基于Delta并联平台的码垛机器人及使用方法与流程

基于delta并联平台的码垛机器人及使用方法
技术领域
1.本发明涉及一种码垛机器人，具体为基于delta并联平台的码垛机器人及使用方法，属于机器人自动化应用领域。


背景技术：

2.码垛机器人，是机械与计算机程序有机结合的产物。为现代生产提供了更高的生产效率。码垛机器在码垛行业有着相当广泛的应用。码垛机器人大大节省了劳动力，节省空间。码垛机器人运作灵活精准、快速高效、稳定性高，作业效率高。码垛机器人系统采用专利技术的坐标式机器人的安装占用空间灵活紧凑。能够在较小的占地面积范围内建造高效节能的全自动砌块成型机生产线的构想变成现实。
3.随着码垛技术应用领域的不断扩大以及工作环境和运行精准度等要求愈来愈高,而由于传统的串联码垛机器人存在运动惯量大、刚度低、误差累积等缺点，渐渐不能满足现代码垛工作需求，并联机器人的出现刚好弥补了这些不足。
4.delta并联机器人与串联机器人在运动学方面存在对偶关系，串联机器人运动学正解容易，逆解复杂，并联机器人正好相反。
5.delta并联机器人操作精度问题操作精度是衡量机器人工作质量优劣的主要指标之一，提高操作精度在实际应用中有着十分重要的意义。然而通过提高加工质量来提高精度会造成成本的极大提升。显然通过标定提高机器人的操作精度，是经济、有效且可行的方法之一，其中，又以提高机器人操作过程中的稳定性最为基础。


技术实现要素：

6.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供基于delta并联平台的码垛机器人及使用方法。
7.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，基于delta并联平台的码垛机器人，包括三个机械臂，所述机械臂上均连接有抓手，所述机械臂底部连接有控制底盘，所述三个机械臂在所述控制底盘上呈三角分布，所述控制底盘底部连接有平衡底座，所述平衡底座上设有三个弧型导向槽和三个卡槽，每个弧型导向槽与一个卡槽相连通，所述弧型导向槽内嵌设有可移动的伸缩支撑杆，所述伸缩支撑杆另一端可拆卸的连接在所述机械臂上。
8.优选地，所述抓手包括中空结构的固定块、固定夹板和移动夹板，所述固定块一端固定在所述机械臂上，所述固定夹板一端固定在所述固定块上，所述移动夹板上通过连杆连接有卡位块，所述固定块侧壁上设有两个连杆通槽，所述卡位块嵌在所述固定块内，所述连杆贯穿所述连杆通槽，所述固定块上连接有液压缸，所述液压缸与所述卡位块相连。
9.优选地，所述固定块内卡设有挡板，所述挡板左、右两侧壁上连接有相对的挡板限位柱，所述固定块左、右两内壁上设有相对的限位柱卡槽，所述限位柱卡槽设在两个连杆通槽之间，所述挡板限位柱嵌在所述限位柱卡槽内，所述挡板上连接有两个一号弹簧柱，所述一号弹簧柱另一端固定在固定块上设有液压缸的端面上，所述液压缸贯穿所述挡板，所述
挡板与所述卡位块相抵。
10.优选地，所述固定夹板和所述移动夹板相对的端面上均设有感应模块，所述感应模块包括液压开关和压杆，所述液压开关与所述液压缸电性连接，所述固定夹板和所述移动夹板相对的端面上均设有开关凹槽，所述液压开关设在所述开关凹槽内，所述开关凹槽上连接有防护罩，所述防护罩上连接有二号弹簧柱，所述二号弹簧柱另一端固定在所述开关凹槽内，所述压杆固定在所述防护罩内且与所述液压开关相对应，所述压杆套设在所述二号弹簧柱内。
11.优选地，所述弧型导向槽底表面上设有弧型导轨，所述机械臂底部连接弧型辅助移动块，所述弧型辅助移动块底表面设有导轨凹槽，所述弧型导轨嵌在所述导轨凹槽内，所述弧型辅助移动块上表面连接有机械臂连轴，所述机械臂可转动的连接在所述机械臂连轴上。
12.优选地，所述机械臂连轴为两端开口的中空结构，所述机械臂连轴内壁上设有两个相对的限位销凹槽，所述机械臂连轴内套设有两个可移动的限位销，所述限位销外壁上连接有两个相对的限位条，所述限位条嵌在所述限位销凹槽内，所述机械臂连轴左、右两端面上均设有限位圈凹槽，所述机械臂底部设有连轴凹槽，所述连轴凹槽两个相对的端面上均设有限位销卡槽，所述限位销卡槽内壁上设有两对相对的限位条卡槽，所述连轴凹槽两个相对的端面上均连接有限位圈，所述限位圈嵌在所述限位圈凹槽内，所述限位销卡槽与所述限位销相对。
13.优选地，所述机械臂连轴上螺旋连接有调节销，所述调节销穿出所述机械臂连轴，所述机械臂连轴内固定有两个隔板，所述两个隔板分别位于所述调节销左、右两侧，所述隔板外端面上固定有三号弹簧柱，所述三号弹簧柱前端固定在所述限位销上，所述限位销上连接有一号牵引绳，所述一号牵引绳另一端贯穿所述三号弹簧柱和所述隔板并固定在所述调节销上。
14.优选地，所述机械臂上设有支撑杆凹槽，所述支撑杆凹槽内壁上设有两对相对的插板槽，所述伸缩支撑杆上设有四个插板通槽和一对压轴通槽，所述压轴通槽位于所述插板通槽下方，所述插板通槽上贯穿有插板，所述压轴通槽上弹性连接有压轴，所述插板内端面上连接有二号牵引绳，所述伸缩支撑杆内通过焊接杆固定有牵引绳导管，所述牵引绳导管上设有四个牵引绳通孔，所述二号牵引绳贯穿所述牵引绳通孔并向下延伸至固定在所述压轴上。
15.优选地，所述压轴上连接有四号弹簧柱，所述四号弹簧柱底部固定在所述压轴通槽上，所述压轴上连接有牵引绳聚合管，所述二号牵引绳套设在所述牵引绳聚合管内。
16.基于delta并联平台的码垛机器人使用方法，包括以下步骤，
17.a、利用十字螺丝刀顺时针转动调节销，调节销转动的同时对一号牵引绳进行牵拉，并将限位销拉至机械臂连轴内，此时限位销对机械臂的固定作用消失，再将机械臂从卡槽内翻转出；
18.b、向下挤压压轴，压轴下移并对二号牵引绳进行牵拉，在二号牵引绳牵拉作用下，插板被拉至伸缩支撑杆内，将伸缩支撑杆前端嵌在支撑杆凹槽内，并将插板通槽与插板槽相对，松开压轴上的压力，压轴在四号弹簧柱弹力作用下上移，插板被推出插板通槽且嵌设在插板槽内，此时伸缩支撑杆固定在机械臂上；
19.c、接通控制底盘电源，控制底盘在delta并联平台的自动化程序控制下指挥机械臂开始工作，抓手对目标物进行抓取，目标物卡在固定夹板和移动夹板之间，目标物在重力作用下对固定夹板上的防护罩进行挤压，防护罩内的压杆碰触到固定夹板上液压开关，液压开关被打开，通过delta并联平台的自动化程序对该信息的读取，并控制液压缸上的液压杆向后移动，液压缸上的液压杆将卡位块向固定夹板拉动；
20.d、卡位块移动至目标物挤压到移动夹板上的防护罩，防护罩内的压杆碰触到移动夹板上液压开关，移动夹板上液压开关被打开，通过delta并联平台的自动化程序对该信息的读取，并控制液压缸上的液压杆停止移动，抓手将目标物固定。
21.本发明的有益效果是：本发明公开的一种基于delta并联平台的垛机器人及使用方法，包括以下优点，
22.1、本发明在现有的基于delta并联平台的码垛机器人结构基础上增设了平衡底座，平衡底座上连接有伸缩支撑杆，伸缩支撑杆可以对机械臂起支撑作用，同时可随着机械臂的移动而调节自身的长度和位置，灵活性高，提高了机械臂在工作时的稳定性；
23.2、伸缩支撑杆在不使用的情况下可以从机械臂上拆下并压缩嵌在卡槽内，不占空间；
24.3、抓手上设有感应模块，可根据被抓取的目标物体积调节抓力，提高了抓手抓取时的稳定性。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构示意图。
26.图2为本发明抓手结构示意图。
27.图3为本发明平衡底座剖面结构示意图。
28.图4为本发明机械臂与弧型辅助移动块连接结构示意图。
29.图5为本发明机械臂上支撑杆凹槽结构示意图。
30.图6为本发明伸缩支撑杆内部结构示意图。
31.图中：1、机械臂，2、抓手，3、控制底盘，4、平衡底座，5、弧型导向槽，6、伸缩支撑杆，7、卡槽，8、固定块，9、固定夹板，10、移动夹板，11、卡位块，12、连杆，13、连杆通槽，14、限位柱卡槽，15、挡板，16、液压缸，17、一号弹簧柱，18、挡板限位柱，19、开关凹槽，20、液压开关，21、防护罩，22、二号弹簧柱，23、压杆，24、支撑杆凹槽，25、插板槽，26、弧型导轨，27、弧型辅助移动块，28、导轨凹槽，29、机械臂连轴，30、限位圈凹槽，31、限位销凹槽，32、隔板，33、三号弹簧柱，34、限位销，35、限位条，36、调节销，37、一号牵引绳，39、限位圈，40、限位销卡槽，41、限位条卡槽，42、连轴凹槽，43、插板通槽，44、压轴通槽，46、牵引绳聚合管，47、压轴，48、四号弹簧柱，49、插板，50、牵引绳导管，51、二号牵引绳，52、牵引绳通孔，53、焊接杆。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.如图1所示，基于delta并联平台的码垛机器人，包括三个机械臂1，所述机械臂1上均连接有抓手2，所述机械臂1底部连接有控制底盘3，所述三个机械臂1在所述控制底盘3上呈三角分布，所述控制底盘3底部连接有平衡底座4，所述平衡底座4上设有三个弧型导向槽5和三个卡槽7，每个弧型导向槽5与一个卡槽7相连通，所述弧型导向槽5内嵌设有可移动的伸缩支撑杆6，所述伸缩支撑杆6另一端可拆卸的连接在所述机械臂1上。
36.伸缩支撑杆6对机械臂1起支撑作用，可随着机械臂1的运动调节自身长度和位置，灵活性高，同时大大提高了机械臂1工作时的稳定性。
37.伸缩支撑杆6在不使用的状态下，可缩短并嵌在卡槽7内。
38.如图2所示，所述抓手2包括中空结构的固定块8、固定夹板9和移动夹板10，所述固定块8一端固定在所述机械臂1上，所述固定夹板9一端固定在所述固定块8上，所述移动夹板10上通过连杆12连接有卡位块11，所述固定块8侧壁上设有两个连杆通槽13，所述卡位块11嵌在所述固定块8内，所述连杆12贯穿所述连杆通槽13，所述固定块8上连接有液压缸16，所述液压缸16与所述卡位块11相连。
39.液压缸16工作的同时带动卡位块11移动，进而达到调节固定夹板9和移动夹板10之间距离的目的。
40.如图2所示，所述固定块8内卡设有挡板15，所述挡板15左、右两侧壁上连接有相对的挡板限位柱18，所述固定块8左、右两内壁上设有相对的限位柱卡槽14，所述限位柱卡槽14设在两个连杆通槽13之间，所述挡板限位柱18嵌在所述限位柱卡槽14内，所述挡板15上连接有两个一号弹簧柱17，所述一号弹簧柱17另一端固定在固定块8上设有液压缸16的端面上，所述液压缸16贯穿所述挡板15，所述挡板15与所述卡位块11相抵。
41.挡板15在一号弹簧柱17的弹力作用下始终与卡位块11相抵，对卡位块11起平衡支撑作用，防止卡位块11在移动过程中出现偏移。
42.如2所示，所述固定夹板9和所述移动夹板10相对的端面上均设有感应模块，所述感应模块包括液压开关20和压杆23，所述液压开关20与所述液压缸16电性连接，所述固定夹板9和所述移动夹板10相对的端面上均设有开关凹槽19，所述液压开关20设在所述开关凹槽19内，所述开关凹槽19上连接有防护罩21，所述防护罩21上连接有二号弹簧柱22，所述二号弹簧柱22另一端固定在所述开关凹槽19内，所述压杆23固定在所述防护罩21内且与所述液压开关20相对应，所述压杆23套设在所述二号弹簧柱22内。
43.液压开关20与delta并联平台的自动化程序相连，固定夹板9上液压开关20被打开
后，delta并联平台的自动化程序控制液压缸16上的液压杆回缩，固定夹板9和移动夹板10之间的距离缩短；移动夹板10上液压开关20被打开后，delta并联平台的自动化程序控制液压缸16上的液压杆停止移动，实现根据被抓取物的体积调节固定夹板9和移动夹板10之间距离的目的。
44.如图3和图4所示，所述弧型导向槽5底表面上设有弧型导轨26，所述机械臂1底部连接弧型辅助移动块27，所述弧型辅助移动块27底表面设有导轨凹槽28，所述弧型导轨26嵌在所述导轨凹槽28内，所述弧型辅助移动块27上表面连接有机械臂连轴29，所述机械臂1可转动的连接在所述机械臂连轴29上。
45.如图4所示，所述机械臂连轴29为两端开口的中空结构，所述机械臂连轴29内壁上设有两个相对的限位销凹槽31，所述机械臂连轴29内套设有两个可移动的限位销34，所述限位销34外壁上连接有两个相对的限位条35，所述限位条35嵌在所述限位销凹槽31内，所述机械臂连轴29左、右两端面上均设有限位圈凹槽30，所述机械臂1底部设有连轴凹槽42，所述连轴凹槽42两个相对的端面上均设有限位销卡槽40，所述限位销卡槽40内壁上设有两对相对的限位条卡槽41，所述连轴凹槽42两个相对的端面上均连接有限位圈39，所述限位圈39嵌在所述限位圈凹槽30内，所述限位销卡槽40与所述限位销34相对。
46.限位销34穿出机械臂连轴29并嵌在限位销卡槽40内，限位条35嵌在限位条卡槽41内，此时机械臂1固定在机械臂连轴29上；将限位销34压入机械臂连轴29内，限位销34对机械臂1的固定作用消失，机械臂1可相对机械臂连轴29进行转动。
47.如图4所示，所述机械臂连轴29上螺旋连接有调节销36，所述调节销36穿出所述机械臂连轴29，所述机械臂连轴29内固定有两个隔板32，所述两个隔板32分别位于所述调节销36左、右两侧，所述隔板32外端面上固定有三号弹簧柱33，所述三号弹簧柱33前端固定在所述限位销34上，所述限位销34上连接有一号牵引绳37，所述一号牵引绳37另一端贯穿所述三号弹簧柱33和所述隔板32并固定在所述调节销36上。
48.如图4所示，调节销36上设有“十”字卡槽，将十字螺丝刀卡在“十”字卡槽内并顺时针转动调节销36，调节销36转动的同时对一号牵引绳37进行牵拉，可将限位销34拉至机械臂连轴29内。
49.如图5和图6所示，所述机械臂1上设有支撑杆凹槽24，所述支撑杆凹槽24内壁上设有两对相对的插板槽25，所述伸缩支撑杆6上设有四个插板通槽43和一对压轴通槽44，所述压轴通槽44位于所述插板通槽43下方，所述插板通槽43上贯穿有插板49，所述压轴通槽44上弹性连接有压轴47，所述插板49内端面上连接有二号牵引绳51，所述伸缩支撑杆6内通过焊接杆53固定有牵引绳导管50，所述牵引绳导管50上设有四个牵引绳通孔52，所述二号牵引绳51贯穿所述牵引绳通孔52并向下延伸至固定在所述压轴47上。
50.向下挤压压轴47，压轴47下移并对二号牵引绳51进行牵拉，在二号牵引绳51牵拉作用下，插板49被拉至伸缩支撑杆6内，将伸缩支撑杆6前端嵌在支撑杆凹槽24内，并将插板通槽43与插板槽25相对，松开压轴47上的压力，压轴47在四号弹簧柱48弹力作用下上移，插板49被推出插板通槽43且嵌设在插板槽25内，此时伸缩支撑杆6固定在机械臂1上。
51.如图6所示，所述压轴47上连接有四号弹簧柱48，所述四号弹簧柱48底部固定在所述压轴通槽44上，所述压轴47上连接有牵引绳聚合管46，所述二号牵引绳51套设在所述牵引绳聚合管46内。
52.上述实施例中，二号牵引绳51为弹性pvc杆。
53.实施例
54.基于delta并联平台的码垛机器人使用方法，包括以下步骤，
55.a、利用十字螺丝刀顺时针转动调节销36，调节销36转动的同时对一号牵引绳37进行牵拉，并将限位销34拉至机械臂连轴29内，此时限位销34对机械臂1的固定作用消失，再将机械臂1从卡槽7内翻转出；
56.b、向下挤压压轴47，压轴47下移并对二号牵引绳51进行牵拉，在二号牵引绳51牵拉作用下，插板49被拉至伸缩支撑杆6内，将伸缩支撑杆6前端嵌在支撑杆凹槽24内，并将插板通槽43与插板槽25相对，松开压轴47上的压力，压轴47在四号弹簧柱48弹力作用下上移，插板49被推出插板通槽43且嵌设在插板槽25内，此时伸缩支撑杆6固定在机械臂1上；
57.c、接通控制底盘3电源，控制底盘3在delta并联平台的自动化程序控制下指挥机械臂1开始工作，抓手2对目标物进行抓取，目标物卡在固定夹板9和移动夹板10之间，目标物在重力作用下对固定夹板9上的防护罩21进行挤压，防护罩21内的压杆23碰触到固定夹板9上液压开关20，液压开关20被打开，通过delta并联平台的自动化程序对该信息的读取，并控制液压缸16上的液压杆向后移动，液压缸16上的液压杆将卡位块11向固定夹板9拉动；
58.d、卡位块11移动至目标物挤压到移动夹板10上的防护罩21，防护罩21内的压杆23碰触到移动夹板10上液压开关20，移动夹板10上液压开关20被打开，通过delta并联平台的自动化程序对该信息的读取，并控制液压缸16上的液压杆停止移动，抓手2将目标物固定。
59.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
60.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。