一种两自由度工件分拣搬运机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种两自由度工件分拣搬运机器人，横移机构滑动连接于底座上，可沿底座的滑轨横移运动，俯仰机构固定于横移机构上方，随横移机构同步横移，工件传送机构放置于俯仰机构前方，电动手爪安装在俯仰机构上，靠近工件传送机构，电动手爪上安装有力矩传感器，用于反馈控制电动手爪夹紧停止，俯仰机构通过机械臂带动电动手爪上仰或下俯，从而电动手爪配合横移机构和俯仰机构将不同尺寸的工件分拣至工件传送机构的不同传送带上。本实用新型专利技术通过力矩传感器控制步进电机停止转动，再根据步进电机转动角度判断工件大小，通过横移机构和俯仰机构带动电动手爪横移和俯仰运动，即可将不同尺寸的工件分拣至不同传送带上，操作简单，控制方便。

A two degree of freedom robot for workpiece sorting and handling

【技术实现步骤摘要】
一种两自由度工件分拣搬运机器人
本技术属于机器人的
，具体涉及一种两自由度工件分拣搬运机器人。
技术介绍
随着市场经济快速发展，人们对产品的需求日益多元化，社会的需求向小批量、多尺寸方向发展，这使得分拣作业越来越重要，高效快速的分拣工作将极大地提高配送中心整体作业的工作效率，现有的分拣装置要是处于一个自由度的分拣状态，仍需耗费大量运输传送工件的人力物力，或是需要依靠气动或液压装置驱动机械臂移动，成本高，控制复杂，整个过程耗时耗力。因此，亟需一种分拣、移动方便、自动化控制，高效快速，工作效率高的用于工件分拣搬运机器人。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种两自由度工件分拣搬运机器人，该分拣搬运机器人通过力矩传感器判断工件大小，通过横移机构和俯仰机构，可实现机械臂动带动电动手爪横移和俯仰运动，进而将不同尺寸的工件抓放至不同传送带上，实现分拣作业，操作简单，控制方便。为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：一种两自由度工件分拣搬运机器人，包括底座、横移机构、俯仰机构、电动手爪和工件传送机构，横移机构可滑动地连接于底座上，俯仰机构固定于横移机构上方，电动手爪安装于俯仰机构上，俯仰机构通过机械臂带动电动手爪上仰或下俯，工件传送机构放置于靠近电动手爪侧底座侧方，用于传送待分拣工件，电动手爪上安装有力矩传感器，力矩传感器用于反馈控制电动手爪夹紧停止及间接判断工件尺寸，工件传送机构包括多个相互平行间隔排布的传送装置，各传送装置的排列方向与横移机构平移方向一致，电动手爪配合俯仰机构下俯夹取和上仰移出一个传送装置上传送的工件，根据力矩传感器间接判断的工件尺寸，电动手爪配合横移机构横移至其他传送同尺寸工件的传送装置处，再配合俯仰机构下俯松开工件放至传送装置上，从而将不同尺寸工件分拣搬运至不同传送装置上。进一步地，所述底座上设置有横移滑轨和横移凹槽，所述横移凹槽设置于底座的上板面中部，垂直底座前后侧边，所述横移滑轨对称设置于横移凹槽两侧，与横移凹槽相互平行。进一步地，所述横移机构包括横移进给系统和横移底座，所述横移进给系统包括横移伺服电机和横移滚珠丝杠，所述横移伺服电机安装于横移凹槽后端，所述横移伺服电机输出轴通过YL3型凸缘联轴器与横移滚珠丝杠连接，所述横移滚珠丝杠前后端通过第一轴承分别安装于前基座和后基座上，所述前基座和后基座分别安装于横移凹槽前后部，所述横移滚珠丝杠的横移丝杠螺母通过横移固定块固定连接在横移底座底部，所述横移固定块左右侧横移底座底部对称固定有横移滑块，所述横移滑块与横移滑轨之间为直线滚动导轨副连接。进一步地，所述俯仰机构包括机械臂、俯仰底座和俯仰驱动机构，所述俯仰底座安装在横移底座上，随横移底座横移运动，所述俯仰驱动机构安装在俯仰底座上，所述俯仰驱动机构包括俯仰伺服电机和谐波传动减速器，所述谐波传动减速器的波发生器安装在俯仰伺服电机输出轴上，所述机械臂安装在谐波传动减速器的刚性齿轮上，所述俯仰伺服电机带动波发生器转动，波发生器进一步驱动刚性齿轮反向转动，所述刚性齿轮带动机械臂纵向转动。进一步地，所述电动手爪安装于机械臂前端，随机械臂的纵向旋转而下俯或上仰运动，所述电动手爪包括力矩传感器、步进电机、手爪传动机构、滑槽杠杆式手爪和手爪座，所述手爪座后端与机械臂前端固定连接，所述步进电机安装在手爪座上，所述手爪传动机构包括丝杠，所述丝杠后端通过轴联器与步进电机输出轴连接，所述丝杠两端均通过第二轴承安装在手爪座上，所述丝杠上安装有丝杠螺母，所述丝杠螺母安装在螺母座上，所述螺母座套设在拉杆上，所述拉杆通过导套安装在手爪座上，所述丝杠螺母与丝杠中心线平行，所述滑槽杠杆式手爪安装在拉杆前端，所述力矩传感器安装在丝杠上，所述力矩传感器通过反馈步进电机转动停止而控制滑槽杠杆式手爪夹紧停止，进而由步进电机的转动角度可间接判断工件尺寸。进一步地，所述工件传送机构包括第一传送装置、第二传送装置和第三传送装置，所述第一传送装置、第二传送装置和第三传送装置左右平行间隔分布且各传送装置的传送方向与底座的前后侧边平行，工件通过传送装置传送。本技术具有以下有益效果：本技术提供的两自由度工件分拣搬运机器人，在电动手爪夹紧工件时，力矩传感器控制步进电机停止转动，根据步进电机的转动角度可判断工件尺寸，横移机构和俯仰机构可带动电动手爪横移和俯仰运动，根据力矩传感器间接判断的工件尺寸，电动手爪配合横移机构和俯仰机构即可将不同尺寸的工件分拣至不同传送带上，通过控制俯仰机构的转角与谐波减速器减速比，可确保运动准确，操作简单，易控制，实用性强。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是图2的俯仰机构放大图；图4是本技术的横移进给系统结构示意图；图5是图1的电动手爪结构示意图。其中的附图标记为：底座1、横移滑轨1-1、横移凹槽1-2、支承脚1-3、紧固件1-4、横移机构2、横移进给系统2-1、横移伺服电机2-11、横移滚珠丝杠2-12、YL3型凸缘联轴器2-13、第一轴承2-14、前基座2-15、后基座2-16、横移丝杠螺母2-17、套筒2-18、端盖2-19、调整螺母2-20、锁紧螺母9-21、横移底座2-2、横移固定块2-3、横移滑块2-4、俯仰机构3、机械臂3-1、俯仰底座3-2、俯仰驱动机构3-3、俯仰伺服电机3-31、谐波传动减速器3-32、刚性齿轮3-32a、柔性齿轮3-3b、制动器3-33、固定架3-4、电动手爪4、力矩传感器4-1、步进电机4-2、滑槽杠杆式手爪4-3、手爪座4-4、丝杠4-51、轴联器4-52、第二轴承4-53、丝杠螺母4-54、螺母座4-55、拉杆4-56、导套4-57、工件传送机构5、第一传送装置5-1、第二传送装置5-2、第三传送装置5-3。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细描述。如图1-5所示，本技术的一种两自由度工件分拣搬运机器人，包括底座1、横移机构2、俯仰机构3、电动手爪4和工件传送机构5，横移机构2可滑动地连接于底座1上，俯仰机构3固定于横移机构2上方，电动手爪4安装于俯仰机构3上，俯仰机构3通过机械臂3-1带动电动手爪4上仰或下俯，工件传送机构5放置于靠近电动手爪4侧底座1侧方，用于传送待分拣工件，电动手爪4上安装有力矩传感器4-1，力矩传感器4-1用于反馈控制电动手爪4夹紧停止及间接判断工件尺寸，工件传送机构5包括多个相互平行间隔排布的传送装置，各传送装置的排列方向与横移机构2平移方向一致，电动手爪4配合俯仰机构3下俯夹取和上仰移出一个传送装置上传送的工件，通过力矩传感器4-1间接判断的工件尺寸，电动手爪4配合横移机构2横移至其他传送同尺寸工件的传送装置处，再配合俯仰机构3下俯松开工件放至传送装置上，从而将不同尺寸工件分拣搬运至不同传送装置上。如图1所示，底座1上设置有横移滑轨1-1和横移凹槽1-2，横移凹槽1-2设置于底座1的上板面中部，垂直底座1前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两自由度工件分拣搬运机器人，包括底座（1）、横移机构（2）、俯仰机构（3）、电动手爪（4）和工件传送机构（5），其特征在于，所述横移机构（2）可滑动地连接于底座（1）上，所述俯仰机构（3）固定于横移机构（2）上方，所述电动手爪（4）安装于俯仰机构（3）上，所述俯仰机构（3）通过机械臂（3-1）带动电动手爪（4）上仰或下俯，所述电动手爪（4）上安装有力矩传感器（4-1），所述力矩传感器（4-1）用于反馈控制电动手爪（4）夹紧停止及间接判断工件尺寸，所述工件传送机构（5）包括多个相互平行间隔排布的传送装置，各传送装置放置于底座（1）侧方且排列方向与横移机构（2）平移方向一致，用于传送不同尺寸的工件，根据力矩传感器（4-1）间接判断的工件尺寸，所述电动手爪（4）配合俯仰机构（3）和横移机构（2）将不同尺寸工件分拣搬运至不同传送装置上。/n

【技术特征摘要】
1.一种两自由度工件分拣搬运机器人，包括底座（1）、横移机构（2）、俯仰机构（3）、电动手爪（4）和工件传送机构（5），其特征在于，所述横移机构（2）可滑动地连接于底座（1）上，所述俯仰机构（3）固定于横移机构（2）上方，所述电动手爪（4）安装于俯仰机构（3）上，所述俯仰机构（3）通过机械臂（3-1）带动电动手爪（4）上仰或下俯，所述电动手爪（4）上安装有力矩传感器（4-1），所述力矩传感器（4-1）用于反馈控制电动手爪（4）夹紧停止及间接判断工件尺寸，所述工件传送机构（5）包括多个相互平行间隔排布的传送装置，各传送装置放置于底座（1）侧方且排列方向与横移机构（2）平移方向一致，用于传送不同尺寸的工件，根据力矩传感器（4-1）间接判断的工件尺寸，所述电动手爪（4）配合俯仰机构（3）和横移机构（2）将不同尺寸工件分拣搬运至不同传送装置上。


2.根据权利要求1所述的两自由度工件分拣搬运机器人，其特征在于：所述底座（1）上设置有横移滑轨（1-1）和横移凹槽（1-2），所述横移凹槽（1-2）设置于底座（1）的上板面中部，垂直底座（1）前后侧边，所述横移滑轨（1-1）对称设置于横移凹槽（1-2）两侧，与横移凹槽（1-2）相互平行。


3.根据权利要求2所述的两自由度工件分拣搬运机器人，其特征在于：所述横移机构（2）包括横移进给系统（2-1）和横移底座（2-2），所述横移进给系统（2-1）包括横移伺服电机（2-11）和横移滚珠丝杠（2-12），所述横移伺服电机（2-11）安装于横移凹槽（1-2）后端，所述横移伺服电机（2-11）输出轴通过YL3型凸缘联轴器（2-13）与横移滚珠丝杠（2-12）连接，所述横移滚珠丝杠（2-12）前后端通过第一轴承（2-14）分别安装于前基座（2-15）和后基座（2-16）上，所述前基座（2-15）和后基座（2-16）分别安装于横移凹槽（1-2）前后部，所述横移滚珠丝杠（2-12）的横移丝杠螺母（2-17）通过横移固定块（2-3）固定连接在横移底座（2-2）底部，所述横移固定块（2-3）左右侧横移底座（2-2）底部对称固定有横移滑块（2-4），所述横移滑块（2-4）与横移滑轨（1-1）之间为直线滚动导轨副连接。


4.根据权利要求3所述的两自由度工件分拣搬运机器人，其特征在于：所述俯仰机构（3）包括机械臂（3-1）、俯仰底座（3-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁成荣，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32