专利名称：纵向搬运汽车的工业机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于搬运汽车的工业机器人，这种机器人主要用于汽车生产线上的成品入库环节，以及大规模机械式立体停车设备的交接系统中。
背景技术：
汽车生产线上的成品入库环节，目前国内仍采用人工驾驶入库的形式。这是日产量较低的汽车生产商所通用的方式。但随着汽车产量的不断提高，如日产量达到千台以上时，采用这种形式就不切实际，因此应该寻求一种在生产线的末端能自动将成品车按指定路线送达指定库位的设备，才能满足现代化的汽车生产节拍。
在汽车工业突飞猛进的时候，城市的动态交通与静态交通都必须跟上，否则会严重阻碍汽车工业的发展。但是，目前国内的停车设施与汽车工业的发展不相适应，尽管在城市中建立了一些大型的停车系统，但是其关键设备的交接系统却仍然只能采用传统的托盘式或梳体式结构。这两种交接形式虽已经过较长时间的运行，但工程技术人员普遍认为都存在着一定的缺陷托盘式交接时，在程序上要求来回倒腾空托盘，这是一个无功的准备程序，增加了每个工作循环时间，降低了效率。在梳体式交接中，由于既有固定式梳体和活动梳体两种梳体的自身结构高度，又必须在工作中留出交接高度和安全高度，因此每层车位要增加400毫米左右的建筑高度，大大提高了车库的土建成本，在底下或高层车库中，这一缺陷尤为突出。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种纵向搬运汽车的工业机器人，利用这种机器人可方便地将成品车搬运到要求的位置，在安装这种机器人时，无须对土建等提出额外的要求，因而是一种成本低廉、使用简便的机器人。
其主要技术方案是整个机器人呈扁平状，由位于前部的机组A与位于后部的机组B利用滑道相互连接而成，在机组A、B上分别设置行走轮及用于夹持汽车车轮的夹持机构。
滑道的一端与机组B连接，另一端位于安装于机组A上的槽内，在滑道上安装有齿条，齿条与安装于机组A上的齿轮啮合，在齿轮上设置制动器。
在机组A、B的两侧分别安装1组夹持机构，每组夹持机构由可以相对移动的两个夹持机构组成。
在每个夹持机构中，旋转臂的一端铰接于机组上，在旋转臂上利用销轴与油缸内的活塞杆铰接，油缸的端部铰接于机组上。
在每个夹持机构中的旋转臂上设置滚轴，滚轴位于一组夹持机构中的两个夹持机构相对的内侧，在旋转臂的另一侧设置滚轮。
在机组A、B上分别设置小型液压站，小型液压站利用管道与连接在夹持机构上的油缸连接。
在机组B上安装锂电池，锂电池利用导线与安装于机组A上的伺服电机连接，伺服电机的输出轴与齿轮箱连接，齿轮箱的输出与机器人的行走轮连接。
本实用新型的优点是安装与使用方便，由于整体结构为扁平状，所占的空间比较少，在安装时，对土建没有特殊要求，不会额外占用车库净高；其次，本装置在安装了各种传感器及微电脑处理器后，可实现自动化管理，避免了手工操作的麻烦，因此尤其适合于大型车库的使用。
图1为本实用新型的结构图。
图2是本装置在抬升汽车时的状态图。
图3为本装置的工作程序图。
具体实施方式
如图所示整个机器人呈扁平状，由位于前部的机组A与位于后部的机组B利用滑道13相互连接而成，在机组A、B上分别设置行走轮2及用于夹持汽车车轮的夹持机构。在机组A、B的前端安装行走机构，采用具有牵引特性的伺服电机4为动力，每个电机4通过齿轮箱3各自拖动8个行走轮2，行走轮2与随动轮17组成行走系统。行走轮与随动轮都作前后交叉式布置，因此机组A、B都有平稳越过不大于50毫米的搬运系统安全沟隙的能力，牵引特性的伺服电机配置内置式旋转编码器，因此其行走距离可按终端电脑的内存数据及上位机指令执行，其定位精确度可以达到±10毫米。
滑道13的一端与机组B连接，另一端位于安装于机组A上的C形槽14内，并可在C形槽内滑动，因此，机组A、B的相对位置可以依靠各自的行走装置以及终端电脑9的行走指令而变动，直到其4对旋转臂中心与汽车的轮轴中心对准为止。在滑道13上安装有齿条15，齿条15与安装于机组A上的齿轮22啮合，在齿轮22上设置制动器23。当制动器制动时，机组A、B的相对位置便被固定，这样汽车被抬离地面时，能可靠而稳定地行走。
在机组A、B的两侧分别安装1组夹持机构，整个机器人有4组夹持机构，每组夹持机构由可以相对移动的两个夹持机构组成一对，在每个夹持机构中，旋转臂5的一端铰接于机组上，在旋转臂5上利用销轴与油缸7内的活塞杆铰接，油缸7的端部铰接于机组上，在每个夹持机构中的旋转臂5上设置滚轴6，滚轴6位于一组夹持机构中的两个夹持机构相对的内侧，在旋转臂5的另一侧设置滚轮16。工作时，每个旋转臂5都依靠油缸7作90度回转，旋转臂与汽车轮胎接触的部位为滚轴6，从而保证旋转臂能以较小的夹持力将汽车轮胎抬离地面。每一组旋转臂之间的工作距离为一定值，可以在180毫米到280毫米之间变动，在旋转臂与地面接触的部位为一组小型铁芯聚胺酯滚轮16，用于工业机器人负载行走时，避免失衡之用。
在机组A、B上分别设置小型液压站8，小型液压站8利用管道与连接在夹持机构上的油缸7连接，在机组B上安装锂电池18，该锂电池依靠安装于机组底板上的集电板，能在机器人回到搬运系统的起点位置时进行浮充。锂电池18利用导线与安装于机组A上的伺服电机4连接，伺服电机4的输出轴与齿轮箱3连接，齿轮箱3的输出与机器人的行走轮2连接。小型液压站8的动作信号来自终端电脑9及继电器组10，当机组A、B准确定位于汽车前后轮轴中心后，各个旋转臂按设定程序先后动作，并由压力变送器11、传感器12将动作到位的信号反馈给终端电脑确认。
本机器人的工作指令来自上位机，机器人与上位机之间的联系则依靠无线通信模块19，上位机的指令内容为库位地址及作业性质，同时依靠激光测距器20，激光定位器21及旋转编码器提供的实时数据进行分析比较，以完成其定位、防撞、微动等功能。
图2表示了机器人工作于地面的导向凹槽中，凹槽的宽度小于1000毫米。汽车的左右轮距中心为1250毫米到1600毫米之间不等，故机器人能在凹槽中自由行走。在机组A、B的端部安装了侧向导轮24，以保证其正确的工作姿态。
图3为工作状态图。其中C位为待机状态；D位为机组A上的右侧旋转臂伸展后的状态图；E位为机器人进入汽车下方，已伸展的旋转臂接触到汽车车轮25后，机组B上右侧的旋转臂也已伸展后的状态图；F位为机组B的位置调整至其伸展的旋转臂也接触到汽车车轮25时的状态图；G位为机组A、B上的另一个旋转臂都已伸展，并将汽车抬离地面的状态图。
权利要求1.纵向搬运汽车的工业机器人，其特征是整个机器人呈扁平状，由位于前部的机组(A)与位于后部的机组(B)利用滑道(13)相互连接而成，在机组(A)、(B)上分别设置行走轮(2)及用于夹持汽车车轮的夹持机构。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征是滑道(13)的一端与机组(B)连接，另一端位于安装于机组(A)上的槽(14)内，在滑道(13)上安装有齿条(15)，齿条(15)与安装于机组(A)上的齿轮(22)啮合，在齿轮(22)上设置制动器(23)。
3.根据权利要求1所述的机器人，其特征是在机组(A)、(B)的两侧分别安装1组夹持机构，每组夹持机构由可以相对移动的两个夹持机构组成。
4.根据权利要求1所述的机器人，其特征是在每个夹持机构中，旋转臂(5)的一端铰接于机组上，在旋转臂(5)上利用销轴与油缸(7)内的活塞杆铰接，油缸(7)的端部铰接于机组上。
5.根据权利要求1或3所述的机器人，其特征是在每个夹持机构中的旋转臂(5)上设置滚轴(6)，滚轴(6)位于一组夹持机构中的两个夹持机构相对的内侧，在旋转臂(5)的另一侧设置滚轮(16)。
6.根据权利要求1所述的机器人，其特征是在机组(A)、(B)上分别设置小型液压站(8)，小型液压站(8)利用管道与连接在夹持机构上的油缸(7)连接。
7.根据权利要求1所述的机器人，其特征是在机组(B)上安装锂电池(18)，锂电池(18)利用导线与安装于机组(A)上的伺服电机(4)连接，伺服电机(4)的输出轴与齿轮箱(3)连接，齿轮箱(3)的输出与机器人的行走轮(2)连接。
专利摘要用于搬运汽车的工业机器人，这种机器人主要用于汽车生产线上的成品入库环节，以及大规模机械式立体停车设备的交接系统中。其主要技术方案是整个机器人呈扁平状，由位于前部的机组A与位于后部的机组B利用滑道相互连接而成，在机组A、B上分别设置行走轮及用于夹持汽车车轮的夹持机构；滑道的一端与机组B连接，另一端位于安装于机组A上的槽内，在滑道上安装有齿条，齿条与安装于机组A上的齿轮啮合，在齿轮上设置制动器。利用这种机器人可方便地将成品车搬运到要求的位置，在安装这种机器人时，无须对土建等提出额外的要求。
文档编号B65G47/52GK2573618SQ0226387
公开日2003年9月17日 申请日期2002年8月19日 优先权日2002年8月19日
发明者缪慰时 申请人:缪慰时