一种具有旋转功能和高度伸缩结构的中心柱结构
技术领域
本发明属于机器人
技术领域
，涉及一种具有旋转功能和高度伸缩结构的中心柱结构。背景技术
当前工业机器人的最广泛的应用是为单个机器人独立工作准备的，只适用于特定的产品和工作环境，并且依赖于特定的辅助设备和工装夹具。对于复杂的工作任务及多变的工作环境，单个机器人的能力明显不足。为解决此类问题，多机器人协同作业系统在工业生产、军事国防、社会服务等领域具有良好的应用前景。但是目前的多机器人协同仍然停留在多个机器人独立工作工位，并没有实现真正的机器人之间互相配合。本发明适合多个机器人相互协同配合，尤其适合在狭小空间内机械臂协同控制，本发明设计一种连接机构将不同功能模块的机械手同心垂直地安装在连接机构上，具有多自由度、高集成度、节约空间等特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有旋转功能和高度伸缩结构的中心柱结构，可减少机器人工作工位，有效节约空间提高效率。
为了解决上述问题，本发明设计了一种具有旋转功能和高度伸缩结构的中心柱结构，中心柱底部固定连接导轨滑台，侧面由下到上依次同心连接货物中转平台、取货机械臂、卸货机械臂，中心柱分为四个部分，从下到上依次是中心柱伸缩机构、第一中心转动机构、第二中心转动机构、第三中心转动机构。
其中，三个中心转动机构内部均包括电机、竖直放置的锥齿轮、水平放置的锥齿轮、中心正齿轮、行星正齿轮、外部大齿轮、中心柱内壳、中心柱外壳、中心柱套圈。
进一步的，中心柱的最底层中心柱伸缩机构，该伸缩采用液压驱动的方式，当中心柱伸缩机构底层电机工作时，该伸缩机构会伸缩调整高度，伸缩机构底部与导轨滑台相连，伸缩机构上部连接三个相同的中心转动机构，每层中心转动机构之间装有中心柱套圈同心装配在一起。
其中，位于最下部的第一中心转动机构的中心柱外壳侧面固定连接通过负责放置货物中转平台，第二中心转动机构的中心柱外壳侧面通过螺钉螺纹连接卸货机械臂，第三中心转动机构的中心柱外壳侧面通过螺钉螺纹连接取货机械臂，每层中心转动机构都可以在内部电机的驱动下，独立转动。
更进一步的，在每层中心转动机构内部，电机横向固定在中心柱内壳，竖直放置的锥齿轮轴向固定于中心柱内壳，与电机输出轴相连，水平放置的锥齿轮置于电机下方，与竖直放置的锥齿轮相互啮合，使齿轮轴线相互垂直，中心正齿轮位于水平放置的锥齿轮下方并同心装配在中心转动机构中央，中心正齿轮与行星正齿轮构成行星轮系的转化轮系，行星正齿轮与中心正齿轮外部啮合，与外部大齿轮内部啮合，外部大齿轮套在中心柱外壳内，中心柱外壳随外部大齿轮一同转动。
本发明具有如下有益效果：本发明结构设计新颖合理，由于三个中心转动机构由中心套圈垂直同心装配在一起，同时三个中心转动机构安装有货物中转平台、取货机械臂、卸货机械臂，因此能够在狭小空间灵活地完成对货物的多种操作，同时，中心柱最底层固定连接伸缩机构，使之可以伸缩调整高度，能够适应不同工作空间，对货物精确定位，此外中心柱底部固定连接导轨滑台，能大范围转移货物，提高工厂生产效率。本发明的整体结构紧凑，稳定性好，功能性强，且能适用于不同高度，利于广泛推广应用。
附图说明
图1为中心柱在机器人中的位置示意图
图2为中心柱伸缩机构
图3为中心转动机构内部放大图
图4为中心转动机构内部俯视图
图5为中心转动机构装配关系图
其中：1-中心柱；2-货物中转平台；3-取货机械臂；4-卸货机械臂；5-导轨滑台；1-1-第一中心转动机构；1-2-第二中心转动机构；1-3-第三中心转动机构；1-4-中心柱伸缩机构；1-5-竖直放置的锥齿轮；1-6-水平放置的锥齿轮；1-7-中心正齿轮；1-8-行星正齿轮；1-9-外部大齿轮；1-10-中心柱内壳；1-11-中心柱外壳；1-12-中心柱套圈；1-13-电机
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照如图1和图2所示，中心柱1通过中心柱伸缩机构1-4连接导轨滑台5，货物中转平台2、卸货机械臂4、取货机械臂3分别连接中心柱1的三个中心转动机构，卸货机械臂4、取货机械臂3通过各自相连的中心转动机构控制水平方向的运动，通过控制中心柱伸缩机构1-4控制竖直方向的运动，通过控制卸货机械臂4、取货机械臂3控制竖直方向的运动。同时，取货机械臂3还可以完成在空间中的转动，比卸货机械臂4多一个自由度。
参照如图3和图4和图5所示，每个中心转动机构均配备一个电机，使每个转动机构都能够独立转动，电机1-13横向固定在中心柱内壳1-10，竖直放置的锥齿轮1-5轴向固定于中心柱内壳1-10，与电机1-13输出轴相连，水平放置的锥齿轮1-6置于电机1-13下方，与竖直放置的锥齿轮1-5相互啮合，使齿轮轴线相互垂直，中心正齿轮1-7位于水平放置的锥齿轮1-6下方并同心装配在中心转动机构中央，中心正齿轮1-7与行星正齿轮1-8构成行星轮系的转化轮系，行星正齿轮1-8与中心正齿轮1-7外部啮合，与外部大齿轮1-9内部啮合，外部大齿轮1-9套在中心柱外壳1-11内，中心柱外壳1-11随外部大齿轮1-9一同转动。
本发明的中心柱工作原理为：当需要多机械臂协同工作时，由固定在中心柱内壳1-10的电机1-13驱动，带动竖直放置的锥齿轮1-5传动，然后将运动传递给水平放置的锥齿轮1-6，中心正齿轮1-7与水平放置的锥齿轮1-6同步转动，通过中心正齿轮1-7与行星正齿轮1-8的相互啮合，将运动传递给行星正齿轮1-8，最后带动与之啮合的外部大齿轮1-9转动，从而带动相应中心转动机构独立转动。
本发明结构设计新颖合理，其巧妙地将三个机械臂垂直地固定同心安装在中心柱1上，集成了筛选货物、取货、卸货的功能；安装能够调整高度的中心柱伸缩机构1-4可以适应不同工作高度，提高实用性。相比于目前不能自动筛选货物、选货时间长、占用多个工位才能完成上述工作的机器人，该运转机器人可以实现高集成度、多自由度作业。本发明的整体结构紧凑，稳定性好，功能性强，巧妙地可以适用于不同工作环境，利于广泛推广应用。
以上该实施例仅表达了本发明的首选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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