專利名稱：移動(dòng)機(jī)器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，涉及一種實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床群上下料和換刀的執(zhí)行 機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，很多中小型企業(yè)沒有使用加工中心，換刀基本上靠人工；現(xiàn)有許多換刀裝置 完全實(shí)現(xiàn)了換刀動(dòng)作，但價(jià)格比較昂貴；現(xiàn)有的機(jī)械手主要服務(wù)于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，或僅用于 換刀，或僅用于上下料。(1)專利名稱凸輪式立臥兩用換刀機(jī)械手(申請?zhí)?3218445)， 凸輪式立臥兩用換刀機(jī)械手主要由凸輪機(jī)構(gòu)、立臥轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、支撐部件、兩個(gè)機(jī)械手、滑動(dòng) 直線導(dǎo)軌、氣缸、底版、伺服電動(dòng)機(jī)等組成。使用伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)中的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在 凸輪機(jī)構(gòu)上設(shè)有兩個(gè)從動(dòng)件，一個(gè)從動(dòng)件帶動(dòng)支撐部件中的底板，實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)；另一個(gè)從 動(dòng)件帶動(dòng)支撐部件中的底板，實(shí)現(xiàn)縱向移動(dòng)。(2)專利名稱上下料機(jī)械手系統(tǒng)(申請?zhí)?200820213679)上下料機(jī)械手系統(tǒng)包括設(shè)于主機(jī)一側(cè)的上料機(jī)械手導(dǎo)軌、上料第一機(jī)械 手、上料第二機(jī)械手、上料托盤和整板器，設(shè)于主機(jī)另一側(cè)的下料機(jī)械手導(dǎo)軌、下料第一機(jī) 械手、下料第二機(jī)械手、下料托盤和過渡平臺(tái)，以及控制系統(tǒng)；上料第一機(jī)械手在取料位置 和上料位置之間移動(dòng)，上料第二機(jī)械手在上料倒料位置和上料位置之間移動(dòng)；該下料第一 機(jī)械手在所述下料位置和下料倒料位置之間移動(dòng)，下料第二機(jī)械手在下料位置和放料位置 之間移動(dòng)。(3)自動(dòng)上下料機(jī)械手(公開號CN101168251)，其主要有定位、夾緊和翻轉(zhuǎn)三部 分組成，夾緊部件與滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)器相聯(lián)，滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)器與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定連接，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與定位機(jī) 構(gòu)滑塊限位連接，定位氣缸與導(dǎo)軌分別固定于頂板上。上面三項(xiàng)專利都是為了提高機(jī)械加 工的效率和自動(dòng)化程度而設(shè)計(jì)的，但也存在著一些不足之處(1)功能相對比較單一。要么 僅僅用于換刀，要么僅僅用于上下料。(2)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)空間現(xiàn)對較小，手爪靈活性受到一 定程度的限制。(3)整個(gè)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜而且體積比較龐大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀和上下料(裝夾) 操作，提供了一種工作范圍較大的移動(dòng)機(jī)器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是通過連接在基座與大臂之間的旋轉(zhuǎn)氣缸來驅(qū)動(dòng) 整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及減速器裝置作為驅(qū)動(dòng)小臂的驅(qū)動(dòng)源，通過一四桿機(jī)構(gòu) 傳遞驅(qū)動(dòng)小臂的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)小臂的轉(zhuǎn)動(dòng)；另一四桿機(jī)構(gòu)對小臂起支撐作用，并且通過其中一 桿件上伸縮氣缸的作用來拉動(dòng)或推動(dòng)小臂轉(zhuǎn)動(dòng)，使得小臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)一步增大；通過小 臂上的一個(gè)伸縮氣缸來調(diào)節(jié)小臂的長度；通過小臂上的腕部伸縮氣缸來驅(qū)動(dòng)手爪動(dòng)作，從 而實(shí)現(xiàn)整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對目標(biāo)對象的位置定位和裝夾。本實(shí)用新型的移動(dòng)機(jī)器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括基座、旋轉(zhuǎn)氣缸、大臂、四桿 機(jī)構(gòu)I、四桿機(jī)構(gòu)II、伸縮氣缸I、小臂、手爪、腕部伸縮氣缸、伸縮氣缸II、旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及 減速器裝置；所述旋轉(zhuǎn)氣缸設(shè)置于基座上，大臂和旋轉(zhuǎn)氣缸固定連接；四桿機(jī)構(gòu)I為大臂、桿件IV、桿件III和桿件II組成的四桿機(jī)構(gòu)，所述桿件IV的一端與大臂的下端通過銷連接，另 一端與桿件III的一端采用銷連接，桿件III的另一端與桿件II的一端通過銷連接，并且桿件 II的中部靠近其與桿件III連接處與大臂的頂端通過銷連接；四桿機(jī)構(gòu)II為大臂、桿件II、小 臂和桿件I組成的四桿機(jī)構(gòu)，所述桿件II的中部靠近其與桿件III連接處與大臂的頂端通過 銷連接，其另一端與小臂的一端用銷連接，桿件I的一端用銷連接在大臂上靠近頂端的位 置，另一端用銷連接在小臂上靠近桿件II與小臂鉸接處；其中，桿件II的一端與桿件III一端 連接，另一端與小臂一端連接，其中部靠近與桿件III鉸接處連接在大臂的頂端；桿件I由兩 段組成，兩段之間通過伸縮氣缸I固定連接；旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及減速器裝置通過法蘭連接在 大臂與桿件IV的鉸接處，驅(qū)動(dòng)桿件IV ；小臂上通過氣缸連接件連接有伸縮氣缸II、腕部伸縮 氣缸，通過伸縮氣缸II的伸縮調(diào)節(jié)小臂的長度；腕部伸縮氣缸伸縮端與手爪固定連接驅(qū)動(dòng) 手爪動(dòng)作。本實(shí)用新型有益效果是(1)采用二個(gè)四桿機(jī)構(gòu)作為整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輔助機(jī)構(gòu)，顯著提高了整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的工作空間，增強(qiáng)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靈活性。(2)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀和上下料(裝夾)操作，提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工 的自動(dòng)化程度。從而降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的示意圖。圖中，1、基座；2、旋轉(zhuǎn)氣缸；3、大臂；4、桿件I ；5、伸縮氣缸I ；6、小臂；7、手爪; 8、腕部伸縮氣缸；9、伸縮氣缸II ；10、桿件II ；11、桿件III ;12、桿件IV ;13、旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及
減速器裝置。
具體實(shí)施方式
如
圖1所示，旋轉(zhuǎn)氣缸2設(shè)置于基座1上，大臂3和旋轉(zhuǎn)氣缸2固定連接；四桿機(jī) 構(gòu)I的組成為桿件IV 12的一端與大臂3的下端通過銷連接，另一端與桿件III 11的一端采 用銷連接，桿件III 11的另一端與桿件II 10的一端通過銷連接，并且桿件II 10的中部靠近 其與桿件III 11連接處與大臂3的頂端通過銷連接；四桿機(jī)構(gòu)II的組成為桿件II 10的中 部靠近其與桿件III 11連接處與大臂3的頂端通過銷連接，其另一端與小臂6的一端用銷連 接，桿件I 4的一端用銷連接在大臂3上靠近頂部的位置，另一端用銷連接在小臂6上靠近 桿件II 10與小臂6鉸接處；其中，桿件II 10的一端與桿件III 11 一端連接，另一端與小臂6 一端連接，其中部靠近與桿件III 11鉸接處連接在大臂3的頂端；桿件I 4由兩段組成，兩段 之間通過伸縮氣缸I 5固定連接；旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及減速器裝置13通過法蘭連接在大臂3與 桿件IV 12的鉸接處；小臂6上通過氣缸連接件連接有伸縮氣缸II 9、腕部伸縮氣缸8，通過 伸縮氣缸II 9的伸縮調(diào)節(jié)小臂6的長度；腕部伸縮氣缸8伸縮端與手爪7固定連接以驅(qū)動(dòng) 手爪動(dòng)作。工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)氣缸2驅(qū)動(dòng)整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及減速器裝置驅(qū)動(dòng)桿 件IV 12轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過桿件III 11驅(qū)動(dòng)桿件II 10繞與大臂3鉸接處轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)小臂6轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí)，桿件I 4上伸縮氣缸I 5拉動(dòng)或推動(dòng)小臂6進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，對目標(biāo)對象進(jìn)行初 步定位；伸縮氣缸II 9伸長或收縮調(diào)節(jié)小臂6的長度以對目標(biāo)對象進(jìn)行進(jìn)一步的定位；腕 部伸縮氣缸8驅(qū)動(dòng)手爪7動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)對象的動(dòng)作。其中，旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及減速器裝置 13與伸縮氣缸5應(yīng)同步工作，即當(dāng)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，伸縮氣缸5應(yīng)收縮動(dòng)作； 當(dāng)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，伸縮氣缸5應(yīng)伸長動(dòng)作。
權(quán)利要求1.移動(dòng)機(jī)器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括基座(1)、旋轉(zhuǎn)氣缸(2)、大臂 (3)、四桿機(jī)構(gòu)I、四桿機(jī)構(gòu)II、伸縮氣缸I (5)、小臂(6)、手爪(7)、腕部伸縮氣缸(8)、伸縮 氣缸II (9)、旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及減速器裝置(13)；所述旋轉(zhuǎn)氣缸(2)設(shè)置于基座(1)上，大臂 (3)和旋轉(zhuǎn)氣缸(2)固定連接；四桿機(jī)構(gòu)I為大臂(3)、桿件IV(12)、桿件III(Il)和桿件II (10)組成的四桿機(jī)構(gòu)，所述桿件IV(12)的一端與大臂(3)的下端通過銷連接，另一端與桿 件III (11)的一端采用銷連接，桿件III (11)的另一端與桿件II (10)的一端通過銷連接，并且 桿件II (10)的中部靠近其與桿件III(Il)連接處與大臂(3)的頂端通過銷連接；四桿機(jī)構(gòu)II 為大臂(3)、桿件II (10)、小臂(6)和桿件I (4)組成的四桿機(jī)構(gòu)，所述桿件II (10)的中部 靠近其與桿件III(11)連接處與大臂(3)的頂端通過銷連接，其另一端與小臂(6)的一端用 銷連接，桿件I (4)的一端用銷連接在大臂(3)上靠近頂端的位置，另一端用銷連接在小臂 (6)上靠近桿件II (10)與小臂(6)鉸接處；其中，桿件II (10)的一端與桿件IIK11) 一端連 接，另一端與小臂(6) —端連接，其中部靠近與桿件III(Il)鉸接處連接在大臂(3)的頂端； 桿件I (4)由兩段組成，兩段之間通過伸縮氣缸I (5)固定連接；旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及減速器裝 置(13)通過法蘭連接在大臂(3)與桿件IV (12)的鉸接處，驅(qū)動(dòng)桿件IV (12)；小臂(6)上通 過氣缸連接件連接有伸縮氣缸II (9)、腕部伸縮氣缸(8)，通過伸縮氣缸II (9)的伸縮調(diào)節(jié) 小臂(6)的長度；腕部伸縮氣缸(8)伸縮端與手爪(7)固定連接驅(qū)動(dòng)手爪動(dòng)作。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床群上下料和換刀的移動(dòng)機(jī)器人雙四桿串聯(lián)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括基座、旋轉(zhuǎn)氣缸、大臂、四桿機(jī)構(gòu)Ⅰ、四桿機(jī)構(gòu)Ⅱ、伸縮氣缸Ⅰ、小臂、手爪、腕部伸縮氣缸、伸縮氣缸Ⅱ、旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)及減速器裝置。通過旋轉(zhuǎn)氣缸來驅(qū)動(dòng)整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，采用二個(gè)四桿機(jī)構(gòu)作為整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輔助機(jī)構(gòu)，顯著提高了整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作空間，增強(qiáng)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靈活性。
文檔編號B25J9/08GK201922443SQ20102067812
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者師二產(chǎn), 胡典傳, 顧寄南 申請人:江蘇大學(xué)