CN205343121U - 一种工业机器人 - Google Patents

Abstract

一种工业机器人，包括基座和物品取放装置，其特征在于还包括主轴、摆动臂和伸缩臂；主轴为上下走向，基座上设有能够驱动主轴升降及转动的升降及转动机构，摆动臂与主轴上端连接；伸缩臂安装在摆动臂上并且与摆动臂相互平行，摆动臂上设有能够驱动伸缩臂沿摆动臂的长度方向移动的伸缩机构；所述物品取放装置安装在伸缩臂上。本实用新型结构简单紧凑，动作灵活，通过升降及转动机构和伸缩机构的动作组合，能够灵活改变物品取放装置在立体空间中的位置，实现物品的移动，具有较强的适用性。

Description

一种工业机器人

技术领域

本实用新型涉及一种工业机器人。

背景技术

工业机器人通常用于将物品从某一位置取出，再将物品送到目标位置后释放，从而实现物品的移动。目前为了实现物品移动，一般采用机械手，然而，机械手大多结构不够紧凑，占用较大的安装空间；而有些机械手动作不够灵活，通常只能完成较为简单的动作，功能单一，适用性较差，往往需要多台机械手配合才能将物品从起始位置移动到目标位置，既增加设备成本，又占用较大空间。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单紧凑且动作灵活的工业机器人。采用的技术方案如下：

一种工业机器人，包括基座和物品取放装置，其特征在于还包括主轴、摆动臂和伸缩臂；主轴为上下走向，基座上设有能够驱动主轴升降及转动的升降及转动机构，摆动臂与主轴上端连接；伸缩臂安装在摆动臂上并且与摆动臂相互平行，摆动臂上设有能够驱动伸缩臂沿摆动臂的长度方向移动的伸缩机构；所述物品取放装置安装在伸缩臂上。

上述工业机器人中，摆动臂和伸缩臂共同构成工业机器人的手臂，物品取放装置用于取、放物品。升降及转动机构可带动主轴、摆动臂、伸缩机构、伸缩臂和物品取放装置一起上升或下降一定高度，并带动摆动臂、伸缩机构、伸缩臂和物品取放装置一起绕主轴摆动一定角度。伸缩机构能够带动伸缩臂沿摆动臂的长度方向伸出或回缩一定距离，从而改变工业机器人手臂的长度，即改变物品取放装置与主轴之间的距离。通过升降及转动机构和伸缩机构的动作组合，能够灵活改变物品取放装置在立体空间中的位置，实现物品的移动。实际生产中，可对上述升降高度、转动角度和伸缩距离进行调节，以满足生产需要。通过基座与其他生产设备的机架连接，或者设置单独的支架来安装工业机器人，或将基座安装于地面上，可较为灵活地选择工业机器人的安装位置。

上述升降及转动机构具备升降、转动两种动作控制功能，通常有以下两种设计方式：（1）升降及转动机构包括升降机构、升降台和转动机构，升降机构设于基座上，升降机构的动力输出端与升降台连接，转动机构设于升降台上，转动机构的动力输出端与主轴连接；或（2）升降及转动机构包括转动机构、旋转台和升降机构，转动机构设于基座上，转动机构的动力输出端与旋转台连接，升降机构设于旋转台上，升降机构的动力输出端与主轴连接。

优选方案中，上述升降及转动机构包括升降机构、升降台和转动机构；升降机构包括升降电机和升降螺杆，升降螺杆可转动安装在基座上，升降螺杆为上下走向，升降电机固定安装在基座上，升降电机的动力输出轴与升降螺杆下端传动连接（升降电机的动力输出轴通常通过齿轮组或带传动机构等传动机构与升降螺杆下端传动连接），升降台上设有与升降螺杆相啮合的螺母或螺孔；转动机构包括转动电机，转动电机固定安装在升降台上，主轴可转动安装在升降台上，转动电机的动力输出轴与主轴下端传动连接（转动电机的动力输出轴通常通过齿轮组或带传动机构等传动机构与主轴下端传动连接）。更优选方案中，上述基座上设有上下走向的升降导轨，升降台上设有与升降导轨滑动配合的升降滑块，通过升降滑块与升降导轨的配合，可引导升降台更为平稳地升降。上述升降电机和转动电机通常采用伺服电机。

优选方案中，上述伸缩机构包括伸缩电机、主动带轮、从动带轮和传动带，主动带轮、从动带轮均可转动安装在摆动臂上，主动带轮、从动带轮共同将传动带张紧，传动带的两个直线段均平行于摆动臂的长度方向，伸缩电机固定安装在摆动臂上，伸缩电机的动力输出轴与主动带轮传动连接；伸缩臂与传动带的一个直线段固定连接。更优选方案中，上述摆动臂上设有水平导轨，水平导轨平行于摆动臂的长度方向，伸缩臂上设有与水平导轨滑动配合的第二滑块，通过第二滑块与水平导轨的配合，可引导伸缩臂更为平稳地伸缩。优选上述传动带为同步带，主动带轮、从动带轮为与传动带相匹配的同步带轮。伸缩电机通常采用伺服电机。

上述伸缩机构也可包括伸缩电机和水平螺杆，水平螺杆可转动安装在摆动臂上并且平行于摆动臂的长度方向，伸缩臂上设有与水平螺杆啮合的螺孔或螺母，伸缩电机的动力输出轴与水平螺杆一端传动连接。伸缩电机带动水平螺杆转动时，可带动伸缩臂沿摆动臂的长度方向移动。

上述物品取放装置可包括吸盘架和设于吸盘架上的多个吸盘，吸盘架与伸缩臂连接。上述物品取放装置也可采用夹持装置，夹持装置可夹紧、松开物品，实现物品的取放。

优选方案中，上述物品取放装置可转动安装在伸缩臂上，伸缩臂上设有能够驱动物品取放装置相对于伸缩臂转动的物品取放装置旋转机构。一种具体方案中，上述物品取放装置包括吸盘架和设于吸盘架上的多个吸盘，吸盘架上设有吸盘架转轴，吸盘架转轴可转动安装在伸缩臂上；所述物品取放装置旋转机构包括物品取放装置旋转电机，物品取放装置旋转电机固定安装在伸缩臂上，物品取放装置旋转电机的动力输出轴通过传动机构（如带传动机构、链传动机构或齿轮组）与吸盘架转轴传动连接。物品取放装置旋转电机通常采用伺服电机。通过物品取放装置旋转机构带动物品取放装置转动，可改变物品的摆放方向。

本实用新型结构简单紧凑，动作灵活，通过升降及转动机构可带动主轴、摆动臂、伸缩机构、伸缩臂和物品取放装置一起上升或下降一定高度，并带动摆动臂、伸缩机构、伸缩臂和物品取放装置一起绕主轴摆动一定角度，通过伸缩机构能够带动伸缩臂沿摆动臂的长度方向伸出或回缩一定距离，改变工业机器人手臂的长度，这样，通过升降及转动机构和伸缩机构的动作组合，能够灵活改变物品取放装置在立体空间中的位置，实现物品的移动，具有较强的适用性。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图（立体图）；

图2是图1所示工业机器人的主视图；

图3是图1所示工业机器人的俯视图。

具体实施方式

如图1－图3所示，这种工业机器人包括基座2、主轴1、摆动臂3、伸缩臂4和物品取放装置5；主轴1为上下走向，基座2上设有能够驱动主轴1升降及转动的升降及转动机构，摆动臂3与主轴1上端连接；伸缩臂4安装在摆动臂3上并且与摆动臂3相互平行，摆动臂3上设有能够驱动伸缩臂4沿摆动臂3的长度方向移动的伸缩机构；物品取放装置5安装在伸缩臂4上（本实施例中物品取放装置5安装在伸缩臂4末端）。

本实施例中，基座2包括底板21和壳体22，升降及转动机构处在壳体22中。

本实施例中，升降及转动机构包括升降机构、升降台6和转动机构；升降机构包括升降电机7和升降螺杆8，升降螺杆8可转动安装在基座2上，升降螺杆8为上下走向，升降电机7固定安装在基座2上，升降电机7的动力输出轴与升降螺杆8下端传动连接（升降电机7的动力输出轴可通过齿轮组或带传动机构与升降螺杆8下端传动连接），升降台6上设有与升降螺杆8相啮合的螺母或螺孔；转动机构包括转动电机9，转动电机9固定安装在升降台6上，主轴1可转动安装在升降台6上，转动电机9的动力输出轴与主轴1下端传动连接（转动电机9的动力输出轴可通过齿轮组或带传动机构与主轴1下端传动连接）。基座2上设有上下走向的升降导轨10，升降台6上设有与升降导轨10滑动配合的升降滑块11，通过升降滑块11与升降导轨10的配合，可引导升降台6平稳地升降。

本实施例中，伸缩机构包括伸缩电机12、主动带轮、从动带轮和传动带13（附图中未示出主动带轮和从动带轮），主动带轮、从动带轮均可转动安装在摆动臂3上（本实施例中主动带轮、从动带轮分别可转动安装在摆动臂3两端，主动带轮较为靠近伸缩电机12），主动带轮、从动带轮共同将传动带13张紧，传动带13的两个直线段均平行于摆动臂3的长度方向，伸缩电机12固定安装在摆动臂3上，伸缩电机12的动力输出轴与主动带轮传动连接；伸缩臂4与传动带13的一个直线段固定连接（本实施例中传动带13的两个直线段一个在上、另一个在下，伸缩臂4与处在上面的直线段固定连接）。摆动臂3上设有水平导轨14，水平导轨14平行于摆动臂3的长度方向，伸缩臂4上设有与水平导轨14滑动配合的第二滑块15，通过第二滑块15与水平导轨14的配合，可引导伸缩臂4平稳地伸缩。传动带13为同步带，主动带轮、从动带轮为与传动带13相匹配的同步带轮。

物品取放装置5可转动安装在伸缩臂4上，伸缩臂4上设有能够驱动物品取放装置5相对于伸缩臂4转动的物品取放装置旋转机构。本实施例中，物品取放装置包括吸盘架51和设于吸盘架51上的多个吸盘52，吸盘架51上设有吸盘架转轴53，吸盘架转轴53可转动安装在伸缩臂4上；物品取放装置旋转机构包括物品取放装置旋转电机16，物品取放装置旋转电机16固定安装在伸缩臂4上，物品取放装置旋转电机16的动力输出轴通过传动机构（如带传动机构、链传动机构或齿轮组）与吸盘架转轴53传动连接。

升降电机7、转动电机9、伸缩电机12、物品取放装置旋转电机16均采用伺服电机。

下面简述一下本工业机器人的工作原理：

本工业机器人中，摆动臂3和伸缩臂4共同构成工业机器人的手臂。物品取放装置5用于取、放物品，当物品取放装置5到达物品初始位置时由吸盘52吸住物品，当物品取放装置5及物品到达目标位置时吸盘52释放物品。

升降电机7的动力输出轴旋转时，驱动升降螺杆8转动，升降螺杆8转动时带动升降台6上升或下降，从而带动主轴1、摆动臂3、伸缩机构、伸缩臂4和物品取放装置5随升降台6一起上升或下降一定高度；转动电机9的动力输出轴旋转时，驱动主轴1转动，从而带动摆动臂3、伸缩机构、伸缩臂4和物品取放装置5一起绕主轴1摆动一定角度。伸缩电机12的动力输出轴旋转时，通过传动带13带动伸缩臂4沿摆动臂3的长度方向伸出或回缩一定距离，从而改变工业机器人手臂的长度，即改变物品取放装置5与主轴1之间的距离。通过升降电机7、转动电机9和伸缩电机12的动作组合，能够灵活改变物品取放装置5在立体空间中的位置，实现物品的移动。当物品取放装置5及物品到达目标位置时，物品取放装置旋转电机16的动力输出轴带动物品取放装置5绕吸盘架转轴53转动一定角度，可改变物品的摆放方向。

实际生产中，可对上述升降高度、转动角度和伸缩距离进行调节（通过设置升降电机7的动力输出轴往复旋转的转数，可设定摆动臂3等升降高度；通过设置转动电机9的动力输出轴往复旋转的转数，可设定摆动臂3等的转动角度；通过设置伸缩电机12的动力输出轴往复旋转的转数，可设定伸缩臂4的伸缩距离），以满足生产需要。通过基座2与其他生产设备的机架连接，或者设置单独的支架来安装工业机器人，或将基座2安装于地面上，可较为灵活地选择工业机器人的安装位置。

其他实施方案中，升降及转动机构也可包括转动机构、旋转台和升降机构，转动机构设于基座上，转动机构的动力输出端与旋转台连接，升降机构设于旋转台上，升降机构的动力输出端与主轴连接。

其他实施方案中，伸缩机构也可包括伸缩电机和水平螺杆，水平螺杆可转动安装在摆动臂上并且平行于摆动臂的长度方向，伸缩臂上设有与水平螺杆啮合的螺孔或螺母，伸缩电机的动力输出轴与水平螺杆一端传动连接。伸缩电机带动水平螺杆转动时，可带动伸缩臂沿摆动臂的长度方向移动。

其他实施方案中，物品取放装置也可采用夹持装置，夹持装置可夹紧、松开物品，实现物品的取放。

Claims (8)

1.一种工业机器人，包括基座和物品取放装置，其特征在于还包括主轴、摆动臂和伸缩臂；主轴为上下走向，基座上设有能够驱动主轴升降及转动的升降及转动机构，摆动臂与主轴上端连接；伸缩臂安装在摆动臂上并且与摆动臂相互平行，摆动臂上设有能够驱动伸缩臂沿摆动臂的长度方向移动的伸缩机构；所述物品取放装置安装在伸缩臂上。

2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征是：所述升降及转动机构包括升降机构、升降台和转动机构；升降机构包括升降电机和升降螺杆，升降螺杆可转动安装在基座上，升降螺杆为上下走向，升降电机固定安装在基座上，升降电机的动力输出轴与升降螺杆下端传动连接，升降台上设有与升降螺杆相啮合的螺母或螺孔；转动机构包括转动电机，转动电机固定安装在升降台上，主轴可转动安装在升降台上，转动电机的动力输出轴与主轴下端传动连接。

3.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征是：所述基座上设有上下走向的升降导轨，升降台上设有与升降导轨滑动配合的升降滑块。

4.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征是：所述伸缩机构包括伸缩电机、主动带轮、从动带轮和传动带，主动带轮、从动带轮均可转动安装在摆动臂上，主动带轮、从动带轮共同将传动带张紧，传动带的两个直线段均平行于摆动臂的长度方向，伸缩电机固定安装在摆动臂上，伸缩电机的动力输出轴与主动带轮传动连接；伸缩臂与传动带的一个直线段固定连接。

5.根据权利要求4所述的工业机器人，其特征是：所述摆动臂上设有水平导轨，水平导轨平行于摆动臂的长度方向，伸缩臂上设有与水平导轨滑动配合的第二滑块。

6.根据权利要求1－5任一项所述的工业机器人，其特征是：所述物品取放装置可转动安装在伸缩臂上，伸缩臂上设有能够驱动物品取放装置相对于伸缩臂转动的物品取放装置旋转机构。

7.根据权利要求6所述的工业机器人，其特征是：所述物品取放装置包括吸盘架和设于吸盘架上的多个吸盘，吸盘架上设有吸盘架转轴，吸盘架转轴可转动安装在伸缩臂上；所述物品取放装置旋转机构包括物品取放装置旋转电机，物品取放装置旋转电机固定安装在伸缩臂上，物品取放装置旋转电机的动力输出轴通过传动机构与吸盘架转轴传动连接。

8.根据权利要求1－5任一项所述的工业机器人，其特征是：所述物品取放装置包括吸盘架和设于吸盘架上的多个吸盘，吸盘架与伸缩臂连接。