[发明专利]一种具有重力平衡特性的可控寄生机构式码垛机器人

摘要

一种具有重力平衡特性的可控寄生机构式码垛机器人，由宿主机构和寄生机构组成，宿主机构包括底座桁架、大臂、小臂、前臂和抓手，寄生机构由四条支链构成，其中支链一和支链二相互耦合。宿主机构给整个结构提供支撑作用，四条寄生支链对宿主机构的自由度进行限制和控制。采用本发明能够使码垛机器人在不同位姿工况下运动部件的总质心均保持近似不变的特性。通过重力平衡提高码垛机器人的机械效率，对节约能耗，降低成本有较大的实际意义。

主权项

1.一种具有重力平衡特性的可控寄生机构式码垛机器人，由宿主机构和寄生机构组成，其特征在于：/n所述的宿主机构包括底座桁架、大臂、小臂、前臂和抓手，所述底座桁架左下部与左底座板通过两个角码固定相连，右下部与右底座板同样通过两个角码固定相连；一轴固定板嵌入底座桁架中间并固定，回转轴承支撑板固定在底座桁架上方，回转轴承外圈固定在回转轴承支撑板上，底板固定在回转轴承内圈上，大臂左支撑板通过两个角码固定在底板上，并由大臂左支撑板前加强筋和大臂左支撑板后加强筋加强固定，大臂右支撑板通过两个角码固定在底板上，并由大臂右支撑板前加强筋和大臂右支撑板后加强筋加强固定，二轴轴撑一端通过交叉滚子轴承与大臂右支撑板连接，另一端将抓手平衡支撑板通过螺栓固定，再通过交叉滚子轴承与大臂左支撑板连接，二轴电机支撑板通过六颗螺栓固定在二轴轴撑上，三轴曲柄支撑板通过六颗螺栓固定在二轴轴撑上，大臂与大臂前加强筋和大臂后加强筋通过两颗螺栓通孔连接，大臂前加强筋下部与角码的一边连接，角码固定在二轴轴撑上，大臂后加强筋下部与角码的一边连接，角码固定在二轴轴撑上，小臂左支撑板和小臂右支撑板经过通孔利用六颗螺栓固定在大臂前端，小臂左支撑板和小臂右支撑板通过交叉滚子轴承支撑小臂中部，小臂前端通过交叉滚子轴承分别与前臂左支撑板和前臂右支撑板相连，支撑板型材固定在前臂左支撑板和前臂右支撑板之间，前臂后端通过角码固定在支撑板型材上，轴承外圈与前臂前端固定相连，抓手上部与轴承内圈固定相连，抓手的开合由抓手电机驱动，抓手水平长连杆一端铰接在抓手平衡支撑板上，另一端铰接在抓手水平短连杆上，抓手水平短连杆铰接在抓手水平支撑杆上，三者形成复合铰链，抓手水平短连杆另一端铰接在前臂左支撑板上，抓手水平支撑杆另一端铰接在小臂左支撑板上；/n所述的寄生机构包括四条支链，其中支链一和支链二相互耦合，寄生机构支链一包括一轴曲柄、一轴上连杆、一轴电机、一轴支撑连杆、一轴下连杆、直角转接滑块、一轴侧导轨、一轴上导轨、一轴滑块连杆、一轴摇杆、一轴轴承、销轴和一轴固定板，所述一轴曲柄上端铰接在二轴曲柄下端，一轴曲柄下端与一轴上连杆铰接，一轴电机安装在一轴曲柄与一轴上连杆铰接处，一轴上连杆另一端铰接在一轴支撑连杆上，一轴支撑连杆上端铰接在抓手平衡支撑板下端，一轴支撑连杆下端铰接与一轴下连杆铰接，直角转接滑块的侧边内滑槽安装在一轴侧导轨上，直角转接滑块的侧边外侧与一轴下连杆铰接，直角转接滑块的上端内侧滑槽安装在一轴上导轨上，直角转接滑块上端外侧与一轴滑块连杆固定连接，一轴连杆一端与一轴滑块连杆铰接，另一端与一轴摇杆铰接，一轴摇杆另一端固定在一轴轴承内圈，一轴摇杆并通过销轴与一轴固定板固定相连，；一轴轴承外圈固定在底板上；/n所述的寄生机构支链二包括二轴电机、二轴曲柄、二轴电机支撑板、二轴连杆、抓手平衡支撑板，所述二轴电机轴与二轴曲柄中部固定连接，二轴电机固定在二轴电机支撑板上，二轴曲柄下端与一轴曲柄铰接，上端与二轴连杆铰接，二轴连杆上端铰接在抓手平衡支撑板上；/n所述的寄生机构支链三包括三轴电机、三轴连杆、三轴曲柄、三轴曲柄支撑板，所述三轴电机轴与三轴连杆固定相连，三轴电机机身固定在三轴曲柄上，三轴曲柄另一端铰接在三轴曲柄支撑板上，三轴连杆另一端铰接在小臂末端；/n所述的寄生机构支链四包括四轴电机、四轴曲柄、四轴小臂连杆、四轴后支撑杆、四轴型材连杆、四轴前臂连杆、四轴前支撑杆、四轴直角转接滑块、前臂上导轨、四轴摇杆、四轴前端上连杆，所述四轴电机固定在三轴连杆上，四轴电机轴与四轴曲柄一端固定相连，四轴小臂连杆一端与四轴曲柄铰接，另一端与四轴后支撑杆铰接，四轴后支撑杆另一端铰接在四轴小臂连杆上，四轴型材连杆后端铰接在四轴小臂连杆上，前端与四轴前臂连杆铰接，四轴前支撑杆一端铰接在小臂右支撑板上，另一端铰接在四轴型材连杆中部；四轴直角转接滑块侧边内部滑槽安装在前臂侧导轨上，侧边外部与四轴前臂连杆一端铰接，四轴直角转接滑块上部内侧滑槽安装在前臂上导轨上，上部外侧与四轴前臂上连杆铰接；四轴摇杆一端与四轴前端上连杆铰接，另一端与抓手轴固定相连，抓手轴中部与交叉滚子轴承内圈固定相连，轴承外圈固定在前臂上。/n