一种单臂自主移动搬运机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种单臂自主移动搬运机器人，涉及自动化移动搬运机器人技术领域，包括有主体结构，主体结构上设置有用于承载物料的承载机构、用于实现物料抓取/释放动作的执行机构以及用于实现主体结构移动的行走机构，执行机构包括有用于抓取/释放物料的机械臂以及驱动机械臂运动的驱动装置，驱动装置包括有横向动力组件和纵向动力组件，且横向动力组件横向驱动连接有旋转动力组件，机械臂与旋转动力组件驱动连接。单臂自主移动搬运机器人的机械臂增加纵向运动，则横向运动、纵向运动以及旋转运动三种运动状态相配合扩大机械臂的运动范围，从而达到提高FOUP盒自动搬运作业灵活性以及效率的目的。

A single arm autonomous mobile carrying robot

The invention discloses a single arm autonomous mobile carrying robot, which relates to the technical field of automatic mobile carrying robot, including a main body structure, on which a bearing mechanism for carrying materials, an actuator for realizing the material grabbing / releasing action and a walking mechanism for realizing the main body structure movement are arranged, and the actuator includes a material grabbing / releasing mechanism The driving device includes a transverse power component and a longitudinal power component, and the transverse power component is connected with a rotating power component, and the mechanical arm is connected with the rotating power component. The manipulator of the single arm autonomous mobile carrying robot increases the longitudinal movement, then the lateral movement, the longitudinal movement and the rotary movement are combined to expand the movement range of the manipulator, so as to improve the flexibility and efficiency of the automatic handling operation of the FOUP box.

【技术实现步骤摘要】
一种单臂自主移动搬运机器人
本专利技术涉及自动化移动搬运机器人
，尤其是设计一种单臂自主移动搬运机器人。
技术介绍
前开式晶圆传送盒，（FrontOpeningUnifiedPod，英文简称为FOUP）是半导体制程中用于保护、运送、并存储晶圆的传载容器，一般用于容纳25片的300nm晶圆。现有授权公告号为CN208629426U的中国专利，其公开了一种自主移动搬运机器人，包括有底座，底座上延其垂向方向延伸设置有竖板。底座上设置有行走机构，行走机构包括有安装于底座上的主动轮和从动轮，以实现机器人的自主移动；且竖板上设置有作业机构和承载机构，作业机构包括有机械手，机械手包括有近端与竖板相连接的机械臂，且机械臂的远端枢转连接有抓手，以实现目标物体（即FOUP盒）的抓取或者释放作业，承载机构包括有多个沿垂直方向间隔设置并固定于竖板上的承载件，以达到承载目标物体的目的。由底座和竖板构成的主体在行走机构、作业机构以及承载机构配合作用下，实现了FOUP盒的自动化搬运作业，提高了生产作业效率。在上述现有技术中，作业机构的机械手可运行动作包括有抓手旋转动作、各臂节旋转动作以及机械臂横向动作，以使得机械手将目标物体送至所要求位置处。但是，在实际使用过程中，受限于生产制造成本以及空间占用率等因素，机械臂实际可使用的臂节数量有限，导致机械臂在垂直横向方向的平面上的运动范围较窄，影响FOUP盒自动搬运作业的灵活性和搬运效率，现有技术存在可改进之处。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种单臂自主移动搬运机器人，通过实现机械臂横向运动、纵向运动以及旋转运动三种运动状态相结合的立体运动动作，从而达到提高FOUP盒自动搬运作业灵活性和搬运效率的目的。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种单臂自主移动搬运机器人，包括有主体结构，所述主体结构上设置有用于承载物料的承载机构、用于实现物料抓取/释放动作的执行机构以及用于实现主体结构移动的行走机构，所述执行机构包括有用于抓取/释放物料的机械臂以及驱动机械臂运动的驱动装置，所述驱动装置包括有驱动机械臂横向运动的横向动力组件以及驱动横向动力组件、机械臂纵向运动的纵向动力组件，且所述横向动力组件横向驱动连接有旋转动力组件，所述机械臂与旋转动力组件驱动连接，所述旋转动力组件在垂直于横向运动方向的平面内旋转驱动所述机械臂。通过采用上述技术方案，承载机构用于承载支撑物料，行走机构用于移动主体结构，以实现物料的自主搬运作业，而执行机构用于实现物料的抓取或者释放动作。在抓取物料并移动至承载机构或者抓取承载机构上的物料释放至指定位置的过程中，机械臂在横向动力组件、纵向动力组件以及旋转动力组件三者配合作用下完成搬运动作，且机械臂在运动过程中，同时需要进行横向运动、纵向运动以及旋转运动，与机械臂单纯做横向运动和旋转运动相比较而言，机械臂具有更大的运动辐射范围，同时不需要额外增加机械臂的臂节。单臂自主移动搬运机器人的机械臂增加纵向运动，则横向运动、纵向运动以及旋转运动三种运动状态相配合扩大机械臂的运动范围，从而达到提高物料（FOUP盒）自动搬运作业灵活性以及效率的目的。本专利技术进一步设置为：所述机械臂的一端与旋转动力组件枢接，所述机械臂的另一端连接有用于抓取/释放物料的抓手，且物料上设置有与所述抓手配合使用的定位凸块；所述机械臂与抓手相连接的一端设置有翻转装置，所述翻转装置驱动抓手旋转，且所述抓手的旋转轴线垂直于机械臂的旋转平面。通过采用上述技术方案，机械臂在运动的过程中，翻转装置可驱动抓手转动，即调整转手的抓取/释放状态，以便于与定位凸块相配合夹持抓取物料或者与定位凸块相分离松开释放物料。定位凸块与抓手相配合使用，有利于提高物料抓取的准确度以及抓取/释放动作的稳定性；且机械臂的横向运动、纵向运动以及旋转运动与抓手的旋转运动相配合，机械臂的运动主要起到大范围内的位置状态调整，而抓手的运动主要起到小范围内的位置状态调整，多级式物料抓取/释放动作，进一步提高物料抓取或者释放动作的顺畅性、精准性以及稳定性。本专利技术进一步设置为：所述抓手包括有动力装置以及由动力装置驱动相互靠近/远离的夹爪，且所述夹爪相配合夹持抓取定位凸块；所述动力装置包括有动力件，所述动力件与夹爪连接有联动组件，且所述联动组件包括有由动力件驱动转动的主动件，所述主动件上相对称的位置处铰接有从动件，且所述从动件远离主动件的端部分别与相对应的夹爪铰接。通过采用上述技术方案，动力装置驱动夹爪相互靠近或者远离，以实现夹紧定位凸块或者松开定位凸块的动作，进而实现抓手抓取/释放物料的目的。动力件驱动主动件转动，主动件在转动的过程中带动从动件运动，从动件运动并同步驱动夹爪相互靠近或者远离。采用机械驱动的方式实现夹爪的靠近或者远离动作，不需要增设多个动力件分别驱动各夹爪运动，在保持夹爪平稳、同步运动的基础上，降低了抓手的设计、制造成本。本专利技术进一步设置为：所述动力件与主动件驱动连接有传动组件，所述传动组件包括有啮合传动的蜗轮和蜗杆，且所述蜗轮与主动件同轴连接固定，所述蜗杆横向卧设并与动力件同轴驱动连接。通过采用上述技术方案，动力件驱动蜗杆转动，蜗杆转动的同时驱动蜗轮转动，蜗轮转动同步带动主动件转动，从而实现夹爪的靠近或者远离动作。蜗轮与蜗杆相配合实现两轴交错、大传动比的传动动作，且蜗轮与蜗杆相配合传动具有自锁特性，有利于提高夹爪抓取物料的稳定性和安全性；同时，蜗杆横向卧设并与动力件驱动连接，在实现传动并驱动夹爪运动的同时降低了对抓手内部空间的占用。本专利技术进一步设置为：所述动力件和传动组件外罩设有保护罩，且所述保护罩内设置有与抓手联动配合使用的相机组件。通过采用上述技术方案，相机组件拍照识别物料位置，以实现抓手的精准抓取动作和释放动作，且相机组件、动力件以及传动组件均安装固定于保护罩内，保护罩起到保护相机组件、动力件以及传动组件的作用，同时避免相机组件占用额外空间。本专利技术进一步设置为：所述机械臂包括有依次连接的臂节，且由所述臂节构成的机械臂设置为轴向伸缩式结构或折叠伸缩式结构。通过采用上述技术方案，机械臂可选择设置为轴向伸缩式结构或者折叠伸缩式结构，轴向伸缩式结构简单易于实施，而折叠式伸缩结构具有更大的伸缩调节范围，使用者可根据实际情况选择合适的臂节驱动连接结构，具有较好的实用性和使用灵活性。本专利技术进一步设置为：所述横向动力组件驱动连接有横向驱动安装板，所述旋转动力组件安装于横向驱动安装板上，且所述机械臂靠近主体结构的一端转动设置于横向驱动安装板上；所述旋转动力组件包括有旋转驱动件以及传动连接于旋转驱动件与机械臂之间的旋转同步带轮组，且所述旋转同步带轮组沿机械臂纵向运动方向设置；所述旋转驱动件安装固定于横向驱动安装板的外侧，且所述旋转同步带轮组的同步带穿设横向驱动安装板。通过采用上述技术方案，旋转动力组件的旋转驱动件通过旋转同步带轮组驱动机械臂转动；且横向动力组件驱动横向安装板横向运动，以达到驱动旋转动力组件和机械臂同步横向运动的目的。旋转驱动件的安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单臂自主移动搬运机器人，包括有主体结构（1），所述主体结构（1）上设置有用于承载物料的承载机构（6）、用于实现物料抓取/释放动作的执行机构（2）以及用于实现主体结构（1）移动的行走机构（7），其特征在于：所述执行机构（2）包括有用于抓取/释放物料的机械臂（3）以及驱动机械臂（3）运动的驱动装置（4），所述驱动装置（4）包括有驱动机械臂（3）横向运动的横向动力组件（4-A）以及驱动横向动力组件（4-A）、机械臂（3）纵向运动的纵向动力组件（4-B），且所述横向动力组件（4-A）横向驱动连接有旋转动力组件（4-C），所述机械臂（3）与旋转动力组件（4-C）驱动连接，所述旋转动力组件（4-C）在垂直于横向运动方向的平面内旋转驱动所述机械臂（3）。/n

【技术特征摘要】
1.一种单臂自主移动搬运机器人，包括有主体结构（1），所述主体结构（1）上设置有用于承载物料的承载机构（6）、用于实现物料抓取/释放动作的执行机构（2）以及用于实现主体结构（1）移动的行走机构（7），其特征在于：所述执行机构（2）包括有用于抓取/释放物料的机械臂（3）以及驱动机械臂（3）运动的驱动装置（4），所述驱动装置（4）包括有驱动机械臂（3）横向运动的横向动力组件（4-A）以及驱动横向动力组件（4-A）、机械臂（3）纵向运动的纵向动力组件（4-B），且所述横向动力组件（4-A）横向驱动连接有旋转动力组件（4-C），所述机械臂（3）与旋转动力组件（4-C）驱动连接，所述旋转动力组件（4-C）在垂直于横向运动方向的平面内旋转驱动所述机械臂（3）。


2.根据权利要求1所述的一种单臂自主移动搬运机器人，其特征在于：所述机械臂（3）的一端与旋转动力组件（4-C）枢接，所述机械臂（3）的另一端连接有用于抓取/释放物料的抓手（8），且物料上设置有与所述抓手（8）配合使用的定位凸块（51）；所述机械臂（3）与抓手（8）相连接的一端设置有翻转装置（35），所述翻转装置（35）驱动抓手（8）旋转，且所述抓手（8）的旋转轴线垂直于机械臂（3）的旋转平面。


3.根据权利要求2所述的一种单臂自主移动搬运机器人，其特征在于：所述抓手（8）包括有动力装置以及由动力装置驱动相互靠近/远离的夹爪（82），且所述夹爪（82）相配合夹持抓取定位凸块（51）；所述动力装置包括有动力件（84），所述动力件（84）与夹爪（82）连接有联动组件（85），且所述联动组件（85）包括有由动力件（84）驱动转动的主动件（851），所述主动件（851）上相对称的位置处铰接有从动件（852），且所述从动件（852）远离主动件（851）的端部分别与相对应的夹爪（82）铰接。


4.根据权利要求3所述的一种单臂自主移动搬运机器人，其特征在于：所述动力件（84）与主动件（851）驱动连接有传动组件（86），所述传动组件（86）包括有啮合传动的蜗轮（861）和蜗杆（862），且所述蜗轮（861）与主动件（851）同轴连接固定，所述蜗杆（862）横向卧设并与动力件（84）同轴驱动连接。


5.根据权利要求4所述的一种单臂自主移动搬运机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴功，顾俊，
申请(专利权)人：上海大族富创得科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31