一种机器人码垛手腕制造技术

本发明专利技术涉及一种机器人码垛手腕，包括机器人码垛手的手腕本体和腕部码垛机械手驱动连接机构，所说的腕部码垛机械手驱动连接机构由偏心码垛手支撑臂驱动输入部分、偏心码垛手支撑臂输出部分、码垛手连接座及自旋转部分组成，其中的偏心码垛手支撑臂驱动输入部分由伺服电机以及减速器组成，偏心码垛手支撑臂输出部分由内设有轴承组的连接座和带竖向旋转轴的中空结构的偏心码垛手支撑臂组成，码垛手连接座及自旋转部分由带传动轴的码垛手连接座、轴承组、双轮轴同步传动机构以及主传动轴组成。本发明专利技术的结构简单合理、操作灵活方便，在不增加码垛机器人关节轴数量情况下,可使码垛手运行轨迹实现所需的平面、弧线、弧面等多样化轨迹的技术要求。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人码垛手腕
本专利技术属于机械设备
，涉及一种新型关节机器人手腕，特别是一种能实现码垛手精确抓取位姿的机器人码垛手腕。
技术介绍
自上世纪70年代末日本人首次将机器人技术用于码垛工艺以来，对机器人码垛机的设计研究已取得了长足的进步，随着码垛抓取对象质量日趋增大，其适用范围也更趋广阔，特别是多轴关节机器人码垛机，由于具有机构紧凑、动作灵活、工作范围大及占地面积小的特点，迄今已广泛用于轻工、食品、化工、建材等多个领域。但现有技术尚存在的不足之处是：由于多轴关节机器人码垛机的码垛手运行轨迹都只能随原始设计而确定(这一点从机器人的使用说明书中所附有的并大多被描述成某一特定平面的机器人的作业区域位置图上即可看到)且只能保持在各关节所确定的空间组合运行轨迹的动态轨迹位姿，其扩展空间相当有限，还难以实现精确校准码垛手多样化运行轨迹(平面、弧线、弧面等)抓取位姿的技术要求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单合理、操作灵活方便、可实现码垛手运行轨迹多样化要求的机器人码垛手腕。为实现上述专利技术目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的机器人码垛手腕是一种由伺服电机通过减速机同轴驱动的偏心码垛手支撑臂和支撑臂偏心处的码垛手连接及自旋转机构组成的机械结构，它包括机器人码垛手的手腕本体和设在手腕本体上的腕部码垛机械手驱动连接机构，所说的腕部码垛机械手驱动连接机构由偏心码垛手支撑臂驱动输入部分、偏心码垛手支撑臂输出部分、码垛手连接座及自旋转部分三部分组成，其中，(一)、偏心码垛手支撑臂驱动输入部分由设置在手腕本体上方的伺服电机以及与伺服电机输出轴连接的减速器组成；(二)、偏心码垛手支撑臂输出部分由一个内设有第三轴承组的连接座和一个带竖向旋转轴的中空结构的偏心码垛手支撑臂组成，连接座固定安装在手腕本体下方，偏心码垛手支撑臂通过第三轴承组设于连接座下，其竖向旋转轴与减速器输出轴同轴连接；(三)、码垛手连接座及自旋转部分由带传动轴的码垛手连接座、第一轴承组、第二轴承组、双轮轴同步传动机构以及主传动轴组成，双轮轴同步传动机构的两个传动轮轴分别通过第二轴承组和第一轴承组定位设置在偏心码垛手支撑臂壳体内，双轮轴同步传动机构中的主传动轮轴通过主传动轴与连接座的竖向旋转轴同轴传动连接，码垛手连接座的传动轴与双轴同步传动机构中的副传动轮轴同轴传动连接。本专利技术的技术解决方案还包括：所说的双轮轴同步传动机构为双圆柱齿轮传动组，双圆柱齿轮传动组的两个齿轮轴分别通过第二轴承组和第一轴承组定位设置在偏心码垛手支撑臂壳体内，双圆柱齿轮传动组中的主齿轮轴通过主传动轴与连接座的竖向旋转轴同轴传动连接，码垛手连接座的传动轴与双圆柱齿轮传动组中的副齿轮轴同轴传动连接。具体实施结构中，双圆柱齿轮传动组的齿轮传动比可按1～3∶1～3配置，以保证码垛手在任意位置时与原始设计基点时的位姿不变。本专利技术的技术解决方案还包括：所说的双轮轴同步传动机构为双链轮链条传动组，双链轮链条传动组的两个链轮轴分别通过第二轴承组和第一轴承组定位设置在偏心码垛手支撑臂壳体内双链轮链条传动组中的主链轮轴通过主传动轴与连接座的竖向旋转轴同轴传动连接，码垛手连接座的传动轴与双链轮链条传动组中的副链轮轴同轴传动连接。具体实施结构中，双链轮链条传动组中主、副两链轮组的传动比可按1～3∶1～3配置，以保证码垛手在任意位置时与原始设计基点时的位姿不变。本专利技术的技术解决方案还包括：所说的双轮轴同步传动机构为双带轮同步带传动组，双带轮同步带传动组的两个带轮轴分别通过第二轴承组和第一轴承组定位设置在偏心码垛手支撑臂壳体内，双带轮同步带传动组中的主带轮轴通过主传动轴与连接座的竖向旋转轴同轴传动连接，码垛手连接座的传动轴与双带轮同步带传动组中的副带轮轴同轴传动连接。具体实施结构中，双带轮同步带传动组中主、副两带轮组的传动比按1～3∶1～3配置，以保证码垛手在任意位置时与原始设计基点时的位姿不变。本专利技术的技术解决方案还包括：减速器采用法兰连接形式固定安装在手腕本体上，伺服电机采用端面法兰连接形式与减速器固定连接，伺服电机输出轴与减速器输入轴同轴传动连接，并通过输入传动键实现驱动动力输入。本专利技术的技术解决方案还包括：偏心码垛手支撑臂的竖向旋转轴与减速器输出轴采用螺栓连接。实际工作中，本专利技术可通过改变该机器人码垛手腕的机械结构，以机器人机座中心的原点范围为基准，并借助于电子摄像可视识别及传感器感觉跟踪等功能来精确实现动态搜寻捕获及抓取目标，同时通过有效的改变作业路径，实现码垛手既可按各关节所确定的空间组合运行轨迹作所需确定的动态轨迹位姿，又可在此基础上，通过此该机器人码垛手腕的腕关节复合旋转而实现随机精确校准码垛手的抓取位姿，从而使码垛手运行轨迹能够实现所需的平面、弧线、弧面等多样化轨迹的技术要求。与现有技术相比，本专利技术的结构合理、操作灵活，在不增加码垛机器人关节轴数量情况下,根据需要通过调整传动机构双轮轴间偏心距离L(参见附图1)及改变传动比可实现码垛手位姿中心在伺服驱动中心L～2L范围内的回转，而使码垛手运行轨迹多样化。附图说明图1为本专利技术一个具体实施例的结构原理示意图，图中的各标号名称分别是：901―伺服电机，902―减速器，903―连接座，904―偏心码垛手支撑臂，905―第一轴承组，906―码垛手连接座，907―双圆柱齿轮传动组，908―第二轴承组，909―主传动轴，910―第三轴承组，911―输入传动键。图2为采用本专利技术设计结构的四轴关节型码垛机器人的工作结构示意图，图中的各标号名称分别是：1―底座，2―腰旋转体，3―第二机械臂驱动杆一，4―第二机械臂驱动杆二，5―手腕位姿连杆一，6―手腕位姿中间过渡连杆,7―手腕位姿连杆二,8―手腕本体，9―腕部码垛机械手驱动连接机构，10―第二机械臂，11―第一机械臂，D1―腰旋转体伺服驱动系统，D2―第一机械臂伺服驱动系统，D3―第二机械臂伺服驱动系统，S1―码垛手系统。图2中各臂、杆连接采用铰接结构。具体实施方式以下将结合附图对本
技术实现思路
做进一步说明，但本专利技术的实际应用结构并不仅限于下述的实施例。参见图1，本专利技术所述的机器人码垛手腕包括机器人码垛手的手腕本体8和腕部码垛机械手驱动连接机构9，其中，腕部码垛机械手驱动连接机构9由偏心码垛手支撑臂驱动输入部分、偏心码垛手支撑臂输出部分、码垛手连接座及自回转部分三部分组成。图1所示实施例中的偏心码垛手支撑臂驱动输入部分采用伺服电机驱动减速机的传动系统，它包括伺服电机901、减速器902及输入传动键911；减速器902采用法兰连接形式固定安装于手腕本体8上(参见附图2)，伺服电机901采用端面法兰联接形式与减速器902固定连接，通过输入传动键911实现驱动动力输入。偏心码垛手支撑臂输出部分包括连接座903、偏心码垛手支撑臂904及第三轴承组910。连接座903固定安装于手腕本体8上(参见附图2)，偏心码垛手支撑臂904通过第三轴承组910定位安装于连接座903下，偏心码垛手支撑臂904旋转轴与减速器902采用螺栓联接，用以实现偏心码垛手支撑臂904与驱动输入同轴旋转，同时偏心码垛手支撑臂904采用中空结构，以实现码垛手连接座906的自回转需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人码垛手腕，包括机器人码垛手的手腕本体(8)和设在手腕本体(8)上的腕部码垛机械手驱动连接机构(9)，其特征在于：所说的腕部码垛机械手驱动连接机构(9)由偏心码垛手支撑臂驱动输入部分、偏心码垛手支撑臂输出部分、码垛手连接座及自旋转部分三部分组成，其中偏心码垛手支撑臂驱动输入部分由设置在手腕本体(8)上方的伺服电机(901)以及与伺服电机(901)输出轴连接的减速器(902)组成；偏心码垛手支撑臂输出部分由一个内设有第三轴承组(910)的连接座(903)和一个带竖向旋转轴的中空结构的偏心码垛手支撑臂(904)组成，连接座(903)固定安装在手腕本体(8)下方，偏心码垛手支撑臂(904)通过第三轴承组(910)设于连接座(903)下，其竖向旋转轴与减速器(902)输出轴同轴连接；码垛手连接座及自旋转部分由带传动轴的码垛手连接座(906)、第一轴承组(905)、第二轴承组(908)、双轮轴同步传动机构以及主传动轴(909)组成，双轮轴同步传动机构的两个传动轮轴分别通过第二轴承组(908)和第一轴承组(905)定位设置在偏心码垛手支撑臂(904)壳体内，双轮轴同步传动机构中的主传动轮轴通过主传动轴(909)与连接座(903)的竖向旋转轴同轴传动连接，码垛手连接座(906)的传动轴与双轴同步传动机构中的副传动轮轴同轴传动连接。...

【技术特征摘要】
1.一种机器人码垛手腕，包括机器人码垛手的手腕本体(8)和设在手腕本体(8)上的腕部码垛机械手驱动连接机构(9)，其特征在于：所说的腕部码垛机械手驱动连接机构(9)由偏心码垛手支撑臂驱动输入部分、偏心码垛手支撑臂输出部分、码垛手连接座及自旋转部分三部分组成，其中偏心码垛手支撑臂驱动输入部分由设置在手腕本体(8)上方的伺服电机(901)以及与伺服电机(901)输出轴连接的减速器(902)组成；偏心码垛手支撑臂输出部分由一个内设有第三轴承组(910)的连接座(903)和一个带竖向旋转轴的中空结构的偏心码垛手支撑臂(904)组成，连接座(903)固定安装在手腕本体(8)下方，偏心码垛手支撑臂(904)通过第三轴承组(910)设于连接座(903)下，其竖向旋转轴与减速器(902)输出轴同轴连接；码垛手连接座及自旋转部分由带传动轴的码垛手连接座(906)、第一轴承组(905)、第二轴承组(908)、双轮轴同步传动机构以及主传动轴(909)组成，双轮轴同步传动机构的两个传动轮轴分别通过第二轴承组(908)和第一轴承组(905)定位设置在偏心码垛手支撑臂(904)壳体内，双轮轴同步传动机构中的主传动轮轴通过主传动轴(909)与连接座(903)的竖向旋转轴同轴传动连接，码垛手连接座(906)的传动轴与双轴同步传动机构中的副传动轮轴同轴传动连接。2.根据权利要求1所述的机器人码垛手腕，其特征在于：所说的双轮轴同步传动机构为双圆柱齿轮传动组(907)，双圆柱齿轮传动组(907)的两个齿轮轴分别通过第二轴承组(908)和第一轴承组(905)定位设置在偏心码垛手支撑臂(904)壳体内，双圆柱齿轮传动组(907)中的主齿轮轴通过主传动轴(909)与连接座(903)的竖向旋转轴同轴传动连接，码垛手连接座(906)的传动轴与双圆柱齿轮传动组(907)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹映辉，胡漪，曹映皓，李宏，张秦洲，任建峰，
申请(专利权)人：西安银马实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：