一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)，但是隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步、人民生活水平的提高，對(duì)于汽車的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人的缺點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需要，因此急需要一種全新的汽車碼垛裝置。現(xiàn)在新興的并聯(lián)機(jī)器人和傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)器人相比較，具有無(wú)累積誤差、精度較高、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、剛度高且末端碼垛執(zhí)行器慣性小等特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)裝置可置于定平臺(tái)上或接近定平臺(tái)的位置，這樣運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；但是并聯(lián)機(jī)器人的明顯缺點(diǎn)是工作空間小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0003]本實(shí)用新型所提供的一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人，包括一個(gè)串聯(lián)碼垛主鏈和一個(gè)搖臂微調(diào)控制子鏈，所述的串聯(lián)碼垛主鏈可以控制此汽車機(jī)器人在空間內(nèi)進(jìn)行六自由度的運(yùn)動(dòng)；所述搖臂微調(diào)控制子鏈由兩個(gè)搖臂和兩根連桿組成四桿機(jī)構(gòu)，并安裝在大臂上，通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)對(duì)主鏈進(jìn)行微調(diào)控制，機(jī)構(gòu)具有重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，承載力大，工作空間大，不僅能滿足汽車碼垛作業(yè)，同時(shí)也節(jié)省了大量的勞動(dòng)力，節(jié)約開(kāi)支。這種搖臂微調(diào)控制子鏈的汽車碼垛機(jī)器人具有良好的控制功能，可以由單人進(jìn)行操作，可靠性高，機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，工作空間大，使機(jī)構(gòu)重心后移，可以運(yùn)用于更多場(chǎng)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人，包括一個(gè)串聯(lián)碼垛主鏈、一個(gè)搖臂微調(diào)控制子鏈和一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈，所述的串聯(lián)碼垛主鏈可以控制此汽車機(jī)器人在空間內(nèi)進(jìn)行六自由度的運(yùn)動(dòng)；所述搖臂微調(diào)控制子鏈由兩個(gè)搖臂和兩根連桿組成四桿機(jī)構(gòu)，并安裝在大臂上，通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)對(duì)主鏈進(jìn)行微調(diào)控制；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈對(duì)大臂進(jìn)行支撐和調(diào)節(jié)，本發(fā)明通過(guò)多個(gè)機(jī)械臂與機(jī)身的連接，從而實(shí)現(xiàn)末端軌跡的六自由度輸出，此機(jī)構(gòu)具有動(dòng)作敏捷、精度高、運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力性能好，并且結(jié)構(gòu)緊湊、工作空間大、承載大、多種運(yùn)動(dòng)軌跡輸出、控制簡(jiǎn)單，可以運(yùn)用到碼垛的多種場(chǎng)合，解決傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)器人關(guān)于所需力矩大，剛度低和工作空間小的缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人，由串聯(lián)碼垛主鏈、搖臂微調(diào)控制子鏈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈組成，其結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0006]所述串聯(lián)碼垛主鏈由車體、主臂、大臂、第二搖臂、肩臂、腕臂和碼垛臂連接而成，主臂一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與車體上的立柱第一個(gè)連接端連接，主臂另一端通過(guò)第一球副與大臂第一個(gè)連接端連接，大臂第二個(gè)連接端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第一個(gè)連接端連接，第二搖臂第二個(gè)連接端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與肩臂一端連接，肩臂另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與腕臂一端連接，腕臂另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與碼垛臂連接。
[0007]所述搖臂微調(diào)控制子鏈由第一搖臂、第二搖臂、第一連桿和第二連桿連接而成，第一搖臂第一個(gè)連接端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂第三個(gè)連接端連接，第一搖臂第二個(gè)連接端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第二個(gè)連接端連接，第一搖臂第三個(gè)連接端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第三個(gè)連接端連接。
[0008]所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈由車體、曲柄臂、第三連桿、大臂和滑塊連接而成，滑塊一端通過(guò)第一移動(dòng)副與車體上主柱的滑槽連接，滑塊另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲柄臂一端連接，曲柄臂另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過(guò)第二球副與大臂第四個(gè)連接端連接。
[0009]上述結(jié)構(gòu)中，通過(guò)串聯(lián)碼垛主鏈、搖臂微調(diào)控制子鏈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈的合成運(yùn)動(dòng)，達(dá)到對(duì)機(jī)構(gòu)的位置變化的控制，從而實(shí)現(xiàn)汽車的碼垛作業(yè)。
[0010]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011]1、本發(fā)明驅(qū)動(dòng)方式靈活多變，有利于碼垛機(jī)器人的控制；
[0012]2、本發(fā)明多個(gè)機(jī)械臂與連桿連接，控制簡(jiǎn)單，可靠性高，累積誤差小，大大增加了機(jī)構(gòu)剛度；
[0013]3、本發(fā)明采用四桿機(jī)構(gòu)閉鏈傳動(dòng)的形式，有效了降低了各個(gè)構(gòu)件的重量，具有運(yùn)動(dòng)慣量小、軌跡輸出靈活、工作可靠、精度高等優(yōu)點(diǎn)；
[0014]4、并且搖臂移動(dòng)式設(shè)計(jì)大大提高機(jī)器人的工作空間，能避免機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，微調(diào)裝置能使機(jī)器人的作用范圍更大，并且能使機(jī)構(gòu)更好的保持平衡；
[0015]5、桿件做成輕桿，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力學(xué)性能好。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的第一工作示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所述一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的第一工作后視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所述一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的第二工作示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明所述一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的第三工作示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明所述一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的第四工作示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明所述一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的第五工作示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明所述一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的第六工作示意圖。
[0023]圖8為本發(fā)明所述一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人的滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]對(duì)照?qǐng)D2、圖3、圖4，圖5，圖6和圖7，一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)和連接方式為:
[0026]所述串聯(lián)碼垛主鏈由車體1、主臂2、大臂3、第二搖臂5、肩臂8，腕臂9和碼垛臂10連接而成，主臂2 —端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副13與車體I上的立柱第一個(gè)連接端連接，主臂2另一端通過(guò)第一球副14與大臂3第一個(gè)連接端連接，大臂3第二個(gè)連接而通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副16與第二搖臂5第一個(gè)連接端連接，第二搖臂5第二個(gè)連接端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副21與肩臂8一端連接，肩臂8另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副22與腕臂9 一端連接，腕臂9另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副23與碼垛臂10連接。
[0027]所述搖臂微調(diào)控制子鏈由第一搖臂4、第二搖臂5、第一連桿6和第二連桿7連接而成，第一搖臂4第一個(gè)連接端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副15與大臂3第三個(gè)連接端連接，第一搖臂4第二個(gè)連接端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副17與第一連桿6 —端連接，第一連桿6另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副18與第二搖臂5第二個(gè)連接端連接，第一搖臂4第三個(gè)連接端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副19與第二連桿7 —端連接，第二連桿7另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副20與第二搖臂5第三個(gè)連接端連接。
[0028]所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈由車體1、曲柄臂12、第三連桿11、大臂3和滑塊26連接而成，滑塊26 —端通過(guò)第一移動(dòng)副28與車體I上立柱的滑槽連接，滑塊26另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副27與曲柄臂12 —端連接，曲柄臂12另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副25與第三連桿11 一端連接，第三連桿11另一端通過(guò)第二球副24與大臂3第四個(gè)連接端連接。
[0029]上述結(jié)構(gòu)中，通過(guò)串聯(lián)碼垛主鏈和搖臂微調(diào)控制子鏈這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的位置變化而實(shí)現(xiàn)汽車的碼垛作業(yè)。
[0030]如圖1和圖2所示，本發(fā)明處于第一工作，主臂和大臂處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。
[0031]如圖3所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成對(duì)處于下方位置零件的碼垛作業(yè)。
[0032]如圖4所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成對(duì)處于前面位置零件的碼垛作業(yè)。
[0033]如圖5所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成處后面位置零件的碼垛作業(yè)。
[0034]如圖6所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成對(duì)處于左側(cè)位置零件的碼垛作業(yè)。
[0035]圖7所示，本發(fā)明在主臂、大臂、搖臂和肩臂的控制下，完成對(duì)處于上方位置零件的碼垛作業(yè)。
[0036]對(duì)照?qǐng)D2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人可以完成移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)等空間六個(gè)方位的碼垛作業(yè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人，由串聯(lián)碼垛主鏈、搖臂微調(diào)控制子鏈和執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈組成，其特征在于: 所述串聯(lián)碼垛主鏈由車體、主臂、大臂、第二搖臂、肩臂、腕臂和碼垛臂連接而成，主臂一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與車體上的立柱第一個(gè)連接端連接，主臂另一端通過(guò)第一球副與大臂第一個(gè)連接端連接，大臂第二個(gè)連接端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第一個(gè)連接端連接，第二搖臂第二個(gè)連接端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與肩臂一端連接，肩臂另一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與腕臂一端連接，腕臂另一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與碼垛臂連接， 所述搖臂微調(diào)控制子鏈由第一搖臂、第二搖臂、第一連桿和第二連桿連接而成，第一搖臂第一個(gè)連接端通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與大臂第三個(gè)連接端連接，第一搖臂第二個(gè)連接端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一連桿一端連接，第一連桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第二個(gè)連接端連接，第一搖臂第三個(gè)連接端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二連桿一端連接，第二連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二搖臂第三個(gè)連接端連接， 所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈由車體、曲柄臂、第三連桿、大臂和滑塊連接而成，滑塊一端通過(guò)第一移動(dòng)副與車體上主柱的滑槽連接，滑塊另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與曲柄臂一端連接，曲柄臂另一端通過(guò)第十一轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三連桿一端連接，第三連桿另一端通過(guò)第二球副與大臂第四個(gè)連接端連接。
【專利摘要】一種大工作空間汽車碼垛機(jī)器人，包括一個(gè)串聯(lián)碼垛主鏈、一個(gè)搖臂微調(diào)控制子鏈和一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈。所述的串聯(lián)碼垛主鏈可以控制此汽車機(jī)器人在空間內(nèi)進(jìn)行六自由度的運(yùn)動(dòng)；所述搖臂微調(diào)控制子鏈由兩個(gè)搖臂和兩根連桿組成四桿機(jī)構(gòu)，并安裝在大臂上，通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)對(duì)主鏈進(jìn)行微調(diào)控制；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)子鏈對(duì)大臂進(jìn)行支撐和調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型通過(guò)多個(gè)機(jī)械臂與機(jī)身的連接，從而實(shí)現(xiàn)末端軌跡的六自由度輸出，此機(jī)構(gòu)具有動(dòng)作敏捷、精度高、運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)力性能好，并且結(jié)構(gòu)緊湊、工作空間大、承載大、多種運(yùn)動(dòng)軌跡輸出、控制簡(jiǎn)單，可以運(yùn)用到碼垛的多種場(chǎng)合。
【IPC分類】B65G61/00, B25J9/04
【公開(kāi)號(hào)】CN204640217
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520298212
【發(fā)明人】程泊靜, 胥剛, 譚慧, 張健麗, 皮興旺, 黃敏雄, 朱先明
【申請(qǐng)人】湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院, 胥剛
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月11日