一種重載搬運機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動化裝備領(lǐng)域中的機器人，具體地說是一種重載搬運機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]搬運機器人是代替人完成搬運作業(yè)的一種工業(yè)機器人，在冶金、汽車制造、物流碼垛等許多行業(yè)已有許多應(yīng)用的案例。隨著工業(yè)水平的發(fā)展，各行各業(yè)的用戶對搬運機器人的需求越來越廣泛、性能要求越來越高。
[0003]一般來講，搬運機器人根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可分為串聯(lián)式和并聯(lián)式兩大類。串聯(lián)式因具有結(jié)構(gòu)簡單、工作范圍(負荷及幾何空間)大、占用空間小等優(yōu)點，而獲得廣泛應(yīng)用；并聯(lián)式由于具有動作頻率快、定位精度高、剛度高等優(yōu)點，也越來越受到人們的關(guān)注。但串聯(lián)式搬運機器人剛度低，并聯(lián)式搬運機器人工作空間小且控制難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決串聯(lián)式搬運機器人剛度低、并聯(lián)式搬運機器人工作空間小且控制難度大的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種重載搬運機器人。該重載搬運機器人采用蝸輪蝸桿傳動、結(jié)合雙平行四邊形封閉機構(gòu)，在較小的空間使機器人具備了更高的剛度，更適應(yīng)于重載作業(yè)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明包括基座、左臂、蝸輪、本體、蝸桿、平行四邊形機構(gòu)、右臂、末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機、末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機、末端執(zhí)行器及缸，其中設(shè)有蝸輪的本體安裝在基座上，所述左臂及右臂分別通過平行四邊形機構(gòu)與本體相連，每個平行四邊形機構(gòu)的一側(cè)與本體轉(zhuǎn)動連接，另一側(cè)與左臂或右臂的一端鉸接，每個所述平行四邊形機構(gòu)上均安裝有與所述蝸輪嚙合的蝸桿，所述蝸桿通過蝸桿電機驅(qū)動，通過蝸桿與蝸輪的嚙合實現(xiàn)左臂及右臂同步或分別繞所述本體轉(zhuǎn)動；每個所述平行四邊形機構(gòu)上均設(shè)有驅(qū)動左臂或右臂升降的缸；所述左臂及右臂的另一端分別與末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動連接，該末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的輸出端設(shè)有末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機，所述末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機的輸出端連接有末端執(zhí)行器。
[0007]其中:所述平行四邊形機構(gòu)的任一條邊通過第一套筒與本體轉(zhuǎn)動連接，且該邊上安裝有與所述蝸輪相嚙合的蝸桿，與所述邊相對的另一條邊和左臂或右臂的一端鉸接；與所述左臂相連的平行四邊形機構(gòu)上的第一套筒及與所述右臂相連的平行四邊形機構(gòu)上的第一套筒分別沿軸向位于所述蝸輪的上下兩側(cè)；
[0008]所述缸及其作為輸出端的拉桿分別鉸接于平行四邊形機構(gòu)任一對角線的兩端；
[0009]所述左臂及右臂的另一端分別設(shè)有第二套筒，該左臂及右臂分別通過各自的第二套筒與所述末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動連接；所述左臂上的第二套筒與右臂上的第二套筒沿末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的軸向上下設(shè)置；
[0010]所述重載搬運機器人具有四個自由度，分別為所述左臂及右臂繞本體軸向中心線轉(zhuǎn)動自由度、左臂及右臂分別上下運動的自由度、末端執(zhí)行器在末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機驅(qū)動下繞垂直方向的旋轉(zhuǎn)自由度以及末端執(zhí)行器在末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機驅(qū)動下繞腕關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)自由度。
[0011 ] 本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果為:
[0012]1.本發(fā)明采用雙臂并聯(lián)方式，左、右臂分別通過平行四邊形機構(gòu)與本體連接，具有并聯(lián)機器人定位精度好、剛度高的優(yōu)點；同時，與雙臂連接的平行四邊形機構(gòu)通過蝸桿嚙合到本體上的蝸輪，大大簡化了雙臂的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，具有串聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小等優(yōu)點。
[0013]2.本發(fā)明的平行四邊形機構(gòu)使得末端關(guān)節(jié)運動更加平衡，負載能力更強，從而能夠承擔較重的負載。
[0014]3.本發(fā)明左、右臂繞本體中心的旋轉(zhuǎn)由分別安裝于平行四邊形機構(gòu)上的蝸桿和安裝于本體上的蝸輪來實現(xiàn)，而蝸桿由蝸桿電機來驅(qū)動，兩蝸桿同時與同一蝸輪嚙合，此設(shè)計結(jié)構(gòu)取代了以往多數(shù)機器人使用昂貴的伺服電機來驅(qū)動機械臂的方案，更有利于機器人的廣泛應(yīng)用；末端執(zhí)行器部分的兩個旋轉(zhuǎn)自由度分別由末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機及末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機驅(qū)動，此處設(shè)計使得末端執(zhí)行器更加靈活，更方便工件的抓取。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0016]圖2為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖之二；
[0017]圖3為本發(fā)明的俯視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明左(右)臂的平行四邊形機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中:1為基座,2為左臂,3為蝸輪,4為本體,5為蝸桿,6為平行四邊形機構(gòu),7為拉桿，8為右臂，9為末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，10為末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機，11為末端執(zhí)行器，12為缸,13為第一套筒,14為蝸桿電機,15為第二套筒。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
[0021]如圖1?4所示，本發(fā)明包括基座1、左臂2、蝸輪3、本體4、蝸桿5、平行四邊形機構(gòu)6、右臂8、末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機9、末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機10、末端執(zhí)行器11及缸12，其中本體4固定在基座1上，在本體4上固接有蝸輪3。
[0022]左臂2與右臂8形狀結(jié)構(gòu)完全相同、對稱設(shè)置，分別通過平行四邊形機構(gòu)6與本體4相連。平行四邊形機構(gòu)6其中的任一條邊(第一邊)固接有第一套筒13，該第一套筒13套設(shè)在本體4上、并通過軸承與本體4轉(zhuǎn)動連接；且在該邊上轉(zhuǎn)動安裝有與蝸輪3相嚙合的蝸桿5，蝸桿5通過固定在該邊上的蝸桿電機14驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。與該邊相對的另一條邊(第二邊)和左臂2或右臂8的一端鉸接，左臂2或右臂8的另一端分別固接有第二套筒15，該左臂2或右臂8分別通過各自的第二套筒15與末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機9轉(zhuǎn)動連接。與左臂2相連的平行四邊形機構(gòu)6上的第一套筒13及與右臂8相連的平行四邊形機構(gòu)6上的第一套筒13分別沿本體4的軸向位于蝸輪3的上下兩側(cè)，左臂2上的第二套筒15與右臂8上的第二套筒15沿末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機9的軸向上下設(shè)置。
[0023]每個平行四邊形機構(gòu)6上均設(shè)有缸12，該缸12及其作為輸出端的拉桿7分別鉸接于平行四邊形機構(gòu)6任一對角線的兩端。本實施例的缸12可為氣缸或液壓缸。
[0024]末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機9的輸出端設(shè)有末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機10，末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機10的輸出端連接有末端執(zhí)行器11。
[0025]本發(fā)明的重載搬運機器人具有四個自由度，分別為左臂2及右臂8通過相嚙合的蝸輪3與蝸桿5的作用下繞本體4軸向中心線轉(zhuǎn)動自由度、左臂2及右臂8在缸12的作用下分別上下運動的自由度、末端執(zhí)行器11在末端執(zhí)行器垂向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機9驅(qū)動下繞垂直方向的旋轉(zhuǎn)自由度以及末端執(zhí)行器11在末端執(zhí)行器腕關(guān)節(jié)驅(qū)動電機10驅(qū)動下繞腕關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)自由度。
[0026]本發(fā)明的工作原理為:
[0027]首先由系統(tǒng)計算并給出待