一种具有柔顺机构的玻璃瓶分拣并联机器人
成果类型:: 新技术
发布时间: 2022-11-05 19:26:50
本实用新型公开了一种具有柔顺结构的玻璃瓶分拣并联机器人,横跨设于输送台上方,包括分拣机构和控制系统。分拣机构包括静平台、机械臂、动平台以及连杆机构;机械臂包括相对能够呈菱形布置的两组,机械臂包括柔顺关节,每个机械臂通过驱动电机能够在平面内旋转;动平台,竖直设置,与两机械臂的自由端通过铰接,抓取平台的底部设有连接驱动气缸的气动吸盘;连杆机构,设于任一机械臂外侧,与动平台联动设置,用于驱动动平台保持竖直状态;控制系统,用于控制该机器人进行分拣工作。解决了由传统运动副带来的间隙、摩擦、冲击等问题,并且始终保证动平台的水平无倾角移动,抓取、放置更加平稳,适用于对易碎品的分拣,提高了工作效率。
本发明所要解决的技术问题是提供一种克服现有纯刚体并联机器人的不足,结构简单,设计合理的一种具有柔顺结构的玻璃瓶分拣并联机器人。为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种具有柔顺结构的玻璃瓶分拣并联机器人,横跨设于输送台上方,包括分拣机构和控制系统,在该机器人处的输送台的两侧分别设有成品容纳盒和次品收纳盒;其特征在于:分拣机构,包括静平台、机械臂、动平台以及连杆机构;静平台,其沿输送台的宽度方向设置;机械臂,包括相对能够呈菱形布置的两组,所述机械臂由上向下倾斜设置,包括呈夹角布置的主动臂和从动臂,所述主动臂和从动臂之间通过柔顺关节连接,所述主动臂的另一端与所述静平台通过第一铰接轴可转动连接,所述静平台的另一侧设有驱动电机,所述驱动电机的输出端与第一铰接轴连接,用于驱动主动臂在其所在平面内旋转,两所述从动臂的自由端相交汇;动平台,竖直设置,具有竖直设置的吊臂和水平固定于吊臂底端的抓取平台,所述吊臂与两从动臂的自由端通过第二铰接轴铰接,所述抓取平台的底部设有能够吸附输送台上玻璃瓶的气动吸盘,所述气动吸盘连接有驱动气缸
并联机器人是一种具有闭链结构的先进机器人,具有刚度大、精度高、承载能力强等优点,可以实现高速、高精度的控制任务,已经广泛应用于运动模拟、机械加工、高速搬运、分拣、快速定位等场合。
在工业生产中,随着人们对生产效率及作业精度要求的不断提高,高速高精度已成为工业机器人发展的重要趋势。面对高速及高加速的要求,并联机器人面对以下几个难题:
(1)基于传统设计理论的机器人体积及自重通常较大,在高速运行时要求使用较大型号的驱动与传动装置,使得机器人生产及运行成本大幅增加;
(2)在高速运行工况下,基于轻量化的设计方法设计的高速并联机器人通常会产生弹性变形与振动,使得并联机器人动平台执行端的运动增加了弹性位移,采用传统针对刚性机器人的分析及控制方法无法达到并联机器人的性能要求;
(3)并联机器人多以刚性运动副传递运动,受其结构所限,不可避免的存在间隙、摩擦、冲及安装和加工误差等问题,无法满足现代科技发展对机械装备的要求。
柔顺机构是现代机构和机械设备发展的新方向,其从结构设计的角度为解决上述问题提供了一种新的思路和方法,在轻型和微型并联机构领域有着广泛的应用前景。
河北省科学院成立于1978年,是河北省政府直属的综合性自然科学研究与技术开发机构,全院占地13.8万m2,建筑面积8.3万m2,总资产1.76亿元,固定资产1.29亿元。院机关设有8个处室,下辖地理科学研究所、应用数学研究所、生物研究所、能源研究所、自动化研究所、激光研究所、微生物研究所和机电一体化中试基地(机电研究所)等8个研究开发单位。全院共有职工700余人,专业技术人员530余人,高级职称人员170余人,博士31人,硕士98人,博士生导师14人,硕士生导师18人,享受国务院特殊津贴专家2人,享受河北省政府特殊津贴专家10人,河北省“百人计划”(省政府特聘专家)2人,入选河北省“三三三人才工程”第二层次人选15人、第三层次人选41人。 近年来,省科学院先后承担了“863”、“973”等国家、省部级重点项目和基金课题430余项,取得各类科研成果 1480余项,获省部级以上奖励697项,授权发明专利100项、软件著作权85项。
一种具有柔顺结构的玻璃瓶分拣并联机器人,横跨设于输送台101上方,用于对输送台101运输的玻璃瓶进行成品和次品的分类。分拣并联机器人包括分拣机构和控制系统,在该机器人处的输送台101的两侧分别设有用于容置合格产品的成品容纳盒102和用于容置残次产品的次品收纳盒103。
分拣机构,包括静平台11、机械臂12、动平台13以及连杆机构14。
静平台11,其沿输送台101的宽度方向设置,起到固定和连接的作用。
机械臂12,包括相对能够呈菱形布置的两组,所述机械臂12由上向下倾斜设置,包括呈夹角布置的主动臂121和从动臂122,所述主动臂121和从动臂122之间通过柔顺关节123连接,所述主动臂121的另一端与所述静平台11通过第一铰接轴124可转动连接,所述静平台11的另一侧设有驱动电机125,所述驱动电机125的输出端与第一铰接轴124连接,用于驱动主动臂121在其所在平面内旋转,两所述从动臂122的自由端相交汇。
动平台13,竖直设置,具有竖直设置的吊臂和水平固定于吊臂底端的抓取平台,所述吊臂与两从动臂122的自由端通过第二铰接轴铰接,所述抓取平台的底部设有能够吸附输送台101上玻璃瓶的气动吸盘131,所述气动吸盘131连接有驱动气缸132。
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的仅仅实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。该分拣并联机器人的两机械臂12在两个驱动电机125的耦合驱动下在其所在的竖直面内进行往复运动。当两个驱动电机125的驱动方向相反,一正转一反旋转时,实现动平台13的上下运动,即能够下降后从输送台101上抓取玻璃瓶,然后反向转动实现动平台13上升。当两个驱动电机125的驱动