縱向搬運汽車的工業機器人的製作方法

2023-06-02 04:52:06 3

專利名稱：縱向搬運汽車的工業機器人的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於搬運汽車的工業機器人，這種機器人主要用於汽車生產線上的成品入庫環節，以及大規模機械式立體停車設備的交接系統中。
背景技術：
汽車生產線上的成品入庫環節，目前國內仍採用人工駕駛入庫的形式。這是日產量較低的汽車生產商所通用的方式。但隨著汽車產量的不斷提高，如日產量達到千臺以上時，採用這種形式就不切實際，因此應該尋求一種在生產線的末端能自動將成品車按指定路線送達指定庫位的設備，才能滿足現代化的汽車生產節拍。
在汽車工業突飛猛進的時候，城市的動態交通與靜態交通都必須跟上，否則會嚴重阻礙汽車工業的發展。但是，目前國內的停車設施與汽車工業的發展不相適應，儘管在城市中建立了一些大型的停車系統，但是其關鍵設備的交接系統卻仍然只能採用傳統的託盤式或梳體式結構。這兩種交接形式雖已經過較長時間的運行，但工程技術人員普遍認為都存在著一定的缺陷託盤式交接時，在程序上要求來回倒騰空託盤，這是一個無功的準備程序，增加了每個工作循環時間，降低了效率。在梳體式交接中，由於既有固定式梳體和活動梳體兩種梳體的自身結構高度，又必須在工作中留出交接高度和安全高度，因此每層車位要增加400毫米左右的建築高度，大大提高了車庫的土建成本，在底下或高層車庫中，這一缺陷尤為突出。

發明內容
本發明的目的是設計一種縱向搬運汽車的工業機器人，利用這種機器人可方便地將成品車搬運到要求的位置，在安裝這種機器人時，無須對土建等提出額外的要求，因而是一種成本低廉、使用簡便的機器人。
按照本發明提供的設計方案，整個機器人呈扁平狀，由位於前部的機組A與位於後部的機組B利用滑道相互連接而成，在機組A、B上分別設置行走輪及用於夾持汽車車輪的夾持機構。
滑道的一端與機組B連接，另一端位於安裝於機組A上的槽內，在滑道上安裝有齒條，齒條與安裝於機組A上的齒輪嚙合，在齒輪上設置制動器。
在機組A、B的兩側分別安裝1組夾持機構，每組夾持機構由可以相對移動的兩個夾持機構組成。
在每個夾持機構中，旋轉臂的一端鉸接於機組上，在旋轉臂上利用銷軸與油缸內的活塞杆鉸接，油缸的端部鉸接於機組上。
在每個夾持機構中的旋轉臂上設置滾軸，滾軸位於一組夾持機構中的兩個夾持機構相對的內側，在旋轉臂的另一側設置滾輪。
在機組A、B上分別設置小型液壓站，小型液壓站利用管道與連接在夾持機構上的油缸連接。
在機組B上安裝鋰電池，鋰電池利用導線與安裝於機組A上的伺服電機連接，伺服電機的輸出軸與齒輪箱連接，齒輪箱的輸出與機器人的行走輪連接。
本發明的優點是安裝與使用方便，由於整體結構為扁平狀，所佔的空間比較少，在安裝時，對土建沒有特殊要求，不會額外佔用車庫淨高；其次，本裝置在安裝了各種傳感器及微電腦處理器後，可實現自動化管理，避免了手工操作的麻煩，因此尤其適合於大型車庫的使用。


圖1為本發明的結構圖。
圖2是本裝置在抬升汽車時的狀態圖。
圖3為本裝置的工作程序圖。
具體實施例方式
如圖所示整個機器人呈扁平狀，由位於前部的機組A與位於後部的機組B利用滑道13相互連接而成，在機組A、B上分別設置行走輪2及用於夾持汽車車輪的夾持機構。在機組A、B的前端安裝行走機構，採用具有牽引特性的伺服電機4為動力，每個電機4通過齒輪箱3各自拖動8個行走輪2，行走輪2與隨動輪17組成行走系統。行走輪與隨動輪都作前後交叉式布置，因此機組A、B都有平穩越過不大於50毫米的搬運系統安全溝隙的能力，牽引特性的伺服電機配置內置式旋轉編碼器，因此其行走距離可按終端電腦的內存數據及上位機指令執行，其定位精確度可以達到±10毫米。
滑道13的一端與機組B連接，另一端位於安裝於機組A上的C形槽14內，並可在C形槽內滑動，因此，機組A、B的相對位置可以依靠各自的行走裝置以及終端電腦9的行走指令而變動，直到其4對旋轉臂中心與汽車的輪軸中心對準為止。在滑道13上安裝有齒條15，齒條15與安裝於機組A上的齒輪22嚙合，在齒輪22上設置制動器23。當制動器制動時，機組A、B的相對位置便被固定，這樣汽車被抬離地面時，能可靠而穩定地行走。
在機組A、B的兩側分別安裝1組夾持機構，整個機器人有4組夾持機構，每組夾持機構由可以相對移動的兩個夾持機構組成一對，在每個夾持機構中，旋轉臂5的一端鉸接於機組上，在旋轉臂5上利用銷軸與油缸7內的活塞杆鉸接，油缸7的端部鉸接於機組上，在每個夾持機構中的旋轉臂5上設置滾軸6，滾軸6位於一組夾持機構中的兩個夾持機構相對的內側，在旋轉臂5的另一側設置滾輪16。工作時，每個旋轉臂5都依靠油缸7作90度迴轉，旋轉臂與汽車輪胎接觸的部位為滾軸6，從而保證旋轉臂能以較小的夾持力將汽車輪胎抬離地面。每一組旋轉臂之間的工作距離為一定值，可以在180毫米到280毫米之間變動，在旋轉臂與地面接觸的部位為一組小型鐵芯聚胺酯滾輪16，用於工業機器人負載行走時，避免失衡之用。
在機組A、B上分別設置小型液壓站8，小型液壓站8利用管道與連接在夾持機構上的油缸7連接，在機組B上安裝鋰電池18，該鋰電池依靠安裝於機組底板上的集電板，能在機器人回到搬運系統的起點位置時進行浮充。鋰電池18利用導線與安裝於機組A上的伺服電機4連接，伺服電機4的輸出軸與齒輪箱3連接，齒輪箱3的輸出與機器人的行走輪2連接。小型液壓站8的動作信號來自終端電腦9及繼電器組10，當機組A、B準確定位於汽車前後輪軸中心後，各個旋轉臂按設定程序先後動作，並由壓力變送器11、傳感器12將動作到位的信號反饋給終端電腦確認。
本機器人的工作指令來自上位機，機器人與上位機之間的聯繫則依靠無線通信模塊19，上位機的指令內容為庫位地址及作業性質，同時依靠雷射測距器20，雷射定位器21及旋轉編碼器提供的實時數據進行分析比較，以完成其定位、防撞、微動等功能。
圖2表示了機器人工作於地面的導向凹槽中，凹槽的寬度小於1000毫米。汽車的左右輪距中心為1250毫米到1600毫米之間不等，故機器人能在凹槽中自由行走。在機組A、B的端部安裝了側嚮導輪24，以保證其正確的工作姿態。
圖3為工作狀態圖。其中C位為待機狀態；D位為機組A上的右側旋轉臂伸展後的狀態圖，這時汽車已經到位，其中的25為汽車車輪位置；E位為機器人進入汽車下方，機組A上已伸展的旋轉臂接觸到汽車車輪25後，機組B上左側的旋轉臂也已伸展後的狀態圖；F位為機組B的位置調整至其已伸展的左側旋轉臂也接觸到汽車車輪25時的狀態圖；G位為機組A、B上的另一個旋轉臂都已伸展，並將汽車抬離地面的狀態圖。
權利要求
1.縱向搬運汽車的工業機器人，其特徵是整個機器人呈扁平狀，由位於前部的機組(A)與位於後部的機組(B)利用滑道(13)相互連接而成，在機組(A)、(B)上分別設置行走輪(2)及用於夾持汽車車輪的夾持機構。
2.根據權利要求1所述的機器人，其特徵是滑道(13)的一端與機組(B)連接，另一端位於安裝於機組(A)上的槽(14)內，在滑道(13)上安裝有齒條(15)，齒條(15)與安裝於機組(A)上的齒輪(22)嚙合，在齒輪(22)上設置制動器(23)。
3.根據權利要求1所述的機器人，其特徵是在機組(A)、(B)的兩側分別安裝1組夾持機構，每組夾持機構由可以相對移動的兩個夾持機構組成。
4.根據權利要求1所述的機器人，其特徵是在每個夾持機構中，旋轉臂(5)的一端鉸接於機組上，在旋轉臂(5)上利用銷軸與油缸(7)內的活塞杆鉸接，油缸(7)的端部鉸接於機組上。
5.根據權利要求1或3所述的機器人，其特徵是在每個夾持機構中的旋轉臂(5)上設置滾軸(6)，滾軸(6)位於一組夾持機構中的兩個夾持機構相對的內側，在旋轉臂(5)的另一側設置滾輪(16)。
6.根據權利要求1所述的機器人，其特徵是在機組(A)、(B)上分別設置小型液壓站(8)，小型液壓站(8)利用管道與連接在夾持機構上的油缸(7)連接。
7.根據權利要求1所述的機器人，其特徵是在機組(B)上安裝鋰電池(18)，鋰電池(18)利用導線與安裝於機組(A)上的伺服電機(4)連接，伺服電機(4)的輸出軸與齒輪箱(3)連接，齒輪箱(3)的輸出與機器人的行走輪(2)連接。
全文摘要
本發明涉及一種用於搬運汽車的工業機器人，這種機器人主要用於汽車生產線上的成品入庫環節，以及大規模機械式立體停車設備的交接系統中。其主要技術方案是整個機器人呈扁平狀，由位於前部的機組A與位於後部的機組B利用滑道相互連接而成，在機組A、B上分別設置行走輪及用於夾持汽車車輪的夾持機構；滑道的一端與機組B連接，另一端位於安裝於機組A上的槽內，在滑道上安裝有齒條，齒條與安裝於機組A上的齒輪嚙合，在齒輪上設置制動器。利用這種機器人可方便地將成品車搬運到要求的位置，在安裝這種機器人時，無須對土建等提出額外的要求，因而是一種成本低廉、使用簡便的機器人。
文檔編號B65G47/52GK1477039SQ0313200
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月7日 優先權日2002年8月19日
發明者繆慰時 申請人:繆慰時