包括铰接臂的机器人系统技术方案

本发明专利技术涉及一种包括铰接臂的机器人系统，其特征在于铰接臂(100)具有可变形组件，该可变形组件包括通过平行的枢转轴线(10至13)连接以形成至少一个可变形结构的多个条(1至4)，可变形组件的远侧端(12)支承机械接口，系统进一步包括旋转条(1至4)中的两个的两个致动器，该系统进一步包括第三致动器，该第三致动器控制所述可变形组件沿平行于枢转轴线(10至13)方向的平移运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括铰接臂的机器人系统
本专利技术涉及机器人臂的领域，该机器人臂用于在有限的空间中，例如在深的架子或搁架中，物品的表层和架子或位于物品容器上方的表面之间留有很小的空间时，用于抓握和移动物品、操控用于制造任务的工具。本专利技术涉及物体的抓取应用，特别地但不限于物流和仓库、或存储架、或用于存储工业部件或码垛/卸垛的架等。应注意的是，仓库是旨在将产品运送给客户之前进行存储的物流建筑。仓库中实施的主要处理是接收订单、贮存、准备订单、运送和管理库存。通常，本专利技术涉及以下情况：必须回收产品并将其放置在另一个点，该点的可用空间在高度和宽度上都可能受到非常大的限制或约束，而相反地深度是显著的。对于物流应用，仓库的进货流一般包括通过货车在货盘上输送货物放在平台上。操作员从货车上卸下货盘，然后将其存放在架子上待用。出货流包括同种货盘(每个货盘单个参考)或异种货盘，其中聚集了不同类型的参考产品。因此，必须从一般配置在架子下地面上某个地方的使用中的货盘中回收不同的产品，称为“拾取”操作。当托盘为空时，发出重新供应请求，并且操作员操纵叉车以将高处的托盘回收，并将其放置在架子下方的地面上。本专利技术更具体地涉及一种组件，该组件包括用于准备订单的工位(也称为“拾取工位”)，特别是但不限于的情况是，该工位形成了一个自动存储系统的一部分，该系统包括一个存储架和一个或多个用于准备订单的工位。本专利技术可以应用于所有类型的订单准备，尤其是：*通过对存储容器中的产品进行取样来准备订单：操作员(或自动机，即机器人)接收物品列表(在纸上，在终端的屏幕上，又或者以声音形式)，该物品列表向它们指示要运送的每个包裹(也称为运送容器)、它们必须收集在运送容器中的每种类型产品的数量，并将它们在待运送的包裹中分组；以及*通过将装有产品的存储容器码垛来准备订单：操作员(或自动机)接收物品列表(纸上、终端的屏幕上、语音形式、又或者在自动机的情况下以计算机任务的形式)，该物品列表向它们指示每个待运送的货盘(也称为运送容器)、必须收集并在待运送的货盘上卸载的每种类型的存储容器(例如，盒子)的数量。一般区分两种用于准备订单的工位：移动工位和固定工位。移动工位实施“人到货”原则，根据该原则，准备人员移动至采样地点，并从那里获取订购的产品数量。固定工位实施“货到人”原则，根据该原则，每个装有给定类型产品的存储容器(例如，盒子或板)都自动从存储库中取出(在称为托架或梭的转移设备上)并到达必须从每个存储容器获取订购的产品数量的准备人员的前方或附近。移动工位和固定工位之间的这种区别也适用于码垛的情况：或者移动准备人员前往并寻找在待运送的货盘上待卸载的存储容器，或者将这些存储容器自动带往准备人员(例如，通过自动存储和检索系统)。本专利技术也能仅在机器人臂的框架固定到地面时固定工位用于准备订单的情况下使用，就像机器人臂的主框架固定在托架或移动机器人上的移动工位的情况一样。在本说明书中，电梯是指用于将一个或多个负载(存储或运送容器)带到给定水平并将它/它们放在另一水平的任何系统。仓库一般由存储物品的成排的架子构成。地面上的下排架子旨在用于根据管理顺序移走物品。称为“拾取”的操作是手动完成的，或者越来越多地通过使用安装在移动托架上的机器人臂完成。本专利技术还涉及其他应用领域，诸如在受限空间中用于制造任务的工具的运动，其中工具的引入和定位不允许在一个方向上的大幅度的运动，而需要垂直于受限方向的平面中的幅度更大的运动。这是例如两个表面之间的干预、例如放置在地面上的车辆底盘的下表面上、两个彼此靠近的板之间的干预，等等。制造任务是例如喷漆、拧紧、焊接，修整、铆接、机械加工、3D打印(增材制造)、蚀刻、激光切割、电蚀等。
技术介绍
从专利申请WO2018086748的现有技术水平已知一种移动机器人，专利申请WO2018086748描述了一种机器人臂，包括底架和安装在底架上的机器人臂，以及包括用于临时存储货物的货物支承件的物流系统，包括自引导车辆以及对应的移动机器人，该车辆被设计成用于运输货物支承件。中国专利申请CN106112952A公开了一种旨在用于航空运输期间迅速装载包裹的机器人装载和转移双臂。机器人臂包括包含机械臂、磁盘机构和导轨机构的夹紧模块以及用于转移的传送皮带模块。现有技术缺陷现有技术的解决方案具有不同的缺陷。首先，机器人臂必须能够在通常非常受限的空间中操作：所要抓握的容器或物品的顶部与随后的搁架之间的高度仅为几厘米。该臂还必须能够侧向定位在高度不等的物品堆之间，这限制了侧向关节运动。此外，串联型机器人臂一般需要在臂的长度上延伸的机动关节。这是由显著的移动设备传送的，涉及坚固且笨重的体系架构。最后，相对于它们的总移动质量，大多串联式保持臂一般携带相当低的有用负载。由于要运输的负载可能相当显著，有几十公斤，这需要使用强劲而沉重的电机，并导致显著的能源成本。本专利技术提供的解决方案为了克服这些缺陷，根据本专利技术的最一般意义，本专利技术涉及一种包括铰接臂的机器人系统，其特征在于，所述铰接臂具有可变形的组件，该组件包括通过平行的枢转轴线连接形成至少一个可变形结构的多个条，所述可变形组件的远侧端支承机械接口，所述系统还包括使两个所述条旋转的两个致动器，所述系统还包括第三致动器，其控制所述可变形组件在平行于所述枢转轴线的方向上的平移运动。在本专利的意义上，“机械接口”是指由机器人系统移动，提供用于联接工具的器件，该工具诸如待移动物体的夹持或抓持机构、或进行制造操作的工具。在本专利的意义上，“条”是指长的且刚性的零件，该零件的任何横截面相对于其长度具有低厚度。可变形组件由可变形四边形组成，其优选为可变形平行四边形，甚至更优选为可变形菱形。根据独立或组合在一起的实施例的变型，本专利技术的特征还在于以下特征：-所述铰接臂具有可变形组件，可变形组件包括通过平行枢转轴线连接以形成至少一个可变形结构的多个条，可变形组件的远侧端支承机械接口，可变形组件的近侧端包括两个近侧条，该近侧条的角定位由两个致动器控制，凭借第三致动器，近侧端可沿平行于枢转轴线的方向平移运动。-所述可变形组件包括至少两个连续的可变形平行四边形，它们共享公共条；-所述可变形组件包括两个共享共同条的可变形菱形，该两个可变形的菱形通过中央枢轴连接并且由包括垂直于所述条限定平面的z轴的枢转连接组装的六个条；-所述可变形组件包括N个可变形菱形的组件，该N个可变形菱形的组件通过中央枢轴连接并共享共同条，并且包括通过轴线z的枢转连接组装的2N+2个条；-所述近侧条由全部坐落于主框架上的三个致动器控制；-所述机器人系统包括至少一个中间框架，并且所述近侧条由全部坐落于主框架上的致动器控制；-通过垂直于所述可变形组件的平面的轴线z的机器人臂的高度通过第一致动器驱动的螺纹杆所致动的板来调节；-所述第一近侧条由致动器借助轴驱动，并且所述第二近本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括铰接臂的机器人系统，其特征在于，所述铰接臂(100)具有可变形组件，所述可变形组件包括通过平行枢转轴线(10至13)连接以形成至少一个可变形结构的多个条(1至4)，所述可变形组件的远侧端(12)支承机械接口，所述系统进一步包括两个致动器，所述两个致动器驱动所述条(1至4)中两个的旋转，所述系统进一步包括第三致动器，所述第三致动器控制所述可变形组件沿平行于所述枢转轴线(10至13)方向的平移运动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181001 FR 18590741.一种包括铰接臂的机器人系统，其特征在于，所述铰接臂(100)具有可变形组件，所述可变形组件包括通过平行枢转轴线(10至13)连接以形成至少一个可变形结构的多个条(1至4)，所述可变形组件的远侧端(12)支承机械接口，所述系统进一步包括两个致动器，所述两个致动器驱动所述条(1至4)中两个的旋转，所述系统进一步包括第三致动器，所述第三致动器控制所述可变形组件沿平行于所述枢转轴线(10至13)方向的平移运动。


2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，包括主框架，并且其中所述致动器中的至少两个配置在所述主框架上。


3.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述平移运动通过不可逆向的丝杠/螺母系统来确保。


4.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述多个条(1至4)中的每个条能包括通过间隔件连接的两个轮廓的组件。


5.根据前述权利要求所述的机器人系统，其特征在于，在平行于所述枢转轴线的方向上，条(1)的两个轮廓被另一条(2)的两个轮廓包围。


6.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述系统包括U形主框架，所述U形主框架的每个侧向分支承受平行枢转轴线的力。


7.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述铰接臂(100)具有可变形组件，所述可变形组件包括通过平行枢转轴线(10至13)连接以形成至少一个所述可变形结构的多个条(1至4)，所述可变形组件的远侧端(12)支承机械接口，所述可变形组件的近侧端包括两个近侧条(1、2)，所述近侧条(1、2)的角定位由两个致动器控制，凭借第三致动器，所述近侧端可沿平行于所述枢转轴线(10至13)的方向平移运动。


8.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述可变形组件(100)包括共享共同条(3、4)的至少两个连续的可变形四边形。


9.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述可变形组件(100)包括共享共同条的两个可变形菱形，所述两个可变形菱形由中央枢轴(12)连接并且包括由轴线z的枢转连接组装的六个条(1至6)，所述轴线z垂直于所述条(1至6)定义的平面。


10.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述可变形组件包括N个可变形菱形组件，所述N个可变形菱形组件共享共同条、通过中央枢轴连接、并且包括由轴线z枢转连接的2N+2个条。


11.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述近侧条(1、2)由全部坐落在主框架上的三个致动器致动。


12.根据权利要求1所述的机器人系统，包括至少一个中间框架，并且其中所述近侧条(1、2)由全部坐落于主框架上的致动器控制。


13.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述机器人臂沿着垂直于所述可变形组件的平面的所述轴线z的高度由通过第一致动器(28)驱动的螺杆(27)致动的板(26)来调节。


14.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述第一近侧条(1)由致动器(29)借助轴(30)驱动，并且所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：JF·布雷瑟，
申请(专利权)人：勒阿弗尔大学，
类型：发明
国别省市：法国;FR