一种取料下料模块的制作方法

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种取料下料模块。

背景技术：

现代高端科技研制的各种类型机器人，已经在众多的领域得到较广泛的应用，占有举重轻足的地位。科学在不断地发展，机器人制造工艺的各项性能水平也在不断地得到提升。从较早期只能执行简单程序，重复简单动作的工业机器人，发展到如今装载智能程序有较强智能表现的智能机器人。

在机器人竞技比赛中，需要一些运输机器人进行辅助，例如将物料夹取到指定位置或者完成物料的收集和补充等功能，现急需一种动作灵活、功能丰富的运输机器人。而取料下料模块作为实现物料的收集和补充功能的机构，现在还没有成熟的方案。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构简单、适应性好的取料下料模块。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种取料下料模块，包括安装在底盘上的剪叉式单元，剪叉式单元的上端与第二升降平台相连，第二升降平台上设有互相平行的滑轨和第一丝杆，料仓活动安装在滑轨上，料仓上设有第一丝杆螺母，第一丝杆螺母与第一丝杆螺纹配合，第一丝杆螺母的一端与第二电机相连，第二电机固定安装在第二升降平台上。

优选地，所述料仓下端固定安装有第五气缸和第三直线导轨，第五气缸的杆端与下料板相连，下料板与第三直线导轨活动连接。

优选地，所述底盘上设有第二丝杆，第二丝杆活动穿设于第二升降平台，第二丝杆上端穿过第二升降平台的部分与第二丝杆螺母螺纹配合，第二丝杆螺母与第三同步轮固定连接，第三同步轮活动套设于第二丝杆，第三同步轮与第四同步轮相连，第四同步轮与第三电机相连，第三电机安装在第二升降平台上。

优选地，所述第二升降平台上设有固定的上限位板，上限位板套设于第二丝杆且与第二丝杆之间具有间隙，上限位板位于第二丝杆螺母上方。

优选地，所述上限位板与第二丝杆之间的间隙中安装有第二轴承，第二丝杆上活动套设有上限位件，上限位件的下端与第二丝杆螺母固定连接，上限位件的上端与第二轴承抵接。

优选地，所述第二丝杆上活动套设有下限位件，下限位件的下端安装在第二升降平台上，下限位件上端与第一轴承抵接，第一轴承的外圈与第三同步轮相连。

优选地，所述底盘上设有第四电机和斜坡板，斜坡板与底盘通过弹簧合页转动连接，第四电机的转轴与绕线转盘相连，斜坡板上设有槽型轴承，细线的一端与斜坡板的中部连接，细线的另一端绕过槽型轴承与绕线转盘相连。

优选地，所述槽型轴承通过轴承支架安装在斜坡板上。

本发明的有益效果是：本发明所提供的取料下料模块，第三电机驱动第三同步轮转动，第二丝杆螺母带动上限位板和第二升降平台一起上下运动。第二电机驱动第一丝杆转动，第一丝杆螺母带动料仓顺着滑轨运动。从而实现料仓灵活的取料和下料。

附图说明

图1是本发明补给运输车的结构示意图。

图2是本发明夹持模块的结构示意图。

图3是本发明夹持模块的俯视图。

图4是本发明夹持模块的侧视图。

图5是本发明取料下料模块的剖视图。

图6是图5中a的放大图。

图7是本发明料仓的安装示意图。

图8是图7的仰视图。

图9是本发明滚轮模块的结构示意图。

附图标记说明：1、底盘；2、滚轮模块；201、轮子固定件；202、第五电机；203、车轮；204、第二导杆；205、弹簧；3、夹持模块；301、导杆架；302、第一升降平台；303、转动底板；304、第一气缸；305、第一直线导轨；306、第一滑块；307、从动臂；308、固定臂；309、联动臂；310、抓板；311、第二气缸；312、第三气缸；313、第二直线导轨；314、拉杆；315、固定杆；316、收缩杆；317、第二滑块；318、固定爪；319、第四气缸；320、移动爪；321、第一电机；322、第一同步轮；323、同步带夹紧件；4、取料下料模块；401、第二升降平台；402、剪叉杆；403、滑轨；404、第一丝杆；405、料仓；406、第一丝杆螺母；407、第二电机；408、第五气缸；409、第三直线导轨；410、下料板；411、第二丝杆；412、第二丝杆螺母；413、第三同步轮；414、第四同步轮；415、第三电机；416、下限位件；417、第一轴承；418、上限位板；419、第二轴承；420、上限位件；421、第一导杆；422、斜坡板；423、绕线转盘；424、轴承支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1所示，本发明提供的一种补给运输车，包括可移动的底盘1，底盘1的前端设有夹持模块3，底盘1的后端设有取料下料模块4；夹持模块3平时折叠，使用时伸出并夹取方体物料，随后放到指定位置。取料下料模块4用于接取球形物料，并将收集到的球形物料补给给指定单位。

如图1和图9所示，为了实现底盘1的移动，在底盘1前后部安装有滚轮模块2，在本实施例中，在底盘1的四个角处分别安装有一个滚轮模块2。滚轮模块2包括轮子固定件201，轮子固定件201上固定安装有第五电机202，第五电机202的轴端穿过轮子固定件201与车轮203相连。第五电机202可驱动车轮203转动，从而通过四个车轮203的驱动，实现整车的移动。车轮203可采用麦克纳姆轮，便于补给运输车的全向运动。

轮子固定件201的一端与底盘1转动连接，另一端活动套设于第二导杆204，第二导杆204上设有弹簧205，弹簧205的上端与底盘1相连，下端与轮子固定件201抵接。弹簧205始终对轮子固定件201提供一个向下的力，使得轮子固定件201上的车轮203保持与地面的接触，同时弹簧205也对底盘1起到一个缓震的作用。

如图2、图3和图4所示，夹持模块3包括导杆架301、第一升降平台302、第一夹持单元和第二夹持单元，导杆架301竖直安装在底盘1上，第一升降平台302活动安装在导杆架301上，底盘1上设有第一电机321，第一电机321的输出端与第一同步轮322相连，导杆架301的上部设有第二同步轮，第一同步轮322和第二同步轮上缠绕有同步带，同步带为竖直设置，第一升降平台302上设有同步带夹紧件323，同步带夹紧件323与同步带相连。第一电机321驱动第一同步轮322转动，使得同步带转动，从而驱动第一升降平台302上下运动。

第一夹持单元和第二夹持单元均安装在第一升降平台302上，第一夹持单元包括与第一升降平台302转动连接的转动底板303，第一升降平台302下表面安装有竖直设置的第二气缸311，第二气缸311的杆端穿过第一升降平台302与转动底板303相连。

转动底板303上设有第一气缸304和第一直线导轨305，第一气缸304的杆端与第一滑块306相连，第一滑块306安装在第一直线导轨305上，沿第一直线导轨305的轴线对称设有两个折叠爪，折叠爪包括从动臂307、固定臂308和联动臂309，联动臂309的一端与第一滑块306相连，联动臂309的另一端与从动臂307相连，联动臂309的中部与固定臂308的一端转动连接，固定臂308的另一端与转动底板303固定连接。联动臂309的数量为二，其中一个联动臂309的中部与固定臂308的转动连接。

第一夹持单元的工作过程为：第二气缸311的杆端处于缩回状态时，转动底板303此时如图2所示状态，转动底板303与第一升降平台302平行。第一气缸304的杆端由伸出状态变为缩回状态，此时两个折叠爪的联动臂309绕固定臂308的端部转动，带动从动臂307靠拢将物料夹持住。如果不需要使用第一夹持单元，第二气缸311的杆端伸出，转动底板303的前端向上转动，将转动底板303和两个折叠爪折叠收起，此时并不占用过多空间。

如图2所示，从动臂307为z形结构，从动臂307的端部安装有抓板310，便于抓取物体。

第二夹持单元包括对称安装在第一夹持单元两侧的两个伸缩爪，伸缩爪包括第三气缸312、第二直线导轨313、拉杆314、固定杆315和收缩杆316，第三气缸312的杆端与第二滑块317相连，第二滑块317安装在第二直线导轨313上。固定杆315安装在第一升降平台302上，与第三气缸312垂直。固定杆315的一端与收缩杆316转动连接，拉杆314的一端与第二滑块317相连，拉杆314的另一端与收缩杆316中部转动连接。如图2所示为第三气缸312杆端伸出状态，此时拉杆314推动收缩杆316转动，使得收缩杆316与固定杆315垂直。

收缩杆316上固定安装有固定爪318和第四气缸319，第四气缸319的杆端与移动爪320相连，移动爪320活动套设于收缩杆316，第四气缸319的杆端缩回可使得移动爪320向固定爪318靠近，从而将物料夹持在固定爪318和移动爪320之间。

第二夹持单元工作完成后，第三气缸312的杆端缩回，拉杆314拉动收缩杆316转动，使得收缩杆316与固定杆315平行，完成收纳。由于第二夹持单元对称安装在第一夹持单元两侧，且两者夹持方式并不相同，从图2可以看出，第一夹持单元和第二夹持单元可以同时工作，两者互不干扰。

如图1所示，取料下料模块4包括安装在底盘1上的剪叉式单元，剪叉式单元的上端与第二升降平台401相连，剪叉式单元的主体为多个剪叉杆402组成的可展机构，两两处于同一水平位置的剪叉杆402的中部铰接，上下剪叉杆402之间两端铰接。

如图7和图8所示，第二升降平台401上设有互相平行的滑轨403和第一丝杆404，滑轨403的数量为二，料仓405活动安装在两个滑轨403上，料仓405上设有第一丝杆螺母406，第一丝杆螺母406与第一丝杆404螺纹配合，第一丝杆螺母406的一端与第二电机407相连，第二电机407固定安装在第二升降平台401上。第二电机407可驱动第一丝杆404转动，从而第一丝杆螺母406带动料仓405顺着滑轨403运动。

料仓405下端具有开口，料仓405下端的开口周围固定安装有第五气缸408和第三直线导轨409，第五气缸408的杆端与下料板410相连，下料板410与第三直线导轨409活动连接。第五气缸408可驱动下料板410顺着第三直线导轨409运动，从而实现料仓405下端开口的闭合。

如图6所示，为了第二升降平台401的上下运动，便于料仓405升降取料和供料，在底盘1上固定安装有第二丝杆411，第二丝杆411为竖直设置，第二丝杆411活动穿设于第二升降平台401，第二丝杆411上端穿过第二升降平台401的部分与第二丝杆螺母412螺纹配合，第二丝杆螺母412与第三同步轮413固定连接，第三同步轮413活动套设于第二丝杆411，第三同步轮413与第四同步轮414通过同步带相连，第四同步轮414与第三电机415相连，第三电机415安装在第二升降平台401上。

第二升降平台401上设有固定的上限位板418，上限位板418套设于第二丝杆411且与第二丝杆411之间具有间隙，上限位板418位于第二丝杆螺母412上方。第三电机415驱动第四同步轮414转动，第三同步轮413同步转动，第二丝杆螺母412相对第二丝杆411上下移动，由于上限位板418和第二升降平台401分别对第二丝杆螺母412的上方和下方进行了限位，因此第二丝杆螺母412带动上限位板418和第二升降平台401一起上下运动。

为了增加第二升降平台401上下运动时的稳定性，底盘1上还设有竖直的第一导杆421，第一导杆421平行于第二丝杆螺母412。第一导杆421活动穿设于第二升降平台401，防止第二升降平台401摆动。

第二丝杆411上活动套设有下限位件416，下限位件416的下端安装在第二升降平台401上，下限位件416上端与第一轴承417抵接，第一轴承417的外圈与第三同步轮413相连。上限位板418与第二丝杆411之间的间隙中安装有第二轴承419，第二丝杆411上活动套设有上限位件420，上限位件420的下端与第二丝杆螺母412固定连接，上限位件420的上端与第二轴承419抵接。通过下限位件416与第一轴承417的转动接触，以及上限位件420与第二轴承419的转动接触，不仅对第二丝杆螺母412和第三同步轮413进行了严格的竖直方向的限位，还减小了第二丝杆螺母412和第三同步轮413转动时的摩擦力。

第二升降平台401可顺着第二丝杆411上下运动，料仓405可顺着滑轨403前后运动，取料下料模块4可实现料仓405灵活的取料和下料。在本实施例中，料仓405取料时，首先第二升降平台401下降到预定高度，然后料仓405伸出，给料单位将物料投入料仓405。随后料仓405收回，第二升降平台401上升到一定高度，接料单位直接移动到料仓405下方，第五气缸408驱动下料板410运动，使物料从料仓405下端开口落入接料单位。

为了便于接料单位直接移动到底盘1上的料仓405下方位置，在底盘1上设有第四电机和斜坡板422，斜坡板422与底盘1通过弹簧合页转动连接，第四电机的转轴与绕线转盘423相连，斜坡板422上设有轴承支架424，槽型轴承安装在轴承支架424内，槽型轴承的外圆周上设有沿圆周方向的槽，槽可以为v型槽或u型槽。细线的一端与斜坡板422的中部连接，细线的另一端绕过槽型轴承的槽与绕线转盘423相连。第四电机未转动时，斜坡板422在弹簧合页的弹力的支撑下向上折叠，并不占用太多空间。当需要接料单位驶入时，第四电机转动，绕线转盘423卷动细线的一端，细线的另一端拉动斜坡板422向下转动，使得斜坡板422的一端与地面接触，接料单位便可顺着斜坡板422驶入到料仓405下方。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。