一种多用途物料搬运工业机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种多用途物料搬运工业机器人。基座上布置腰部回转轴，腰部回转轴的顶部布置肩部俯仰转轴，肩部俯仰转轴连接大臂的一端，大臂的另一端连接肘部俯仰转轴；肘部俯仰转轴连接小臂，小臂与肘部回转轴连接，肘部回转轴的顶端布置腕部，腕部上设置腕部俯仰轴与操作器回转轴，操作器回转轴连接末端操作器。本实用新型所提供的多功能物料搬运机器人，利用基座，大臂，小臂，手腕和末端操作器之间的默契配合，提高劳动生产率，降低生产成本。当要搬运板材和管材着两种工件时，该机器人不需要人工介入，就能更换末端操作器，且只需一个末端操作器，就能代替连个专用。
【专利说明】 一种多用途物料搬运工业机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种多功能物料搬运工业机器人。
【背景技术】
[0002]我国现阶段正在大力发展机械制造业，机械制造业是一个国家和名族硬实力的体现，而机械制造业中一个很重要的发展方向就是借助于现代科学技术，实现自动化的制造过程。在发展过程中，各种类型的工业机器人在其中起到一个很重要的作用，很多操作任务将会由各种各样的工业机器人来完成。
[0003]目前我国机器人的基础数量很低，以工业机器人为例，到了2010年我国机器人拥有量只能达到世界拥有量1.38%?2%，这与我国作为21世纪前半叶世界主要制造国的要求差距太大，如果这种差距只能以进口机器人来弥补，其巨大损失不是可以用货币损失来计算的。可见，无论从资金方面考虑，还是从长远利益考虑，我们有必要自主地对机器人进行研究和开发。但是由于国内机器人的科研与开发与国外尚有较大差距，虽然计划开发的机器人基本上采用的是在国外基本成熟的技术，但国内各单位对这些技术的了解有相当部分还停留在文献上或局部技术上。所以我们应该从基本做起，有必要研制少数型号的机器人和开展一批基础技术研究作为机器人课题的主要研究与开发内容。
实用新型内容
[0004]本实用新型为解决物料搬运工业机器人设备配备不完善人工流水作业，工作效率低下；常规物料搬运机器人在搬运不同类型材料、摆放方式不同需要人工更换末端操作器等问题提供了一种多用途物料搬运工业机器人。
[0005]本实用新型所述的一种多用途物料搬运工业机器人，包括腰部回转轴，肩部俯仰转轴，肘部俯仰转轴，肘部回转轴，腕部俯仰轴，操作器回转轴，大臂，小臂，基座，腕部，末端操作器；所述的基座上布置腰部回转轴，腰部回转轴的顶部布置肩部俯仰转轴，肩部俯仰转轴连接大臂的一端，大臂的另一端连接肘部俯仰转轴；肘部俯仰转轴连接小臂，小臂与肘部回转轴连接，肘部回转轴的顶端布置腕部，腕部上设置腕部俯仰轴与操作器回转轴，操作器回转轴连接末端操作器。
[0006]本实用新型所述的多用途物料搬运工业机器人，还包括伺服电机；所述的操作器回转轴与伺服电机连接，传动齿轮组安装在末端操作器内，伺服电机通过齿轮组驱动操作器回转轴的转动。
[0007]本实用新型所述的多用途物料搬运工业机器人，还包括板材吸盘与管材抓手；所述的末端操作器的一端布置板材吸盘、另一端布置管材抓手，管材抓手通过伸缩气缸驱动。
[0008]本实用新型所述的多用途物料搬运工业机器人，所述管材抓手的手指分为外侧摩擦指和内侧夹持指。
[0009]有益效果
[0010]本实用新型所提供的多功能物料搬运机器人，利用基座，大臂，小臂，手腕和末端操作器之间的默契配合，提高劳动生产率，降低生产成本。当要搬运板材和管材着两种工件时，该机器人不需要人工介入，就能更换末端操作器，且只需一个末端操作器，就能代替连个专用末端操作器。该机器人的末端操作器能稳牢的搬运任何姿势码放的管材。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0012]图2是末端操作器的整体图；
[0013]图3是图2中A-A的剖面示意图；
[0014]图4是大臂内齿轮副传动组件的结构示意图；
[0015]图5是小臂内齿轮副传动组件的结构示意图；
[0016]图中:1为腰部回转轴；2为肩部俯仰转轴；3为肘部俯仰转轴；4为肘部回转轴；5为腕部俯仰轴；6为操作器回转轴；7为驱动伺服电机；8为大臂；9为末端操作器；10为板材吸盘；11为管材抓手；12为小臂；13为基座；14为腕部；15为传动齿轮组；16为伸缩气缸；17为外侧摩擦指；18为内侧夹持指。
[0017]具体实施方案:
[0018]下文结合附图对本实用新型进一步说明:
[0019]如图1所示，本实用新型所提及的多用途物料搬运工业机器人，包括包括基座13，大臂8，小臂12，腕部14和末端操作器9。具有腰部回转轴1，肩部俯仰转轴2，肘部俯仰转轴3，肘部回转轴4，腕部俯仰轴5，操作器回转轴6六个自由度转轴。
[0020]该六自由度旋转的方式为:大臂8绕腰部回转轴I水平旋转，同时又绕肩部俯仰转轴2相对于腰部回转轴I垂直旋转；肩部俯仰转轴2和肘部俯仰转轴3相互平行，小臂12绕肘部俯仰转轴3相对于大臂8垂直旋转，肘部回转轴4安装在小臂12内，相对于肘部俯仰转轴3互相垂直，肘部回转轴4 一端连接腕部14 ;腕部俯仰轴5安装在腕部14中，与肘部回转轴4相互垂直，腕部俯仰轴5另一端连接操作器回转轴6 ;操作器回转轴6安装在末端操作器9中，与腕部俯仰轴5相互垂直。除了操作器回转轴6的驱动伺服电机7安装在末端操作器9内，其他伺服电机7均在机器人部件外部。
[0021]工作方式:腰部回转轴I的水平旋转，促使大臂8水平旋转，肩部俯仰转轴2的竖直旋转，促使大臂8的俯仰。肘部俯仰转轴3的竖直旋转，促使小臂12和腕部14的俯仰。肘部回转轴4的旋转，促使腕部14的旋转。腕部俯仰轴5的旋转，促使末端操作器9的俯仰。操作器回转轴6的旋转，促使末端操作器9的旋转。腰部回转轴1、肩部俯仰转轴2和肘部俯仰转轴3是用来决定末端操作器9的位置，肘部回转轴4，腕部俯仰轴5和操作器回转轴6是用来决定末端操作器9的姿态。
[0022]如图2和图3所示:操作器回转轴6的驱动伺服电机7和传动齿轮组15安装在末端操作器9内，伺服电机7通过齿轮组15驱动操作器回转轴6的转动。板材吸盘10和管材抓手11分别安装在末端操作器9的两端，管材抓手11使用伸缩气缸16来驱动。操作器回转轴6的转动，就可以方便的达到免人工介入切换末端操作器的目的。
[0023]管材抓手11的手指分为外侧摩擦指17和内侧夹持指18。如果要将垂直摆放的管件提起，可将外侧摩擦指17垂直插入管件中，伸缩气缸16运动，依靠摩擦力将管件提起。如要将水平摆放的管件提起，可直接使用内侧夹持指18，伸缩气缸16运动，依靠夹持力将管件提起。
【权利要求】
1.一种多用途物料搬运工业机器人，其特征在于:包括腰部回转轴(1)，肩部俯仰转轴(2)，肘部俯仰转轴(3)，肘部回转轴(4)，腕部俯仰轴(5)，操作器回转轴(6)，大臂(8)，小臂(12)，基座(13)，腕部(14)，末端操作器(9);所述的基座(13)上布置腰部回转轴(1)，腰部回转轴(I)的顶部布置肩部俯仰转轴(2)，肩部俯仰转轴(2)连接大臂(8)的一端，大臂(8)的另一端连接肘部俯仰转轴(3);肘部俯仰转轴(3)连接小臂(12)，小臂(12)与肘部回转轴(4)连接，肘部回转轴(4)的顶端布置腕部(14)，腕部(14)上设置腕部俯仰轴(5)与操作器回转轴(6)，操作器回转轴(6)连接末端操作器(9)。
2.根据权利要求1所述的多用途物料搬运工业机器人，其特征在于:还包括伺服电机(7);所述的操作器回转轴(6)与伺服电机(7)连接，传动齿轮组(15)安装在末端操作器(9)内，伺服电机(7)通过齿轮组(15)驱动操作器回转轴(6)的转动。
3.根据权利要求1所述的多用途物料搬运工业机器人，其特征在于:还包括板材吸盘(10)与管材抓手(11);所述的末端操作器(9)的一端布置板材吸盘(10)、另一端布置管材抓手(11)，管材抓手(11)通过伸缩气缸(16 )驱动。
4.根据权利要求3所述的多用途物料搬运工业机器人，其特征在于:所述管材抓手(11)的手指分为外侧摩擦指(17)和内侧夹持指(18)。
【文档编号】B25J9/08GK203438234SQ201320434383
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】陈蓓玉, 杨乐, 刘平音, 刘喆 申请人:南京信息工程大学