一种四轴码垛机器人的制作方法

本技术涉及一种四轴码垛机器人，属于工业机器人领域。

背景技术：

1、码垛机器人以结构简单、占地面积小、活动范围大、可实现多种运动轨迹且灵活程度高，在自动化搬运领域有广泛的应用。

2、码垛机器人可大大地降低劳动强度、节约人员成本，已广泛应用于自动化流水线、搬运码垛、集装箱搬运、机床上下料等自动搬运作业中。

3、目前的码垛机器人中，小臂电机大多安装在大臂机构与小臂机构的转动关节处，这种设计导致小臂机构的自身重量，同时导致大臂机构的旋转惯量较大；机器人每个动作都使用单独电机控制，成本高、负载大且需要更加复杂的控制。

技术实现思路

1、本实用新型旨在提供一种四轴码垛机器人，该码垛机器人结构简单，操作方便，通过欠驱动的设计，可保持末端执行器及被抓取的物品始终与地面平行。

2、为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

3、一种四轴码垛机器人，包括装在基座上且可转动的上装；所述上装包括支座、大臂、小臂、第一连杆、第二连杆；由大臂电机减速机驱动的所述大臂的一端铰接在支座上，所述大臂的另一端分别与小臂的一端铰接相连，装在支座上的小臂电机减速机驱动所述第一连杆转动，该第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接相连，第二连杆的另一端铰接在小臂上，所述大臂、小臂、第一连杆和第二连杆构成四连杆机构；其结构特点是：所述支座上通过同步轮固定座固定安装有第一同步轮，所述大臂的另一端上装有第二同步轮；所述第一同步轮和第二同步轮上绕装有同步带。

4、由此，通过在大臂内设置第一同步轮、第二同步轮和同步带，其中无论大臂、小臂如何转动，第一同步轮始终保持不动，进而第二同步轮不会绕其轴心自转，这样可以保证末端执行器和夹具以及被抓取的物品始终与地面保持平行。

5、本实用新型的小臂电机减速机安装在支座上，运动过程中减少了小臂机构的自身重量，同时也减少了大臂机构的旋转惯量。此外，小臂电机减速机安装在支座上，减少了小臂机构对大臂机构的作用扭矩，减少了大臂机构的负载；还减少了旋转电机减速机的扭矩，减少了基座的翻转力矩。

6、根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

7、在其中一个优选的实施例中，所述第二同步轮与大臂或小臂的端部铰接相连。

8、在其中一个优选的实施例中，所述第二同步轮与第三连杆的一端固定相连，该第三连杆的另一端与第四连杆一端铰接相连，所述第四连杆另一端铰接在末端执行器的一端上，该末端执行器的另一端与小臂转动连接；所述小臂的一段、第三连杆、第四连杆和末端执行器的一段构成平行四连杆机构。由此，末端执行器上装有用来抓取物品的夹具，末端执行器、夹具和被抓取物品始终与地面平行。

9、在其中一个优选的实施例中，所述大臂上装有同步带张紧机构，该同步带张紧机构内安装有两个辊轮，两个辊轮分别与同步带抵接，通过调整张紧轮机构对同步带进行张紧。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

11、1.本实用新型采用同步轮与四连杆机构相互配合的结构，其中一个同步轮与地面保持固定不自转，另一个与之带传动的同步轮也不会自转，即与之固定的连杆与地面的夹角始终不变，即与此连杆对边构成的平行四边结构中的末端执行器与地面的角度保持不变，所以末端执行器上的夹具及抓取的物品与地面的夹角始终不变，通过这种欠驱动的设计，实现了机构紧凑，节省了控制角度的电机，负载及成本更低。

12、2.本实用新型所有传动装置、驱动装置、控制装置均布置与所述机器人内部，从而其外壳与本体之间容易防护，可显著提高机器人的防护性能。

13、3.本实用新型的这种设计便于安装及走线、外形小巧、运动空间干涉少。

技术特征：

1.一种四轴码垛机器人，包括装在基座（1）上且可转动的上装；所述上装包括支座（3）、大臂（6）、小臂（7）、第一连杆（11）、第二连杆（12）；

2.根据权利要求1所述的四轴码垛机器人，其特征在于，所述第二同步轮（16）与大臂（6）或小臂（7）的端部铰接相连。

3.根据权利要求1所述的四轴码垛机器人，其特征在于，所述第二同步轮（16）与第三连杆（17）的一端固定相连，该第三连杆（17）的另一端与第四连杆（18）一端铰接相连，所述第四连杆（18）另一端铰接在末端执行器（8）的一端上，该末端执行器（8）的另一端与小臂（7）转动连接；所述小臂（7）的一段、第三连杆（17）、第四连杆（18）和末端执行器（8）的一段构成平行四连杆机构。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的四轴码垛机器人，其特征在于，所述大臂（6）上装有同步带张紧机构（19），该同步带张紧机构（19）内安装有两个辊轮，两个辊轮分别与同步带（15）抵接。

技术总结本技术公开了一种四轴码垛机器人。所述四轴码垛机器人包括装在基座上且可转动的上装；所述上装包括支座、大臂、小臂、第一连杆、第二连杆；所述大臂的一端铰接在支座上，所述大臂的另一端分别与小臂的一端铰接相连，装在支座上的小臂驱动电机驱动所述第一连杆转动，该第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接相连，第二连杆的另一端铰接在小臂上，所述大臂、小臂、第一连杆和第二连杆构成四连杆机构；所述支座上通过同步轮固定座固定安装有第一同步轮，所述大臂的另一端上装有第二同步轮；所述第一同步轮和第二同步轮上绕装有同步带。本技术结构简单，操作方便，保持了被抓取的物品始终与地面平行。技术研发人员：余雪昆,孔德祥,王天洋受保护的技术使用者：湖南深拓智能设备股份有限公司技术研发日：20231229技术公布日：2024/9/19