成，其結(jié)構和連接方式為:
[0006]所述串聯(lián)碼垛主鏈由車體、主臂、大臂、第二搖臂、肩臂、腕臂和機械手連接而成，主臂一端通過第一轉(zhuǎn)動副與車體上的立柱端連接，主臂另一端通過第一球副與大臂第一個連接端連接，大臂第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第一個連接端連接，第二搖臂第二個連接端通過第三轉(zhuǎn)動副與肩臂一端連接，肩臂另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與腕臂一端連接，腕臂另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與機械手連接。
[0007]所述搖臂微調(diào)控制子鏈由第一搖臂、第二搖臂、第一連桿和第二連桿連接而成，第一搖臂第一個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與大臂第三個連接端連接，第一搖臂第二個連接端通過第七轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第二個連接端連接，第一搖臂第三個連接端通過第九轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第三個連接端連接。
[0008]所述執(zhí)行機構子鏈由車體、曲柄臂、第三連桿、大臂和滑塊連接而成，滑塊一端通過第一移動副與車體上的滑槽連接，滑塊另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與曲柄臂一端連接，曲柄臂另一端通過第二球副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第三球副與大臂第四個連接端連接。
[0009]上述結(jié)構中，通過串聯(lián)碼垛主鏈、搖臂微調(diào)控制子鏈和執(zhí)行機構子鏈的合成運動的位置變化而實現(xiàn)汽車的碼垛作業(yè)。
[0010]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0011]1、本發(fā)明驅(qū)動方式靈活多變，有利于碼垛機器人的控制；
[0012]2、本發(fā)明多個機械臂與連桿連接，控制簡單，可靠性高，累積誤差小，大大增加了機構剛度；
[0013]3、本發(fā)明采用四桿機構閉鏈傳動的形式，有效了降低了各個構件的重量，具有運動慣量小、軌跡輸出靈活、工作可靠、精度高等優(yōu)點；
[0014]4、并且搖臂移動式設計大大提高機器人的工作空間，能避免機構的死點位置，微調(diào)裝置能使機器人的作用范圍更大，并且能使機構更好的保持平衡；
[0015]5、桿件做成輕桿，機構運動慣量小，動力學性能好。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述一種六自由度碼垛機器人的第一工作示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所述一種六自由度碼垛機器人的第一工作后視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所述一種六自由度碼垛機器人的第二工作示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明所述一種六自由度碼垛機器人的第三工作示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明所述一種六自由度碼垛機器人的第四工作示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明所述一種六自由度碼垛機器人的第五工作示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明所述一種六自由度碼垛機器人的滑塊結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的技術方案作進一步說明。
[0024]對照圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7，一種六自由度碼垛機器人，其結(jié)構和連接方式為:
[0025]所述串聯(lián)碼垛主鏈由車體1、主臂2、大臂3、第二搖臂5、肩臂8、腕臂9和機械手10連接而成，主臂2 —端通過第一轉(zhuǎn)動副13與車體I上的立柱端連接，主臂2另一端通過第一球副14與大臂3第一個連接端連接，大臂3第二個連接而通過第二轉(zhuǎn)動副16與第二搖臂5第一個連接端連接，第二搖臂5第二個連接端通過第三轉(zhuǎn)動副17與肩臂8 一端連接，肩臂8另一端通過第四轉(zhuǎn)動副18與腕臂9 一端連接，腕臂9另一端通過第五轉(zhuǎn)動副19與機械手10連接。
[0026]所述搖臂微調(diào)控制子鏈由第一搖臂4、第二搖臂5、第一連桿6和第二連桿7連接而成，第一搖臂4第一個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副15與大臂3第三個連接端連接，第一搖臂4第二個連接端通過第七轉(zhuǎn)動副20與第一連桿6 —端連接，第一連桿6另一端通過第八轉(zhuǎn)動副21與第二搖臂5第二個連接端連接，第一搖臂4第三個連接端通過第九轉(zhuǎn)動副22與第二連桿7 —端連接，第二連桿7另一端通過第十轉(zhuǎn)動副23與第二搖臂5第三個連接端連接。
[0027]所述執(zhí)行機構子鏈由車體1、曲柄臂12、第三連桿11、大臂3和滑塊25連接而成，滑塊25 —端通過第一移動副24與車體I上的滑槽連接，滑塊25另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副26與曲柄臂12 —端連接，曲柄臂12另一端通過第二球副27與第三連桿11 一端連接，第三連桿11另一端通過第三球副28與大臂3第四個連接端連接。
[0028]上述結(jié)構中，通過串聯(lián)碼垛主鏈、搖臂微調(diào)控制子鏈和執(zhí)行機構子鏈的合成運動的位置變化而實現(xiàn)汽車的碼垛作業(yè)。
[0029]如圖1和圖2所示，本發(fā)明處于第一工作，主臂和大臂處于準備工作狀態(tài)。
[0030]如圖3所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成對處于下方位置零件的碼垛作業(yè)。
[0031]如圖4所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成對處于前面位置零件的碼垛作業(yè)，同時也可以完成處后面位置零件的碼垛作業(yè)。
[0032]如圖5所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成對處于左側(cè)位置零件的碼垛作業(yè)，同時也可以完成處右側(cè)位置零件的碼垛作業(yè)。
[0033]如圖6所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成對處于上部位置零件的碼垛作業(yè)，同時也可以完成處右側(cè)位置零件的碼垛作業(yè)。
[0034]對照圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7，本發(fā)明設計的一種六自由度碼垛機器人可以完成移動和翻轉(zhuǎn)等空間六個方位的碼垛作業(yè)。
【主權項】
1.一種六自由度碼垛機器人，由串聯(lián)碼垛主鏈、搖臂微調(diào)控制子鏈和執(zhí)行機構子鏈組成，其特征在于: 所述串聯(lián)碼垛主鏈由車體、主臂、大臂、第二搖臂、肩臂、腕臂和機械手連接而成，主臂一端通過第一轉(zhuǎn)動副與車體上的立柱端連接，主臂另一端通過第一球副與大臂第一個連接端連接，大臂第二個連接端通過第二轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第一個連接端連接，第二搖臂第二個連接端通過第三轉(zhuǎn)動副與肩臂一端連接，肩臂另一端通過第四轉(zhuǎn)動副與腕臂一端連接，腕臂另一端通過第五轉(zhuǎn)動副與機械手連接， 所述搖臂微調(diào)控制子鏈由第一搖臂、第二搖臂、第一連桿和第二連桿連接而成，第一搖臂第一個連接端通過第六轉(zhuǎn)動副與大臂第三個連接端連接，第一搖臂第二個連接端通過第七轉(zhuǎn)動副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過第八轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第二個連接端連接，第一搖臂第三個連接端通過第九轉(zhuǎn)動副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過第十轉(zhuǎn)動副與第二搖臂第三個連接端連接， 所述執(zhí)行機構子鏈由車體、曲柄臂、第三連桿、大臂和滑塊連接而成，滑塊一端通過第一移動副與車體上的滑槽連接，滑塊另一端通過第十一轉(zhuǎn)動副與曲柄臂一端連接，曲柄臂另一端通過第二球副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過第三球副與大臂第四個連接端連接。
【專利摘要】一種六自由度碼垛機器人，包括一個串聯(lián)碼垛主鏈、一個搖臂微調(diào)控制子鏈和一個執(zhí)行機構子鏈。所述的串聯(lián)碼垛主鏈可以控制此汽車機器人在空間內(nèi)進行六自由度的運動；所述搖臂微調(diào)控制子鏈由兩個搖臂和兩根連桿組成四桿機構，并安裝在大臂上，通過四桿機構對主鏈進行微調(diào)控制；所述執(zhí)行機構子鏈對大臂進行支撐和調(diào)節(jié)。本實用新型通過多個機械臂與機身的連接，從而實現(xiàn)末端軌跡的六自由度輸出，此機構具有動作敏捷、精度高、運動慣量小，動力性能好，并且結(jié)構緊湊、工作空間大、承載大、多種運動軌跡輸出、控制簡單，可以運用到碼垛、抓取的多種場合。
【IPC分類】B25J9-00
【公開號】CN204585209
【申請?zhí)枴緾N201520287925
【發(fā)明人】黃敏雄, 朱雙華, 劉平元, 陳剛, 周定武, 胥剛, 程泊靜, 楊明鄂, 張健麗
【申請人】湖南汽車工程職業(yè)學院, 胥剛
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月7日