[发明专利]联动码垛机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械技术领域的机械臂装置,特别是涉及一种联动码垛机械臂。

背景技术

目前，工业自动化生产领域多采用各种专用机器或机械臂实现物料的搬运和堆码，以提高作业效率及整体生产率。根据生产线的种类条件和物料的体积重量等的不同，这些设备形态各异。相对于专用机器而言，机械臂由于占地面积小，结构简单，操作灵活，可实现柔性作业等优势，在物料的搬运和堆码领域获得了普遍的应用。机械臂的结构形式中比较有代表性的如通用关节型工业机械臂，或者SCARA形平面坐标机械臂等。根据作业的复杂程度，通常用2-5个自由度即可以实现搬运和堆码功能。但针对某些较为简单且精度要求不很高的码垛作业，使用通用关节型机械臂在一定程度上存在功能以及成本的浪费。另一方面，通用型的功能定义与某些码垛应用也不能很好的匹配。因此多采用降自由度的设计方法，以满足生产及成本的要求。

中国专利ZL200520020980.8提出了一种四连杆结构的码垛机器人，它通过在机架内安装垂直直线导轨与垂直滚珠丝杠副和水平直线导轨与水平滚珠丝杠副，以滚珠丝杠副连接驱动机构，在垂直滚珠丝杠副及水平滚珠丝杠副上通过转轴连接手臂机构，实现了水平驱动机构使得负荷承载点仅在水平方向移动以及垂直驱动机构使得负荷承载点仅在垂直方向移动的无耦合线性运动即解耦功能。同时，它还利用两个平行四边形的手腕姿态调整机构实现了机器人的手腕姿态保持不变。然而，在当今计算器材及计算软件高度发展的情况下，两个自由度的运动解耦已经不具备简化控制及程序的突出优势。更主要的是，负荷承载点沿重力方向的运动只有垂直驱动机构承担，这必然需要选择更大的功率、更大的力/扭矩等，在成本和维护方面都形成一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种新的联动码垛机械臂，所要解决的技术问题是使其通过两个直线运动副的联合动作，获得机械臂在重力方向平面内的二维动作，实现了驱动机构的共同做功，同时采用模块化设计思想，降低了零件种类和维护成本。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种联动码垛机械臂，其包括：机架、大臂、小臂、大臂推杆、小臂推杆、手腕接口、前连杆、后连杆及平衡板；其中，所述大臂的一端铰接于所述机架上的A点，所述大臂的另一端与所述小臂铰接于B点；所述大臂推杆的一端铰接于所述机架上的F点，所述大臂推杆的另一端与所述大臂铰接于E点；所述小臂的一端与所述小臂推杆的一端铰接于C点，所述小臂的另一端与所述手腕接口铰接于D点；所述小臂推杆的另一端铰接于所述机架上的G点；所述后连杆的一端铰接于所述机架上的O点，所述后连杆的另一端与所述平衡板铰接于P点；所述前连杆的一端与所述平衡板铰接于Q点，所述前连杆的另一端与所述手腕接口铰接于R点；所述平衡板还与所述大臂及所述小臂在B点铰接在一起；在所述大臂、所述小臂、所述前连杆、所述后连杆及所述平衡板之间，在几何上AO两点之间的距离与BP两点之间的距离相等，AB两点之间的距离与OP两点之间的距离相等，BQ两点之间的距离与DR两点之间的距离相等，BD两点之间的距离与QR两点之间的距离相等，由此形成保证所述手腕接口始终保持姿态不变的ABPO与BDRQ两个平行四边形连杆结构。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的联动码垛机械臂，还包括：底座、底座回转组件及手腕回转组件；其中，所述底座回转组件连接所述机架与所述底座；所述手腕接口固定于所述手腕回转组件上，所述小臂的另一端是与所述腕回转组件铰接于D点，所述前连杆的另一端是与所述腕回转组件铰接于R点。

前述的联动码垛机械臂，其中所述大臂推杆及所述小臂推杆为电动推杆或电液推杆。

前述的联动码垛机械臂，其中所述大臂推杆与所述小臂推杆联动使所述手腕接口实现沿包括重力方向在内的合成运动，并且所述大臂推杆与所述小臂推杆用同样的参数结构实现模块化设计。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明联动码垛机械臂至少具有下列优点及有益效果：与现有技术相比，本发明的联动码垛机械臂实现了更好的动力能量分配，获得了更好的结构刚度、更好的动态性能等特性。另外，通过模块化设计简化了结构参数，在产品成本、可维护性、可靠性等方面均具有一定的实用价值。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明