大行程工業機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及LED裝配加工設備【技術領域】，尤其是指一種大行程工業機器人，包括機架、平臺安裝座及第一滑軌，機架裝設有縱移驅動機構，平臺安裝座裝設有機械手，還包括兩個裝設于縱移基座的第一轉軸、兩個主動擺桿以及兩個從動擺桿，兩個主動擺桿的支點端分別與兩個第一轉軸連接，兩個主動擺桿的搖擺端分別與兩個從動擺桿的中部鉸接；所述縱移基座裝設有可縱向滑動的輔助塊，輔助塊、平臺安裝座及兩個從動擺桿連接成一平行四邊形；所述縱移基座裝設有用于驅動主動擺桿繞第一轉軸來回擺動的橫移驅動機構。本實用新型穩定性高、移動行程可以超出移動平臺本身的大小，并能使機械手基本能保持水平直線移動，實用性強。
【專利說明】大行程工業機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及自動化加工輔助設備【技術領域】，尤其是指一種大行程工業機器人。
【背景技術】
[0002]在發達國家中，工業機器人自動化生產線成套設備已成為自動化裝備的主流機器人發展前景及未來的發展方向。國外汽車行業、電子電器行業、工程機械等行業已經大量使用工業機器人自動化生產線，以保證產品質量，提高生產效率，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀的工業機器人的使用實踐表明，工業機器人的普及是實現自動化生產，提高社會生產效率，推動企業和社會生產力發展的有效手段。
[0003]目前，現有的用于承載和移動機械手的水平移動平臺，其結構包括底座、分別置于底座兩端的固定座和支承座、線性導軌、滾珠絲杠和滑臺，上述后端的固定座與傳動機構連接，前端支承座支承傳動機構的滾珠絲杠前端軸頭。其機械手的最大直線移動行程與滑臺在線性導軌上的移動行程一致，該行程受到線性導軌的長度限制，從而導致現有的水平一定平臺的外形尺寸過于龐大，如要增大機械手水平移動的行程，只能進一步延長線性導軌的長度，致使設備的大小永遠大于機械手的最大移動行程，設備占用廠房場地的空間大，缺陷明顯。
[0004]市面上也出現了一種單臂搖擺式機械手，但其移動路線為圓弧形，難以實現水平的直線移動，且單臂的穩定性較低，機械手在移動過程中容易產生晃動，嚴重影響機械手的控制精度，難以達到人們的精度需求。
【發明內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是提供一種穩定性高、移動行程可以超出移動平臺本身的大小，并能使機械手基本能保持水平直線移動的大行程工業機器人。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:一種大行程工業機器人，包括機架、平臺安裝座及安裝于機架的第一滑軌，該第一滑軌裝設有可縱向移動的縱移基座，機架裝設有用于驅動縱移基座縱向移動的縱移驅動機構，平臺安裝座裝設有機械手，還包括兩個裝設于縱移基座的第一轉軸、兩個相互平行設置的主動擺桿以及兩個相互平行設置的從動擺桿，兩個主動擺桿的支點端分別與兩個第一轉軸連接，兩個主動擺桿的搖擺端分別與兩個從動擺桿的中部鉸接；所述縱移基座裝設有可縱向滑動的輔助塊，兩個從動擺桿的支點端均與輔助塊鉸接，兩個從動擺桿的搖擺端均與平臺安裝座鉸接，輔助塊、平臺安裝座及兩個從動擺桿連接成一平行四邊形；所述縱移基座裝設有用于驅動主動擺桿繞第一轉軸來回擺動的橫移驅動機構。
[0007]其中，所述橫移驅動機構包括連桿、固定于所述縱移基座的減速機及用于驅動減速機轉動的橫移電機，該減速機的輸出軸裝設有驅動擺桿，該驅動擺桿的外端與連桿的一端鉸接，該連桿的另一端與所述主動擺桿的中部鉸接。[0008]其中，所述主動擺桿的中部裝設有主動鉸接軸，所述連桿的端部與該主動鉸接軸樞接。
[0009]其中，所述主動鉸接軸與主動擺桿的搖擺端之間的距離為A，所述主動鉸接軸與主動擺桿的支點端之間的距離為B，A與B的比值為I?2。
[0010]其中，所述機械手包括U形叉、兩個相互對置的S形料夾、與平臺安裝座連接的機械臂及與機械臂固定連接的兩個支撐板，S形料夾的中部與支撐板鉸接，U形叉通過鉸接塊與S形料夾的尾部鉸接，機械臂的內部裝設有驅動U形叉左右移動的夾料氣缸。
[0011]其中，所述從動擺桿的中部裝設有從動鉸接軸，所述主動擺桿的端部與該從動鉸接軸樞接。
[0012]其中，所述從動鉸接軸與從動擺桿的搖擺端之間的距離為C，所述從動鉸接軸與從動擺桿的支點端之間的距離為D，C與D的比值為I?2。
[0013]其中，所述第一滑軌裝設有沿著第一滑軌來回移動的第一滑塊，所述縱移基座與該第一滑塊固定連接。
[0014]其中，所述縱移基座裝設有第二滑軌及沿著第二滑軌來回移動的第二滑塊，輔助塊與該第二滑塊固定連接。
[0015]其中，所述縱移驅動機構包括縱向裝設于所述機架的絲杠、絲杠沿著絲杠來回移動的驅動螺母及用于驅動絲杠轉動的縱移電機，所述縱移基座與驅動螺母固定連接。
[0016]本實用新型的有益效果在于:本實用新型提供了一種大行程工業機器人，縱移驅動機構用于實現機械手縱向(Y軸)移動的驅動功能，橫移驅動機構用于實現機械手橫向(X軸)移動的驅動功能。
[0017]在實際的工作運行過程中，由于橫移驅動機構的驅動作用，主動擺桿繞第一轉軸左右擺動時，主動擺桿的搖擺端撥動從動擺桿實現左右往返擺動，進而帶動位于從動擺桿的搖擺端的平臺安裝座左右移動，由于主動擺桿和從動擺桿在搖擺過程中，均構成費力的杠桿結構，只要主動擺桿做小角度的搖擺，經過兩次費力杠桿的轉化之后，主動擺桿的搖擺端可以獲得多倍的移動距離，即平臺安裝座的移動行程得到大大增加，機械手的移動行程大大超出移動平臺本身的大小，在相同位移行程的前提下，縮小了平臺設備尺寸大小，占用廠房的空間更小。
[0018]此外，輔助塊、平臺安裝座及兩個從動擺桿連接成一平行四邊形，且輔助塊可縱向滑動，從而大大減小了平臺安裝座在左右移動過程中的縱向移動位移，保證機械手在左右移動過程中基本為直線移動，使機械手更容易地深入到空間狹小但深度較大的狹小空間內作業，機械手的橫向移動部分均為雙桿結構，避免了機械手運行時的晃動，精確度和穩定性更高，實用性較強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例一的立體結構示意圖。
[0020]圖2為本實用新型實施例一的立體結構分解示意圖。
[0021]圖3為本實用新型實施例一隱藏橫移驅動機構和機架時的俯視結構示意圖。
[0022]圖4為本實用新型實施例一隱藏橫移驅動機構和機架時的立體結構分解示意圖。
[0023]圖5為本實用新型機械手的立體結構分解示意圖。[0024]圖6為本實用新型實施例二的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本實用新型作進一步的說明，實施方式提及的內容并非對本實用新型的限定。
[0026]如圖1至圖5所示為本實用新型一種大行程工業機器人的實施例一，包括機架1、平臺安裝座2及安裝于機架I的第一滑軌3，該第一滑軌3裝設有可縱向移動的縱移基座4，機架I裝設有用于驅動縱移基座4縱向移動的縱移驅動機構，平臺安裝座2裝設有機械手5，還包括兩個裝設于縱移基座4的第一轉軸6、兩個相互平行設置的主動擺桿7以及兩個相互平行設置的從動擺桿8，兩個主動擺桿7的支點端分別與兩個第一轉軸6連接，兩個主動擺桿7的搖擺端分別與兩個從動擺桿8的中部鉸接；所述縱移基座4裝設有可縱向滑動的輔助塊9，兩個從動擺桿8的支點端均與輔助塊9鉸接，兩個從動擺桿8的搖擺端均與平臺安裝座2鉸接，輔助塊9、平臺安裝座2及兩個從動擺桿8連接成一平行四邊形；所述縱移基座4裝設有用于驅動主動擺桿7繞第一轉軸6來回擺動的橫移驅動機構。
[0027]縱移驅動機構用于實現機械手5縱向(Y軸)移動的驅動功能，橫移驅動機構用于實現機械手5橫向(X軸)移動的驅動功能。
[0028]在實際的工作運行過程中，由于橫移驅動機構的驅動作用，主動擺桿7繞第一轉軸6左右擺動時，主動擺桿7的搖擺端撥動從動擺桿8實現左右往返擺動，進而帶動位于從動擺桿8的搖擺端的平臺安裝座2左右移動，由于主動擺桿7和從動擺桿8在搖擺過程中，均構成費力的杠桿結構，只要主動擺桿7做小角度的搖擺，經過兩次費力杠桿的轉化之后，主動擺桿7的搖擺端可以獲得多倍的移動距離，即平臺安裝座2的移動行程得到大大增加，機械手5的移動行程大大超出移動平臺本身的大小，在相同位移行程的前提下，縮小了平臺設備尺寸大小，占用廠房的空間更小。
[0029]此外，輔助塊9、平臺安裝座2及兩個從動擺桿8連接成一平行四邊形，且輔助塊9可縱向滑動，從而大大減小了平臺安裝座2在左右移動過程中的縱向移動位移，保證機械手5在左右移動過程中基本為直線移動，使機械手5更容易地深入到空間狹小但深度較大的狹小空間內作業，機械手5的橫向移動部分均為雙桿結構，避免了機械手5運行時的晃動，精確度和穩定性更高，實用性較強。
[0030]本實施例中，所述橫移驅動機構包括連桿10、固定于所述縱移基座4的減速機11及用于驅動減速機11轉動的橫移電機12，該減速機11的輸出軸裝設有驅動擺桿13，該驅動擺桿13的外端與連桿10的一端鉸接，該連桿10的另一端與所述主動擺桿7的中部鉸接。
[0031]在橫移電機12的驅動作用下，減速機11的輸出軸正向或反向轉動，以使驅動擺桿13繞輸出軸左右擺動，進而使與之通過連桿10連鉸接的主動擺桿7繞第一轉軸6左右擺動，進而實現其驅動功能。
[0032]本實施例中，所述主動擺桿7的中部裝設有主動鉸接軸14，所述連桿10的端部與該主動鉸接軸14樞接。具體的，所述主動鉸接軸14與主動擺桿7的搖擺端之間的距離為A，所述主動鉸接軸14與主動擺桿7的支點端之間的距離為B，A與B的比值為I?2 ;所述從動擺桿8的中部裝設有從動鉸接軸15，所述主動擺桿7的端部與該從動鉸接軸15樞接，具體的，所述從動鉸接軸15與從動擺桿8的搖擺端之間的距離為C，所述從動鉸接軸15與從動擺桿8的支點端之間的距離為D，C與D的比值為I?2。
[0033]優選的，A與B的比值為2，即所述主動鉸接軸14與主動擺桿7的搖擺端之間的距離是主動鉸接軸14與主動擺桿7的支點端之間的距離的兩倍，C與D的比值為2，即所述從動鉸接軸15與從動擺桿8的搖擺端之間的距離是從動鉸接軸15與從動擺桿8的支點端之間的距離的兩倍。
[0034]當驅動擺桿13的外端橫向一定一個單位的距離時，所述主動擺桿7的搖擺端的橫向移動距離約為三個單位，此時，所述主動擺桿7的搖擺端的橫向移動距離約為九個單位，其機械手5的橫向移動行程大大提高，且提高了機械手5的橫向移動速度，響應速度更快。
[0035]見圖5，本實施例中，所述機械手5包括U形叉51、兩個相互對置的S形料夾52、與平臺安裝座2連接的機械臂53及與機械臂53固定連接的兩個支撐板54，S形料夾52的中部與支撐板54鉸接，U形叉51通過鉸接塊55與S形料夾52的尾部鉸接，機械臂53的內部裝設有驅動U形叉51左右移動的夾料氣缸。
[0036]夾料氣缸的活塞桿做伸出和回縮動作時，U形叉51通過拉動鉸接塊55來實現U形叉51的轉動，從而實現兩個U形叉51的前部的靠攏和遠離，進而實現機械手5的夾持和松開動作。
[0037]本實施例中，所述縱移驅動機構包括縱向裝設于所述機架I的絲杠19、絲杠19沿著絲杠19來回移動的驅動螺母20及用于驅動絲杠19轉動的縱移電機21，所述縱移基座4與驅動螺母20固定連接。
[0038]通過縱移電機21驅動絲杠19正向或反向轉動，以帶動驅動螺母20縱向移動，并帶動縱移基座4同步移動，從而實現機械手5爪的縱向驅動功能。
[0039]當然，所述縱移驅動機構還可以為步進電機配合同步帶同步輪結構或鏈條齒輪結構實現，同樣也能達到上述技術效果。
[0040]如圖6所示為本實用新型一種大行程工業機器人的實施例二，與上述實施例一的不同之處在于:所述橫移驅動機構包括油缸22及固定于所述縱移基座4的固定軸23，該油缸22的缸體與固定軸23鉸接，油缸22的活塞桿與所述主動擺桿7的中部鉸接。利用油缸22的活塞桿的伸出和回縮驅動主動擺桿7的左右擺動，同樣也能達到上述技術效果。
[0041]上述實施例為本實用新型較佳的實現方案，除此之外，本實用新型還可以其它方式實現，在不脫離本技術方案構思的前提下任何顯而易見的替換均在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.大行程工業機器人，包括機架(I)、平臺安裝座(2)及安裝于機架(I)的第一滑軌(3 )，該第一滑軌(3 )裝設有可縱向移動的縱移基座(4 )，機架(I)裝設有用于驅動縱移基座(4)縱向移動的縱移驅動機構，平臺安裝座(2)裝設有機械手(5)，其特征在于:還包括兩個裝設于縱移基座(4)的第一轉軸(6)、兩個相互平行設置的主動擺桿(7)以及兩個相互平行設置的從動擺桿(8)，兩個主動擺桿(7)的支點端分別與兩個第一轉軸(6)連接，兩個主動擺桿(7)的搖擺端分別與兩個從動擺桿(8)的中部鉸接； 所述縱移基座(4)裝設有可縱向滑動的輔助塊(9)，兩個從動擺桿(8)的支點端均與輔助塊(9)鉸接，兩個從動擺桿(8)的搖擺端均與平臺安裝座(2)鉸接，輔助塊(9)、平臺安裝座(2)及兩個從動擺桿(8)連接成一平行四邊形；所述縱移基座(4)裝設有用于驅動主動擺桿(7 )繞第一轉軸(6 )來回擺動的橫移驅動機構。
2.根據權利要求1所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述橫移驅動機構包括連桿(10)、固定于所述縱移基座(4)的減速機(11)及用于驅動減速機(11)轉動的橫移電機(12)，該減速機(11)的輸出軸裝設有驅動擺桿(13)，該驅動擺桿(13)的外端與連桿(10)的一端鉸接,該連桿(10)的另一端與所述主動擺桿(7)的中部鉸接。
3.根據權利要求2所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述主動擺桿(7)的中部裝設有主動鉸接軸(14)，所述連桿(10)的端部與該主動鉸接軸(14)樞接。
4.根據權利要求3所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述主動鉸接軸(14)與主動擺桿(7)的搖擺端之間的距離為A，所述主動鉸接軸(14)與主動擺桿(7)的支點端之間的距離為B，A與B的比值為I?2。
5.根據權利要求1所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述機械手(5)包括U形叉(51)、兩個相互對置的S形料夾(52)、與平臺安裝座(2)連接的機械臂(53)及與機械臂(53 )固定連接的兩個支撐板(54 )，S形料夾(52 )的中部與支撐板(54 )鉸接，U形叉(51)通過鉸接塊(55 )與S形料夾(52 )的尾部鉸接，機械臂(53 )的內部裝設有驅動U形叉(51)左右移動的夾料氣缸。
6.根據權利要求1所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述從動擺桿(8)的中部裝設有從動鉸接軸(15)，所述主動擺桿(7)的端部與該從動鉸接軸(15)樞接。
7.根據權利要求3所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述從動鉸接軸(15)與從動擺桿(8)的搖擺端之間的距離為C，所述從動鉸接軸(15)與從動擺桿(8)的支點端之間的距離為D，C與D的比值為I?2。
8.根據權利要求1所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述第一滑軌(3)裝設有沿著第一滑軌(3)來回移動的第一滑塊(16)，所述縱移基座(4)與該第一滑塊(16)固定連接。
9.根據權利要求1所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述縱移基座(4)裝設有第二滑軌(17)及沿著第二滑軌(17)來回移動的第二滑塊(18)，輔助塊(9)與該第二滑塊(18)固定連接。
10.根據權利要求1所述的大行程工業機器人，其特征在于:所述縱移驅動機構包括縱向裝設于所述機架(I)的絲杠(19)、絲杠(19)沿著絲杠(19)來回移動的驅動螺母(20)及用于驅動絲杠(19 )轉動的縱移電機(21)，所述縱移基座(4 )與驅動螺母(20 )固定連接。
【文檔編號】B25J15/08GK203680280SQ201320762772
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】顏新寧, 肖永祥, 羅東初, 黃克勤, 李進華 申請人:東莞職業技術學院, 東莞市松慶自動化設備有限公司