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四自由度码垛机器人结构设计

时间：2017-12-01 来源：机器人在线阅读：13337

四自由度码垛机器人结构设计

本文设计的码垛机器人主要的核心机构有基座、腰部机构、臂部机构、末端执行机构以及相应的辅助连杆，主要活动部位包括腰部、臂部、腕部以及末端执行器。采用solidworks建立三维模型如图2.1所示。

(1)基座

基座是用来与地面进行固定的，承载了码垛机器人的大本分力量，也是连接腰部的机构，所以要求要有较强的刚度、强度以及稳定性。

(2)腰部机构

图2.2为码垛机器人腰部机构图。码垛机器人腰部承载着腰部以及腰部以上所有机构的重量，在这里主要有减速器、伺服电机、竖直丝杆、水平丝杆、竖直滑座、水平滑座等构成，通过伺服电机带动同步带的转动，然后使得丝杆前后(上下)运动，带动水平滑座(竖直滑座)，进而带动臂部机构的水平运动(竖直运动)。之所以将伺服电机安装在腰部而不安装在臂部，其主要原因在于减小臂部的重量，使得臂部在运动时，惯性降低。

(3)臂部机构

图2.3码垛机器人臂部机构图，其中左图为机械结构图，右图为工程图(尺寸单位: mm)。臂部机构主要有前大臂、后大臂、以及小臂组成。在机构小臂、前后大臂及腕部都包含有单个回转关节，若腰部电机处于工作状态时，前后大臂将会绕对应轴摆动，从而使得小臂在垂直方向上做平面运动，小臂带动腕部结构实现前后方向的平动，借助辅助结构(由三脚架、大臂及小臂连杆构成)确保腕部结构旋转轴在运行过程中同地平面垂直。

前大臂与小臂和水平滑座各有一个回转关节。工作时，伺服电机带动水平丝杆运动，进而带动水平滑座做水平运动，然后带动前大臂做前后运动。后大臂与前大臂相似，在这不做过多赘述。