一种智能搬运机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能搬运机器人技术领域，特别涉及一种工业生产搬运机器人。
【背景技术】
[0002]搬运机器人经过多年的研究获得了很大发展，其灵活性、适应性、速度和抓取能力不断提高，搬运机器人的使用可以提高生产率和系统自动化程度，降低工人的劳动强度，提高作业系统的准确性。
[0003]作为一种典型的工业机器人，搬运机器人广泛应用于化工、食品加工与包装等诸多领域，在极大提高生产效率、增强安全可靠性的同时，可有效地减少人力资源开支、促使企业经济效益最大化、推动企业产业结构的升级与调整。在国外，搬运机器人技术及其推广应用已经非常成熟。作为一种标准的工业自动化装备，搬运机器人已经被广泛应用于各种生产、制造领域，大部分自动化生产线都采用搬运机器人代替人工搬运作业。2011年德国KUKA公司推出的UltraK系列搬运机器人，其负载可达270KG，工作范围为2901mm，重复精度可达±0.06 mm，最高速度可以达到2100次/时，其推出的KA1000 1300 TITAN PA负载竟可高达1300KG，是名符其实的“泰坦之手”。在我国，尤其是近些年来，伴随着科学技术的巨大进步和快速发展、企业生产规模的持续扩大以及生产自动化水平的不断提高，搬运机器人的柔性、作业速度、故障诊断处理能力及安全可靠性等各方面性能在不断提高的同时，开发成本也在不断降低；同时，受益于国家科研政策的不断完善、科研投入的持续加大、对工业机器人产业及相关企业的大力扶持，我国的工业机器人技术取得了长足进步，搬运机器人得以不断地推广应用和快速发展，在应用与发展中促进机器人技术进一步不断完善、成熟。这些都有效地促进了搬运机器人的推广应用及其整个行业的产业化发展。
[0004]公开号为CN203003890U，名称为一种多自由度可控机构式码垛机器人的专利中，采用伺服电机控制，所有电机均安装在机架上，能克服传统码垛机器人关节笨重、刚度差、惯性大、误差累积大等不同，具有可控、可调、性能优良、输出柔性、机电融合的性能，并可以根据实际需要，柔性调节运动轨迹，精细地实现手抓定位合搬运动作。
[0005]上述专利文献的技术方案中，通过在采用伺服电机控制，并且将电机安装在机架上，虽然具有可控、可调、性能优良、输出柔性等特点，但是，其运动轨迹都是预先设定，修正运动轨迹需要将整套机械关停后，通过特定的端口，将新运动轨迹转换而来的代码刷入机器人，重新开启才能实现运动轨迹的变更，只适合作业比较单一的工业现场，然而，实际工业的作业现场环境复杂多样，不同类型、不同尺寸的产品穿插交错，常见的工业搬运机器人存在移动灵活性差，控制精度较低，工作范围有限等问题，已经无法满足实际工业作业中的需要。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种智能搬运机器人，使其能够用于多种不同类型不同尺寸的产品，如箱型，袋装产品等的堆垛，不仅具备结构尺寸紧凑、负载能力强、稳定性好等优点，而且同时一台搬运机器人可配合多个生产线作业。
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案:
[0008]—种智能搬运机器人，包括机械本体和控制系统，所述机械本体包括用来支撑和固定的固定基座，还包括设置在所述固定基座上的运动机构，以及传递各种运动指令，控制整个运动轨迹的机械臂，和实现各项操作的末端机械手爪，其中，所述运动机构能够来回移动，或者左右旋转地安装在所述固定基座上，所述机械臂可旋转的连接到所述运动机构上，所述机械臂与末端机械手爪驱动连接。
[0009]优选地，所述运动机构包括，提供腰部旋转运动的第一旋转节点，方便竖直旋转的第二旋转节点，以及控制整个机构左右旋转的第三旋转节点，和旋转调整所述末端机械手爪的第四旋转节点，其中，所述第一旋转节点，设置在所述运动机构与所述固定基座的底板之间，所述第二旋转节点设置在所述固定基座的底板之上，沿垂直方向延伸，所述第三旋转节点设置在所述第二旋转节点上端构成的水平面上，所述第四旋转节点设置在所述机械臂与所述末端机械手爪之间，进一步地，所述第一旋转节点沿着所述固定基座顶面的横向延伸设置，较佳地，所述第一旋转节点设置在所述固定基座顶端面沿纵向靠近面中间的位置，以便更好的方便整个机器人在所述固定基座上的横向方向上的旋转调节；
[0010]进一步地，所述第二旋转节点为多个，沿着所述固定基座顶面的纵向间隔的设置，这样，可以将整个搬运机器人的负载及自身重量均分到多个所述第二旋转节点上，避免了单个的第二旋转节点因为承载较大而容易发生弯曲变形现象的发生;具体的，所述第二旋转节点为3个，沿着所述固定基座顶面的纵向间隔均布。
[0011]优选地，所述机械臂包括主臂，以及与所述主臂驱动连接，提供驱动和支撑的支臂，和用来连接并传递驱动力的支架，其中，所述支臂一端与所述运动机构通过销轴形成可旋转的连接，相对设置的另外一端通过所述支架与所述主臂驱动的连接，通过所述支臂与支架之间特定的连接，可驱动所述主臂沿着与其连接端自由的旋转举升，从而实现整个智能搬运机器人在作业范围内的任意切换。
[0012]优选地，所述支臂包括前臂和后臂，其中，所述前臂与后臂两端分别与所述运动机构和支架独立间隔的连接，其连接的旋转轴相对错位的设置，形成一个四连杆的举升机构；进一步的，为了方便更好的传递举升的驱动力，所述前臂与主臂同轴的与所述支架可旋转的连接。
[0013]优选地，还设置有滑座，所述滑座包括与所述前臂远离与所述支架固定端的另外一端旋转连接的水平滑座，和与所述后臂远离与所述支架固定端的另外一端旋转连接的竖直滑座，其中，所述水平滑座和竖直滑座分别与所述运动机构。
[0014]优选地，还设置有固定件，所述固定件包括与所述滑座固定的连杆基座，和用来连接所述辅助杆的支臂连杆，以及固定在主臂上的腕部安装座。
[0015]优选地，所述支架设置成三角形的外形，其中，所述前臂和主臂与所述支架通过第一轴可旋转的连接，所述后臂与所述支架通过第二轴可旋转的连接，所述第一轴和所述第二轴间隔设置在支架的短边的一侧。
[0016]优选地，还包括辅助臂，所述辅助臂包括一端通过第三轴固定在所述支架上，相对设置的另外一端与所述支臂平行延伸设置的第一辅助杆，和一端通过第四轴固定在所述支架上，相对设置的另外一端与所述主臂平行设置的第二辅助杆，其中，所述第三轴和第四轴间隔的设置所述支架上。
[0017]优选地，所述控制系统包括人机交互模块、I/O模块、通信模块、伺服模块、实时监控模块及运动控制模块，所述居多模块彼此之间采用标准的总线结构，利用工业以太网络进行通?目。
[0018]优选地，所述控制系统采用二级CPU主从式的控制结构，其中，智能搬运机器人的语言编译、系统管理等功能主要由所述主CPU实现，所述从CPU从公共内存中读取相关数据，所述主、从CPU之间通过Ethernet进行系统通讯，利用公共内存完成数据交换。
[0019]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果:1、能够适应于不同类型、不同尺寸的混合产品，例如箱型、袋装产品等组成的堆垛，不仅具备结构尺寸紧凑、负载能力强、稳定性好等优点，而且从机构上保证了搬运机器人的运动是解耦的，即机器人的末端姿态调整机构与位置机构之间虽相互有所关联但却又互不影响。
[0020]2、本实用新型的控制系统采用二级CPU主从式的控制结构，它具有计算速度较快、响应时间较短、实时性较好、成本较低、扩展性好、可适用于对精度、速度等有较高要求的运动控制场合。而且，该控制系统具备较好的开放性，通过搭配I/O扩展模块，能够方便地进行I/O扩展，控制精度较高，机械臂及抓手可灵活调节，工作范围较宽。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例提供的一种智能搬运机器人的结