自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，它包括有主控制系統(tǒng)模塊，傳感器信號處理模塊、主電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；通過上述裝置實(shí)現(xiàn)了水平機(jī)構(gòu)X軸采用直線導(dǎo)軌定位，齒輪齒條傳動(dòng)。為了保證X軸強(qiáng)度和剛度，采用直線導(dǎo)軌和齒輪齒條分開安裝，防止抓取工件后X軸不穩(wěn)定，發(fā)生偏移；伸縮機(jī)構(gòu)Y軸采用直線導(dǎo)軌和齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)滑塊，滑塊上分別安裝抓取裝置和氣動(dòng)抓手，分別抓取車輪內(nèi)外圈和車輪軸。由于行程較長且抓取近3公斤成品，為防機(jī)器人抖動(dòng)采用雙直線導(dǎo)軌分別固定在絲杠和Z軸支撐柱上，最大限度減輕Y軸重量；升降機(jī)構(gòu)Z軸采用滾珠絲杠傳動(dòng)，同時(shí)直線導(dǎo)軌安裝在支撐柱上和滾珠絲杠組成杠桿機(jī)構(gòu)，防止Y軸下垂或偏移。
【專利說明】
自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及搬運(yùn)機(jī)械類，更具體的說是自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]加上近年來勞動(dòng)力資源緊張，產(chǎn)業(yè)升級，結(jié)構(gòu)調(diào)整，加工企業(yè)不斷涌現(xiàn)的需要，搬運(yùn)機(jī)器人呈現(xiàn)供不應(yīng)求的趨勢，從傳統(tǒng)制造業(yè)覆蓋到物流、倉儲(chǔ)、化工、食品等領(lǐng)域。正在這階段，國內(nèi)涌現(xiàn)了一批像上海沃迪、哈爾濱博實(shí)、沈陽新松、上海新時(shí)達(dá)、鹽城宏達(dá)、昆山華恒焊接的民營企業(yè)正投入到搬運(yùn)機(jī)器人的開發(fā)，加工中，并將其各自的主打機(jī)器人推廣并應(yīng)用實(shí)際當(dāng)中。
[0003]雖然我國機(jī)器人起步相對一些發(fā)達(dá)國家較遲，確實(shí)存在著一定的差距，但經(jīng)過這三十年的發(fā)展，各類搬運(yùn)機(jī)器人在很多領(lǐng)域應(yīng)用很成功[12]。推動(dòng)了中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，提升了企業(yè)的競爭力，解決了我國人力資源緊張的匱乏的問題，探索了搬運(yùn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式。作為高端裝備的搬運(yùn)機(jī)器人正在為我國現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)，促進(jìn)整個(gè)機(jī)器人行業(yè)的優(yōu)化發(fā)展，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型正是針對以上技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、使用方便，能夠自動(dòng)識(shí)別裝夾物體，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝夾轉(zhuǎn)運(yùn)。
[0005]為解決【背景技術(shù)】提到的問題，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案:自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，它包括有主控制系統(tǒng)模塊，傳感器信號處理模塊、主電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有底板、電源模塊、氣源、電機(jī)組，所述的底板上設(shè)有安裝架，所述的安裝架內(nèi)設(shè)有電機(jī)，所述的安裝架上設(shè)有直線導(dǎo)軌a，所述的直線導(dǎo)軌上設(shè)有Y軸安裝臺(tái)，所述的Y軸安裝臺(tái)與直線導(dǎo)軌之間設(shè)有齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的Y軸安裝臺(tái)上設(shè)有Z軸支撐柱，所述的Z軸支撐柱一側(cè)上設(shè)有滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的Z軸支撐柱上設(shè)有X軸安裝臺(tái)，所述的X軸安裝臺(tái)上設(shè)有直線導(dǎo)軌b，同樣X軸安裝臺(tái)與直線導(dǎo)軌之間齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的直線導(dǎo)軌b上設(shè)有機(jī)械抓手。
[0006]優(yōu)選地，所述的機(jī)械抓手包括有滑道，所述的滑道兩端設(shè)有各設(shè)有滾動(dòng)鋼輥，所述的滾動(dòng)鋼輥之間固定設(shè)有氣缸，所述的滾動(dòng)鋼輥一端上設(shè)有固定板，且滾動(dòng)鋼輥之間設(shè)有孔形工件內(nèi)夾緊件，所述的氣缸與氣源連接。
[0007]優(yōu)選地，所述的固定板分別安裝在滾動(dòng)鋼輥的上下兩端，且固定板呈半圓狀，所述的定位板內(nèi)設(shè)有夾緊皮墊。
[0008]優(yōu)選地，所述的孔形工件內(nèi)夾緊件包括夾緊端和固定端，所述的固定端通過設(shè)有緊固螺釘與滾動(dòng)鋼輥連接，所述的夾緊端分別設(shè)有夾緊皮墊，所述的孔形工件內(nèi)夾緊件與固定板不處于同一水平面上。
[0009]優(yōu)選地，所述的滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有電機(jī)組，所述的電機(jī)組安裝在Z軸支撐柱頂端。
[0010]優(yōu)選地，所述的底板上兩側(cè)分別設(shè)有主動(dòng)輪，且底板前后兩端分別設(shè)有從動(dòng)輪，所述的主動(dòng)輪上設(shè)有凹槽，所述的凹槽內(nèi)設(shè)有橡膠輪套。
[0011]優(yōu)選地，所述的氣源總?cè)莘e為1.5L壓縮空氣壓強(qiáng)為0.8Mpa，所述的電池模塊包括兩組24V串連蓄電池。
[0012]本實(shí)用新型的工作原理為，第一步是通過傳感器信號處理模塊上的碰撞限位傳感器碰到工件存貯臺(tái)或者裝配柱定位;第二步是通過控制擴(kuò)展電路板給x、Y、z三軸提供三自由度運(yùn)動(dòng)信號，包括垂直方向升降運(yùn)動(dòng)，水平面內(nèi)左、右運(yùn)動(dòng)，水平面內(nèi)前后伸縮運(yùn)動(dòng)。當(dāng)每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的絕對位置信息確定后，系統(tǒng)三坐標(biāo)軸的位移使用紅外對射傳感器進(jìn)行定位。定位時(shí)按照先X軸左右平移方向位移再Z軸升降高度，最后確定Y軸伸縮量程序控制。豎直方向的絕對位置根據(jù)工件存貯臺(tái)高度，工件高度確定；
[0013]當(dāng)?shù)竭_(dá)機(jī)械手可以抓取工件的預(yù)設(shè)位置，對車輪的相關(guān)工件進(jìn)行顏色識(shí)別，主控制系統(tǒng)模塊發(fā)出信號讓氣缸帶動(dòng)相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行工件的抓取、搬運(yùn)與裝配，若沒有完成任務(wù)繼續(xù)巡，直到裝配完畢。
[0014]孔形工件內(nèi)夾緊件的固定端通過緊固螺釘與聯(lián)結(jié)件固定連接，聯(lián)結(jié)件通過螺釘與固定連接板的一端固定連接，固定連接板的另一端通過螺釘與滾動(dòng)鋼輥的外部固定連接，使孔形工件內(nèi)夾緊件與固定板和滾動(dòng)鋼輥之間的連接更牢固，避免孔形內(nèi)夾緊件脫落，兩個(gè)孔形工件內(nèi)夾緊件的夾緊端分別設(shè)置夾緊皮墊，增加孔形工件內(nèi)夾緊件與工件之間摩擦，避免工件掉落；
[0015]在工業(yè)機(jī)器人的原有手爪上增加了孔形工件內(nèi)夾緊件，使工業(yè)機(jī)器人既能抓取圓柱形工件，同時(shí)也能抓取圓孔形工件，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人手爪的多功能化。
[0016]兩個(gè)圓弧形工件外部夾緊件在與固定板的連接處設(shè)置角鐵，使圓弧形工件外部夾緊件與固定板之間連接更牢固，兩個(gè)圓弧形工件外部夾緊件的夾緊端分別設(shè)置夾緊皮墊，增加圓弧形工件外部夾緊件與工件之間的摩擦，避免工件掉落。
[0017]實(shí)用新型的有益效果:
[0018]I)水平機(jī)構(gòu)X軸采用直線導(dǎo)軌定位，齒輪齒條傳動(dòng)。為了保證X軸強(qiáng)度和剛度，采用直線導(dǎo)軌和齒輪齒條分開安裝，防止抓取工件后X軸不穩(wěn)定，發(fā)生偏移；
[0019]2)伸縮機(jī)構(gòu)Y軸采用直線導(dǎo)軌和齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)滑塊，滑塊上分別安裝抓取裝置和氣動(dòng)抓手，分別抓取車輪內(nèi)外圈和車輪軸。由于行程較長且抓取近3公斤成品，為防機(jī)器人抖動(dòng)采用雙直線導(dǎo)軌分別固定在絲杠和Z軸支撐柱上，最大限度減輕Y軸重量；
[0020]3)升降機(jī)構(gòu)Z軸采用滾珠絲杠傳動(dòng)，同時(shí)直線導(dǎo)軌安裝在支撐柱上和滾珠絲杠組成杠桿機(jī)構(gòu)，防止Y軸下垂或偏移。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型的機(jī)械抓手結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4本實(shí)用新型的孔形工件內(nèi)夾緊件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]其中，1、底板;2、電源模塊;3、氣源;4、電機(jī)組;5、安裝架;6、直線導(dǎo)軌a;7、Y軸安裝臺(tái)；8、齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu);9、Z軸支撐柱；10、滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；11、X軸安裝臺(tái)；12、直線導(dǎo)軌b; 13、機(jī)械抓手；14、滑道;15、滾動(dòng)鋼輥;16、氣缸；17、固定板;18、孔形工件內(nèi)夾緊件；19、夾緊皮墊;20、夾緊端;21、固定端;22、緊固螺釘;23、主動(dòng)輪;24、從動(dòng)輪。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0027]自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，它包括有主控制系統(tǒng)模塊，傳感器信號處理模塊、主電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有底板、電源模塊、氣源、電機(jī)組，所述的底板上設(shè)有安裝架，所述的安裝架內(nèi)設(shè)有電機(jī)，所述的安裝架上設(shè)有直線導(dǎo)軌a，所述的直線導(dǎo)軌上設(shè)有Y軸安裝臺(tái)，所述的Y軸安裝臺(tái)與直線導(dǎo)軌之間設(shè)有齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的Y軸安裝臺(tái)上設(shè)有Z軸支撐柱，所述的Z軸支撐柱一側(cè)上設(shè)有滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的Z軸支撐柱上設(shè)有X軸安裝臺(tái)，所述的X軸安裝臺(tái)上設(shè)有直線導(dǎo)軌b，同樣X軸安裝臺(tái)與直線導(dǎo)軌之間齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的直線導(dǎo)軌b上設(shè)有機(jī)械抓手。
[0028]優(yōu)選地，所述的機(jī)械抓手包括有滑道，所述的滑道兩端設(shè)有各設(shè)有滾動(dòng)鋼輥，所述的滾動(dòng)鋼輥之間固定設(shè)有氣缸，所述的滾動(dòng)鋼輥一端上設(shè)有固定板，且滾動(dòng)鋼輥之間設(shè)有孔形工件內(nèi)夾緊件，所述的氣缸與氣源連接。
[0029]優(yōu)選地，所述的固定板分別安裝在滾動(dòng)鋼輥的上下兩端，且固定板呈半圓狀，所述的定位板內(nèi)設(shè)有夾緊皮墊。
[0030]優(yōu)選地，所述的孔形工件內(nèi)夾緊件包括夾緊端和固定端，所述的固定端通過設(shè)有緊固螺釘與滾動(dòng)鋼輥連接，所述的夾緊端分別設(shè)有夾緊皮墊，所述的孔形工件內(nèi)夾緊件與固定板不處于同一水平面上。
[0031]優(yōu)選地，所述的滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有電機(jī)組，所述的電機(jī)組安裝在Z軸支撐柱頂端。
[0032]優(yōu)選地，所述的底板上兩側(cè)分別設(shè)有主動(dòng)輪，且底板前后兩端分別設(shè)有從動(dòng)輪，所述的主動(dòng)輪上設(shè)有凹槽，所述的凹槽內(nèi)設(shè)有橡膠輪套。
[0033]優(yōu)選地，所述的氣源總?cè)莘e為1.5L壓縮空氣壓強(qiáng)為0.8Mpa，所述的電池模塊包括兩組24V串連蓄電池。
[0034]本實(shí)用新型的工作原理為，第一步是通過傳感器信號處理模塊上的碰撞限位傳感器碰到工件存貯臺(tái)或者裝配柱定位;第二步是通過控制擴(kuò)展電路板給x、Y、z三軸提供三自由度運(yùn)動(dòng)信號，包括垂直方向升降運(yùn)動(dòng)，水平面內(nèi)左、右運(yùn)動(dòng)，水平面內(nèi)前后伸縮運(yùn)動(dòng)。當(dāng)每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的絕對位置信息確定后，系統(tǒng)三坐標(biāo)軸的位移使用紅外對射傳感器進(jìn)行定位。定位時(shí)按照先X軸左右平移方向位移再Z軸升降高度，最后確定Y軸伸縮量程序控制。豎直方向的絕對位置根據(jù)工件存貯臺(tái)高度，工件高度確定；
[0035]當(dāng)?shù)竭_(dá)機(jī)械手可以抓取工件的預(yù)設(shè)位置，對車輪的相關(guān)工件進(jìn)行顏色識(shí)別，主控制系統(tǒng)模塊發(fā)出信號讓氣缸帶動(dòng)相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行工件的抓取、搬運(yùn)與裝配，若沒有完成任務(wù)繼續(xù)巡，直到裝配完畢。
[0036]孔形工件內(nèi)夾緊件的固定端通過緊固螺釘與聯(lián)結(jié)件固定連接，聯(lián)結(jié)件通過螺釘與固定連接板的一端固定連接，固定連接板的另一端通過螺釘與滾動(dòng)鋼輥的外部固定連接，使孔形工件內(nèi)夾緊件與固定板和滾動(dòng)鋼輥之間的連接更牢固，避免孔形內(nèi)夾緊件脫落，兩個(gè)孔形工件內(nèi)夾緊件的夾緊端分別設(shè)置夾緊皮墊，增加孔形工件內(nèi)夾緊件與工件之間摩擦，避免工件掉落；
[0037]在工業(yè)機(jī)器人的原有手爪上增加了孔形工件內(nèi)夾緊件，使工業(yè)機(jī)器人既能抓取圓柱形工件，同時(shí)也能抓取圓孔形工件，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人手爪的多功能化。
[0038]兩個(gè)圓弧形工件外部夾緊件在與固定板的連接處設(shè)置角鐵，使圓弧形工件外部夾緊件與固定板之間連接更牢固，兩個(gè)圓弧形工件外部夾緊件的夾緊端分別設(shè)置夾緊皮墊，增加圓弧形工件外部夾緊件與工件之間的摩擦，避免工件掉落。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于，它包括有主控制系統(tǒng)模塊，傳感器信號處理模塊、主電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有底板、電源模塊、氣源、電機(jī)組，所述的底板上設(shè)有安裝架，所述的安裝架內(nèi)設(shè)有電機(jī)，所述的安裝架上設(shè)有直線導(dǎo)軌a，所述的直線導(dǎo)軌上設(shè)有Y軸安裝臺(tái)，所述的Y軸安裝臺(tái)與直線導(dǎo)軌之間設(shè)有齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的Y軸安裝臺(tái)上設(shè)有Z軸支撐柱，所述的Z軸支撐柱一側(cè)上設(shè)有滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的Z軸支撐柱上設(shè)有X軸安裝臺(tái)，所述的X軸安裝臺(tái)上設(shè)有直線導(dǎo)軌b，同樣X軸安裝臺(tái)與直線導(dǎo)軌之間齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的直線導(dǎo)軌b上設(shè)有機(jī)械抓手。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于，所述的滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有電機(jī)組，所述的電機(jī)組安裝在Z軸支撐柱頂端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于，所述的底板上兩側(cè)分別設(shè)有主動(dòng)輪，且底板前后兩端分別設(shè)有從動(dòng)輪，所述的主動(dòng)輪上設(shè)有凹槽，所述的凹槽內(nèi)設(shè)有橡膠輪套。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，其特征在于，所述的氣源總?cè)莘e為1.5L壓縮空氣壓強(qiáng)為0.8Mpa，所述的電池模塊包括兩組24V串連蓄電池。
【文檔編號】B25J9/08GK205674206SQ201620642407
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月22日 公開號201620642407.9, CN 201620642407, CN 205674206 U, CN 205674206U, CN-U-205674206, CN201620642407, CN201620642407.9, CN205674206 U, CN205674206U
【發(fā)明人】吳年祥
【申請人】安徽國防科技職業(yè)學(xué)院