一种四轴起重机器人的制作方法

1.本发明涉及起重机器人技术领域，特别是，涉及一种四轴起重机器人。


背景技术：

2.目前机器人的应用已经很广泛，并且深入各行各业，但用于起重的机器人却很少看到实际的应用。
3.工矿企业车间里起重机大多是通过钢丝绳来起吊重物的，在起重机启动、运行、加减速时，由于惯性原因及钢丝绳的柔性特点，吊钩下吊物会产生摆动现象，给吊钩下吊物轨迹的实时控制带来很大的困难，目前起重机无人技术的应用，也仅用于对定位精度要求不高的场合。
4.随着人力成本逐渐提高以及人工智能技术发展，机器人在工业生产应用迎来升级阶段，对大吨位、高精度的起重机器人的研发及制造迫在眉睫。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的起重机器人无法精确定位的缺陷，从而提供一种四轴起重机器人。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种四轴起重机器人，包括横向运动组件，包括横向轨道和沿横向轨道移动的第一车体；纵向运动组件，包括设置在所述第一车体上的纵向轨道、沿纵向轨道移动的第二车体；竖向运动组件，包括设置在第二车体上的剪叉组件，剪叉组件展开和折叠以控制竖向高度的下降和提升；以及，转动组件，包括设置在所述剪叉组件下端的旋转吊钩。
8.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述剪叉组件包括多个首尾依次相接的十字交叉件，所述十字交叉件连接形成多个平行四边形，所述平行四边形包括四个铰接点，最上端的平行四边形中的一个铰接点与所述第二车体固定连接，所述最上端的平行四边形中其余一个或多个铰接点连接顶升组件。
9.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述顶升组件包括连接架，所述连接架与所述固定铰接点的对角铰接点固定连接，所述连接架上方连接驱动组件。
10.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述顶升组件包括连接架，所述固定铰接点相邻的两个铰接点上设置有滚轮，所述滚轮与所述连接架滑移连接，所述连接架连接驱动组件。
11.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述驱动组件包括设置在所述第二车体上的液压站，所述液压站连接液压杆，所述液压杆连接顶架，所述顶架与所述连接架连接。
12.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述横向轨道包括两根平行的轨道，所述第一车体上设置有第一车轮运行于轨道中，所述第一车轮侧面设置有第一驱动电机；所述纵向轨道包括设置在所述第一车体内的两根平行轨道，所述第二车体上设置有第二车轮运行于轨道中，所述第二车轮侧面设置有第二驱动电机。
13.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述旋转吊钩包括设置在剪叉组件下端的连接块，所述连接块内部设置有第三驱动电机，所述第三驱动电机下方连接有吊钩组件。
14.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述吊钩组件包括电磁吊。
15.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述连接块侧面设置有滑动块与所述连接块竖直滑移连接，所述滑动块上转动连接有两根转轴，所述转轴上转动连接有抓钩，所述抓钩之间设置有弹性件进行连接，所述弹性件始终驱动抓钩保持初始状态。
16.作为本发明所述四轴起重机器人的一种优选方案，其中：所述抓钩交错设置，所述抓钩下端设置为圆弧形，所述抓钩上端由下向上设置为从外侧向内侧收拢的形状，所述抓钩上方配合设置有解锁块，所述解锁块内设置有梯形槽与所述抓钩上端配合。
17.本发明的有益效果：通过第一车体、第二车体、剪叉组件以及转动组件来从四个方向控制起重机器人，能够保证吊钩平稳精确达到指定位置，该方案既保证吊钩下吊物不摆动又能兼顾正常定位，满足起重机器人吊装的吊物位置精度要求。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
19.图1为本发明提供的四周起重机器人的整体结构示意图；
20.图2为剪叉组件与驱动组件的配合结构示意图；
21.图3为剪叉组件与驱动组件的正视图；
22.图4为实施例2中顶升组件的结构示意图；
23.图5为实施例3中吊钩组件的结构示意图；
24.图6位吊钩组件的剖面示意图；
具体实施方式
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
26.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
27.实施例1
28.本实施例提供了一种四轴起重机器人，如图1
‑
3所示，包括
29.横向运动组件100、纵向运动组件200、竖向运动组件300以及转动组件400，分别控制x、y、z和r四个方向的移动或转动，来抓取各个位置上的物件移动至所需位置。
30.进一步的，横向运动组件100包括横向轨道101和沿横向轨道101移动的第一车体102；横向轨道101一般设置在厂房内的大梁上，横向轨道101包括两根平行的轨道，第一车体102上设置有第一车轮102a运行于轨道中，第一车轮102a侧面设置有第一驱动电机102b，第一驱动电机102b为伺服减速电机，第一车体102通过第一驱动电机102b驱动沿横向轨道101移动构成x方向的移动，第一车体102一般为桥式或门式的结构。
31.纵向运动组件200包括设置在第一车体102上的纵向轨道201，沿纵向轨道201移动的第二车体202，纵向轨道201包括设置在第一车体102内的两根平行轨道，纵向轨道201设置在第一车体上，垂直于横向轨道101，第二车体202上设置有第二车轮202a运行于轨道中，第二车轮202a侧面设置有第二驱动电机202b，第二驱动电机202b也为伺服减速电机，第二车体202通过电机驱动沿纵向轨道201移动构成y方向的移动。
32.进一步的，竖向运动组件300包括设置在第二车体202上的剪叉组件301，剪叉组件301展开和折叠以控制竖向高度的下降和提升，一般竖向运动的控制均为通过柔性的吊绳进行控制，难以达到精确的位置控制，本实施例中利用剪叉组件301的刚性连接，方便精确控制高度位置。转动组件400，包括设置在剪叉组件301下端的旋转吊钩401。
33.如图2和3所示，剪叉组件301包括多个首尾依次相接对的十字交叉件301a，首端和末端的十字交叉件301a为半个，多个十字交叉件301a连接形成多个平行四边形301b，平行四边形301b包括四个铰接点，当其中一个平行四边形301b发生形状变化时，其他平行四边形同时会发生相同的形变，因此，将最上端的平行四边形301b中的一个铰接点与第二车体202固定连接，最上端的平行四边形301b中其余一个或多个铰接点连接顶升组件302，操作顶升组件302来控制其余一个或多个铰接点的竖向位置，达到控制最上端平行四边形的形状变化，以控制整体剪叉组件301的高度位置变化。
34.在本实施例中，顶升组件302包括连接架302a，连接架302a与固定铰接点302b的对角铰接点302c固定连接，连接架302a上方连接驱动组件303。具体的，连接架302a形状不作规定，用于带动对角铰接点302c移动，本实施例用优选u型框架，连接架302a的下端中心与对角铰接点302c连接，通过驱动组件303可以控制连接架302a的竖向位置高度，也控制了对角铰接点302c的高度，因此可以控制整体剪叉组件301的高度。
35.驱动组件303包括设置在第二车体202上的液压站303a，液压站303a连接液压杆303b，液压杆303b连接顶架303c，顶架303c与连接架302a连接，顶架303c与连接架302a可以直接连接，也可以设置一端第二剪叉组件进行连接。
36.旋转吊钩401包括设置在剪叉组件301下端的连接块402，连接块402内部设置有第三驱动电机403，第三驱动电机403下方连接有吊钩组件404，第三驱动电机403用于驱动吊钩组件404转动，吊钩组件404包括电磁吊405，利用电磁吊405可以方便吊取和放下金属产品。
37.本实施例的有益效果为，通过四个组件来达到四个方向的控制，保证起重机器人能够吊起任意位置的物体，利用剪叉组件的既保证吊钩下吊物不摆动又能兼顾正常定位，满足起重机器人吊装的吊物位置精度要求，控制对角铰接点的移动来达到控制整体竖向高
度的移动。
38.实施例2
39.本实施例不同于上一个实施例的是，如图4所示，其中，
40.顶升组件302包括固定铰接点302b相邻的两个铰接点上设置有滚轮302d，滚轮302d与连接架302a滑移连接，连接架302a连接驱动组件303，具体的，连接架302a上设置有与滚轮302d配合的轨道，当驱动组件303驱动连接架302a竖直向上移动时，滚轮302d向两侧移动，平行四边形301b变宽，高度变小，整体剪叉组件301的高度变小，相反的，当驱动组件303驱动连接架302a竖直向下移动时，滚轮302d向内侧移动靠近，平行四边形301b变窄，高度增大，整体剪叉组件301的高度增大。
41.如图1
‑
4所示，十字交叉件301a可以平行设置有两组或多组，增大整体的拉力，滚轮302d可以设置在多组十字交叉件301a之间，也可以设置在外侧，均不会影响整体效果。
42.实施例3
43.本实施例不同于上一个实施例的是，如图5
‑
6所示，其中，
44.连接块402侧面设置有滑动块404a与连接块402竖直滑移连接，滑动块404a上转动连接有两根转轴404b，转轴404b上转动连接有抓钩404c，转轴404b为抓钩404c的铰接点，抓钩404c能够以转轴404b为中心转动，抓钩404c之间设置有弹性件404d进行连接，弹性件404d始终驱动抓钩404c保持初始状态，弹性件404d为高强度弹簧，具有很强的弹力将抓钩404c保持在合并的状态。
45.进一步的，抓钩404c交错设置，抓钩404c下端设置为圆弧形，方便抓取圆柱形的物件，两个抓钩404c之间设置有小的间隙，方便被抓取物件打开抓钩进入抓钩之间，抓钩404c上端由下向上设置为从外侧向内侧收拢的形状，抓钩404c上方配合设置有解锁块404e，解锁块404e内设置有梯形槽404f与抓钩404c上端配合，梯形槽404f内的形状与抓钩404c上部收拢形状相同，但梯形槽404f的上下边宽度均小于抓钩404c上部形状的宽度，因此当抓钩404c进入梯形槽404f内时，梯形槽404f会挤压抓钩403c上部使其收拢，受到弹性件404d的作用，抓钩403c下部便会打开，从而释放抓钩403c内部抓取的物体。
46.滑动块404a竖直移动作用在于带动下方抓钩404c的竖直位移，方便其与解锁块404e配合，滑动块404a可以通过现有技术中电机驱动齿轮齿条、液压杆驱动等常见方式进行竖直移动，因此具体驱动方式不作具体表述。
47.本实施例的实施方式为：需要抓取物件时，利用四轴机器人的调整好位置，将抓钩404c对准下方需要抓取的钢卷、钢棒等圆柱状物体，剪叉组件301向下伸长，直到抓钩403c触碰到抓取物体，当抓钩403c继续向下移动时，两个抓钩403c会沿铰接位置转动向两侧分开，挤压弹性件404d，抓取物件通过抓钩403c分开产生的间隙进入两个抓钩403c之间，当被抓去物件完全进入抓钩403c之间后，抓钩403c收到弹性件404d的弹力，恢复到原先的位置，此时被抓取物体卡在两个抓钩403c之间，控制剪叉组件301缩短，便可以将被抓去物件抓起，当需要放下被抓去物体时，控制滑动块404a带动抓钩404c向上移动，抓钩404c上半部移动卡入梯形槽404f内，上半部分收拢，下半部分打开，将抓钩404c内的物体进行释放。
48.在厂区中常常需要抓取一些卷钢或钢棒等物件，有些物件不具有磁性，因此无法使用电磁吊，通过本实施例提供的吊钩组件能够轻松抓取和放下圆柱形物件，无需被抓取物体带有磁性，抓取释放方便快捷。
49.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
50.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
51.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
52.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。