三自由度混联式全向移动搬运机器人的制作方法_2

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轮均为三排全向轮,且在所述的左行走轮、右行走轮、前换向轮和后换向轮的轮毂上均设有三排交错布置的轮毂齿和从动轮。
[0014]所述的主回转装置用于驱动升降装置及安装在升降装置顶部的并联工作臂向左或向右转动,所述的主回转装置包括回转减速电机、回转驱动齿轮、回转从动齿轮轴、圆柱滚子轴承、滚子止推轴承、轴承端盖和回转罩。其中,所述的回转减速电机通过螺钉固定安装在车架的底部,为回转驱动齿轮提供回转动力;所述的回转驱动齿轮安装在回转减速电机的输出轴上,且与回转减速电机的输出轴通过平键相连接;所述的回转从动齿轮轴通过两个圆柱滚子轴承、一个滚子止推轴承与车架相连接,所述的回转从动齿轮轴顶部的从动齿轮与回转驱动齿轮相啮合;所述的滚子止推轴承位于圆柱滚子轴承的下方,且通过轴承端盖固定在车架内,所述的轴承端盖通过螺钉固定安装在车架的底部;起保护与防尘作用的回转罩套安装在回转驱动齿轮、回转从动齿轮轴的外部,且通过螺钉与车架相固连。
[0015]所述的并联工作臂用于支撑末端回转装置和夹持器并调节末端回转装置和夹持器的工作姿态,所述的并联工作臂包括固定平台、左丝杠模块、右丝杠模块、第一支链、第二支链、第三支链、第四支链和运动平台。其中,所述的固定平台固定安装在升降装置的顶部,左丝杠模块与右丝杠模块对称布置在固定平台的下方;所述的第一支链、第二支链的上端与左丝杠模块通过螺旋副相连接,第一支链、第二支链的下端与运动平台相固连;所述的第三支链、第四支链的上端与右丝杠模块通过螺旋副相连接,第三支链、第四支链的下端与运动平台相固连。
[0016]所述的左丝杠模块包括左电机、左双螺旋丝杠和左轴承座,用于调节第一支链与第二支链的上端间距。用于为左双螺旋丝杠提供动力的左电机通过螺钉固定在固定平台的下方,且与左双螺旋丝杠通过联轴器相连接,所述的左双螺旋丝杠两端均通过左轴承座固定安装在固定平台的下方。所述的右丝杠模块包括右电机、右双螺旋丝杠和右轴承座,用于为右双螺旋丝杠提供动力的右电机通过螺钉固定在固定平台的下方,且与右双螺旋丝杠通过联轴器相连接,所述的右双螺旋丝杠两端均通过右轴承座固定安装在固定平台的下方。所述的左双螺旋丝杠、右双螺旋丝杠的前端均为左旋螺纹,所述的左双螺旋丝杠、右双螺旋丝杠的后端均为右旋螺纹。
[0017]所述的第一支链由第一滑块螺母、第一转动副、第一连杆和第一万向节组成。其中,第一滑块螺母与左双螺旋丝杠通过右旋螺纹相连接,且第一滑块螺母的顶部与固定平台的底平面保持面接触,以限制第一滑块螺母绕其轴线转动;所述的第一连杆的上端通过第一转动副与第一滑块螺母相连接,第一连杆的下端通过第一万向节与运动平台相连接;所述的第一转动副的轴线与第一万向节的十字轴的一条轴线相平行。
[0018]所述的第二支链由第二滑块螺母、第二转动副、第二连杆和第二万向节组成,所述的第二滑块螺母与左双螺旋丝杠通过左旋螺纹相连接,且第二滑块螺母的顶部与固定平台的底平面保持面接触,以限制第二滑块螺母绕其轴线转动;所述的第二连杆的上端通过第二转动副与第二滑块螺母相连接,第二连杆的下端通过第二万向节与运动平台相连接;所述的第二转动副的轴线与第二万向节的十字轴的二条轴线相平行。
[0019]所述的第三支链由第三滑块螺母、第三转动副、第三连杆和第三万向节组成,所述的第三滑块螺母与左双螺旋丝杠通过右旋螺纹相连接,且第三滑块螺母的顶部与固定平台的底平面保持面接触,以限制第三滑块螺母绕其轴线转动;所述的第三连杆的上端通过第三转动副与第三滑块螺母相连接,第三连杆的下端通过第三万向节与运动平台相连接;所述的第三转动副的轴线与第三万向节的十字轴的三条轴线相平行。
[0020]所述的第四支链由第四滑块螺母、第四转动副、第四连杆和第四万向节组成,所述的第四滑块螺母与左双螺旋丝杠通过左旋螺纹相连接,且第四滑块螺母的顶部与固定平台的底平面保持面接触,以限制第四滑块螺母绕其轴线转动;所述的第四连杆的上端通过第四转动副与第四滑块螺母相连接,第四连杆的下端通过第四万向节与运动平台相连接;所述的第四转动副的轴线与第四万向节的十字轴的四条轴线相平行。所述的第一连杆与第二连杆、第三连杆、第四连杆的长度相等。
[0021]所述的第一转动副的轴线与第二转动副的轴线相平行,所述的第三转动副的轴线与第四转动副的轴线相平行,所述的第一转动副的轴线与第三转动副的轴线相平行。
[0022]所述的升降装置用于调节并联工作臂的高度,所述的升降装置包括导向套管、导向柱、升降丝杠、升降螺母、升降电机、波纹防尘管和固定套管。其中,所述的导向套管、导向柱均有两个,所述的导向套管的底部通过螺钉固定安装在回转从动齿轮轴的顶部,所述的导向柱置于导向套管内,且导向柱的顶部与并联工作臂的固定平台通过螺钉相固连;所述的升降螺母位于导向套管的顶部,且与导向套管相固连;所述的升降电机固定安装在固定平台的顶部,为升降丝杠的转动提供动力;所述的升降丝杠的上端与升降电机通过联轴器相连接,升降丝杠的下端与升降螺母通过螺纹相连接;所述的固定套管固定安装在导向套管的外面,具有伸缩功能的波纹防尘管套在导向柱的外面,且波纹防尘管的上端与固定平台相固连,波纹防尘管的下端与固定套管相固连。
[0023]所述的末端回转装置用于驱动夹持器进行回转,并配合并联工作臂一起调节夹持器的倾角。所述的末端回转装置包括末端回转电机、末端回转减速器、末端主动齿轮、末端从动齿轮轴和固定环。所述的末端回转电机的输出轴与末端回转减速器的输入端相连接,为末端主动齿轮提供回转动力;所述的末端回转减速器固定安装在并联工作臂的运动平台的一侧,末端主动齿轮安装在末端回转减速器的输出轴上,且与末端回转减速器的输出轴通过平键相连接;所述的末端从动齿轮轴安装在并联工作臂的运动平台上,且与运动平台通过轴承相连接;所述的末端主动齿轮与末端从动齿轮轴顶部的从动齿轮保持啮合,且所述的末端从动齿轮轴为空心齿轮轴;所述的固定环位于末端从动齿轮轴的下端,且与末端从动齿轮轴通过锁紧螺钉相连接。
[0024]所述的夹持器包括夹紧气缸、左夹板、右夹板、勾爪气缸和勾爪,用于夹持待搬运物品。所述的夹紧气缸位于末端回转装置的固定环的下方,为左夹板、右夹板提供夹持动力,且所述的夹紧气缸采用双导杆型双缸气缸。所述的夹紧气缸与固定环通过螺钉相连接,在所述的夹紧气缸的左右两端分别设有左输出板、右输出板。所述的左夹板位于夹紧气缸的左侧端,且通过螺钉固定安装在夹紧气缸的左输出板上;所述的右夹板位于夹紧气缸的右侧端,且通过螺钉固定安装在夹紧气缸的右输出板上。所述的勾爪气缸安装在右夹板的外侧,为勾爪的运动提供动力。勾爪气缸的上端与右夹板通过铰链相连接,勾爪气缸的下端与勾爪通过铰链相连接。所述的勾爪位于右夹板的下方,且与右夹板通过铰链相连接。在夹持器执行夹持待搬运物品任务时,勾爪用于支撑待搬运物品的底部,起托底和防滑作用。
[0025]使用时,可根据实际使用的需要,通过控制行走减速电机、前换向电机和后换向电机,使前换向轮或后换向轮正对待搬运物品。然后,通过控制回转减速电机和升降电机,将夹持器的位置调整到待搬运物品的上方。接着,驱动并联工作臂中的左电机、右电机以及末端回转装置中的末端回转电机,微调夹持器的倾角;驱动夹紧气缸调整左夹板、右夹板的间距,使勾爪气缸收缩,确保勾爪处于打开状态。再驱动升降电机使夹持器下降,也可以同步驱动左电机、右电机使第一滑块螺母、第二滑块螺母、第三滑块螺母和第四滑块螺母同步内移进而实现夹持器下降。最后,驱动夹紧气缸使左夹板、右夹板夹紧带搬运物品,同时驱动勾爪气缸使勾爪闭合,对待搬运物品进行托底。抓取任务完成后,先驱动升降电机使夹持器连同待搬运物品上升,也可以同步驱动左电机、右电机使第一滑块螺母、第二滑块螺母、第三滑块螺母和第四滑块螺母同步外移进而实现夹持器连同待搬运物品上升;再控制回转减速电机,使夹持器连同待搬运物品绕升降丝杠的轴线向左或向右转动90°后再执行行走或转向任务,以搬运机器人在行走过程中的抗倾覆能力和在搬运过程中的平稳性。
[0026]本发明中为并联
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