本发明涉及一种双平行四边形机构的装车机器人及装车方法,属于自动化装车设备领域。
背景技术:
1、目前货物装车,人力装车只适合在小批量的货物装车,大批量的装车由于货物的特性及持续工作要求,已经不适应规模化的物流装车使用。
2、目前的多关节臂装车机器人结构中,需要使用多个减速器结构,以适应重载需要。对于设备内部也会较多的运行传感机构,以及时对装车机器人的运行状态位置进行反馈判断,以实现持续的工作要求。
3、为了实现重载,对于多关节臂结构的尺寸于强度要求高,这导致整机设备的造价高,设备运行中,由于需要较为复杂的空间立体计算,其对机器人的计算部分算力也有较高要求,编程复杂难度较大。
4、如何能简化装车机器人的结构,降低高价值的减速器及重载电机使用,将能更加利于装车物流机器人的推广使用。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明采用一种双平行四边形机构的装车机器人及装车方法,实现更为简单的装车机器人结构,降低设备的制造成本和运行的复杂程度。
2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
3、本发明双平行四边形机构的装车机器人,包括两组平行四边形机构、导向横梁、丝杠移动副和末端执行机构;
4、所述平行四边形结构的相连边结构之间铰接相连,下部边两端的铰轴设置在末端执行机构上,上部边的铰轴设置在转臂移动座上,转臂移动座设置导向横梁上可移动;
5、丝杠移动副的丝杠平行于导向横梁设置在导向横梁的一侧,移动螺母固定于转臂移动座上,移动螺母与丝杠配合,丝杠的端部设有丝杠电机;
6、两组平行四边形结构相同,且分别对应连接设置丝杠移动副,两组平行四边形结构的铰轴平行。
7、根据所述的双平行四边形机构的装车机器人,所述平行四边形结构的顶部边两侧设有两组上部铰轴,两上部铰轴分别连接于转臂移动座的铰轴孔中;下部边两端设有下部铰轴,两下部铰轴连接于末端执行机构,末端执行机构的上侧设有连接孔,连接孔成对布置,每对连接孔同轴心并安装所述的下部铰轴。
8、根据所述的双平行四边形机构的装车机器人,平行四边形机构包括下部连杆、外侧连杆和内侧连杆组成,顶部的转臂移动座作为顶部连杆结构,外侧连杆和内侧连杆为长边,下部连杆为短边。
9、根据所述的双平行四边形机构的装车机器人,所述导向横梁中间设槽孔,所述平行四边形机构的上部穿过该槽孔与对应的铰轴相连。
10、根据所述的双平行四边形机构的装车机器人,导向横梁的侧面设有内凹滑道,转臂移动的下部设有向导向横梁的突出滑块,滑块嵌入内凹滑道中。
11、根据所述的双平行四边形机构的装车机器人,丝攻移动副的丝杠端部连接于丝杠电机,丝杠电机固定在导向横梁上,两组丝攻移动副的丝杠的中心线同轴设置。
12、根据所述的双平行四边形机构的装车机器人,导向横梁的端部设有纵移小车,纵移小车包括底部的移动轮、纵移电机、同步传动机构,纵移电机的输出轴通过同步传动机构连接于移动轮的轮轴,移动轮处于纵向轨道上,导向横梁的两端分别设置纵移小车及纵移轨道。
13、根据所述的双平行四边形机构的装车机器人,纵移轨道设置在纵移架上,纵移架设置在立柱的顶部,纵移轨道之间的下部为装车通道。
14、根据所述的双平行四边形机构的装车机器人,两组丝杠移动副的丝杠电机可同向、反向转动,两组丝杠移动副运行带动两组平行四边形结构的上部靠近、远离或向同侧移动。
15、本发明双平行四边形机构的装车机器人的装车方法,包括如下的运行步骤;
16、1)末端执行机构抓取物料或空载沿导向横梁左右移动,两组丝杠移动副的丝杠电机运行,两组平行四边形结构同向运动,带动末端执行机构沿导向横梁左右移动,末端执行机构抓取装车物料,然后移动至货车车厢中,或从货车车厢中空载移动至物料摆放位置;
17、2)末端执行机构抓取物料或空载进行抬升移动,两组丝杠移动副的丝杠电机运行,两组平行四边形结构向相反的方向运动,带动末端执行机构随之上升,将末端执行机构抓取的货物从摆放位置抬升或末端执行机构空载抬升;
18、3)末端执行机构抓取物料或空载进行下降移动,两组丝杠移动副的丝杠电机运行,两组平行四边形结构向对向的方向运动,带动末端执行机构随之下降,将末端执行机构抓取的货物从高位置下降至低位释放或末端执行机构从高位空载下降至低位抓取货物;
19、4)步骤1)、2)和3)同步、异步或交叉步骤先后运行,将货物从摆放位置抓取移动至车厢内。
20、本发明的优点在于:
21、本装车机器人采用双平行四边形结构作为承载结构,运行稳定性高,丝杠传动副结构的驱动结构相比电机减速机的运行,更利于设备的运行计算,设备的整体成本低;
22、本装置的运行结构能够简化运行计算难度,能够减低运行人员的编程控制要求,适合推广使用。
1.一种双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,包括两组平行四边形机构(1)、导向横梁(3)、丝杠移动副(4)和末端执行机构(5);
2.根据权利要求1所述的双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,所述平行四边形结构的顶部边两侧设有两组上部铰轴(11),两上部铰轴(11)分别连接于转臂移动座(2)的铰轴孔中;下部边两端设有下部铰轴(12),两下部铰轴(12)连接于末端执行机构(5),末端执行机构(5)的上侧设有连接孔,连接孔成对布置,每对连接孔同轴心并安装所述的下部铰轴(12)。
3.根据权利要求1所述的双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,平行四边形机构(1)包括下部连杆、外侧连杆和内侧连杆组成,顶部的转臂移动座(2)作为顶部连杆结构,外侧连杆和内侧连杆为长边,下部连杆为短边。
4.根据权利要求2所述的双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,所述导向横梁(3)中间设槽孔,所述平行四边形机构(1)的上部穿过该槽孔与对应的铰轴相连。
5.根据权利要求1所述的双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,导向横梁(3)的侧面设有内凹滑道,转臂移动的下部设有向导向横梁(3)的突出滑块,滑块嵌入内凹滑道中。
6.根据权利要求1所述的双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,丝攻移动副的丝杠端部连接于丝杠电机,丝杠电机固定在导向横梁(3)上,两组丝攻移动副的丝杠的中心线同轴设置。
7.根据权利要求1所述的双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,导向横梁(3)的端部设有纵移小车(6),纵移小车(6)包括底部的移动轮、纵移电机、同步传动机构,纵移电机的输出轴通过同步传动机构连接于移动轮的轮轴,移动轮处于纵向轨道(7)上,导向横梁(3)的两端分别设置纵移小车(6)及纵移轨道。
8.根据权利要求7所述的双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,纵移轨道设置在纵移架上,纵移架设置在立柱(8)的顶部,纵移轨道之间的下部为装车通道。
9.根据权利要求1或8所述的双平行四边形机构的装车机器人,其特征是,两组丝杠移动副(4)的丝杠电机可同向、反向转动,两组丝杠移动副(4)运行带动两组平行四边形结构的上部靠近、远离或向同侧移动。
10.一种根据权利要求9所述的双平行四边形机构的装车机器人的装车方法,其特征是,包括如下的运行步骤;