高效率載運(yùn)工件的碼垛機(jī)器人及其操作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人及其操作方法，該碼垛機(jī)器人包括，包括底座、水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)和手腕；手腕的下端連接有夾具，夾具包括機(jī)架框以及抓料夾，機(jī)架框的上端設(shè)有安裝塊，安裝塊內(nèi)設(shè)有安裝槽，安裝槽內(nèi)設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)撥動(dòng)桿以及擠壓塊，撥動(dòng)桿的上端形成操作部，安裝槽內(nèi)設(shè)有支柱，撥動(dòng)桿的中部與支柱連接，且撥動(dòng)桿的下端與安裝槽的側(cè)壁之間設(shè)有復(fù)位彈簧，手腕的側(cè)端設(shè)有嵌入槽，且操作部的內(nèi)側(cè)設(shè)有嵌入塊，安裝槽的深度大于嵌入塊的深度。在手腕與夾具的連接處設(shè)置了鎖緊件，通過鎖緊件提高手腕與夾具之間的連接處的穩(wěn)固性，在載運(yùn)工件過程減少工件掉落，提高載運(yùn)工件效率。
【專利說明】
高效率載運(yùn)工件的碼垛機(jī)器人及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及碼垛機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是高效率載運(yùn)工件的碼垛機(jī)器人及碼垛機(jī)器人的操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碼垛機(jī)器人廣泛應(yīng)用于化工、飲料、食品加工等領(lǐng)域，根據(jù)紙箱、包裝袋、灌裝、盒裝、瓶裝等不同形狀成品包裝進(jìn)行碼垛，碼垛機(jī)器人利用末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)載運(yùn)成品包裝物來完成碼垛過程。
[0003]現(xiàn)有的碼垛機(jī)器人包括末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及機(jī)械臂，特別地，對于包裝成形的袋子，經(jīng)過倒包裝置、整形裝置，輸送到碼垛機(jī)器人抓取位，抓取包裝袋后按照要求的堆碼方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堆垛，為了使抓取包裝袋的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于所需工作位置，于是需要簡化各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，以滿足包裝袋碼垛時(shí)狹小工作空間的需要，并且碼垛機(jī)器人的機(jī)械臂與末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接處不夠穩(wěn)固，容易在載運(yùn)工件過程中工件掉落，造成載運(yùn)工件效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供高效率載運(yùn)工件的碼垛機(jī)器人及其操作方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，碼垛機(jī)器人的機(jī)械臂與末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接處不夠穩(wěn)固，容易在載運(yùn)工件過程中工件掉落，造成載運(yùn)工件效率低下的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，包括底座、水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)和手腕;所述手臂機(jī)構(gòu)的下端分別與所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及所述垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述手臂機(jī)構(gòu)的上端連接有三角臂，所述姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)及第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，所述第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的下端與所述手腕連接，所述第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的上端與所述三角臂連接，所述第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的下端與所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，且所述第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的上端與所述三角臂連接;所述手腕的下端連接有夾具，所述夾具包括機(jī)架框以及抓料夾，所述機(jī)架框的上端設(shè)有安裝塊，所述安裝塊內(nèi)設(shè)有供手腕嵌入在內(nèi)的安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有用于鎖緊手腕的鎖緊機(jī)構(gòu)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)相對布置的撥動(dòng)桿以及連接在所述撥動(dòng)桿的下端的擠壓塊，所述撥動(dòng)桿的上端延伸到所述安裝塊的上方，形成操作部，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有支柱，所述撥動(dòng)桿的中部與所述支柱連接，且所述撥動(dòng)桿的下端與所述安裝槽的側(cè)壁之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述撥動(dòng)桿朝所述安裝槽的中心移動(dòng)復(fù)位的復(fù)位彈簧，所述手腕的側(cè)端設(shè)有嵌入槽，且所述操作部的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于嵌入在所述嵌入槽內(nèi)的嵌入塊，所述安裝槽的深度大于所述嵌入塊的深度。
[0006]進(jìn)一步地，所述操作部的外側(cè)形成有手拉塊。
[0007]進(jìn)一步地，所述抓料夾包括壓板機(jī)構(gòu)、一對氣缸以及一對對稱的叉管機(jī)構(gòu)，所述叉管機(jī)構(gòu)包括平行的叉管、擋板、連接桿、旋轉(zhuǎn)軸及一對軸承架，所述叉管的一端通過直角彎頭固定于連接桿，所述叉管的另一端通過球臺(tái)指向同一側(cè)，所述擋板豎直地設(shè)于叉管的上方，并與所述連接桿固定，一對所述軸承架固定于連接桿，其軸承通過旋轉(zhuǎn)軸連接，一對所述氣缸分別固定于支板，其活塞桿與旋轉(zhuǎn)軸連接，所述壓板機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿氣缸和壓板，所述導(dǎo)桿氣缸垂直設(shè)于手腕固定板，其導(dǎo)桿垂直連接于壓板，所述壓板平行設(shè)置于叉管及導(dǎo)軌之間，其均布有四個(gè)槽形的透氣孔。
[0008]進(jìn)一步地，所述機(jī)架框包括一對平行的滑軌和手腕固定板，所述機(jī)架框設(shè)于所述抓料夾的上方，所述機(jī)架框包括一對平行的導(dǎo)軌及一對支板，一對所述滑軌的上方通過螺母和墊片固定所述手腕固定板，所述安裝塊連接在所述手腕固定板上;一對所述支板設(shè)置在一對所述導(dǎo)軌下表面的兩端。
[0009]進(jìn)一步地，所述軸承架的外緣設(shè)有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)抵靠有豎直的減震螺栓，所述減震螺栓通過螺母連接于支板。
[0010]進(jìn)一步地，所述夾具還包括定位機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)包括二定位滑塊及一雙向螺桿，所述定位滑塊設(shè)于同側(cè)導(dǎo)軌的上方，并分別與所述支板連接，所述雙向螺桿穿設(shè)于二所述定位滑塊之間，且分別通過螺紋連接固定。
[0011]進(jìn)一步地，所述手臂機(jī)構(gòu)包括依次連接的前臂、下連接臂、橫桿及后臂，所述下連接臂的下端通過下輔臂連接于所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述下連接臂的上端連接所述三角臂的一支點(diǎn)，所述三角臂的另兩個(gè)支點(diǎn)分別連接有前桿以及后桿，所述前桿通過前輔桿與所述前臂對應(yīng)連接所述手腕，所述后桿通過連桿與所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)由手腕、前臂、所述三角臂的第一臂、前桿及前輔桿構(gòu)成，所述第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)由所述三角臂的第二臂、后桿、連桿、下輔臂及下連接臂構(gòu)成，所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過支撐臂連接，并均安裝于所述底座，所述垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述后臂連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定板、垂直滑塊、垂直滑軌、連接座、橫軸、滾珠絲桿及第一伺服電機(jī)，所述固定板的兩端均固定一垂直滑塊，二所述垂直滑軌平行安裝于底座，每一所述垂直滑塊對應(yīng)安裝于垂直滑軌，每一垂直滑軌沿底座的垂直方向固定，所述固定板固定有兩個(gè)平行的連接座，所述橫軸穿過兩個(gè)連接座，并通過圓錐滾子軸承支撐，所述后臂套接于橫軸，所述滾珠絲桿沿底座的垂直方向固定于固定板，并與第一伺服電機(jī)動(dòng)力連接，所述固定板的一端設(shè)有限位板。
[0014]本發(fā)明還提供了碼垛機(jī)器人的操作方法，具體步驟如下:
步驟1.點(diǎn)擊碼垛機(jī)器人的開啟按鈕，水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)以及手臂機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)夾具轉(zhuǎn)動(dòng)到工件所處的方向上；
步驟2.下輔臂與水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接點(diǎn)為手臂機(jī)構(gòu)的水平主動(dòng)關(guān)節(jié)，其隨水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作水平直線運(yùn)動(dòng)；后臂與垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接點(diǎn)為手臂機(jī)構(gòu)的垂直主動(dòng)關(guān)節(jié)，其隨垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作垂直直線運(yùn)動(dòng)，在水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使下連接臂及下輔臂的水平主動(dòng)關(guān)節(jié)水平移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)水平方向移動(dòng);在垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使后臂的垂直主動(dòng)關(guān)節(jié)垂直移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)在垂直方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)夾具的叉管與工件的位置對齊；
步驟3.操作水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)和手臂機(jī)構(gòu)，將夾具下降至工件處；
步驟4.氣缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)曲柄而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸承架擺動(dòng)，進(jìn)而使得叉管抓取包裝袋，擋板、叉管、壓板形成了對包裝袋整形的框體，包裝袋的兩側(cè)通過擋板壓緊，包裝袋的頂面通過導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動(dòng)壓板壓緊，包裝袋的底面通過平行排列的叉管托住，單次同時(shí)抓取兩包包裝袋，完成夾取工件；
步驟5.操作水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)和手臂機(jī)構(gòu)，將工件移至卸料位置；
步驟6.氣缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)曲柄而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸承架擺動(dòng)，進(jìn)而使得叉管松開包裝袋，同時(shí)驅(qū)動(dòng)包裝袋的兩側(cè)的擋板松開，導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動(dòng)壓板上升，完成整個(gè)卸料過程。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，通過設(shè)置底座、水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)、手腕以及夾具，實(shí)現(xiàn)運(yùn)載工件的效果，并且在手腕與夾具的連接處設(shè)置了鎖緊件，通過鎖緊件提高手腕與夾具之間的連接處的穩(wěn)固性，在載運(yùn)工件過程減少工件掉落，提高載運(yùn)工件效率。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的夾具的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的夾具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的夾具的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的鎖緊件的剖切結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0019]參照圖1?6，為本發(fā)明提供的較佳實(shí)施例。
[0020]本實(shí)施例提供的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，可以運(yùn)用在應(yīng)用于化工、飲料、食品加工等領(lǐng)域，根據(jù)紙箱、包裝袋、灌裝、盒裝、瓶裝等不同形狀成品包裝進(jìn)行碼垛，實(shí)現(xiàn)高效率的載運(yùn)工件，并且結(jié)構(gòu)簡單，占據(jù)面積小。
[0021 ] 高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，包括底座10、水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)40、手臂機(jī)構(gòu)50和手腕60;手臂機(jī)構(gòu)50的下端分別與水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20以及垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30連接，手臂機(jī)構(gòu)50的上端連接有三角臂70，姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)40包括第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)80及第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)90，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)80的下端與手腕60連接，第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)80的上端與三角臂70連接，第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)90的下端與水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20連接，且第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)90的上端與三角臂70連接;手腕60的下端連接有夾具，夾具包括機(jī)架框I以及抓料夾2，機(jī)架框I的上端設(shè)有安裝塊41，該安裝塊41內(nèi)設(shè)有供手腕6嵌入在內(nèi)的安裝槽42，安裝槽42內(nèi)設(shè)有用于鎖緊手腕60的鎖緊機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)相對布置的撥動(dòng)桿以及連接在撥動(dòng)桿的下端的擠壓塊46，其中，撥動(dòng)桿的上端延伸到安裝塊41的上方，形成操作部，安裝槽42內(nèi)設(shè)有支柱47，撥動(dòng)桿的中部與支柱47連接，且撥動(dòng)桿的下端與安裝槽42的側(cè)壁之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)撥動(dòng)桿朝安裝槽42的中心移動(dòng)復(fù)位的復(fù)位彈簧45，手腕的側(cè)端設(shè)有嵌入槽，且操作部的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于嵌入在嵌入槽內(nèi)的嵌入塊43，安裝槽的深度大于嵌入塊43的深度。
[0022]將手腕60的下端沿著兩個(gè)撥動(dòng)桿之間的間隙插入安裝槽42內(nèi)，手腕60會(huì)擠壓著撥動(dòng)桿下端的擠壓塊46，擠壓塊46驅(qū)動(dòng)復(fù)位彈簧45朝向安裝槽42的側(cè)邊移動(dòng)，復(fù)位彈簧45壓縮，另外，復(fù)位彈簧45會(huì)給擠壓塊46—個(gè)反作用力，驅(qū)動(dòng)擠壓塊46夾緊機(jī)械臂，且嵌入塊嵌入在嵌入槽內(nèi)，進(jìn)一步鎖緊夾具與手腕60;需要拆卸機(jī)械臂時(shí)，只需朝內(nèi)擠壓操作部，由于撥動(dòng)桿的下端以及撥動(dòng)桿的上端形成以支柱47為杠桿支點(diǎn)的杠桿，撥動(dòng)桿的下端隨之朝外移動(dòng)，從而松開對機(jī)械臂的夾緊，朝上移動(dòng)手腕60，遠(yuǎn)離擠壓塊46，隨后朝外擺動(dòng)撥動(dòng)桿的上端，拔出手腕60，另外，復(fù)位彈簧45同時(shí)復(fù)位，驅(qū)動(dòng)撥動(dòng)桿復(fù)位。
[0023]上述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，通過設(shè)置底座10、水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)40、手臂機(jī)構(gòu)50、手腕60以及夾具，實(shí)現(xiàn)運(yùn)載工件的效果，并且在手腕60與夾具的連接處設(shè)置了鎖緊件，通過鎖緊件提高手腕60與夾具之間的連接處的穩(wěn)固性，在載運(yùn)工件過程減少工件掉落，提高載運(yùn)工件效率。
[0024]操作部的外側(cè)形成有手拉塊44。
[0025]在本實(shí)施例中，抓料夾2包括壓板機(jī)構(gòu)21、一對氣缸22以及一對對稱的叉管機(jī)構(gòu)23，叉管機(jī)構(gòu)23包括叉管231、擋板232、連接桿233、旋轉(zhuǎn)軸234及一對軸承架235，叉管231有8根且平行排列，每根叉管231的一端通過直角彎頭236利用螺母和墊片固定于連接桿233，另一端通過球臺(tái)237指向同一側(cè)，擋板232豎直地設(shè)于叉管231的上方，并與連接桿233通過螺栓連接固定。一對軸承架235通過螺栓固定于連接桿
233，其軸承通過旋轉(zhuǎn)軸234連接，一對氣缸22分別螺栓固定于支板12，其活塞桿通過曲柄24與旋轉(zhuǎn)軸234連接。軸承架235的外緣設(shè)有凸臺(tái)235a，凸臺(tái)235a抵靠有豎直的減震螺栓25，減震螺栓25通過螺母連接于支板12。氣缸22驅(qū)動(dòng)曲柄24帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸234轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)叉管機(jī)構(gòu)23的開合抓取。壓板機(jī)構(gòu)21包括導(dǎo)桿氣缸211和壓板212，導(dǎo)桿氣缸211垂直地螺栓固定于手腕固定板13，其導(dǎo)桿垂直連接于壓板212，壓板212平行設(shè)置于叉管231及導(dǎo)軌11之間，其均布有四個(gè)槽形的透氣孔212a。
[0026]由于對稱的叉管機(jī)構(gòu)采用平行排列的叉管，且每一叉管的末端采用球臺(tái)的圓球形狀，避免了叉管尖端接觸包裝袋而刺破，同時(shí)擋板、叉管、壓板形成了對包裝袋整形的框體，包裝袋的兩側(cè)通過擋板壓緊，包裝袋的頂面通過壓板壓緊，由于壓板設(shè)有四個(gè)槽形的透氣孔，使得包裝袋的塑料膜不會(huì)在大氣壓作用下被壓板吸住，包裝袋的底面通過平行排列的叉管托住，從而達(dá)到較好的包裝袋整形效果，同時(shí)對稱的兩個(gè)抓料裝置可以單次同時(shí)抓取兩包包裝袋，大大提高了抓取效率。
[0027]另外，機(jī)架框I包括一對平行的滑軌5和手腕固定板6，機(jī)架框I設(shè)于抓料夾2的上方，機(jī)架框I由一對平行的導(dǎo)軌11及一對支板12連接而成的矩形框架，作為該碼垛機(jī)器人的主架。一對滑軌5的上方通過螺母和墊片固定手腕固定板6，上述的安裝塊41連接在手腕固定板6上。一對支板12設(shè)置在一對導(dǎo)軌11下表面的兩端，并滑動(dòng)安裝于導(dǎo)軌11的凹槽內(nèi)，可沿導(dǎo)軌11左右滑動(dòng)。使得抓料裝置4可沿滑軌5左右滑動(dòng)。
[0028]上述的夾具還包括定位機(jī)構(gòu)3，定位機(jī)構(gòu)3，包括二定位滑塊31及一雙向螺桿32，定位滑塊31設(shè)于同側(cè)導(dǎo)軌11的上方，并分別與支板12連接，雙向螺桿32穿設(shè)于二定位滑塊31之間，且分別通過螺紋連接固定。由于雙向螺桿32上分布有反向的螺紋，使得二定位滑塊31可以同步反向運(yùn)動(dòng)，從而也帶動(dòng)一對支板12同步反向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而支板12帶動(dòng)叉管機(jī)構(gòu)23沿導(dǎo)軌11反向滑動(dòng)滑動(dòng)，這樣就可以根據(jù)包裝袋的寬度來調(diào)節(jié)叉管機(jī)構(gòu)23的距離。
[0029]在本實(shí)施例中，手臂機(jī)構(gòu)50包括依次連接的前臂510、下連接臂520、橫桿530及后臂540，前臂510、下連接臂520、橫桿530及后臂540構(gòu)成四連桿機(jī)構(gòu)，下連接臂520的下端通過下輔臂550連接于水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20，下連接臂520的上端連接三角臂70的一支點(diǎn)，三角臂70的另兩個(gè)支點(diǎn)分別連接有前桿410、后桿420，前桿410通過前輔桿430與前臂510對應(yīng)連接手腕60，后桿420通過連桿440與水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20連接。
[0030]第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)80由手腕60、前臂510、三角臂的第一臂710、前桿410及前輔桿430構(gòu)成，第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)90由三角臂的第二臂72、后桿420、連桿440、下輔臂550及下連接臂520構(gòu)成，水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30通過支撐臂10連接，并均安裝于底座10，垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30與后臂540連接。
[0031]姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)40通過第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)80及第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)90，使其與位置機(jī)構(gòu)相互關(guān)聯(lián)，但互不影響，利用姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)40調(diào)整時(shí)，手腕60姿態(tài)保持不變，即與手腕60相連的末端執(zhí)行器工作姿態(tài)保持不變。同時(shí)底座10設(shè)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使底座10可以繞回轉(zhuǎn)軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而擴(kuò)大了碼垛機(jī)器人的作業(yè)范圍。
[0032]水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20包括水平滑軌210、水平滑塊220和第二伺服電機(jī)，水平滑軌210固定于底座10，水平滑塊220安裝于水平滑軌210，并與第二伺服電機(jī)動(dòng)力連接。第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)水平滑塊220沿水平滑軌210作水平直線運(yùn)動(dòng)。
[0033]垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30包括固定板310、垂直滑塊320、垂直滑軌330、連接座340、橫軸350、滾珠絲桿360及第一伺服電機(jī)，固定板310的兩端均固定一垂直滑塊320，二垂直滑軌330平行安裝于底座10，每一垂直滑塊320對應(yīng)安裝于垂直滑軌330，每一垂直滑軌330沿垂直方向固定于底座10，固定板310固定有兩個(gè)平行的連接座340，橫軸350穿過兩個(gè)連接座340，并通過圓錐滾子軸承37支撐，后臂540套接于橫軸350，滾珠絲桿360沿底座10的垂直方向固定于固定板310，并與第一伺服電機(jī)動(dòng)力連接，固定板310的一端設(shè)有限位板38。第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿360的螺旋傳動(dòng)，從而帶動(dòng)固定板310及垂直滑塊320沿垂直滑軌330作垂直直線運(yùn)動(dòng)。
[0034]手腕60與前臂510的連接點(diǎn)為負(fù)荷承載點(diǎn)，下輔臂550與水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的水平滑塊220的連接點(diǎn)為手臂機(jī)構(gòu)50的水平主動(dòng)關(guān)節(jié)，其隨水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20作水平直線運(yùn)動(dòng);后臂540與垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的固定板310的連接點(diǎn)為手臂機(jī)構(gòu)50的垂直主動(dòng)關(guān)節(jié)，其隨垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30作垂直直線運(yùn)動(dòng)。利用該手臂機(jī)構(gòu)50，在水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20使下連接臂520及下輔臂550的水平主動(dòng)關(guān)節(jié)水平移動(dòng)時(shí)，負(fù)荷承載點(diǎn)僅在水平方向移動(dòng);在垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30使后臂540的垂直主動(dòng)關(guān)節(jié)垂直移動(dòng)時(shí)，負(fù)荷承載點(diǎn)僅在垂直方向移動(dòng)，因此可以實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)器人的負(fù)荷承載點(diǎn)沿水平、垂直兩個(gè)方向作線性運(yùn)動(dòng)。利用這種平行四邊形連桿的手臂機(jī)構(gòu)50及其水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的配置形式，實(shí)現(xiàn)了手臂機(jī)構(gòu)50工作位置點(diǎn)的線性運(yùn)動(dòng)，簡化了運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
[0035]本發(fā)明還提供了碼垛機(jī)器人的操作方法，具體步驟如下:
步驟1.點(diǎn)擊碼垛機(jī)器人的開啟按鈕，水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)40以及手臂機(jī)構(gòu)50轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)夾具轉(zhuǎn)動(dòng)到工件所處的方向上； 步驟2.下輔臂550與水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的連接點(diǎn)為手臂機(jī)構(gòu)的水平主動(dòng)關(guān)節(jié)，其隨水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作水平直線運(yùn)動(dòng)；后臂540與垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的連接點(diǎn)為手臂機(jī)構(gòu)的垂直主動(dòng)關(guān)節(jié)，其隨垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作垂直直線運(yùn)動(dòng)，在水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20使下連接臂520及下輔臂550的水平主動(dòng)關(guān)節(jié)水平移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)水平方向移動(dòng);在垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30使后臂的垂直主動(dòng)關(guān)節(jié)垂直移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)在垂直方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)夾具的叉管231與工件的位置對齊；
步驟3.操作水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)40和手臂機(jī)構(gòu)50，將夾具下降至工件處；
步驟4.氣缸22的活塞桿驅(qū)動(dòng)曲柄24而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸234旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸承架235擺動(dòng)，進(jìn)而使得叉管231抓取包裝袋，擋板232、叉管231、壓板212形成了對包裝袋整形的框體，包裝袋的兩側(cè)通過擋板232壓緊，包裝袋的頂面通過導(dǎo)桿氣缸211驅(qū)動(dòng)壓板212壓緊，包裝袋的底面通過平行排列的叉管231托住，單次同時(shí)抓取兩包包裝袋，完成夾取工件；
步驟5.操作水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)40和手臂機(jī)構(gòu)50，將工件移至卸料位置；
步驟6.氣缸22的活塞桿驅(qū)動(dòng)曲柄而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸234旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸承架235擺動(dòng)，進(jìn)而使得叉管231松開包裝袋，同時(shí)驅(qū)動(dòng)包裝袋的兩側(cè)的擋板232松開，導(dǎo)桿氣缸211驅(qū)動(dòng)壓板212上升，完成整個(gè)卸料過程。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，包括底座、水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)和手腕;所述手臂機(jī)構(gòu)的下端分別與所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及所述垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述手臂機(jī)構(gòu)的上端連接有三角臂，所述姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)及第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，所述第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的下端與所述手腕連接，所述第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的上端與所述三角臂連接，所述第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的下端與所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，且所述第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)的上端與所述三角臂連接;所述手腕的下端連接有夾具，所述夾具包括機(jī)架框以及抓料夾，所述機(jī)架框的上端設(shè)有安裝塊，所述安裝塊內(nèi)設(shè)有供手腕嵌入在內(nèi)的安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有用于鎖緊手腕的鎖緊機(jī)構(gòu)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)相對布置的撥動(dòng)桿以及連接在所述撥動(dòng)桿的下端的擠壓塊，所述撥動(dòng)桿的上端延伸到所述安裝塊的上方，形成操作部，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有支柱，所述撥動(dòng)桿的中部與所述支柱連接，且所述撥動(dòng)桿的下端與所述安裝槽的側(cè)壁之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述撥動(dòng)桿朝所述安裝槽的中心移動(dòng)復(fù)位的復(fù)位彈簧，所述手腕的側(cè)端設(shè)有嵌入槽，且所述操作部的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于嵌入在所述嵌入槽內(nèi)的嵌入塊，所述安裝槽的深度大于所述嵌入塊的深度。2.如權(quán)利要求1所述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，所述操作部的外側(cè)形成有手拉塊。3.如權(quán)利要求2所述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，所述抓料夾包括壓板機(jī)構(gòu)、一對氣缸以及一對對稱的叉管機(jī)構(gòu)，所述叉管機(jī)構(gòu)包括平行的叉管、擋板、連接桿、旋轉(zhuǎn)軸及一對軸承架，所述叉管的一端通過直角彎頭固定于連接桿，所述叉管的另一端通過球臺(tái)指向同一側(cè)，所述擋板豎直地設(shè)于叉管的上方，并與所述連接桿固定，一對所述軸承架固定于連接桿，其軸承通過旋轉(zhuǎn)軸連接，一對所述氣缸分別固定于支板，其活塞桿與旋轉(zhuǎn)軸連接，所述壓板機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿氣缸和壓板，所述導(dǎo)桿氣缸垂直設(shè)于手腕固定板，其導(dǎo)桿垂直連接于壓板，所述壓板平行設(shè)置于叉管及導(dǎo)軌之間，其均布有四個(gè)槽形的透氣孔。4.如權(quán)利要求3所述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)架框包括一對平行的滑軌和手腕固定板，所述機(jī)架框設(shè)于所述抓料夾的上方，所述機(jī)架框包括一對平行的導(dǎo)軌及一對支板，一對所述滑軌的上方通過螺母和墊片固定所述手腕固定板，所述安裝塊連接在所述手腕固定板上;一對所述支板設(shè)置在一對所述導(dǎo)軌下表面的兩端。5.如權(quán)利要求4所述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，所述軸承架的外緣設(shè)有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)抵靠有豎直的減震螺栓，所述減震螺栓通過螺母連接于支板。6.如權(quán)利要求1或5任一項(xiàng)所述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，所述夾具還包括定位機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)包括二定位滑塊及一雙向螺桿，所述定位滑塊設(shè)于同側(cè)導(dǎo)軌的上方，并分別與所述支板連接，所述雙向螺桿穿設(shè)于二所述定位滑塊之間，且分別通過螺紋連接固定。7.如權(quán)利要求6所述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，所述手臂機(jī)構(gòu)包括依次連接的前臂、下連接臂、橫桿及后臂，所述下連接臂的下端通過下輔臂連接于所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述下連接臂的上端連接所述三角臂的一支點(diǎn)，所述三角臂的另兩個(gè)支點(diǎn)分別連接有前桿以及后桿，所述前桿通過前輔桿與所述前臂對應(yīng)連接所述手腕，所述后桿通過連桿與所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。8.如權(quán)利要求7所述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，所述第一平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)由手腕、前臂、所述三角臂的第一臂、前桿及前輔桿構(gòu)成，所述第二平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)由所述三角臂的第二臂、后桿、連桿、下輔臂及下連接臂構(gòu)成，所述水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過支撐臂連接，并均安裝于所述底座，所述垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述后臂連接。9.如權(quán)利要求8所述的高效率運(yùn)載工件的碼垛機(jī)器人，其特征在于，所述垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定板、垂直滑塊、垂直滑軌、連接座、橫軸、滾珠絲桿及第一伺服電機(jī)，所述固定板的兩端均固定一垂直滑塊，二所述垂直滑軌平行安裝于底座，每一所述垂直滑塊對應(yīng)安裝于垂直滑軌，每一垂直滑軌沿底座的垂直方向固定，所述固定板固定有兩個(gè)平行的連接座，所述橫軸穿過兩個(gè)連接座，并通過圓錐滾子軸承支撐，所述后臂套接于橫軸，所述滾珠絲桿沿底座的垂直方向固定于固定板，并與第一伺服電機(jī)動(dòng)力連接，所述固定板的一端設(shè)有限位板。10.碼垛機(jī)器人的操作方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟1.點(diǎn)擊碼垛機(jī)器人的開啟按鈕，水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)以及手臂機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)夾具轉(zhuǎn)動(dòng)到工件所處的方向上； 步驟2.下輔臂與水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接點(diǎn)為手臂機(jī)構(gòu)的水平主動(dòng)關(guān)節(jié)，其隨水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作水平直線運(yùn)動(dòng)；后臂與垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接點(diǎn)為手臂機(jī)構(gòu)的垂直主動(dòng)關(guān)節(jié)，其隨垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作垂直直線運(yùn)動(dòng)，在水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使下連接臂及下輔臂的水平主動(dòng)關(guān)節(jié)水平移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)水平方向移動(dòng);在垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使后臂的垂直主動(dòng)關(guān)節(jié)垂直移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)在垂直方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)夾具的叉管與工件的位置對齊； 步驟3.操作水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)和手臂機(jī)構(gòu)，將夾具下降至工件處； 步驟4.氣缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)曲柄而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸承架擺動(dòng)，進(jìn)而使得叉管抓取包裝袋，擋板、叉管、壓板形成了對包裝袋整形的框體，包裝袋的兩側(cè)通過擋板壓緊，包裝袋的頂面通過導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動(dòng)壓板壓緊，包裝袋的底面通過平行排列的叉管托住，單次同時(shí)抓取兩包包裝袋，完成夾取工件； 步驟5.操作水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)和手臂機(jī)構(gòu)，將工件移至卸料位置； 步驟6.氣缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)曲柄而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)軸承架擺動(dòng)，進(jìn)而使得叉管松開包裝袋，同時(shí)驅(qū)動(dòng)包裝袋的兩側(cè)的擋板松開，導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動(dòng)壓板上升，完成整個(gè)卸料過程。
【文檔編號】B65G61/00GK105905620SQ201610393836
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】褚偉雄, 徐昕, 張洪磊, 胡光民
【申請人】廣東伊雪松機(jī)器人設(shè)備有限公司