[实用新型]一种大工作空间可控码垛装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业机器人领域，特别是一种大工作空间可控码垛装置。

背景技术

码垛机器人广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、搬运码垛、集装箱等的自动搬运作业当中。现有的码垛机器人主要有直角坐标型、圆柱坐标型以及关节型三种结构类型。其中关节型码垛机器人因其机构紧凑、动作灵活、占地面积小、工作空间大等优点，已逐步成为码垛机器人最主要的结构形式。但这类传统开链式串联结构的码垛机器人的驱动电机都需要安装在关节处，导致机器人手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，机构动力学性能较差，难以满足高速重载搬运码垛的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种大工作空间可控码垛装置，所有驱动电机都安装在机架上，能解决传统开链式串联码垛机器人的电机安装在其铰链处，导致的手臂笨重、刚性差、惯量大、关节误差累积等问题，机器人具有较好动力学性能，能较好满足高速重载搬运码垛的要求。

本实用新型通过以下技术方案达到上述目的：一种大工作空间可控码垛装置，包括大臂摆动支链、中臂摆动支链、小臂摆动支链、姿态保持支链、末端执行器以及机架。所述机架安装在回转平台上，实现整个机器人空间四活动度的搬运码垛工作。

所述大臂摆动支链由第一直线驱动器、大臂、中臂、小臂、末端执行器以及机架连接而成，第一直线驱动器一端通过第一转动副连接到机架上，另一端通过第二转动副与大臂连接，所述大臂一端通过第三转动副连接到机架上，另一端通过第四转动副与中臂连接，所述中臂为折杆，中间弯折部分有第四转动副，中臂一端通过第四转动副与大臂连接，另一端通过第五转动副与小臂连接，所述小臂为折杆，中间弯折部分有第五转动副，小臂一端通过第五转动副与中臂连接，另一端通过第六转动副与末端执行器连接。

所述中臂摆动支链由第二直线驱动器、中臂、小臂以及机架组成，第二直线驱动器一端通过第七转动副连接到机架上，另一端通过第八转动副与中臂连接，所述中臂一端通过第八转动副与大臂连接，另一端通过第五转动副与小臂连接。

所述小臂摆动支链由第三直线驱动器、中臂、小臂以及机架组成，第三直线驱动器一端通过第九转动副与中臂连接，另一端通过第十转动副与小臂连接，所述小臂一端通过第十转动副与第三直线驱动器连接，另一端通过第六转动副与末端执行器连接。

所述姿态保持支链由第一连杆、第一姿态保持架、第二连杆、第二姿态保持架、第三连杆连接而成，所述第一连杆一端通过第十一转动副连接到机架上，另一端通过第十二转动副与第一姿态保持架连接，所述第一姿态保持架上面有三个铰孔，通过第十二转动副与第一连杆连接，通过第四转动副与大臂摆动支链连接，通过第十三转动副与第二连杆连接，所述第二连杆一端通过第十三转动副与第一姿态保持架连接，另一端通过第十四转动副与第二姿态保持架连接，所述第二姿态保持架上面有三个铰孔，通过第十四转动副与第二连杆连接，通过第五转动副与大臂摆动支链连接，通过第十五转动副与第三连杆连接，所述第三连杆一端通过第十五转动副与第二姿态保持架连接，另一端通过第十六转动副与末端执行器连接，所述第三转动副、第四转动副、第十一转动副、第十二转动副在机器人工作过程中组成并始终保持平行四边形结构，所述第四转动副、第五转动副、第十三转动副、第十四转动副在机器人工作过程中组成并始终保持平行四边形结构，所述第五转动副、第六转动副、第十五转动副、第十六转动副在机器人工作过程中组成并始终保持平行四边形结构。

所述末端执行器上部通过第六转动副与大臂摆动支链连接，通过第十六转动副与姿态保持支链的第三连杆连接，末端执行器下部通过轴线方向竖直的第十七转动副与电磁夹紧装置连接。

所述机架安装在回转平台上，实现整个机器人大工作空间的搬运码垛工作。

本实用新型的突出优点在于：

1、通过大臂摆动支链、中臂摆动支链、小臂摆动支链的组合运动输出，能实现较大工作空间的搬运码垛作业，且轨迹灵活多变，机器人具有较强柔性化输出的能力；

2、此码垛机构主动件驱动方式灵活多变，可选用伺服电机驱动，不仅环保，而且易于实现远程控制，降低工人劳动强度；

3、所有伺服电机均安装在机架上，杆件做成轻杆，机器人运动惯量小，动力学性能好，能较好满足高速重载搬运码垛的要求。

附图说明

图1为本实用新型所述大工作空间可控码垛装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型所述大工作空间可控码垛装置的大臂摆动支链结构示意图。

图3为本实用新型所述大工作空间可控码垛装置的中臂摆动支链结构示意图。