[发明专利]一种四构态变胞机构式码垛机器人机构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人设计领域，特别是一种四构态变胞机构式码垛机器人机构。

背景技术

随着机械自动化水平的提高，码垛机器人具有适用范围广、灵活性强、成本低以及维护方便等特点，广泛应用于食品生产、电气作业、机械加工等自动化生产企业。现有的码垛机器人机构为固定自由度机构，运动空间有限，难以满足多种工作场合不同工作任务情况下的工作需求。中国专利201110184536.X公开了一种可控机构式码垛机器人机构，但是只有单一构态，难以满足不同工作场合面对不同工作任务的情况下的工作需求；中国专利201110184520.9公开了一种变胞机构式码垛机器人机构，但只能实现两种构态，而且单自由度构态时的轨迹是固定的，不利于面对更多任务情况时的码垛工作。目前，尚未见有一种结构简单，构态多样，能在更多种工作场合面对不同工作任务的情况下完成码垛工作的码垛机器人机构。

发明内容

本发明的目的是提供一种四构态变胞机构式码垛机器人机构，它能克服现有码垛机器人机构的不足，可以根据功能需求或环境等的变化，实现多种构态变换，结构简单，构态多样，能适应不同的工作任务。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种四构态变胞机构式码垛机器人机构，包括固定槽、圆柱形机架底座、滑槽、第一电机固定支座、第一电机固定板、滑块、第一电机、第一主动杆、第一光滑圆柱铰链、第一连接杆、第二电机、第二电机固定板、第二主动杆、第三光滑圆柱铰链、第二连接杆、圆柱形铁块、圆柱形电磁铁、第二光滑圆柱铰链、输出固定杆、第一固定块以及第二固定块，具体结构和连接关系为：

所述固定槽固定在圆柱形机架底座上，滑槽固定在圆柱形机架底座上，第一电机固定支座固定在圆柱形机架底座的中心，第一电机固定板一侧与第一电机固定支座相固定，第一电机固定板的底面固定在圆柱形机架底座上，滑块的底面与滑槽相接触。

所述第一电机安装固定在第一电机固定板上，第一主动杆的一端与第一电机的传动轴相固定，第一主动杆的另一端通过第一光滑圆柱铰链与第一连接杆的一端相连。

所述第二电机安装固定在第二电机固定板上，第二电机固定板固定在滑块上，第二主动杆的一端与第二电机的传动轴相固定，第二主动杆的另一端通过第三光滑圆柱铰链与第二连接杆的一端相连，圆柱形铁块固定安装在第二主动杆的另一端，圆柱形电磁铁固定安装第一连接杆上，第二连接杆的另一端和圆柱形铁块通过第二光滑圆柱铰链与第一连接杆和圆柱形电磁铁相连，第一连接杆的末端与输出固定杆的一端相固定，输出固定杆的另一端与输出部件相连。

所述第一固定块安装在固定槽的顶面上，第二固定块安装在滑槽的顶面上。

所述滑块只能沿着滑槽移动，不能脱离滑槽。

所述圆柱形机架底座能沿其轴线转动。

本发明的突出优点在于：

1、工作时具有四种构态，可在工作空间范围内任意状态时实现机构的零自由度、一自由度、二自由度和三自由度的变化，多种构态对应多种工作状态，能够满足不同场合下各类工作任务的要求。三自由度构态时，本发明能实现其所在平面空间中任意位置的定位，同时可调整出一个合适的单自由度构态或者两自由度状态，实现在单自由度构态时或者两自由度构态时完成码垛工作；两自由度构态时，本发明能实现其所在平面空间的灵活定位；一自由度构态时，本发明只需要一个自由度便可完成工作空间中的码垛工作；零自由度构态时为停机状态，本发明收缩在底部，所占用空间少，便于本发明拆卸、搬运和存放。

2、本发明可调整出一个合适的单自由度构态只需要一个自由度完成在工作范围内两个固定点反复来回的码垛工作，所使用的电机少而且工作效率高。

3、采用闭链可控连杆机构，第一电机安装在与滑槽接触的第一电机固定板上，第二电机安装在与滑槽接触的第二电机固定板上，结构简单，提高运动稳定性和工作效率。

附图说明

图1为本发明所述的四构态变胞机构式码垛机器人机构工作时的结构示意图。

图2为本发明所述的四构态变胞机构式码垛机器人机构工作时的结构侧视图。

图3为本发明所述的四构态变胞机构式码垛机器人机构工作时的结构主视图。

图4为本发明所述的四构态变胞机构式码垛机器人机构零自由度状态时的结构俯视图。

图5为本发明所述的四构态变胞机构式码垛机器人机构三自由度状态时的机构运动简图。

图6为本发明所述的四构态变胞机构式码垛机器人机构二自由度状态时的机构运动简图。