專利名稱：一種變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是一種變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)械自動(dòng)化水平的提高，碼垛機(jī)器人以其在機(jī)械結(jié)構(gòu)、適用范圍、靈活性、成本以及維護(hù)等方面的優(yōu)勢(shì)使其應(yīng)用漸為廣泛，并成為一種發(fā)展趨勢(shì)，廣泛應(yīng)用于食品、電子、機(jī)械、醫(yī)藥等自動(dòng)化生產(chǎn)企業(yè)。現(xiàn)有的碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為固定自由度機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)空間有限，不能根據(jù)功能需求或環(huán)境變化改變其工作空間。變胞機(jī)構(gòu)是近年來學(xué)者提出的重要概念，是可變自由度或可變構(gòu)件數(shù)目的新型機(jī)構(gòu)，這類機(jī)構(gòu)除了具有類似可展式機(jī)構(gòu)的高度可縮和可展性外，還可改變拓?fù)鋱D并導(dǎo)致變自由度，具有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化等特征，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合。將變胞機(jī)構(gòu)應(yīng)用于碼垛機(jī)器人設(shè)計(jì)，將產(chǎn)生一類新型的變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，使碼垛機(jī)器人更大發(fā)揮其功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，它能克服現(xiàn)有碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的不足，可以根據(jù)功能需求或環(huán)境等的變化，在運(yùn)動(dòng)中改變構(gòu)態(tài)，進(jìn)行自我重組或重構(gòu)，使碼垛機(jī)器人適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的—種變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，由機(jī)架、電機(jī)、連架桿、手臂桿、三角形連桿構(gòu)件和弧形限位塊構(gòu)成，所述電機(jī)為可控電機(jī)，由第一可控電機(jī)和第二可控電機(jī)組成，可控電機(jī)固連在機(jī)架上，連架桿包括第一連架桿和第二連架桿，手臂桿為彎桿，三角形連桿構(gòu)件包括第一邊桿、第二邊桿和第三邊桿，第一連架桿一端固連在第一可控電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過第一鉸鏈與手臂桿相連，第一光滑圓柱鉸鏈處同時(shí)鉸接弧形限位塊，所述第二連架桿一端固連在第二可控電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過第三光滑圓柱鉸鏈與三角形連桿構(gòu)件第一邊桿一端相連，三角形連桿構(gòu)件第一邊桿另一端通過第二光滑圓柱鉸鏈與手臂桿的中間彎折部分鉸連。所述手臂桿末端處鉸孔為變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的輸出端。所述第一連架桿和第二連架桿尺寸相同，分別由第一可控電機(jī)和第二可控電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過編程實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)器人手臂末端在工作空間內(nèi)裝卸和搬運(yùn)動(dòng)作的輸出。所述第一鉸鏈至第二鉸鏈處的長(zhǎng)度與所述三角形連桿構(gòu)件第二邊桿長(zhǎng)度相等，所述第三邊桿長(zhǎng)度等于兩可控電機(jī)間距離。工作時(shí)，通過第一鉸鏈處弧形限位塊限位，使三角形連桿構(gòu)件第二邊桿與所述手臂桿第一鉸鏈與第二鉸鏈間部分重疊，此時(shí)變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為單自由度平行四邊形機(jī)構(gòu)，三角形連桿構(gòu)件第二邊桿與所述手臂桿第一鉸鏈與第二鉸鏈間部分分開時(shí)，此時(shí)變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為兩自由度可控連桿機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)單自由度與兩自由度機(jī)構(gòu)間轉(zhuǎn)變，使碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)既具有可控機(jī)構(gòu)可控、可調(diào)、輸出柔性性能，又具有變胞機(jī)構(gòu)多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化等特征，使碼垛機(jī)機(jī)器人適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合和不同的工作對(duì)象。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于1、碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工作工程中，可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)單自由度與兩自由度轉(zhuǎn)變，為變自由度變胞機(jī)構(gòu)，具有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化特征，使碼垛機(jī)機(jī)器人適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合和不同的工作對(duì)象，機(jī)構(gòu)兩自由度時(shí)，可實(shí)現(xiàn)變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)輸出端精確定位，單自由度時(shí)，可有效實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)動(dòng)作。2、由于采用閉鏈可控連桿機(jī)構(gòu)，所有電機(jī)都安裝在機(jī)架上，有效降低手臂重量，提高碼垛機(jī)器人工作效率。3、兩可控電機(jī)通過編程可實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工作空間內(nèi)任意碼垛動(dòng)作的輸
出ο


圖1為本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)兩自由度時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。圖3為本發(fā)明所述的變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)單自由度時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。對(duì)照?qǐng)D1，所述一種變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、電機(jī)、連架桿、手臂桿、 三角形連桿構(gòu)件和弧形限位塊，所述電機(jī)為可控電機(jī)，由第一可控電機(jī)2和第二可控電機(jī)14組成，可控電機(jī)固連在機(jī)架1上。所述連架桿由第一連架桿3、第二連架桿12組成，所述手臂桿由彎桿6組成，所述三角形連桿構(gòu)件包括第一邊桿8、第二邊桿9和第三邊桿10，所述第一連架桿3 —端固連在可控電機(jī)2轉(zhuǎn)軸上，另一端通過第一光滑圓柱鉸鏈4與彎桿6 —端相連，第一光滑圓柱鉸鏈 4處同時(shí)鉸接弧形限位塊5，所述第二連架桿12 —端固連在第二可控電機(jī)13轉(zhuǎn)軸上，另一端通過第三光滑圓柱鉸鏈11與三角形連桿構(gòu)件第一邊桿8 —端相連，第一邊桿8另一端通過第二光滑圓柱鉸鏈7與彎桿6中間彎折部分鉸連，所述彎桿6末端處鉸孔14為變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的輸出端。 所述第一連架桿3、第二連架桿12尺寸相同，分別由第一可控電機(jī)2和第二可控電機(jī)14驅(qū)動(dòng)，通過編程精確實(shí)現(xiàn)變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)輸出端在工作空間內(nèi)碼垛動(dòng)作。
所述第一光滑圓柱鉸鏈4至第二光滑圓柱鉸鏈7尺寸與所述三角形連桿構(gòu)件第二邊桿尺寸相等，所述第三邊桿10長(zhǎng)度等于第一可控電機(jī)2與第二可控電機(jī)13間距離，碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作過程中，通過第一光滑圓柱鉸鏈4處的弧形限位塊5限位，使三角形連桿構(gòu)件第二邊桿9與所述手臂桿第一光滑圓柱鉸鏈4與第二光滑圓柱鉸鏈7間部分重疊，此變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為單自由度平行四邊形機(jī)構(gòu)，三角形連桿構(gòu)件第二邊桿9與所述手臂桿第一光滑圓柱鉸鏈4與第二光滑圓柱鉸鏈7間部分分開時(shí)，此變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)為兩自由度可控連桿機(jī)構(gòu)。 變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，通過第一光滑圓柱鉸鏈4處的弧形限位塊 5限位，使三角形連桿構(gòu)件第二邊桿9與所述手臂桿第一光滑圓柱鉸鏈4與第二光滑圓柱鉸鏈7間部分重疊，實(shí)現(xiàn)兩自由度與單自由度機(jī)構(gòu)間轉(zhuǎn)變，使碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)既具有可控機(jī)構(gòu)可控、可調(diào)、輸出柔性性能，又具有變胞機(jī)構(gòu)多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、多自由度變化等特征，使碼垛機(jī)機(jī)器人適應(yīng)不同任務(wù)，靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合和不同的工作對(duì)象。
權(quán)利要求
1.一種變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于，該機(jī)器人機(jī)構(gòu)由機(jī)架、電機(jī)、連架桿、 手臂桿、三角形連桿構(gòu)件和弧形限位塊構(gòu)成，所述電機(jī)為第一可控電機(jī)和第二可控電機(jī)，可控電機(jī)固連在機(jī)架上，連架桿包括第一連架桿和第二連架桿，手臂桿為彎桿，三角形連桿構(gòu)件包括第一邊桿、第二邊桿和第三邊桿，第一連架桿一端固連在第一可控電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過第一鉸鏈與手臂桿相連，第一光滑圓柱鉸鏈處同時(shí)鉸接弧形限位塊，所述第二連架桿一端固連在第二可控電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過第三光滑圓柱鉸鏈與三角形連桿構(gòu)件第一邊桿一端相連，三角形連桿構(gòu)件第一邊桿另一端通過第二光滑圓柱鉸鏈與手臂桿的中間彎折部分鉸連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一連架桿和第二連架桿尺寸相同，所述第一鉸鏈至第二鉸鏈處的長(zhǎng)度與所述三角形連桿構(gòu)件第二邊桿長(zhǎng)度相等，所述第三邊桿長(zhǎng)度等于兩可控電機(jī)間距離。
全文摘要
一種變胞機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、可控電機(jī)、連架桿、手臂桿、三角形連桿構(gòu)件和弧形限位塊，所述可控電機(jī)固連在機(jī)架上，連架桿由可控電機(jī)驅(qū)動(dòng)，三角形連桿構(gòu)件包括第一邊桿、第二邊桿和第三邊桿，手臂桿末端為輸出端，工作時(shí)，通過第一光滑圓柱鉸鏈處的弧形限位塊限位，使三角形連桿構(gòu)件的第二邊桿與手臂桿的第一光滑圓柱鉸鏈與第二光滑圓柱鉸鏈間部分重疊，實(shí)現(xiàn)兩自由度與單自由度機(jī)構(gòu)間轉(zhuǎn)變，既有可控、可調(diào)、輸出柔性性能，又有多功能階段變化、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化和多自由度變化的特征，適應(yīng)不同任務(wù)、場(chǎng)合和工作對(duì)象。
文檔編號(hào)B25J9/06GK102275743SQ201110184520
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者周曉蓉, 王汝貴, 蔡敢為, 黃院星 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)