一種簡易機械臂碼垛機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種貨物碼垛技術領域，特別是涉及一種簡易機械臂碼垛機。
【背景技術】
[0002]目前袋裝貨物的碼垛分為兩種形式:人工碼垛和機械碼垛。人工碼垛費時費力，屬于笨重的體力勞動，特別在天氣稍熱時，工人們的體力嚴重透支，已逐步在退出碼垛市場，因此機械碼垛的普及將是碼垛行業的必然趨勢，發達國家已幾乎沒有人工碼垛，全部為機械碼垛所替代。
[0003]隨著我國經濟的快速發展以及人們生活水平的提高，近年來我國也逐步出現了勞動力短缺的現象，特別是粗、笨活勞動力更是短缺，原來那種單靠人力碼垛的情況也逐步被機械碼垛所取代。
[0004]在機械碼垛領域，目前國內、外采取的都是高層碼垛和4軸機器人碼垛。高層碼垛存在設備結構較為復雜，故障率高，占地面積大，碼垛方式變換不靈活等缺點。4軸機器人碼垛，由于機器人的關鍵部件RV精密減速機目前在國內還沒有生產，或者國內產品達不到嚴格的精度要求，因而大部分企業不得不采用進口部件或整機進口的方式。因此造成4軸機器人價格奇高，一套設備在80萬元左右，即使采用國產機械臂，由于其關鍵部件幾乎全部來自于進口，所以成本也很高，一套這樣的設備價格也在50萬元左右。并且，由于中國最近幾年對機器人需求的爆發式增長，造成RV精密減速機的進口交貨期由原來的一個月延長至4個半月或更長的時間，嚴重影響設備的交貨期和產品的售后服務。
[0005]由此可見，上述現有的碼垛機在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種既適于在國內生產加工，又能滿足機械碼垛需求的新的簡易機械臂碼垛機，已成為當前業界的重要研宄課題。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種簡易機械臂碼垛機，使其既適于在國內生產加工，又能滿足機械碼垛需求，從而克服現有的碼垛機的不足。
[0007]為解決上述技術問題，本發明一種簡易機械臂碼垛機，包括機架、機械臂、機械抓手、水平驅動機構和垂直驅動結構，其中:所述機械臂包括主臂、前臂、后臂和前后臂連桿，前臂與后臂平行，并與前后臂連桿以及主臂的后端部形成平行四邊形；所述機械抓手安裝在主臂的前端處；所述水平驅動機構和垂直驅動機構均安裝在機架上，并帶動機械臂的移動和動作。
[0008]作為本發明的一種改進，所述的機械臂還包括第一輔助連桿、第二輔助連桿和三角支架:所述的三角支架的三個角分別與所述主臂的后端部以及第一輔助連桿、第二輔助連桿的一端可轉動連接；所述第一輔助連桿的另一端與所述機械抓手的頭部可轉動連接；所述第二輔助連桿的另一端與所述前后臂連桿的中部或所述機架可轉動連接。
[0009]所述的水平驅動機構包括水平伺服電機、水平傳動機構、水平導軌和水平滑塊，所述水平導軌固定在所述機架上，所述的水平滑塊與所述前臂的底端可轉動連接，并在水平伺服電機和水平傳動機構帶動下沿所述水平導軌運動。
[0010]所述的水平傳動機構包括沿所述水平導軌設置的水平絲杠、帶動所述水平絲杠轉動的水平大同步帶輪、與水平伺服電機輸出端相連的水平小同步帶輪、以及連接水平大同步帶輪和水平小同步帶輪并使其同步轉動的水平同步帶。
[0011]所述的垂直驅動機構包括垂直伺服電機、垂直傳動機構、垂直導軌和垂直滑塊，所述垂直導軌固定在所述機架上，所述的垂直滑塊與所述后臂的底端可轉動連接，并在垂直伺服電機和垂直傳動機構帶動下沿所述垂直導軌運動。
[0012]所述的垂直傳動機構包括沿所述垂直導軌設置的垂直絲杠、帶動所述垂直絲杠轉動的垂直大同步帶輪、與垂直伺服電機輸出端相連的垂直小同步帶輪、以及連接垂直大同步帶輪和垂直小同步帶輪并使其同步轉動的垂直同步帶。
[0013]還包括放置在所述機械抓手下方的待抓取輸送機以及托盤平臺。
[0014]所述的托盤平臺為可旋轉平臺，包括碼垛托盤固定板、回轉支撐軸承以及通過回轉支撐軸承可轉動的安裝在碼垛托盤固定板上的碼垛托盤。
[0015]采用這樣的設計后，本發明至少具有以下優點:
[0016]1、精簡掉了嚴重增加機器人成本并制約我國機器人制造實踐的旋轉關節使用的RV精密減速機，以常用的軌道滑塊和滾珠絲杠來實現機械臂的軸向運動；
[0017]2、由4軸精簡為2軸，實現了機械臂的自動化碼垛的同時，顯著降低了成本；
[0018]3、由于減少了部件，故障率也大為減少，整機功率相比4軸機器人碼垛機降低了三分之一;
[0019]4、不僅實現了碼垛的無人化和全自動，節約了人力，大大提高了碼垛效率，且碼垛規范整齊，更易于后期裝車，更加省電，節能環保，適于廣泛推廣使用。
【附圖說明】
[0020]上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0021]圖1是本發明一種簡易機械臂碼垛機的結構示意圖。
[0022]圖2是本發明一種簡易機械臂碼垛機的驅動機構結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]請參閱圖1所示，本發明一種簡易機械臂碼垛機主要包括機架1、機械臂2、機械抓手3、水平驅動機構4和垂直驅動結構5。
[0024]其中，機械臂包括主臂21、前臂22、后臂23和前后臂連桿24，前臂22與后臂23平行，并與前后臂連桿24以及主臂21的后端部形成平行四邊形。機械抓手3安裝在主臂21的前端處，水平驅動機構4和垂直驅動機構5均安裝在機架I上，并帶動機械臂的移動和動作。通過前后臂連桿24的作用，前臂22、后臂23任何一方的運動，都會帶動另一方的相應運動，根據平行吊的原理，從而實現帶動主臂21前端的機械抓手3的前后、上下移動。
[0025]進一步來說，本發明的機械臂還包括第一輔助連桿25、第二輔助連桿26和三角支架27，三角支架27的三個角分別與所述主臂21的后端部以及第一輔助連桿25、第二輔助連桿26的一端可轉動連接，第一輔助連桿25的另一端與所述機械抓手3的頭部可轉動連接，第二輔助連桿26的另一端與所述前后臂連桿24的中部或所述機架I可轉動連接。
[0026]本發明利用平行吊的原理，機械臂怎么移動，機械抓手始終處于水平的位置。
[0027]請配合參閱圖2所示，本發明的水平驅動機構4可包括水平伺服電機41、水平傳動機構、水平導軌42和水平滑塊43，水平導軌42固定在機架I上，水平滑塊43與前臂22的底端可轉動連接，并在水平伺服電機41和水平傳動機構帶動下沿水平導軌42運動。
[0028]更進一步來說，水平傳動機構包括沿所述水平導軌42設置的水平絲杠44、帶動水平絲杠44轉動的水平大同步帶輪45、與水平伺服電機41的輸出端相連的水平小同步帶輪46、以及連接水平大同步帶輪45和水平小同步帶輪46并