本實用新型涉及機器人領域，具體而言，涉及一種具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人。

背景技術：

碼垛機器人是用在工業(yè)生產過程中執(zhí)行大批量工件、包裝件的獲取、搬運、碼垛、拆垛等任務的一類工業(yè)機器人,是集機械、電子、信息、智能技術、計算機科學等學科于一體的高新機電產品。

碼垛機器人的結構型式主要有直角坐標型、關節(jié)型。直角坐標型碼垛機器人為4軸機器人。4根運動軸對應直角坐標系中的X軸、Y軸和Z軸,以及Z軸上帶有的一個旋轉軸。直角坐標機器人的傳動主要是通過驅動電機的轉動帶動同步帶運動,同步帶帶動直線導軌上的滑塊運動。直角坐標機器人具有定位精度高、空間軌跡易于求解、計算機控制簡單等優(yōu)點,但所占空間大、相對工作范圍小、操作靈活性差、運動速度較低。與直角坐標機器人相比,關節(jié)型機器人機身小而且動作空間大,動作靈活,可滿足更多的生產要求,應用范圍更廣。在現(xiàn)有技術中，4自由度碼垛機器人的結構復雜并且成本較高。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人，其結構簡單并且成本較低。

本實用新型的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人，其包括底座、腰部裝置、連接至腰部裝置的手臂裝置以及連接至手臂裝置的抓手，底座驅動腰部裝置轉動；腰部裝置包括水平滑動裝置和豎直滑動裝置，水平滑動裝置包括水平滑座以及驅動水平滑座的水平絲杠，豎直滑動裝置包括豎直滑座以及驅動豎直滑座的豎直絲杠；碼垛機器人還包括驅動水平絲杠的第一電機以及驅動豎直絲杠的第二電機，第一電機通過第一變速器驅動水平絲杠。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的第二電機通過第二變速器驅動豎直絲杠。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的手臂裝置包括后臂以及鉸接至后臂的一端的前臂。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的后臂包括后大臂以及與后大臂間隔設置的后小臂，后大臂的一端和后小臂的一端通過第一連桿鉸接。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的水平滑座鉸接至后大臂。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的豎直滑座鉸接至后小臂。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人包括腰部殼體，水平滑座設置于腰部殼體的頂部。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的豎直滑座設置于腰部殼體的側部。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的前臂的一端設置有安裝架，安裝架連接有抓手。

本實用新型較佳的實施例中，上述具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的后小臂與前臂的鉸接處設置有三角支架，三角支架的一端通過第一輔助連桿連接至后臂，三角支架的另一端通過第二輔助連桿連接至安裝架。

本實用新型實施例的有益效果是：具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人還包括驅動水平絲杠的第一電機以及驅動豎直絲杠的第二電機，第一電機通過第一變速器驅動水平絲杠。從而通過第一變速器調節(jié)需要的傳動比，可以根據(jù)需要選擇輸出的扭矩和轉速。在旋轉啟動過程中，需要克服較大的轉動慣量，可以將第一變速器調節(jié)至較大的輸出扭矩。當完成啟動過程之后并不需要較大轉動慣量時，可以將第一變速器調節(jié)至較小的輸出扭矩。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的立體示意圖；

圖2為本實用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的另一個立體示意圖；

圖3為本實用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的手臂裝置的立體示意圖；

圖4為本實用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人的腰部裝置的立體示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

第一實施例

請參照圖1和圖2，本實施例提供一種具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人100，其包括底座110、腰部裝置120、手臂裝置130以及抓手152，底座110驅動腰部裝置120轉動，手臂裝置130連接至腰部裝置120，抓手152連接至手臂裝置130。

底座110安裝至地面或其它安裝面，底座110包括底座110殼體、驅動裝置(圖未示)以及減速裝置(圖未示)，驅動裝置和減速裝置分別安裝在底座110殼體的內部。在本實施例中，驅動裝置包括第一電機和第二電機；減速裝置是行星齒輪減速機。

具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人100旋轉啟動過程中，需要克服較大的轉動慣量，從而在電機與負載之間安裝傳動比較大的減速器來增大輸出扭矩。本實用新型在絲杠與驅動裝置設置有變速器，當完成啟動過程之后并不需要較大轉動慣量，從而可以通過調節(jié)變速器的傳動比來調節(jié)需要的轉動扭矩。例如，當完成啟動過程之后可以調節(jié)到較小的傳動比，減小驅動裝置的輸出扭矩、增加驅動裝置的輸出轉速。

請參照圖3和圖4，腰部裝置120包括水平滑動裝置121和豎直滑動裝置124。水平滑動裝置121連接至手臂裝置130的后大臂132，豎直滑動裝置124連接至手臂裝置130的后小臂133。

水平滑動裝置121包括水平滑座122、水平絲杠123和水平滑軌161，水平滑座122開設有安裝通孔(圖未示)，該安裝通孔與水平絲杠123配合，該安裝通孔具有內螺紋，水平絲杠123具有與該內螺紋匹配的外螺紋。水平滑座122的兩側分別設置有滑塊，水平滑軌161包括兩個滑軌，這兩個滑軌設置于腰部殼體127的頂部，并且這兩個滑軌平行。水平滑座122的兩個滑塊分別與水平滑軌161的兩個滑軌配合。水平滑軌161沿水平方向設置，從而水平滑座122可以沿水平滑軌161在水平方向上前后滑動。

豎直滑動裝置124包括豎直滑座125、豎直絲杠126和豎直滑軌163，豎直滑座125開設有安裝通孔(圖未示)，該安裝通孔與豎直絲杠126配合，該安裝通孔具有內螺紋，豎直絲杠126具有與該螺紋匹配的外螺紋。豎直滑座125的兩側分別設置有滑雪，豎直滑軌163包括兩個滑軌，這兩個滑軌設置于腰部殼體127的側面，并且這兩個滑軌平行。豎直滑座125的兩個滑塊分別與豎直滑軌163的兩個滑軌配合。豎直滑軌163沿豎直方向設置，從而豎直滑座125沿豎直滑軌163在豎直方向上下滑動。

如上文描述的，水平滑動裝置121的水平絲杠123通過第一電機驅動，豎直滑動裝置124的豎直絲杠通過第二電機驅動。上文描述的減速裝置包括用于水平滑動裝置121的第一減速器(圖未示)以及用于豎直滑動裝置124的第二減速器(圖未示)。上文描述的變速器包括用于水平滑動裝置121的第一變速器(圖未示)以及用于豎直滑動裝置124的第二變速器(圖未示)。

本實用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人100通過變速器調節(jié)傳動比，應理解，變速器可以階梯傳動比變速器、無級變速器、手動變速器、自動變速器或者其它類型的變速器。

具體地，第一電機的輸出軸連接至第一減速器，第一減速器的輸出連接至第一變速器，第一變速器的輸出連接至水平絲杠123。從而，第一電機的輸出功率通過第一減速器和第一變速器輸出至水平絲杠123。可以通過調節(jié)第一變速器的傳動比來控制輸出的扭矩和轉速。在旋轉啟動過程中，需要克服較大的轉動慣量，可以調節(jié)至較大的輸出扭矩。當完成啟動過程之后并不需要較大轉動慣量時，可以調節(jié)至較小的輸出扭矩。當?shù)谝蛔兯倨鞯膫鲃颖日{節(jié)至較大的傳動比時，輸出的扭矩較大并且輸出的轉速較小。當?shù)谝蛔兯倨鞯膫鲃颖日{節(jié)至較小的傳動比時，輸出的扭矩較小并且輸出的轉速較大。當完成啟動過程之后可以調節(jié)到較小的傳動比，減小驅動裝置的輸出扭矩、增加驅動裝置的輸出轉速。

第二電機的輸出軸連接至第二減速器，第二減速器的輸出連接至第二變速器，第二變速器的輸出連接至豎直絲杠126。從而，第二電機的輸出功率通過第二減速器和第二變速器輸出至豎直絲杠126。可以通過調節(jié)第二變速器的傳動比來控制輸出的扭矩和轉速。在旋轉啟動過程中，需要克服較大的轉動慣量，可以調節(jié)至較大的輸出扭矩。當完成啟動過程之后并不需要較大轉動慣量時，可以調節(jié)至較小的輸出扭矩。當?shù)诙兯倨鞯膫鲃颖日{節(jié)至較大的傳動比時，輸出的扭矩較大并且輸出的轉速較小。當?shù)诙兯倨鞯膫鲃颖日{節(jié)至較小的傳動比時，輸出的扭矩較小并且輸出的轉速較大。當完成啟動過程之后可以調節(jié)到較小的傳動比，減小驅動裝置的輸出扭矩、增加驅動裝置的輸出轉速。

從而通過調節(jié)第一變速器和第二變速器的傳動比，可以根據(jù)需要選擇輸出的扭矩和轉速。在旋轉啟動過程中，需要克服較大的轉動慣量，可以將第一變速器和第二變速器調節(jié)至較大的輸出扭矩。當完成啟動過程之后并不需要較大轉動慣量時，可以將第一變速器和第二變速器調節(jié)至較小的輸出扭矩。

請繼續(xù)參照圖1和圖2，手臂裝置130包括后臂131、前臂134、第一連桿135和輔助連桿140。后臂131包括后大臂132和后小臂133，后大臂132和后小臂133相互平行并且間隔設置，后大臂132的一端鉸接至腰部殼體127的頂部，并且后小臂133的一端也鉸接至腰部殼體127的頂部，后大臂132的另一端和后小臂133的另一端分別與前臂134鉸接，第一連桿135的一端鉸接至后大臂132并且第一連桿135的另一端鉸接至后小臂133。后大臂132、后小臂133、第一連桿135以及前臂134形成四連桿機構。

前臂134的一端設置有用于安裝抓手152的安裝架151，安裝架151的一側連接至前臂134的一端，安裝架151的另一側連接至抓手152。

輔助連桿140包括第一輔助連桿141、第二輔助連桿142和三角支架143，第一輔助連桿141的一端鉸接至三角支架143，第一輔助連桿141的另一端鉸接至145的147，第二輔助連桿142的一端鉸接至三角支架143，第二輔助支架的另一端鉸接至抓手152。

第一電機驅動水平絲杠123轉動，水平絲杠123驅動水平滑座122在水平絲杠123上前后運動。當?shù)谝浑姍C以第一方向(例如順時針)轉動時，水平絲杠123以第一方向(例如順時針)轉動，水平絲杠123驅動水平滑座122向前運動，同時水平滑座122在水平滑軌161中滑動。當?shù)谝浑姍C以第二方向(例如逆時針)轉動時，水平絲杠123以第二方向(例如逆時針)轉動，水平絲杠123驅動水平滑座122向后運動，同時水平滑座122在水平滑軌161中滑動。

第二電機驅動豎直絲杠126轉動，豎直絲杠126驅動豎直滑座125在豎直絲杠126上豎直運動。當?shù)诙姍C以第一方向(例如順時針)轉動時，豎直絲杠126以第一方向(例如順時針)轉動，豎直絲杠126驅動豎直滑座125向上運動，同時豎直滑座125在豎直滑軌163中滑動。當?shù)诙姍C以第二方向(例如逆時針)轉動時，豎直絲杠126以第二方向(例如逆時針)轉動，豎直絲杠126驅動豎直滑座125向下運動，同時豎直滑座125在豎直滑軌163中滑動。

請繼續(xù)參照圖1和圖2，說明具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人100的手臂裝置130的原理。第一電機通過第一減速器和第一變速器驅動水平絲杠123轉動，第二電機通過第二減速器和第二變速器驅動豎直絲杠126轉動。水平滑動裝置121和豎直滑動裝置124可以實現(xiàn)手臂裝置在水平方向上的伸縮運動以及豎直方向上的俯仰運動。

由于后大臂132鉸接至水平滑座122，當水平滑座122沿水平絲杠123的軸向方向運動時，水平滑座122在水平絲杠123的軸向方向上運動。當水平滑座122沿水平絲杠123的軸向方向向后運動時，由于第一連桿135與后大臂132鉸接，水平滑座122向下拉動后大臂132，后大臂132向下運動。當水平滑座122沿水平絲杠123的軸向方向向前運動時，由于第一連桿135與后大臂132鉸接，水平滑座122向上推動后大臂132，后大臂132向上運動。形成四連桿結構的其它手臂作相應的運動。

由于后小臂133鉸接至豎直滑座125，當豎直滑座125沿豎直絲杠126的軸向方向運動時，豎直滑座125在豎直絲杠126的軸向方向上運動，當豎直滑座125沿豎直絲杠126的軸向方向向上運動時，由于第一連桿135與后小臂133鉸接，豎直滑座125向上推動后小臂133，后小臂133向下運動。當豎直滑座125沿豎直絲杠126的軸向方向向下運動時，由于第一連桿135與后小臂133鉸接，豎直滑座125向下拉動后小臂133，后小臂133向上運動。形成四連桿結構的其它手臂作相應的運動。

綜上所述，本實用新型的具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人100包括底座110、腰部裝置120、連接至腰部裝置120的手臂裝置130以及連接至手臂裝置130的抓手152，底座110驅動腰部裝置120轉動；腰部裝置120包括相水平滑動裝置121和豎直滑動裝置124，水平滑動裝置121包括水平滑座122以及驅動水平滑座122的水平絲杠123，豎直滑動裝置124包括豎直滑座125以及驅動豎直滑座125的豎直絲杠126，水平滑動裝置121和豎直滑動裝置124分別連接至手臂裝置130。水平滑動裝置121包括水平滑座122以及驅動水平滑座122的水平絲杠123，豎直滑動裝置124包括豎直滑座125以及驅動豎直滑座124的豎直絲杠126。

具有豎直滑座和水平滑座的碼垛機器人100還包括驅動水平絲杠123的第一電機以及驅動豎直絲杠126的第二電機，第一電機通過第一變速器驅動水平絲杠。從而通過第一變速器調節(jié)需要的傳動比，可以根據(jù)需要選擇輸出的扭矩和轉速。在旋轉啟動過程中，需要克服較大的轉動慣量，可以將第一變速器調節(jié)至較大的輸出扭矩。當完成啟動過程之后并不需要較大轉動慣量時，可以將第一變速器調節(jié)至較小的輸出扭矩。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。