一种变胞机构式码垛机器人机构制造技术

一种变胞机构式码垛机器人机构，包括机架、可控电机、连架杆、手臂杆、三角形连杆构件和弧形限位块，所述可控电机固连在机架上，连架杆由可控电机驱动，三角形连杆构件包括第一边杆、第二边杆和第三边杆，手臂杆末端为输出端，工作时，通过第一光滑圆柱铰链处的弧形限位块限位，使三角形连杆构件的第二边杆与手臂杆的第一光滑圆柱铰链与第二光滑圆柱铰链间部分重叠，实现两自由度与单自由度机构间转变，既有可控、可调、输出柔性性能，又有多功能阶段变化、多拓扑结构变化和多自由度变化的特征，适应不同任务、场合和工作对象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人设计领域，特别是一种变胞机构式码垛机器人机构。
技术介绍
随着机械自动化水平的提高，码垛机器人以其在机械结构、适用范围、灵活性、成本以及维护等方面的优势使其应用渐为广泛，并成为一种发展趋势，广泛应用于食品、电子、机械、医药等自动化生产企业。现有的码垛机器人机构为固定自由度机构，运动空间有限，不能根据功能需求或环境变化改变其工作空间。变胞机构是近年来学者提出的重要概念，是可变自由度或可变构件数目的新型机构，这类机构除了具有类似可展式机构的高度可缩和可展性外，还可改变拓扑图并导致变自由度，具有多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征，可以根据功能需求或环境等的变化，适应不同任务，灵活应用于不同场合。将变胞机构应用于码垛机器人设计，将产生一类新型的变胞机构式码垛机器人机构，使码垛机器人更大发挥其功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种变胞机构式码垛机器人机构，它能克服现有码垛机器人机构的不足，可以根据功能需求或环境等的变化，在运动中改变构态，进行自我重组或重构，使码垛机器人适应不同任务，灵活应用于不同场合。本专利技术通过以下技术方案达到上述目的—种变胞机构式码垛机器人机构，由机架、电机、连架杆、手臂杆、三角形连杆构件和弧形限位块构成，所述电机为可控电机，由第一可控电机和第二可控电机组成，可控电机固连在机架上，连架杆包括第一连架杆和第二连架杆，手臂杆为弯杆，三角形连杆构件包括第一边杆、第二边杆和第三边杆，第一连架杆一端固连在第一可控电机的转轴上，另一端通过第一铰链与手臂杆相连，第一光滑圆柱铰链处同时铰接弧形限位块，所述第二连架杆一端固连在第二可控电机的转轴上，另一端通过第三光滑圆柱铰链与三角形连杆构件第一边杆一端相连，三角形连杆构件第一边杆另一端通过第二光滑圆柱铰链与手臂杆的中间弯折部分铰连。所述手臂杆末端处铰孔为变胞机构式码垛机器人机构的输出端。所述第一连架杆和第二连架杆尺寸相同，分别由第一可控电机和第二可控电机驱动，通过编程实现码垛机器人手臂末端在工作空间内装卸和搬运动作的输出。所述第一铰链至第二铰链处的长度与所述三角形连杆构件第二边杆长度相等，所述第三边杆长度等于两可控电机间距离。工作时，通过第一铰链处弧形限位块限位，使三角形连杆构件第二边杆与所述手臂杆第一铰链与第二铰链间部分重叠，此时变胞机构式码垛机器人机构为单自由度平行四边形机构，三角形连杆构件第二边杆与所述手臂杆第一铰链与第二铰链间部分分开时，此时变胞机构式码垛机器人机构为两自由度可控连杆机构。实现单自由度与两自由度机构间转变，使码垛机器人机构既具有可控机构可控、可调、输出柔性性能，又具有变胞机构多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征，使码垛机机器人适应不同任务，灵活应用于不同场合和不同的工作对象。本专利技术的突出优点在于1、码垛机器人机构在工作工程中，可实现机构单自由度与两自由度转变，为变自由度变胞机构，具有多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化特征，使码垛机机器人适应不同任务，灵活应用于不同场合和不同的工作对象，机构两自由度时，可实现变胞机构式码垛机器人机构输出端精确定位，单自由度时，可有效实现搬运动作。2、由于采用闭链可控连杆机构，所有电机都安装在机架上，有效降低手臂重量，提高码垛机器人工作效率。3、两可控电机通过编程可实现码垛机器人机构在工作空间内任意码垛动作的输出ο附图说明图1为本专利技术所述的变胞机构式码垛机器人机构的结构示意图。图2为本专利技术所述的变胞机构式码垛机器人机构两自由度时的结构状态图。图3为本专利技术所述的变胞机构式码垛机器人机构单自由度时的结构状态图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。对照图1，所述一种变胞机构式码垛机器人机构，包括机架、电机、连架杆、手臂杆、 三角形连杆构件和弧形限位块，所述电机为可控电机，由第一可控电机2和第二可控电机14组成，可控电机固连在机架1上。所述连架杆由第一连架杆3、第二连架杆12组成，所述手臂杆由弯杆6组成，所述三角形连杆构件包括第一边杆8、第二边杆9和第三边杆10，所述第一连架杆3 —端固连在可控电机2转轴上，另一端通过第一光滑圆柱铰链4与弯杆6 —端相连，第一光滑圆柱铰链 4处同时铰接弧形限位块5，所述第二连架杆12 —端固连在第二可控电机13转轴上，另一端通过第三光滑圆柱铰链11与三角形连杆构件第一边杆8 —端相连，第一边杆8另一端通过第二光滑圆柱铰链7与弯杆6中间弯折部分铰连，所述弯杆6末端处铰孔14为变胞机构式码垛机器人机构的输出端。 所述第一连架杆3、第二连架杆12尺寸相同，分别由第一可控电机2和第二可控电机14驱动，通过编程精确实现变胞机构式码垛机器人机构输出端在工作空间内码垛动作。 所述第一光滑圆柱铰链4至第二光滑圆柱铰链7尺寸与所述三角形连杆构件第二边杆尺寸相等，所述第三边杆10长度等于第一可控电机2与第二可控电机13间距离，码垛机器人机构工作过程中，通过第一光滑圆柱铰链4处的弧形限位块5限位，使三角形连杆构件第二边杆9与所述手臂杆第一光滑圆柱铰链4与第二光滑圆柱铰链7间部分重叠，此变胞机构式码垛机器人机构为单自由度平行四边形机构，三角形连杆构件第二边杆9与所述手臂杆第一光滑圆柱铰链4与第二光滑圆柱铰链7间部分分开时，此变胞机构式码垛机器人机构为两自由度可控连杆机构。 变胞机构式码垛机器人机构在工作时，通过第一光滑圆柱铰链4处的弧形限位块 5限位，使三角形连杆构件第二边杆9与所述手臂杆第一光滑圆柱铰链4与第二光滑圆柱铰链7间部分重叠，实现两自由度与单自由度机构间转变，使码垛机器人机构既具有可控机构可控、可调、输出柔性性能，又具有变胞机构多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征，使码垛机机器人适应不同任务，灵活应用于不同场合和不同的工作对象。权利要求1.一种变胞机构式码垛机器人机构，其特征在于，该机器人机构由机架、电机、连架杆、 手臂杆、三角形连杆构件和弧形限位块构成，所述电机为第一可控电机和第二可控电机，可控电机固连在机架上，连架杆包括第一连架杆和第二连架杆，手臂杆为弯杆，三角形连杆构件包括第一边杆、第二边杆和第三边杆，第一连架杆一端固连在第一可控电机的转轴上，另一端通过第一铰链与手臂杆相连，第一光滑圆柱铰链处同时铰接弧形限位块，所述第二连架杆一端固连在第二可控电机的转轴上，另一端通过第三光滑圆柱铰链与三角形连杆构件第一边杆一端相连，三角形连杆构件第一边杆另一端通过第二光滑圆柱铰链与手臂杆的中间弯折部分铰连。2.根据权利要求1所述的变胞机构式码垛机器人机构，其特征在于，所述第一连架杆和第二连架杆尺寸相同，所述第一铰链至第二铰链处的长度与所述三角形连杆构件第二边杆长度相等，所述第三边杆长度等于两可控电机间距离。全文摘要一种变胞机构式码垛机器人机构，包括机架、可控电机、连架杆、手臂杆、三角形连杆构件和弧形限位块，所述可控电机固连在机架上，连架杆由可控电机驱动，三角形连杆构件包括第一边杆、第二边杆和第三边杆，手臂杆末端为本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种变胞机构式码垛机器人机构，其特征在于，该机器人机构由机架、电机、连架杆、手臂杆、三角形连杆构件和弧形限位块构成，所述电机为第一可控电机和第二可控电机，可控电机固连在机架上，连架杆包括第一连架杆和第二连架杆，手臂杆为弯杆，三角形连杆构件包括第一边杆、第二边杆和第三边杆，第一连架杆一端固连在第一可控电机的转轴上，另一端通过第一铰链与手臂杆相连，第一光滑圆柱铰链处同时铰接弧形限位块，所述第二连架杆一端固连在第二可控电机的转轴上，另一端通过第三光滑圆柱铰链与三角形连杆构件第一边杆一端相连，三角形连杆构件第一边杆另一端通过第二光滑圆柱铰链与手臂杆的中间弯折部分铰连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王汝贵，蔡敢为，周晓蓉，黄院星，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：45