一種智能搬運機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能搬運機器人技術領域，特別涉及一種工業生產搬運機器人。
【背景技術】
[0002]搬運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，搬運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，提高作業系統的準確性。
[0003]作為一種典型的工業機器人，搬運機器人廣泛應用于化工、食品加工與包裝等諸多領域，在極大提高生產效率、增強安全可靠性的同時，可有效地減少人力資源開支、促使企業經濟效益最大化、推動企業產業結構的升級與調整。在國外，搬運機器人技術及其推廣應用已經非常成熟。作為一種標準的工業自動化裝備，搬運機器人已經被廣泛應用于各種生產、制造領域，大部分自動化生產線都采用搬運機器人代替人工搬運作業。2011年德國KUKA公司推出的UltraK系列搬運機器人，其負載可達270KG，工作范圍為2901mm，重復精度可達±0.06 mm，最高速度可以達到2100次/時，其推出的KA1000 1300 TITAN PA負載竟可高達1300KG，是名符其實的“泰坦之手”。在我國，尤其是近些年來，伴隨著科學技術的巨大進步和快速發展、企業生產規模的持續擴大以及生產自動化水平的不斷提高，搬運機器人的柔性、作業速度、故障診斷處理能力及安全可靠性等各方面性能在不斷提高的同時，開發成本也在不斷降低；同時，受益于國家科研政策的不斷完善、科研投入的持續加大、對工業機器人產業及相關企業的大力扶持，我國的工業機器人技術取得了長足進步，搬運機器人得以不斷地推廣應用和快速發展，在應用與發展中促進機器人技術進一步不斷完善、成熟。這些都有效地促進了搬運機器人的推廣應用及其整個行業的產業化發展。
[0004]公開號為CN203003890U，名稱為一種多自由度可控機構式碼垛機器人的專利中，采用伺服電機控制，所有電機均安裝在機架上，能克服傳統碼垛機器人關節笨重、剛度差、慣性大、誤差累積大等不同，具有可控、可調、性能優良、輸出柔性、機電融合的性能，并可以根據實際需要，柔性調節運動軌跡，精細地實現手抓定位合搬運動作。
[0005]上述專利文獻的技術方案中，通過在采用伺服電機控制，并且將電機安裝在機架上，雖然具有可控、可調、性能優良、輸出柔性等特點，但是，其運動軌跡都是預先設定，修正運動軌跡需要將整套機械關停后，通過特定的端口，將新運動軌跡轉換而來的代碼刷入機器人，重新開啟才能實現運動軌跡的變更，只適合作業比較單一的工業現場，然而，實際工業的作業現場環境復雜多樣，不同類型、不同尺寸的產品穿插交錯，常見的工業搬運機器人存在移動靈活性差，控制精度較低，工作范圍有限等問題，已經無法滿足實際工業作業中的需要。
【實用新型內容】
[0006]針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是提供一種智能搬運機器人，使其能夠用于多種不同類型不同尺寸的產品，如箱型，袋裝產品等的堆垛，不僅具備結構尺寸緊湊、負載能力強、穩定性好等優點，而且同時一臺搬運機器人可配合多個生產線作業。
[0007]為解決上述問題，本實用新型提供以下技術方案:
[0008]—種智能搬運機器人，包括機械本體和控制系統，所述機械本體包括用來支撐和固定的固定基座，還包括設置在所述固定基座上的運動機構，以及傳遞各種運動指令，控制整個運動軌跡的機械臂，和實現各項操作的末端機械手爪，其中，所述運動機構能夠來回移動，或者左右旋轉地安裝在所述固定基座上，所述機械臂可旋轉的連接到所述運動機構上，所述機械臂與末端機械手爪驅動連接。
[0009]優選地，所述運動機構包括，提供腰部旋轉運動的第一旋轉節點，方便豎直旋轉的第二旋轉節點，以及控制整個機構左右旋轉的第三旋轉節點，和旋轉調整所述末端機械手爪的第四旋轉節點，其中，所述第一旋轉節點，設置在所述運動機構與所述固定基座的底板之間，所述第二旋轉節點設置在所述固定基座的底板之上，沿垂直方向延伸，所述第三旋轉節點設置在所述第二旋轉節點上端構成的水平面上，所述第四旋轉節點設置在所述機械臂與所述末端機械手爪之間，進一步地，所述第一旋轉節點沿著所述固定基座頂面的橫向延伸設置，較佳地，所述第一旋轉節點設置在所述固定基座頂端面沿縱向靠近面中間的位置，以便更好的方便整個機器人在所述固定基座上的橫向方向上的旋轉調節；
[0010]進一步地，所述第二旋轉節點為多個，沿著所述固定基座頂面的縱向間隔的設置，這樣，可以將整個搬運機器人的負載及自身重量均分到多個所述第二旋轉節點上，避免了單個的第二旋轉節點因為承載較大而容易發生彎曲變形現象的發生;具體的，所述第二旋轉節點為3個，沿著所述固定基座頂面的縱向間隔均布。
[0011]優選地，所述機械臂包括主臂，以及與所述主臂驅動連接，提供驅動和支撐的支臂，和用來連接并傳遞驅動力的支架，其中，所述支臂一端與所述運動機構通過銷軸形成可旋轉的連接，相對設置的另外一端通過所述支架與所述主臂驅動的連接，通過所述支臂與支架之間特定的連接，可驅動所述主臂沿著與其連接端自由的旋轉舉升，從而實現整個智能搬運機器人在作業范圍內的任意切換。
[0012]優選地，所述支臂包括前臂和后臂，其中，所述前臂與后臂兩端分別與所述運動機構和支架獨立間隔的連接，其連接的旋轉軸相對錯位的設置，形成一個四連桿的舉升機構；進一步的，為了方便更好的傳遞舉升的驅動力，所述前臂與主臂同軸的與所述支架可旋轉的連接。
[0013]優選地，還設置有滑座，所述滑座包括與所述前臂遠離與所述支架固定端的另外一端旋轉連接的水平滑座，和與所述后臂遠離與所述支架固定端的另外一端旋轉連接的豎直滑座，其中，所述水平滑座和豎直滑座分別與所述運動機構。
[0014]優選地，還設置有固定件，所述固定件包括與所述滑座固定的連桿基座，和用來連接所述輔助桿的支臂連桿，以及固定在主臂上的腕部安裝座。
[0015]優選地，所述支架設置成三角形的外形，其中，所述前臂和主臂與所述支架通過第一軸可旋轉的連接，所述后臂與所述支架通過第二軸可旋轉的連接，所述第一軸和所述第二軸間隔設置在支架的短邊的一側。
[0016]優選地，還包括輔助臂，所述輔助臂包括一端通過第三軸固定在所述支架上，相對設置的另外一端與所述支臂平行延伸設置的第一輔助桿，和一端通過第四軸固定在所述支架上，相對設置的另外一端與所述主臂平行設置的第二輔助桿，其中，所述第三軸和第四軸間隔的設置所述支架上。
[0017]優選地，所述控制系統包括人機交互模塊、I/O模塊、通信模塊、伺服模塊、實時監控模塊及運動控制模塊，所述居多模塊彼此之間采用標準的總線結構，利用工業以太網絡進行通?目。
[0018]優選地，所述控制系統采用二級CPU主從式的控制結構，其中，智能搬運機器人的語言編譯、系統管理等功能主要由所述主CPU實現，所述從CPU從公共內存中讀取相關數據，所述主、從CPU之間通過Ethernet進行系統通訊，利用公共內存完成數據交換。
[0019]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和有益效果:1、能夠適應于不同類型、不同尺寸的混合產品，例如箱型、袋裝產品等組成的堆垛，不僅具備結構尺寸緊湊、負載能力強、穩定性好等優點，而且從機構上保證了搬運機器人的運動是解耦的，即機器人的末端姿態調整機構與位置機構之間雖相互有所關聯但卻又互不影響。
[0020]2、本實用新型的控制系統采用二級CPU主從式的控制結構，它具有計算速度較快、響應時間較短、實時性較好、成本較低、擴展性好、可適用于對精度、速度等有較高要求的運動控制場合。而且，該控制系統具備較好的開放性，通過搭配I/O擴展模塊，能夠方便地進行I/O擴展，控制精度較高，機械臂及抓手可靈活調節，工作范圍較寬。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實施例提供的一種智能搬運機器人的結