专利名称：圆柱仓库码垛机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人的机械结构，特别涉及圆柱式仓库码垛机器人，属 于机器人领域。
背景技术：
码垛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，提高仓储系统的准确性，在如金融等行业中应用还可以增加系统的安全性。
码垛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。但现有的码垛机器人多为关节型机器人，其手臂多采用各 种连杆机构，手臂各段只能绕其关节运动副旋转，驱动电机的动力经各级连杆 传到机器人末端执行器，导致机器人末端执行器运动控制的非线性，使得其位 置控制算法十分复杂。特别是用于码垛位置变化较多且变化频率较快的场合， 给位置控制计算带来巨大的工作量，不利于进行高速码垛或拆垛。 发明内容
本实用新型的目的，在于提供一种不必经过各级连杆机构进行动力传递， 尽量少用或不用手臂各段只能绕其关节运动副旋转，结构简单，位置控制计算 容易，可以实现高速堆垛拆垛的机器人。
本实用新型通过以下技术方案实现本码垛机器人包括底座、机身回转机 构、手臂升降机构、手爪伸縮机构；所述机身回转机构包括机架、回转轴、机 架回转伺服电机、机架回转伺服电机减速箱、旋转编码器、主动齿、从动齿； 所述手臂升降机构包括手臂、手臂升降伺服电机、手臂升條伺服电机减速器、 手臂升降丝杆、手臂升降丝杆螺母、手臂升降垂直导轨、手臂升降垂直滑块、 所述手爪伸縮机构包括手爪伸縮丝杆、手爪伸縮丝杆螺母、手爪伸縮丝杆伺服 电机及减速箱、手爪。
其连接关系为与机架刚性相连的回转轴穿过底座的上底，并与底座腔体 内的旋转编码器相连接，旋转编码器置于底座的下底上；回转轴与从动齿中心 孔紧配合；与从动齿啮合的主动齿经轴与机架回转伺服电机减速箱和机架回转 伺服电机相连接；手臂升降导轨两端分别与机架的上、下底固接；手臂升降丝 杆的下端安装于机架下底，上端穿过机架上底后与手臂升降丝杆伺服电机减速 箱及手臂升降丝杆伺服电机相连接；手臂通过手臂升降滑块安装在手臂升降导 轨上，并与手臂升降丝杆螺母刚性连接；带减速箱的手爪伸縮丝杆伺服电机安 装固定在机架侧壁上，并经轴与手爪伸縮丝杆相连接，手爪伸縮丝杆底部置于 手臂上并可沿手臂滑行，手爪与手爪伸縮丝杆螺母刚性连接。
本实用新型的有益效果是，由于本机器人各部分由各个单独的伺服电机驱 动，不使用连杆机构，避免了机器人末端执行器运动控制的非线性问题，不仅 使得其位置控制算法十分简单，各部分驱动的控制算法也都十分简单。即使是 用于码垛位置变化较多且变化频率较快的场合，位置控制计算均很容易，且控 制位置准确，实现了机器人高速码垛或拆垛。机器人的整体结构也不复^。
图1是本实用新型圆柱仓库码垛机器人的结构图
各附图标记为1、手臂升降丝杆伺服电机；2、手臂升降丝杆伺服电机减 速箱；3、手臂升降丝杆；4、手臂升降丝杆螺母；5、带减速箱的手爪伸縮丝杆 伺服电机；6、手爪伸縮丝杆；7、手爪伸縮丝杆螺母；8、手爪；9、手臂; 10、主动齿；11、机架回转伺服电机减速箱；12、机架回转伺服电机；13、 从动齿；14、旋转编码器；15、回转轴；16、手臂升降滑块；17、手臂升 降导轨；18、机架；19、底座。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例结构如图1所示，带减速箱11的机架回转伺服电机12通过齿轮
传动机构的主动齿10、从动齿13驱动回转轴15，实现机架18绕竖直方向的回 转运动，其回转的角度大小由与回转轴同轴连接的旋转编码器检测和控制。带 减速箱2的手臂升降伺服电机1经轴连驱动手臂升降丝杆3，使固定于手臂升降 丝杆螺母4上的手臂9实现上升或下降；带减速箱的手爪伸縮丝杆伺服电机5 经轴连驱动手爪伸縮丝杆6，使固定于手爪伸縮丝杆螺母上的手爪8实现伸出或 縮回。上述三种运动的组合即可满足机器人码垛和拆垛的需要。
权利要求1.一种圆柱仓库码垛机器人，其特征在于，本码垛机器人包括底座(19)、机身回转机构、手臂升降机构、手爪伸缩机构；所述机身回转机构包括机架、回转轴(15)、机架回转伺服电机(12)、机架回转伺服电机减速箱(11)、旋转编码器(14)、主动齿(10)、从动齿(13)；所述手臂升降机构包括手臂(9)、手臂升降丝杆伺服电机(4)、手臂升降丝杆伺服电机减速器(2)、手臂升降丝杆(3)、手臂升降丝杆螺母(4)、手臂升降导轨(17)、手臂升降滑块(16)；所述手爪伸缩机构包括手爪伸缩丝杆、手爪伸缩丝杆螺母(7)、手爪伸缩丝杆伺服电机(1)及手爪伸缩丝杆伺服电机减速箱(2)、手爪(8)；其连接关系为与机架刚性相连的回转轴穿过底座的上底，并与底座(19)腔体内的旋转编码器(14)相连接，旋转编码器(14)置于底座(19)的下底上；回转轴(15)与从动齿中心孔紧配合；与从动齿(13)啮合的主动齿(10)经轴与机架回转伺服电机减速箱和机架回转伺服电机(12)相连接；手臂升降导轨两端分别与机架的上、下底竖直固接；手臂升降丝杆(3)竖直安装，其下端安装于机架下底，上端穿过机架上底后与手臂升降丝杆伺服电机减速箱(2)及手臂升降丝杆伺服电机(1)相连接；手臂(9)通过手臂升降滑块(16)安装在手臂升降导轨(17)上，并与手臂升降丝杆螺母(4)刚性连接；带减速箱的手爪伸缩丝杆伺服电机(1)安装固定在机架侧壁上，并经轴与手爪伸缩丝杆(6)相连接，手爪伸缩丝杆(6)底部置于手臂上并可沿手臂(9)滑行，手爪(8)与手爪伸缩丝杆螺母(7)刚性连接。
专利摘要本实用新型提供了一种圆柱仓库码垛机器人。它由底座、机身回转机构、手臂升降机构、手爪伸缩机构几部分组成，各部分由单独的伺服电机驱动，从而实现了机身的回转，手臂的升降，手爪的伸缩三种运动，这三种运动的合成即实现和协调了机器人的动作，即实现了机器人的码垛和拆垛，由于本机器人不采用传统机器人多关节的连杆结构，故避免了传统机器人手臂各段只能绕其关节运动副旋转，导致机器人末端执行器运动控制的非线性，使得其位置控制算法十分复杂的缺陷。本机器人的位置控制计算及整体结构简单，适合作为码垛机器人，特别是圆柱仓库码垛机器人。
文档编号B25J3/00GK201198134SQ20082008121
公开日2009年2月25日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者帆 晋, 鄢大鹏 申请人:昆明理工大学