机器人平衡器及解耦型码垛机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人平衡器及解耦型码垛机器人，前者包括基座、拉力输出装置、行星减速装置以及储能装置，在基座上形成有贯通基座的安装孔，承载储能装置的动力输出轴安装于安装孔中，行星减速装置包括输入齿轮和行星架，行星架与动力输出轴的一端连接，输入齿轮能够带动行星架转动进而带动动力输出轴转动；储能装置构造成使动力输出轴在朝第一方向转动的工况下始终具有向与第一方向相反的第二方向转动的转动趋势；拉力输出装置包括与输入齿轮连接的拉力输出轮以及与拉力输出轮连接的动作输出机构；后者包括前者。本发明专利技术能够增加机器人运行的高效性、稳定性，同时，降低机器人运行过程中的危险系数。

Robot balancer and decoupling stacking robot

The invention relates to a robot balancer and a decoupled palletizing robot. The former includes a base, a pull output device, a planetary deceleration device and an energy storage device. An installation hole through the base is formed on the base, and a power output shaft carrying the energy storage device is installed in the installation hole. The planetary deceleration device includes an input gear and a planet. The planetary frame is connected with one end of the power output shaft, and the input gear can drive the planetary frame to rotate and then the power output shaft to rotate; the energy storage device is constructed to make the power output shaft always rotate in the second direction opposite to the first direction under the condition of rotating in the first direction; the pull output device package It includes the pull output wheel connected with the input gear and the action output mechanism connected with the pull output wheel; the latter includes the former. The invention can increase the efficiency and stability of the operation of the robot, and at the same time reduce the danger coefficient in the operation process of the robot.

【技术实现步骤摘要】
机器人平衡器及解耦型码垛机器人
本专利技术涉及机器人领域，尤其是涉及一种机器人平衡器及解耦型码垛机器人。
技术介绍
在工业生产过程中，越来越多的工作场景需要使用到机器人进行作业，其中，解耦型码垛机器人使用广泛，解耦型码垛机器人具有X和Y方向坐标的控制互不干涉的解耦型结构，其控制简单、价格低廉，但是其运动中存在这样的问题：由于机器人手臂的重心不通过关节轴线，因而相对于整机产生了很大的重力弯矩，极大的重力弯矩和运动过程中惯性力矩等减少机器人的稳定性和缩短精密件的寿命。同时当加减速时，极大的冲击力，对丝杆产生极大的交变应力。为了解决上述问题，人们通过为机器人设置平衡器，从而减少关节负载力矩，改善关键件受力状态，提高电机、减速机的性能。在已有机器人平衡器设计方面：关节型机器人大多采用拉伸弹簧或者配重块方式减少重力力矩，但配重块平衡装置或者弹簧拉伸平衡装置均存在体积大，重量重的问题，并且工业流水线大量使用的解耦型码垛机器人大摆臂的旋转支点是移动的，传统平衡缸不能用于解耦型码垛机器人平衡，配重块提供的平衡力矩是恒定的，也不适合码垛机器人上下移动时线性变化的重力力矩，同时当Y向或者X向驱动同步带轮由于疲劳出现断裂现象，将会导致整个机器人机械臂出现滑脱撞击限位块，给机械本体带来不必要的损坏，同时给在现场生产人员带来安全隐患。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种机器人平衡器及解耦型码垛机器人。本专利技术能够增加机器人运行的高效性、稳定性、准确性，有利于提高机器人的使用寿命，同时，可降低机器人运行过程中的危险系数，提高生产过程的安全性。为实现本专利技术的目的采用如下的技术方案。本专利技术的第一技术方案为一种机器人平衡器，所述机器人平衡器包括基座、拉力输出装置、行星减速装置以及储能装置。在所述基座上形成有贯通所述基座的安装孔，承载所述储能装置的动力输出轴安装于所述安装孔中。所述行星减速装置包括输入齿轮和行星架。所述行星架与所述动力输出轴的一端连接，所述输入齿轮能够带动所述行星架转动进而带动所述动力输出轴转动；所述储能装置构造成使所述动力输出轴在朝第一方向转动的工况下始终具有向与所述第一方向相反的第二方向转动的转动趋势；所述拉力输出装置包括与所述输入齿轮连接的拉力输出轮以及与所述拉力输出轮连接的动作输出机构。另外，第二技术方案的机器人平衡器，在第一技术方案的机器人平衡器中，所述行星减速装置还包括齿圈和设置于所述行星架上的行星齿轮。所述齿圈具有内齿，所述行星齿轮和所述输入齿轮分别具有各自的外齿，所述行星齿轮和所述输入齿轮包围于所述齿圈的内部，且所述行星齿轮的外齿分别与所述齿圈的内齿和所述输入齿轮的外齿相啮合，所述齿圈固定于所述安装孔的靠近所述行星架的一端的孔壁上。另外，第三技术方案的机器人平衡器，在第一技术方案的机器人平衡器中，所述储能装置包括弹性元件，所述弹性元件在所述动力输出轴转动时向所述动力输出轴施加与转动方向相反的作用力；所述弹性元件的一端固定于所述动力输出轴上，所述弹性元件的另一端固定于所述基座上。另外，第四技术方案的机器人平衡器，在第三技术方案的机器人平衡器中，所述弹性元件为设于所述动力输出轴的外周上的扭簧。另外，第五技术方案的机器人平衡器，在第四技术方案的机器人平衡器中，所述扭簧的一端通过钩挂组件固定于所述动力输出轴上。另外，第六技术方案的机器人平衡器，在第二技术方案的机器人平衡器中，所述行星齿轮具有四个，且四个所述行星齿轮在垂直于所述动力输出轴的平面内围绕所述动力输出轴均匀分布。另外，第七技术方案的机器人平衡器，在第一技术方案的机器人平衡器中，所述机器人平衡器还包括无励磁制动器，所述无励磁制动器的转子通过转动轴与所述输入齿轮连接，所述拉力输出轮以套设于所述转动轴的外部的方式与所述输入齿轮固定连接。另外，第八技术方案的机器人平衡器，在第一技术方案的机器人平衡器中，所述行星架与所述动力输出轴为一体成型结构。另外，第九技术方案的机器人平衡器，在第一技术方案的机器人平衡器中，所述拉力输出轮为链轮，所述动作输出机构与所述链轮之间通过传动链连接。本专利技术的第十技术方案为一种解耦型码垛机器人，具有上述第一至第九中任意一种技术方案所描述的机器人平衡器。与现有技术相比，采用上述技术方案，本专利技术能产生如下有益效果。本专利技术的一方面，提供了一种机器人平衡器，该机器人平衡器包括基座、拉力输出装置、行星减速装置以及储能装置。在基座上形成有贯通基座的安装孔，承载储能装置的动力输出轴安装于安装孔中。行星减速装置包括输入齿轮和行星架。行星架与动力输出轴的一端连接，输入齿轮能够带动行星架转动进而带动动力输出轴转动；储能装置构造成使动力输出轴在朝第一方向转动的工况下始终具有向与第一方向相反的第二方向转动的转动趋势；拉力输出装置包括与输入齿轮连接的拉力输出轮以及与拉力输出轮连接的动作输出机构。使用时，将其安装于机器人的肩部，在该机器人平衡器中，利用储能装置提供反作用力矩平衡机器人前端重力及惯性的影响。其中，为了避免直接将储能装置与拉力输出轮连接需要大外径的拉力输出轮，影响机器人结构的紧凑性，同时避免储能装置的旋转角度过小，影响机器人的工作空间的问题，本专利技术设置行星减速装置，将储能装置置于行星减速装置的低速端，将拉力输出轮置于行星减速装置的高速端，通过控制行星减速装置的减速比对储能装置的回转角度进行控制，例如，使其转动角度保持在90度范围以内。本专利技术提供的机器人平衡器能够有效地减少关节负载力矩，改善机器人关键件受力状态，从而提高电机、减速机的性能，增加机器人响应的快速性、准确性及稳定性。本专利技术的另一方面，还提供了一种解耦型码垛机器人，则具有上述机器人平衡器。从而，可根据上述机器人平衡器平衡解耦型码垛机器人上下运动时巨大的反作用力，改善解耦型码垛机器人上下运动时的受力状况，特别地，将交变应力改变为脉冲应力，达到提高解耦型码垛机器人使用寿命的效果，同时，可使解耦型码垛机器人的运行更加平衡、高速，大大提升解耦型码垛机器人的运动性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是表示本专利技术提供的机器人平衡器的具体实施例的整体结构示意图。图2是表示本专利技术提供的机器人平衡器的具体实施例的拉力输出装置的整体结构示意图。图3是表示本专利技术提供的机器人平衡器的具体实施例的无励磁制动器的整体结构示意图。图4是表示本专利技术提供的机器人平衡器在解耦型码垛机器人上的安装位置示意图。附图标记：1-基座；21-齿圈；22-行星齿轮；23-输入齿轮；241-行星架；242-动力输出轴；25-轴承；31-扭簧；32-端盖；41-拉力输出轮；42-传动链；5-无励磁制动器；51-转子；52-定子；53-电枢板；54-定子线圈；55-转矩弹簧；56-转子前板；57-电线。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人平衡器，其特征在于，包括基座、拉力输出装置、行星减速装置以及储能装置，在所述基座上形成有贯通所述基座的安装孔，承载所述储能装置的动力输出轴安装于所述安装孔中，所述行星减速装置包括输入齿轮和行星架，所述行星架与所述动力输出轴的一端连接，所述输入齿轮能够带动所述行星架转动进而带动所述动力输出轴转动；所述储能装置构造成使所述动力输出轴在朝第一方向转动的工况下始终具有向与所述第一方向相反的第二方向转动的转动趋势；所述拉力输出装置包括与所述输入齿轮连接的拉力输出轮以及与所述拉力输出轮连接的动作输出机构。

【技术特征摘要】
1.一种机器人平衡器，其特征在于，包括基座、拉力输出装置、行星减速装置以及储能装置，在所述基座上形成有贯通所述基座的安装孔，承载所述储能装置的动力输出轴安装于所述安装孔中，所述行星减速装置包括输入齿轮和行星架，所述行星架与所述动力输出轴的一端连接，所述输入齿轮能够带动所述行星架转动进而带动所述动力输出轴转动；所述储能装置构造成使所述动力输出轴在朝第一方向转动的工况下始终具有向与所述第一方向相反的第二方向转动的转动趋势；所述拉力输出装置包括与所述输入齿轮连接的拉力输出轮以及与所述拉力输出轮连接的动作输出机构。2.根据权利要求1所述的机器人平衡器，其特征在于，所述行星减速装置还包括齿圈和设置于所述行星架上的行星齿轮，所述齿圈具有内齿，所述行星齿轮和所述输入齿轮分别具有各自的外齿，所述行星齿轮和所述输入齿轮包围于所述齿圈的内部，且所述行星齿轮的外齿分别与所述齿圈的内齿和所述输入齿轮的外齿相啮合，所述齿圈固定于所述安装孔的靠近所述行星架的一端的孔壁上。3.根据权利要求1所述的机器人平衡器，其特征在于，所述储能装置包括弹性元件，所述弹性元件在所述动力输出轴转动时向...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱心平，
申请(专利权)人：上海元心智能机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31