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【中文】一种升降装置及机器人
【EN】A kind of lifting device and robot

申请(专利)号:CN201811344789.1国省代码:上海 31
申请(专利权)人:【中文】中科新松有限公司【EN】Middle Ke Xinsong Co., Ltd
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摘要:
【中文】本发明公开了一种升降装置及机器人,属于工业机器人技术领域。一种升降装置,包括相互平行的底板和顶板,底板和顶板之间设置有升降驱动件和支撑部,升降驱动件的底座固定于底板上,升降驱动件的伸缩杆与顶板连接;支撑部包括交叉剪切机构,交叉剪切机构包括相互交叉设置的第一连杆和第二连杆,第一连杆和第二连杆的中间部位铰接,第一连杆的一端和第二连杆的一端与顶板滑动连接,第一连杆的另一端和第二连杆的另一端与底板滑动连接。该机器人包括上述升降装置。本发明直接通过升降驱动件进行升降,精确且直观,避免了通过其他机械升降机构进行驱动导致升降精度较低的现象;同时,升降装置设置有支撑部,提高了顶板升降的稳定性。
【EN】Paragraph:The invention discloses a kind of lifting device and robots, belong to Industrial Robot Technology field.A kind of lifting device is provided with lifting actuator and support portion, the pedestal for going up and down actuator is fixed on bottom plate, the telescopic rod for going up and down actuator is connect with top plate including the bottom plate and top plate being parallel to each other between bottom plate and top plate;Support portion includes cross-shear mechanism, cross-shear mechanism includes the intersect first connecting rod and second connecting rod of setting, the intermediate position of first connecting rod and second connecting rod is hinged, one end of first connecting rod and one end of second connecting rod are slidably connected with top plate, and the other end of first connecting rod and the other end of second connecting rod are slidably connected with bottom plate.The robot includes above-mentioned lifting device.The present invention directly passes through lifting actuator and goes up and down, accurate and intuitive, avoids and carries out the phenomenon that driving causes lifting precision lower by other mechanical elevating mechanisms;Meanwhile lifting device is provided with support portion, improves the stability of top plate lifting.

主权项:
【中文】1.一种升降装置,其特征在于,包括相互平行的底板(1)和顶板(2),所述底板(1)和顶板(2)之间设置有:升降驱动件,其底座固定于底板(1)上,所述升降驱动件的伸缩杆与所述顶板(2)连接;支撑部,其包括交叉剪切机构(4),所述交叉剪切机构(4)包括相互交叉设置的第一连杆(41)和第二连杆(42),所述第一连杆(41)和所述第二连杆(42)的中间部位铰接,所述第一连杆(41)的一端和所述第二连杆(42)的一端与所述顶板(2)滑动连接,所述第一连杆(41)的另一端和所述第二连杆(42)的另一端与所述底板(1)滑动连接。【EN】1. a kind of lifting device, which is characterized in that including the bottom plate (1) and top plate (2) being parallel to each other, the bottom plate (1) and top Plate is provided between (2) Actuator is gone up and down, pedestal is fixed on bottom plate (1), and the telescopic rod of the lifting actuator is connect with the top plate (2); Support portion comprising cross-shear mechanism (4), the cross-shear mechanism (4) include intersect setting first connect The intermediate position of bar (41) and second connecting rod (42), the first connecting rod (41) and the second connecting rod (42) is hinged, and described One end of one connecting rod (41) and one end of the second connecting rod (42) are slidably connected with the top plate (2), the first connecting rod (41) other end of the other end and the second connecting rod (42) is slidably connected with the bottom plate (1).


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说明书

一种升降装置及机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域,尤其涉及一种升降装置及机器人。

背景技术

随着工业机器人技术的发展,越来越多的传统工业车间、厂房将采用智能物流、智

能仓储。复合机器人作为物流、仓储的主要执行者,使用也越来越广泛。

复合机器人主要包括作为运动机构的AGV与作为执行机构的机械臂。现有复合机

器人的机械臂大多数不具有升降功能,在一定程度上限制了机械臂的工作范围。尽管少数

机械臂具有升降功能,但升降机构主要采用桁架结构、链条传动等,附加结构过于复杂,精

度较低,后期维修性较差。同时,传统的用于机械臂上的升降装置仅仅能实现升降功能,并

未考虑升降装置在升降过程中的稳定性。

为此,亟需提供一种升降装置及机器人以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种升降装置,结构简单,升降平稳。

本发明的另一个目的在于提供一种机器人,其机械臂的活动范围较大,且精度较

高,活动平稳。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种升降装置,包括相互平行的底板和顶板,所述底板和顶板之间设置有:

升降驱动件,其底座固定于底板上,所述升降驱动件的伸缩杆与所述顶板连接;

支撑部,其包括交叉剪切机构,所述交叉剪切机构包括相互交叉设置的第一连杆

和第二连杆,所述第一连杆和所述第二连杆的中间部位铰接,所述第一连杆的一端和所述

第二连杆的一端与所述顶板滑动连接,所述第一连杆的另一端和所述第二连杆的另一端与

所述底板滑动连接。

升降装置直接通过升降驱动件进行升降,升降驱动件伸缩杆的伸缩程度直接等于

顶板的升降程度,精确且直观,避免了通过其他机械升降机构进行驱动导致升降精度较低

的现象;同时,升降装置设置有支撑部,其中支撑部通过设置交叉剪切机构,使得电动推杆

驱动顶板进行升降的过程中,顶板升降的稳定性的得到提高,且具有较优的效果。

作为优选,所述升降驱动件包括多个电动推杆,且多个所述电动推杆能同步推动

所述顶板。

作为优选,所述电动推杆还包括反馈模块,多个所述电动推杆的所述反馈模块通

讯连接。

作为优选,所述支撑部包括至少两组相对设置的所述交叉剪切机构,且相对设置

的两组所述交叉剪切机构之间设置有刚性连接杆;

所述连接杆的一端与其中一组所述交叉剪切机构的第一连杆连接,另一端与另一

组所述交叉剪切机构的第一连杆连接,或所述连接杆的一端与其中一组所述交叉剪切机构

的第二连杆连接,另一端与另一组所述交叉剪切机构的第二连杆连接;

其中所述连接杆平行于所述底板,并垂直于所述第一连杆和所述第二连杆。

作为优选,所述支撑部还包括弹性件,所述弹性件的一端与所述第一连杆连接,另

一端与所述第二连杆连接。

作为优选,所述底板和所述顶板均设置有滑轨,所述交叉剪切机构与所述底板连

接的一端和所述交叉剪切机构与所述顶板连接的一端均铰接有滑块,所述滑块设置有与所

述滑轨适配的滑槽。

作为优选,所述滑轨的两端均设置有限位块。

作为优选,所述第一连杆和所述第二连杆均设置有连接槽,所述连接槽内设置有

连接孔,销轴穿过所述第一连杆的连接孔以及所述第二连杆的连接孔将两者枢接。

作为优选,所述顶板和所述底板上均设置有穿线孔。

一种机器人,包括机器人本体和机械臂,还包括上述的升降装置,所述升降装置设

置于机器人本体和所述机械臂之间。

这样设置,机器人机械臂的活动范围较大,且精度较高,活动平稳。

本发明的有益效果:

1)升降装置直接通过升降驱动件进行升降,升降驱动件伸缩杆的伸缩程度直接等

于顶板的升降程度,精确且直观,避免了通过其他机械升降机构进行驱动导致升降精度较

低的现象;

2)升降装置设置有支撑部,其中支撑部通过设置交叉剪切机构,使得电动推杆驱

动顶板进行升降的过程中,顶板升降的稳定性得到提高,且具有较优的效果。

3)支撑部的交叉剪切机构通过设置弹簧一方面可以为升降装置的顶板在上升过

程中提供提升力,另一方面可以为升降装置的顶板在下降过程中提供缓冲力。

附图说明

图1是本发明实施例中的升降装置的第一视角的结构示意图;

图2是本发明实施例中的升降装置的第二视角的结构示意图;

图3是本发明实施例中的升降装置的第三视角的结构示意图;

图4是图3中A处放大示意图。

图中:

1、底板;2、顶板;3、电动推杆;4、交叉剪切机构;41、第一连杆;42、第二连杆;43、连

接槽;5、弹簧;6、滑轨;7、滑块;8、限位块;9、连接杆;10、穿线孔。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面

将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述,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,本领域技术人员在

没有作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。下面结

合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例公开一种升降装置,该升降装置可应用于任何需要进行升降或伸缩的场

合,本实施例以该升降装置应用于机器人进行示例性说明。

如图1-3所示,该升降装置包括相互平行的底板1和顶板2,底板1和顶板2之间设置

有升降驱动件和支撑部。

其中升降驱动件的底座固定于底板1上,升降驱动件的伸缩杆与顶板2连接,并驱

动顶板2远离或靠近底板1,从而达到升降目的。升降驱动件可以选用气缸、直线电机、液压

缸等。升降装置直接通过升降驱动件进行升降,升降驱动件伸缩杆的伸缩程度直接等于顶

板2的升降程度,精确且直观,避免了通过其他机械升降机构进行驱动导致升降精度较低的

现象。于本实施例中,升降驱动件选用电动推杆3,电动推杆3又名直线驱动器,是一种将电

动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。并且电动推杆3主要是由电

机推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构,可用于各种简单或复杂的工艺流

程中作为执行机械使用,以实现远距离控制、集中控制或自动控制。通过选用电动推杆3作

为升降驱动件便于实现对升降装置的升降高度进行精密控制,满足机器人对升降精度的要

求。并且为了保证顶板2能够相对底板1平稳的进行升降,优选在顶板2和底板1之间设置多

个电动推杆3。于本实施例中,顶板2和底板1的外形轮廓类似正方形,故选用四个电动推杆

3,且将四个电动推杆3设置于顶板2和底板1的四个边角处。于其他实施例中,顶板2和底板1

的外形轮廓为圆形时,可以选用三个及以上的电动推杆3相对于圆心沿周向均匀分布于顶

板2和底板1之间。当顶板2和底板1的外形轮廓为其他形状时,本领域技术人员可以根据实

际情况调整电动推杆3的数量。

进一步的,当采用多个电动推杆3时,需要保证多个电动推杆3同步升降,且升降高

度相同,于本实施例中,优选具有反馈功能的电动推杆3,即,电动推杆3包括反馈模块,多个

电动推杆的所述反馈模块通过控制器通讯连接,其反馈模块能够实时监控电动推杆3中推

杆的上升高度,及时停止电动推杆3的运行,同时,通过反馈的数据,控制器可以及时调整其

他电动推杆3的上升高度,保证了多个电动推杆3的同步升降,从而避免了电动推杆3不同步

导致顶板2倾斜的现象发生。另外,需要说明的是,电动推杆3属于现有技术中产品,其原理

不在此赘述。其中,电动推杆3的选型要根据机械臂上升高度的需求来确定。且在实施过程

中要注意电动推杆3本身具有一定的高度,以及不同型号的电动推杆3的负载能力有所不

同,需要根据机械臂、末端装置以及机械臂的工作负载来进行选型。

支撑部包括交叉剪切机构4,交叉剪切机构4包括相互交叉设置的第一连杆41和第

二连杆42,第一连杆41和第二连杆42的中间部位铰接,第一连杆41的一端和第二连杆42的

一端与顶板2滑动连接,第一连杆41的另一端和第二连杆42的另一端与底板1滑动连接。通

常交叉剪切机构4用于作为升降驱动部件进行驱动物体的升高,本实施例通过将交叉剪切

机构4作为支撑部的一部分,使得电动推杆3驱动顶板2进行升降的过程中,提高顶板2升降

的稳定性,且具有较优的效果。于本实施例中,支撑部包括两组相对设置的交叉剪切机构4,

对称设置于顶板2和底板1之间,以保证顶板2升降的平稳性。

进一步地,如图4所示,第一连杆41和第二连杆42均设置有连接槽43,连接槽43内

设置有连接孔,销轴穿过第一连杆41的连接孔以及第二连杆42的连接孔将两者铰接。其中

连接槽43的长度大于连接孔的孔径,并且第一连杆41和第二连杆42连接时,连接槽43的槽

底相互接触,其中连接槽43的侧壁也可以作为限位部对第一连杆41和第二连杆42的最大交

叉角度和最小交叉角度进行限制,便于设定顶板2和底板1的最小距离和最大距离。其中连

接槽43限制顶板2和底板1之间的最大距离以及最小距离可以与电动推杆3限制顶板2和底

板1之间最大距离以及最小距离一致,当电动推杆3发生损坏时,连接槽43可以作为备用保

护结构,避免顶板2和底板1之间距离过大或过小导致升降装置内部其他零部件发生损坏的

现象。连接槽43限制顶板2和底板1之间的最大距离以及最小距离也可以大于电动推杆3限

制顶板2和底板1之间最大距离以及最小距离,在不影响电动推杆3对顶板2进行升降的情况

下,以对顶板2和底板1提供一个安全距离。连接槽43限制顶板2和底板1之间的最大距离以

及最小距离也可以小于电动推杆3限制顶板2和底板1之间最大距离以及最小距离,由于电

动推杆3属于现有产品,且具有一定的形成规格,当电动推杆3的最大行程或最小行程超出

升降需求时,可以通过设置连接槽43以限定第一连杆41和第二连杆42的最大交叉角度以及

最小交叉角度,进而使顶板2和底板1的最小距离以及最大距离满足需求。

进一步的,底板1和顶板2均设置有滑轨6,交叉剪切机构4与底板1连接的一端和交

叉剪切机构4与顶板2连接的一端均铰接有滑块7,滑块7设置有与滑轨6适配的滑槽。这样设

置,一方面可以保证交叉剪切机构4在电动推杆3的作用下按着预定轨迹进行移动,另一方

面,还可以降低交叉剪切机构4与顶板2以及与底板1之间相对移动时的摩擦力,从而提高电

动推杆3的提升力的效率。

进一步地,相对设置的两组交叉剪切机构4之间设置有刚性连接杆9,其中连接杆9

的一端与其中一组交叉剪切机构4的第一连杆41连接,另一端与另一组交叉剪切机构4的第

一连杆41连接,或连接杆9的一端与其中一组交叉剪切机构4的第二连杆42连接,另一端与

另一组交叉剪切机构4的第二连杆42连接;其中连接杆9平行于底板1,并垂直于第一连杆41

和第二连杆42。这样设置,使得升降装置以机械方式确保两组交叉剪切机构4的同步升降。

于本实施例中,相对设置的两组交叉剪切机构4之间设置有两个刚性连接杆9,其中一个连

接杆9的一端与其中一组交叉剪切机构4的第一连杆41连接,另一端与另一组交叉剪切机构

4的第一连杆41连接,另一个连接杆9的一端与其中一组交叉剪切机构4的第二连杆42连接,

另一端与另一组交叉剪切机构4的第二连杆42连接。

并且,支撑部还包括弹性件,弹性件的一端与第一连杆41连接,另一端与第二连杆

42连接。于本实施例中,两组交叉剪切机构4中均设置有弹性件,其中弹性件优选为弹簧5,

且弹簧5平行于底板1或顶板2设置。初始时,弹簧5具有一定的拉伸长度,在升降装置中顶板

2上升过程中,弹簧5通过交叉剪切机构4对滑块7提供一个沿着滑轨6方向的移动力,使第一

连杆41和第二连杆42容易相对滑动,同时也为升降装置顶板2提供一个提升力。在下降过程

中,第一连杆41和第二连杆42的交叉角度不断扩大,相应的弹簧5也会不断拉长,此时,第一

连杆41和第二连杆42之间的弹簧5可以对顶板2的下降起到缓冲作用。于本实施例中,弹性

件设置于交叉剪切机构4的铰接处与顶板2之间,连接杆9设置于交叉剪切机构4的铰接处与

底板1之间。将弹性件和连接杆9分别设置于交叉剪切机构4铰接处的两侧,可以分别在铰接

处与顶板2之间和铰接处与底板1之间设置交叉剪切机构4与弹性件和连接杆9的连接结构,

从而避免了将连接结构同时设置在铰接处与顶板2之间或同时设置在铰接处与底板1之间

导致第一连杆41和第二连杆42受损较大的现象。

另外,滑轨6的两端均设置有限位块8。这样可以保证交叉剪切机构4具有一定的安

全性,从而避免与第一连杆41和第二连杆42连接的滑块7在滑动过程中滑出滑轨6。

进一步的,升降装置作为模块与其他装置进行连接配合,以帮助其他装置满足升

降要求。为此,底板1和顶板2上设置有与其他装置安装的安装孔。并且,顶板2和底板1上的

中间部分设置有较大的穿线孔10。穿线孔10的设置便于电气连接时线缆的穿设,以保证装

置的美观性,同时穿线孔10的设置还能达到减轻升降装置重量的效果,从而降低升降驱动

件的驱动功率。

于本实施例中,还公开一种机器人,包括机器人本体和机械臂。当机器人的机械臂

满足升降要求时,机器人本体和机械臂直接连接。当机器人的机械臂不满足升降要求时,机

器人还包括升降装置,其中升降装置设置于机器人本体和机械臂之间,以满足机器人中机

械臂需要达到的升降要求。

同时为了尽可能的避免升降装置与机械臂和机器人本体连接时需要专门增设或

更改连接结构,升降装置的顶板2和底板1分别根据其需要连接的机器人本体和机械臂的连

接结构进行设置。即升降装置与机器人本体连接的底板1,和机械臂与机器人本体连接的连

接结构相同;升降装置与机械臂连接的顶板2,和机器人本体与机械臂连接的连接结构相

同。这样不仅可以减少原机构的变动,降低成本,而且方便安装和拆卸。

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