基于移动机械臂的搬运机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种基于移动机械臂的搬运机器人，涉及机器人领域，所述搬运机器人包括MACNUM轮、车体底座、回转平台和机械臂，其中：所述MACNUM轮设置在所述车体底座的下部，所述回转平台通过回转机构设置在所述车体底座的上部，所述机械臂设置在所述回转平台上，所述机械臂包括依次连接的第一臂、第二臂、第三臂、腕关节和机械抓手；并且所述机械臂上还设置有用于分别驱动所述第一臂、第二臂和第三臂运动的第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述机械臂上在所述丝杠的端部设置有回转电机。本发明专利技术的搬运机器人将基于MACNUM轮的移动式车体与液压机械臂结合在一起，具有移动灵活、功率密度大、能源供给方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人领域，特别是指一种基于移动机械臂的搬运机器人。
技术介绍
由于人体劳动力能力及劳动效率的限制，特别是自动化生产的发展，促进了机器人在工业生产中地位的不断提升，在搬运机械方面通常使用叉车或者智能搬运机器人，但是叉车通常只能搬运比较规整的物品，并且常规的叉车使用灵活性方面还是有所欠缺；而智能搬运机器人如常见的垛料机器人，此类机器人一般情况下都需要固定在某一固定位置，而且大都采用电机驱动，体积大且搬运时所承受的力相对较小。目前大多数搬运机器人的机械臂关节驱动一般都采用电动机加减速机的方式，通常情况下这种机械臂不仅功率密度相对较低。同时电动机械臂应用在移动式机械臂上时，在持续能源供给方面会受到较大的限制。另外，在一些特殊环境中如核辐射环境下工作，电动式机械臂的使用寿命也会受到极大的影响。移动式液压机械臂在工程中的应用技术已经十分成熟，但是目前的移动式液压机械臂大多都应用在挖土机、破拆机器人之中。而且移动液压机械臂的移动方式大都采用履带式车体移动，虽说现在的履带式车轮容易在路面条件差的情况下实现移动，但是履带式车轮的移动的灵活性还是有很大限制。如若基于移动式液压机械臂的搬运机器人的移动车体车轮采用履带式车轮，那它的移动的速度及灵活性将大大降低，从而极大的限制了搬运机器人的搬运效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种移动灵活、功率密度大、能源供给方便的基于移动机械臂的搬运机器人。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：一种基于移动机械臂的搬运机器人，包括MACNUM轮、车体底座、回转平台和机械臂，其中：所述MACNUM轮设置在所述车体底座的下部，所述MACNUM轮采用四个回转液压马达分别驱动，液压马达安装于所述车体底座内，其运动由位于所述回转平台内的电液比例控制中心控制；所述回转平台通过回转机构设置在所述车体底座的上部，所述回转机构的定座与所述车体底座固定连接，所述回转机构的回转轴与所述回转平台固定连接，所述回转机构的回转运动由采用PID动压反馈控制的液压马达来驱动的，该液压马达的运动也由位于所述回转平台内的电液比例控制中心控制；所述机械臂设置在所述回转平台上，所述机械臂包括依次连接的第一臂、第二臂、第三臂、腕关节和机械抓手，所述回转平台与第一臂之间通过销轴连接，所述第一臂与第二臂之间也通过销轴连接，所述第二臂与第三臂之间通过滑轨插接连接，所述第三臂与腕关节之间通过滑轨连接且通过丝杠传动；并且所述机械臂上还设置有用于分别驱动所述第一臂、第二臂和第三臂运动的第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述机械臂上在所述丝杠的端部设置有回转电机。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的搬运机器人将基于MACNUM轮的移动式车体与液压机械臂结合在一起，具有移动灵活、功率密度大、能源供给方便等优点，可用来搬运工厂中的废料或者是各种体积大小的产品，或者用来清理城市垃圾。在搬运物体时机器人可以实现前进、后退、左右平移、左前方与右前方移动。机械臂头部安装有能够旋转的搬运抓手，可实现抓取物品并将物品托起，抓取物品时可通过抓手上的回转关节的回转运动找到合适的抓取角度，能实现同时搬运多件物品的功能。附图说明图1为本专利技术的基于移动机械臂的搬运机器人的立体结构示意图；图2为本专利技术中腕关节与第三臂的连接示意图；图3为本专利技术中机械抓手与工具头安装底座的安装示意图；图4为本专利技术中机械抓手的结构示意图，其中a为立体结构示意图，b为俯视结构示意图；图5为本专利技术中机械抓手的工作示意图，其中a为抓起较小的物体，b为抓取体积较大或者圆柱形物体；图6为本专利技术中车体底座的平移示意图，其中61表示直行前进、62表示向左平移、63表示向左前方移动、64表示原地右转；图7为本专利技术中回转平台PID动压反馈控制的结构框图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种基于移动机械臂的搬运机器人，如图1所示，包括MACNUM轮2、车体底座1、回转平台3和机械臂，其中：MACNUM轮2设置在车体底座1的下部，MACNUM轮2采用四个回转液压马达分别驱动，液压马达安装于车体底座1内，其运动由位于回转平台3内的电液比例控制中心(未示出)控制；回转平台3通过回转机构(未示出)设置在车体底座1的上部，回转机构的定座与车体底座1固定连接，回转平台3的摆动角度可以为0-180°，回转机构的回转轴与回转平台3固定连接，回转机构的回转运动由采用PID动压反馈控制的液压马达来驱动的，该液压马达的运动也由位于回转平台3内的电液比例控制中心控制；机械臂设置在回转平台3上，机械臂包括依次连接的第一臂8、第二臂9、第三臂13、腕关节15和机械抓手18，回转平台3与第一臂8之间通过销轴连接，第一臂8与第二臂9之间也通过销轴连接，第二臂9与第三臂13之间通过滑轨插接连接，第三臂13与腕关节15之间通过滑轨连接且通过丝杠传动，具体可以为滚珠丝杠；并且机械臂上还设置有用于分别驱动第一臂8、第二臂9和第三臂13运动的第一油缸7、第二油缸10和第三油缸12(该第三油缸12可以左右各设置一个)，机械臂上在丝杠的端部设置有回转电机14。本专利技术的搬运机器人将基于MACNUM轮的移动式车体与液压机械臂结合在一起，具有移动灵活、功率密度大、能源供给方便等优点，可用来搬运工厂中的废料或者是各种体积大小的产品，或者用来清理城市垃圾。在搬运物体时机器人可以实现前进、后退、左右平移、左前方与右前方移动。机械臂头部安装有能够旋转的搬运抓手，可实现抓取物品并将物品托起，抓取物品时可通过抓手上的回转关节的回转运动找到合适的抓取角度，能实现同时搬运多件物品的功能。本专利技术中，各油缸优选采用以下设置方式：第一油缸7的底部与回转平台3铰接，第一油缸7的活塞杆顶部与第一臂8铰接，通过第一油缸7的伸缩来支撑第一臂8的摆动；第二油缸10的底部与第一臂8铰接，第二油缸10的活塞杆顶部与第二臂9铰接，通过第二油缸10的伸缩来实现第一臂8与第二臂9之间的相对转动；第三油缸12的底部与第二臂9铰接，第三油缸12的活塞杆顶部与第三臂13铰接，通过第三油缸12的伸缩推动第三臂13沿着第二臂9做伸缩运动，从而能调整工作臂的长度。第一油缸7、第二油缸10、第三油缸12可以通过电液比例控制中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移动机械臂的搬运机器人，其特征在于，包括MACNUM轮、车体底座、回转平台和机械臂，其中：所述MACNUM轮设置在所述车体底座的下部，所述MACNUM轮采用四个回转液压马达分别驱动，液压马达安装于所述车体底座内，其运动由位于所述回转平台内的电液比例控制中心控制；所述回转平台通过回转机构设置在所述车体底座的上部，所述回转机构的定座与所述车体底座固定连接，所述回转机构的回转轴与所述回转平台固定连接，所述回转机构的回转运动由采用PID动压反馈控制的液压马达来驱动的，该液压马达的运动也由位于所述回转平台内的电液比例控制中心控制；所述机械臂设置在所述回转平台上，所述机械臂包括依次连接的第一臂、第二臂、第三臂、腕关节和机械抓手，所述回转平台与第一臂之间通过销轴连接，所述第一臂与第二臂之间也通过销轴连接，所述第二臂与第三臂之间通过滑轨插接连接，所述第三臂与腕关节之间通过滑轨连接且通过丝杠传动；并且所述机械臂上还设置有用于分别驱动所述第一臂、第二臂和第三臂运动的第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述机械臂上在所述丝杠的端部设置有回转电机。

【技术特征摘要】
1.一种基于移动机械臂的搬运机器人，其特征在于，包括MACNUM
轮、车体底座、回转平台和机械臂，其中：
所述MACNUM轮设置在所述车体底座的下部，所述MACNUM轮采
用四个回转液压马达分别驱动，液压马达安装于所述车体底座内，其运动
由位于所述回转平台内的电液比例控制中心控制；
所述回转平台通过回转机构设置在所述车体底座的上部，所述回转机
构的定座与所述车体底座固定连接，所述回转机构的回转轴与所述回转平
台固定连接，所述回转机构的回转运动由采用PID动压反馈控制的液压马
达来驱动的，该液压马达的运动也由位于所述回转平台内的电液比例控制
中心控制；
所述机械臂设置在所述回转平台上，所述机械臂包括依次连接的第一
臂、第二臂、第三臂、腕关节和机械抓手，所述回转平台与第一臂之间通
过销轴连接，所述第一臂与第二臂之间也通过销轴连接，所述第二臂与第
三臂之间通过滑轨插接连接，所述第三臂与腕关节之间通过滑轨连接且通
过丝杠传动；并且所述机械臂上还设置有用于分别驱动所述第一臂、第二
臂和第三臂运动的第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述机械臂上在所述
丝杠的端部设置有回转电机。
2.根据权利要求1所述的基于移动机械臂的搬运机器人，其特征在
于，所述第一油缸的底部与回转平台铰接，所述第一油缸的活塞杆顶部与
第一臂铰接，通过第一油缸的伸缩来支撑第一臂的摆动；
所述第二油缸的底部与第一臂铰接，所述第二油缸的活塞杆顶部与第
二臂铰接，通过第二油缸的伸缩来实现第一臂与第二臂之间的相对转动；
所述第三油缸的底部与第二臂铰接，所述第三油缸的活塞杆顶部与第
三臂铰接，通过第三油缸的伸缩推动第三臂沿着第二臂做伸缩运动，从而
能调整工作臂的长度。
3.根据权利要求2所述的基于移动机械臂的搬运机器人，其特征在

\t于，所述腕关节的末端通过螺栓固定有工具头安装底座，所述机械抓手采
用燕尾槽安装接口连接在所述工具头安装底座上。
4.根据权利要求3所述的基于移动机械臂的搬运机器人，其特征在
于，所述第一臂与第二臂之间、第一臂与回转平台之间的回转关节内均安
装有角位移传...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁守银，李辉，郑忠才，王涛，谈金东，隋首钢，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东;37