[发明专利]一种结构简单成本低的新型码垛机器人

说明书

本发明公开了一种结构简单，成本低的仿人操作新型码垛机器人，可实现自动控制、可重复编程、能在三维空间中完成各种规定作业的机电一体化生产设备。具体包括其机械本体、伺服驱动系统、手臂机构、末端执行器(机械手)等构成，可根据不同的物料包装外形(如矩形的集装箱、麻袋物料包装等)、堆垛顺序、码垛层数的要求等进行参数设置,可实现不同物料包装类型的运输与堆垛。本发明与现有的物料运输机器人相比，具有结构简单，制造成本低，可抓取的货物包装类型多等特点，其中最适用于码头矩形集装箱的搬运和码垛，大大提高了工作效率，一定程度上满足了市场的需求。

技术领域

本发明涉及一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种规定作业的机电一体化生产设备的技术领域，具体为一种结构简单成本低的新型码垛机器人，可用于码头的集装箱搬运和码垛，以及快递物流的抓取与搬运领域。

背景技术

码垛机器人是用在工业生产过程中执行大批量工件、包装件的获取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产品，而随着社会的发展，人们对物流货物的抓取和码垛需求逐渐增加，而现有的码垛机器人及技术存在很多问题，包括包装种类、工作环境和客户需求、工作效率、成本等将货物码垛变成了包装工厂里的一大困难。为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在发展改进，包括从机械手到操纵它的软硬件等，目前物流抓取和码垛主要是依赖高精度和高成本的机器人实现，对于小作坊主要依靠人为手工进行，而对于码头的矩形集装箱，主要依靠龙门吊实现集装箱的升降以及堆垛，主要存在操作复杂，堆垛精准度不高，导致工作效率底下等劣势，从而无法满足市场的需求，最终会降低运输效率和增加货物成本。

针对现有技术的不足，本申请人设计了一种结构简单成本低的新型码垛机器人，其目的在于能适应抓取更多的货物包装外形、主要用于码头的矩形集装箱抓取堆垛等，提高工作效率和降低工作成本。

发明内容

本发明的目的在于对码垛机器人的关键部位，即机械手抓取结构以及码垛机器人的整体结构提起专利申请保护。

本发明一种结构简单成本低的新型码垛机器人，主要包括码垛机器人机械本体、伺服驱动系统、手臂机构、末端执行器(机械手)；具体包括码垛机器人底座装置、码垛机器人仿人手臂装置以及机械手抓取装置三个部分，所述码垛机器人底座装置具体包括支撑底座(1)和旋转台(2)；所述码垛机器人仿人手臂装置具体包括伺服电机(3)、旋转腰部(4)、小臂传动杆(5)、竖直方向保持架(6)、小臂(7)、调节平衡三角架(8)、大臂(9)、前臂(10)以及水平方向保持架(11)；所述机械手抓取装置具体包括伺服电机(12)、机械手座(13)、法兰联轴器(14)、滚珠丝杆(15)、机械抓手导杆(16)、机械手(17)、机械手安装座(18)、伺服电机(19)。

本发明采用的方案是：所述旋转台(2)安装在所述支撑底座(1)上端，所述伺服电机(3)与所述旋转腰部(4)和所述小臂传动杆(5)以及所述大臂(9)相连，并通过联轴器的连接以此提供动力，所述竖直方向保持架(6)与所述旋转腰部(4)连接，所述调节平衡三角架(8)与所述竖直方向保持架(6)连接，所述小臂(7)与所述小臂传动杆(5)连接，所述前臂(10)与所述小臂(7)相连实现转动，所述水平方向保持架(11)与所述调节平衡三角架(8)连接，以调整竖直方向与水平方向的动平衡，所述机械手座(13)与所述前臂(10)和所述水平方向保持架(11)连接，通过所述伺服电机(12)和所述法兰联轴器(14)连接所述机械手安装座(18)，将所述滚珠丝杆(15)和所述机械抓手导杆(16)通过法兰联轴器安装在所述机械手安装座(18)上，从而将所述机械手(17)安装于所述滚珠丝杆(15)和所述机械抓手导杆(16)，最后通过所述伺服电机(19)来为所述机械手(17)提供进给抓取的动力。