專利名稱：堆垛機器人手腕傳動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬機械傳動領(lǐng)域，特別是涉及一種堆垛機器人手腕傳動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
碼垛就是按照集成單元化的思想，將單一的物料按照一定的模式堆碼成垛，以便使單元化的物垛實現(xiàn)物料的存儲、搬運、裝卸運輸?shù)任锪骰顒印４a垛機器人通常被看作是抓取和放置系統(tǒng)，它能從一個地點抓起一個或者是多個箱體物件，將它們放置到貨盤上預(yù)先設(shè)
置好的地點。通常的碼垛模式是將抓取的物件從生產(chǎn)線上作±90°旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運到下道工序或
存放位置。主要完成以下幾個動作下降-旋轉(zhuǎn)-抓取并夾持物件-旋轉(zhuǎn)-上升-松開并放置物件。
圓柱坐標式碼垛機器人由機座、手臂、腕部及抓手組成，其中手臂是機器人支撐被抓物件、手腕和手指的重要部件，其作用是移動手指到指定位置抓取物件，然后將其搬運到指定位置。機器人腕部是驅(qū)動手部回轉(zhuǎn)的部件，起支撐和確定手部位姿的作用。在食品、飲料生產(chǎn)及一些運輸企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
圓柱坐標型碼垛機器人與關(guān)節(jié)型碼垛機器人相比，結(jié)構(gòu)簡單，控制簡便，價格低。現(xiàn)有圓柱坐標型碼垛機器人的手腕運動采用伺服電機獨立驅(qū)動，當手臂旋轉(zhuǎn)時末端的手腕驅(qū)動電機也隨之運動，由于手腕驅(qū)動電機及聯(lián)軸器、連接法蘭等機件位于機械臂的末端，增大了擺臂轉(zhuǎn)動慣量，增加了擺臂驅(qū)動電機的能量消耗，同時在運動規(guī)劃中由于手腕驅(qū)動電機需單獨控制，也勢必造成控制系統(tǒng)的復(fù)雜化，且成本較高。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種堆垛機器人手腕傳動機構(gòu)，以解決現(xiàn)有裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的問題。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種堆垛機器人手腕傳動機構(gòu)，由齒輪支架，傳動軸，軸承座，擺臂，手腕回轉(zhuǎn)軸組成，所述的傳動軸兩端固定于兩對稱的軸承座上，所述的軸承座對稱固定于擺臂頂部平面兩端，所述的一號錐齒輪和二號錐齒輪分別固定于傳動軸兩頂端，所述的三號錐齒輪固定于齒輪支架上且與一號錐齒輪嚙合，所述的齒輪支架位于擺臂上部右端，當擺臂旋轉(zhuǎn)時齒輪支架固定不轉(zhuǎn)，所述的四號錐齒輪固定于手腕回轉(zhuǎn)軸上端且與二號錐齒輪嚙合。有益效果
本實用新型機構(gòu)是為解決上述問題而做出的，本機構(gòu)的創(chuàng)新點在于通過齒輪的剛性傳動，利用機器人的擺臂回轉(zhuǎn)運動帶動腕部作回轉(zhuǎn)運動，該新型結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點
1. 取消堆垛機器人的手腕驅(qū)動電機，減輕機器人擺臂末端重量，簡化控制系統(tǒng)，降低制造成本。
2. 在單一擺臂動力源驅(qū)動的情況下，可以同時實現(xiàn)機械臂與手腕的回轉(zhuǎn)運動。
3. 采用齒輪剛性傳動，與鏈傳動、帶傳動相比，傳動誤差小，精度高，提高了機器人腕部運動的可靠性。
4. 采用錐齒輪傳動，容易實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動方向的轉(zhuǎn)換。


圖1為機械臂手腕傳動機構(gòu)示意圖(錐齒輪6與錐齒輪2同向安裝)；圖2為機械臂手腕傳動機構(gòu)示意圖(錐齒輪6與錐齒輪2反向安裝)；
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實施例1
一種堆垛機器人手腕傳動機構(gòu)，由齒輪支架1，傳動軸4，軸承座10，擺臂8，手腕回轉(zhuǎn)軸7組成，傳動軸4兩端固定于兩對稱的軸承座10上，軸承座10對稱固定于擺臂8頂部平面兩端， 一號錐齒輪3和二號錐齒輪5分別固定于傳動軸4兩頂端，三號錐齒輪2固定于齒輪支架1上且與一號錐齒輪3嚙合，所述的齒輪支架1位于擺臂8的上部右端，當擺臂8旋轉(zhuǎn)時齒輪支架1固定不轉(zhuǎn)，四號錐齒輪6固定于手腕回轉(zhuǎn)軸7上端且與二號錐齒輪5嚙合。 一號錐齒輪3和二號錐齒輪5與傳動軸4為鍵連接。
四號錐齒輪6與手腕回轉(zhuǎn)軸7固結(jié)，并可沿其自身軸線旋轉(zhuǎn)，當機器人擺臂8回轉(zhuǎn)時，由于與一號錐齒輪3嚙合的三號錐齒輪2是固定不動的，因此帶動一號錐齒輪3回轉(zhuǎn)，通過傳動軸4另一端的二號錐齒輪5帶動四號錐齒輪6回轉(zhuǎn)，從而帶動手腕回轉(zhuǎn)軸7的回轉(zhuǎn)。在具體實施例中，為消除直齒錐齒輪嚙合間隙造成的傳動誤差，錐齒輪可采用螺旋齒。
擺臂旋轉(zhuǎn)時若擺臂8繞回轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角為9 b，手腕回轉(zhuǎn)軸7相對于擺臂8的旋轉(zhuǎn)角為ew，當兩對錐齒輪的齒數(shù)比相同、四號錐齒輪6按圖1位置安裝時，滿足ew--eb-;當四號錐齒輪6按圖2位置安裝時，滿足ew-eb。
在啤酒生產(chǎn)線上，要求碼垛機器人將排列好的啤酒箱從輸入流水線上抓起放到輸出線上堆碼成垛。由于輸入與輸出流水線上的成品運動方向在水平面上呈垂直布置，要求機器人手臂在搬運過程中旋轉(zhuǎn)90度。為保證運動的穩(wěn)定性，在運動過程中要求機器人手腕下部的抓箱部件作平動，因此需要機器人手腕反向旋轉(zhuǎn)90度。本新型機構(gòu)具體應(yīng)用如下擺臂8作順時針旋轉(zhuǎn)的同時，與固定三號錐齒輪2嚙合的一號錐齒輪3在擺臂8帶動下回轉(zhuǎn)，通過傳動軸4將回轉(zhuǎn)運動傳遞給二號錐齒輪5，從而使得四號錐齒輪6作同角度的逆時針回轉(zhuǎn)，即滿足ew--eb，實現(xiàn)搬運啤酒箱的過程中堆垛機器人抓箱部件作平動。
權(quán)利要求1.一種堆垛機器人手腕傳動機構(gòu)，由齒輪支架(1)，傳動軸(4)，軸承座(10)，擺臂(8)，手腕回轉(zhuǎn)軸(7)組成，其特征是所述的傳動軸(4)兩端固定于兩對稱的軸承座(10)上，所述的軸承座(10)對稱固定于擺臂(8)頂部平面兩端，所述的一號錐齒輪(3)和二號錐齒輪(5)分別固定于傳動軸(4)兩頂端，所述的三號錐齒輪(2)固定于齒輪支架(1)上且與一號錐齒輪(3)嚙合，所述的齒輪支架(1)固定于擺臂(8)上部右端，所述的四號錐齒輪(6)固定于手腕回轉(zhuǎn)軸(7)上端且與二號錐齒輪(5)嚙合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堆垛機器人手腕傳動機構(gòu)，其特征是所述的一號錐齒輪(3)和二號錐齒輪(5)與傳動軸(4)為鍵連接。
專利摘要本實用新型涉及一種堆垛機器人手腕傳動機構(gòu)，由齒輪支架(1)，傳動軸(4)，軸承座(10)，擺臂(8)，手腕回轉(zhuǎn)軸(7)組成，所述的傳動軸(4)兩端固定于兩對稱的軸承座(10)上，所述的軸承座(10)對稱固定于擺臂(8)頂部平面兩端，所述的一號錐齒輪(3)和二號錐齒輪(5)分別鍵固定于傳動軸(4)兩頂端，所述的三號錐齒輪(2)固定于齒輪支架(1)上且與一號錐齒輪(3)嚙合，所述的齒輪支架(1)位于擺臂(8)的上部右端，當擺臂(8)旋轉(zhuǎn)時齒輪支架(1)固定不轉(zhuǎn)，所述的四號錐齒輪(6)固定于手腕回轉(zhuǎn)軸(7)上端且與二號錐齒輪(5)嚙合。本實用新型制造成本低，傳動誤差小，精度高。
文檔編號F16H1/14GK201432994SQ20092007710
公開日2010年3月31日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者琳 楊, 毛立民, 劍 鄒 申請人:東華大學(xué)