專利名稱：圓柱倉庫碼垛機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機器人的機械結構，特別涉及圓柱式倉庫碼垛機器人，屬 于機器人領域。
背景技術：
碼垛機器人的使用可以提高生產率和系統自動化程度，降低工人的勞動強 度，提高倉儲系統的準確性，在如金融等行業中應用還可以增加系統的安全性。
碼垛機器人經過多年的研究獲得了很大發展，其靈活性、適應性、速度和 抓取能力不斷提高。但現有的碼垛機器人多為關節型機器人，其手臂多采用各 種連桿機構，手臂各段只能繞其關節運動副旋轉，驅動電機的動力經各級連桿 傳到機器人末端執行器，導致機器人末端執行器運動控制的非線性，使得其位 置控制算法十分復雜。特別是用于碼垛位置變化較多且變化頻率較快的場合， 給位置控制計算帶來巨大的工作量，不利于進行高速碼垛或拆垛。 發明內容
本實用新型的目的，在于提供一種不必經過各級連桿機構進行動力傳遞， 盡量少用或不用手臂各段只能繞其關節運動副旋轉，結構簡單，位置控制計算 容易，可以實現高速堆垛拆垛的機器人。
本實用新型通過以下技術方案實現本碼垛機器人包括底座、機身回轉機 構、手臂升降機構、手爪伸縮機構；所述機身回轉機構包括機架、回轉軸、機 架回轉伺服電機、機架回轉伺服電機減速箱、旋轉編碼器、主動齒、從動齒； 所述手臂升降機構包括手臂、手臂升降伺服電機、手臂升條伺服電機減速器、 手臂升降絲桿、手臂升降絲桿螺母、手臂升降垂直導軌、手臂升降垂直滑塊、 所述手爪伸縮機構包括手爪伸縮絲桿、手爪伸縮絲桿螺母、手爪伸縮絲桿伺服 電機及減速箱、手爪。
其連接關系為與機架剛性相連的回轉軸穿過底座的上底，并與底座腔體 內的旋轉編碼器相連接，旋轉編碼器置于底座的下底上；回轉軸與從動齒中心 孔緊配合；與從動齒嚙合的主動齒經軸與機架回轉伺服電機減速箱和機架回轉 伺服電機相連接；手臂升降導軌兩端分別與機架的上、下底固接；手臂升降絲 桿的下端安裝于機架下底，上端穿過機架上底后與手臂升降絲桿伺服電機減速 箱及手臂升降絲桿伺服電機相連接；手臂通過手臂升降滑塊安裝在手臂升降導 軌上，并與手臂升降絲桿螺母剛性連接；帶減速箱的手爪伸縮絲桿伺服電機安 裝固定在機架側壁上，并經軸與手爪伸縮絲桿相連接，手爪伸縮絲桿底部置于 手臂上并可沿手臂滑行，手爪與手爪伸縮絲桿螺母剛性連接。
本實用新型的有益效果是，由于本機器人各部分由各個單獨的伺服電機驅 動，不使用連桿機構，避免了機器人末端執行器運動控制的非線性問題，不僅 使得其位置控制算法十分簡單，各部分驅動的控制算法也都十分簡單。即使是 用于碼垛位置變化較多且變化頻率較快的場合，位置控制計算均很容易，且控 制位置準確，實現了機器人高速碼垛或拆垛。機器人的整體結構也不復^。
圖1是本實用新型圓柱倉庫碼垛機器人的結構圖
各附圖標記為1、手臂升降絲桿伺服電機；2、手臂升降絲桿伺服電機減 速箱；3、手臂升降絲桿；4、手臂升降絲桿螺母；5、帶減速箱的手爪伸縮絲桿 伺服電機；6、手爪伸縮絲桿；7、手爪伸縮絲桿螺母；8、手爪；9、手臂; 10、主動齒；11、機架回轉伺服電機減速箱；12、機架回轉伺服電機；13、 從動齒；14、旋轉編碼器；15、回轉軸；16、手臂升降滑塊；17、手臂升 降導軌；18、機架；19、底座。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例結構如圖1所示，帶減速箱11的機架回轉伺服電機12通過齒輪
傳動機構的主動齒10、從動齒13驅動回轉軸15，實現機架18繞豎直方向的回 轉運動，其回轉的角度大小由與回轉軸同軸連接的旋轉編碼器檢測和控制。帶 減速箱2的手臂升降伺服電機1經軸連驅動手臂升降絲桿3，使固定于手臂升降 絲桿螺母4上的手臂9實現上升或下降；帶減速箱的手爪伸縮絲桿伺服電機5 經軸連驅動手爪伸縮絲桿6，使固定于手爪伸縮絲桿螺母上的手爪8實現伸出或 縮回。上述三種運動的組合即可滿足機器人碼垛和拆垛的需要。
權利要求1.一種圓柱倉庫碼垛機器人，其特征在于，本碼垛機器人包括底座(19)、機身回轉機構、手臂升降機構、手爪伸縮機構；所述機身回轉機構包括機架、回轉軸(15)、機架回轉伺服電機(12)、機架回轉伺服電機減速箱(11)、旋轉編碼器(14)、主動齒(10)、從動齒(13)；所述手臂升降機構包括手臂(9)、手臂升降絲桿伺服電機(4)、手臂升降絲桿伺服電機減速器(2)、手臂升降絲桿(3)、手臂升降絲桿螺母(4)、手臂升降導軌(17)、手臂升降滑塊(16)；所述手爪伸縮機構包括手爪伸縮絲桿、手爪伸縮絲桿螺母(7)、手爪伸縮絲桿伺服電機(1)及手爪伸縮絲桿伺服電機減速箱(2)、手爪(8)；其連接關系為與機架剛性相連的回轉軸穿過底座的上底，并與底座(19)腔體內的旋轉編碼器(14)相連接，旋轉編碼器(14)置于底座(19)的下底上；回轉軸(15)與從動齒中心孔緊配合；與從動齒(13)嚙合的主動齒(10)經軸與機架回轉伺服電機減速箱和機架回轉伺服電機(12)相連接；手臂升降導軌兩端分別與機架的上、下底豎直固接；手臂升降絲桿(3)豎直安裝，其下端安裝于機架下底，上端穿過機架上底后與手臂升降絲桿伺服電機減速箱(2)及手臂升降絲桿伺服電機(1)相連接；手臂(9)通過手臂升降滑塊(16)安裝在手臂升降導軌(17)上，并與手臂升降絲桿螺母(4)剛性連接；帶減速箱的手爪伸縮絲桿伺服電機(1)安裝固定在機架側壁上，并經軸與手爪伸縮絲桿(6)相連接，手爪伸縮絲桿(6)底部置于手臂上并可沿手臂(9)滑行，手爪(8)與手爪伸縮絲桿螺母(7)剛性連接。
專利摘要本實用新型提供了一種圓柱倉庫碼垛機器人。它由底座、機身回轉機構、手臂升降機構、手爪伸縮機構幾部分組成，各部分由單獨的伺服電機驅動，從而實現了機身的回轉，手臂的升降，手爪的伸縮三種運動，這三種運動的合成即實現和協調了機器人的動作，即實現了機器人的碼垛和拆垛，由于本機器人不采用傳統機器人多關節的連桿結構，故避免了傳統機器人手臂各段只能繞其關節運動副旋轉，導致機器人末端執行器運動控制的非線性，使得其位置控制算法十分復雜的缺陷。本機器人的位置控制計算及整體結構簡單，適合作為碼垛機器人，特別是圓柱倉庫碼垛機器人。
文檔編號B25J3/00GK201198134SQ20082008121
公開日2009年2月25日 申請日期2008年5月19日 優先權日2008年5月19日
發明者帆 晉, 鄢大鵬 申請人:昆明理工大學