一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種機(jī)器人，特別是涉及一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人；本實(shí)用新型的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人，結(jié)構(gòu)小巧且承載能力較高；包括底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)組，關(guān)節(jié)組包括六個(gè)關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)均包括360°轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)端以及與轉(zhuǎn)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)平面相垂直的固定端；一號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與底座和二號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端相連，二號(hào)關(guān)節(jié)的固定端固定在一號(hào)手臂的一端，三號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與一號(hào)手臂另一端的連接部分和二號(hào)手臂的一端相連，四號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與五號(hào)關(guān)節(jié)的固定端和二號(hào)手臂的另一端相連，五號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端與六號(hào)關(guān)節(jié)的固定端相連；底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)均為內(nèi)部設(shè)置有線纜的空心管狀結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)生活中具有極其重要的作用，一直以來，國際機(jī)器人市場都是一些由工程師為本的制造業(yè)設(shè)計(jì)的重型、昂貴且笨拙的機(jī)器人，但在實(shí)踐應(yīng)用中，并非所有的工業(yè)流程環(huán)節(jié)都需要大型機(jī)器人以承擔(dān)較重的負(fù)載，相反的，輕便、敏捷的機(jī)械臂越來越多地承擔(dān)了組裝和提取工作，而小型低噪音的機(jī)器人應(yīng)是應(yīng)對(duì)工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化和合理化需求最簡單、最合理的解決方案。
[0003]然而機(jī)器人各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)精度、承載能力、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性等均受到關(guān)節(jié)內(nèi)各元件之間相互位置關(guān)系、動(dòng)作關(guān)系的影響，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小型化設(shè)計(jì)，在機(jī)器人關(guān)節(jié)有限的空間內(nèi)合理布置元件位置至關(guān)重要；同時(shí)，現(xiàn)階段的工業(yè)機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)后，其額定負(fù)載會(huì)相應(yīng)降低很多，如何解決機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸和承載能力之間的矛盾成為一個(gè)重要的課題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)小巧且承載能力較高的6自由度輕型模塊化機(jī)器人。
[0005]本實(shí)用新型的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人,包括底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)組，所述關(guān)節(jié)組包括六個(gè)關(guān)節(jié)，且所述關(guān)節(jié)分別為一號(hào)關(guān)節(jié)、二號(hào)關(guān)節(jié)、三號(hào)關(guān)節(jié)、四號(hào)關(guān)節(jié)、五號(hào)關(guān)節(jié)和六號(hào)關(guān)節(jié)，所述關(guān)節(jié)均包括360°轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)端以及與所述轉(zhuǎn)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)平面相垂直的固定端；
[0006]所述一號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與所述底座和二號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端相連，所述二號(hào)關(guān)節(jié)的固定端固定在所述一號(hào)手臂的一端，所述三號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與所述一號(hào)手臂另一端的連接部分和二號(hào)手臂的一端相連，所述四號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與所述五號(hào)關(guān)節(jié)的固定端和所述二號(hào)手臂的另一端相連，所述五號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端與六號(hào)關(guān)節(jié)的固定端相連；
[0007]進(jìn)一步的，所述底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)均為內(nèi)部設(shè)置有線纜的空心管狀結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步的，所述關(guān)節(jié)包括設(shè)置在關(guān)節(jié)內(nèi)部的伺服電機(jī)、同步帶和張緊結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)端的制動(dòng)器和減速器，其中，伺服電機(jī)用于提供轉(zhuǎn)矩并與所述同步帶傳動(dòng)相連，所述同步帶用于一級(jí)減速并將所述轉(zhuǎn)矩傳遞給減速器的輸入端，所述減速器用于二級(jí)減速并輸出轉(zhuǎn)矩，所述張緊機(jī)構(gòu)用于控制同步帶的張緊，所述制動(dòng)器用于在伺服電機(jī)失電時(shí)同步失電制動(dòng)所述減速器。
[0009]進(jìn)一步的，所述底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)組均采用鋁合金材料制成。
[0010]進(jìn)一步的，所述一號(hào)關(guān)節(jié)、二號(hào)關(guān)節(jié)和三號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端最大轉(zhuǎn)速為120度/秒，所述四號(hào)關(guān)節(jié)、五號(hào)關(guān)節(jié)和六號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端最大轉(zhuǎn)速為180度/秒。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果為:與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人相比有以下特點(diǎn):I)模塊化設(shè)計(jì)，更易于安裝和使用；2)采用六個(gè)特定自由度的運(yùn)動(dòng)方式，使其工作范圍大大增加，減少了工業(yè)機(jī)器人工作死區(qū)；3)自身重量小，重量功率比大，負(fù)載可達(dá)10kg，是機(jī)器人自身重量的I / 4.5 ；4)操作靈活度高，工作空間大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型中關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0015]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人，包括底座1、一號(hào)手臂2、二號(hào)手臂3和關(guān)節(jié)組，關(guān)節(jié)組包括六個(gè)關(guān)節(jié)，且關(guān)節(jié)分別為一號(hào)關(guān)節(jié)21、二號(hào)關(guān)節(jié)22、三號(hào)關(guān)節(jié)23、四號(hào)關(guān)節(jié)24、五號(hào)關(guān)節(jié)25和六號(hào)關(guān)節(jié)26，關(guān)節(jié)均包括360°轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)端以及與轉(zhuǎn)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)平面相垂直的固定端；一號(hào)關(guān)節(jié)21的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與底座I和二號(hào)關(guān)節(jié)22的轉(zhuǎn)動(dòng)端相連，二號(hào)關(guān)節(jié)22的固定端固定在一號(hào)手臂2的一端，三號(hào)關(guān)節(jié)23的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與一號(hào)手臂另2 —端的連接部分4和二號(hào)手臂3的一端相連，四號(hào)關(guān)節(jié)24的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與五號(hào)關(guān)節(jié)25的固定端和二號(hào)手臂3的另一端相連，五號(hào)關(guān)節(jié)25的轉(zhuǎn)動(dòng)端與六號(hào)關(guān)節(jié)26的固定端相連；底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)均為內(nèi)部設(shè)置有線纜的空心管狀結(jié)構(gòu)。
[0016]機(jī)器人通過底座固定在工作位置，六個(gè)關(guān)節(jié)直接或通過手臂間接串聯(lián)在一起，六個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)均由各自關(guān)節(jié)內(nèi)部的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，獨(dú)立完成各自的運(yùn)動(dòng)，每個(gè)關(guān)節(jié)均可做+ / -360度轉(zhuǎn)動(dòng)，這種六個(gè)特定自由度的運(yùn)動(dòng)方式，可以使其工作范圍大大增加，減少了工業(yè)機(jī)器人工作死區(qū)(在自身運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)卻無法到達(dá)的位置)；由于工作環(huán)境以及產(chǎn)品美觀的要求，機(jī)器人通過內(nèi)走線方式，所有線纜都從關(guān)節(jié)內(nèi)部和手臂內(nèi)部通過，而且結(jié)構(gòu)本身采用鋁合金材料，極大的減輕了自身的重量，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)的簡單以及緊湊，更增加了設(shè)備的裝卸速度，節(jié)省了時(shí)間。
[0017]本實(shí)用新型的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人，關(guān)節(jié)包括設(shè)置在關(guān)節(jié)內(nèi)部的伺服電機(jī)11、同步帶14和張緊結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)端的制動(dòng)器12和減速器13，其中，伺服電機(jī)用于提供轉(zhuǎn)矩并與同步帶傳動(dòng)相連，同步帶用于一級(jí)減速并將轉(zhuǎn)矩傳遞給減速器的輸入端，減速器用于二級(jí)減速并輸出轉(zhuǎn)矩，張緊機(jī)構(gòu)用于控制同步帶的張緊，可在機(jī)器人外部旋轉(zhuǎn)頂絲對(duì)同步帶進(jìn)行張緊，頂絲設(shè)有2個(gè)，其中外頂絲起到防松的作用。并且?guī)л喗Y(jié)構(gòu)噪音小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；制動(dòng)器用于在伺服電機(jī)失電時(shí)同步失電制動(dòng)減速器，提高了機(jī)器人的位置精度。機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)的減速器都是諧波減速器，傳動(dòng)精度及承載能力高，可實(shí)現(xiàn)小體積且大減速比,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),無沖擊,噪音小。
[0018]本實(shí)用新型的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人，底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)組均采用鋁合金材料制成。[0019]本實(shí)用新型的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人，機(jī)器人最高負(fù)載10kg，工作范圍1300mm, 一號(hào)關(guān)節(jié)、二號(hào)關(guān)節(jié)和三號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端最大轉(zhuǎn)速為120度/秒，四號(hào)關(guān)節(jié)、五號(hào)關(guān)節(jié)和六號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端最大轉(zhuǎn)速為180度/秒。
[0020]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人,其特征在于,包括底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)組，所述關(guān)節(jié)組包括六個(gè)關(guān)節(jié)，且所述關(guān)節(jié)分別為一號(hào)關(guān)節(jié)、二號(hào)關(guān)節(jié)、三號(hào)關(guān)節(jié)、四號(hào)關(guān)節(jié)、五號(hào)關(guān)節(jié)和六號(hào)關(guān)節(jié)，所述關(guān)節(jié)均包括360°轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)端以及與所述轉(zhuǎn)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)平面相垂直的固定端； 所述一號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與所述底座和二號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端相連，所述二號(hào)關(guān)節(jié)的固定端固定在所述一號(hào)手臂的一端，所述三號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與所述一號(hào)手臂另一端的連接部分和二號(hào)手臂的一端相連，所述四號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端和固定端分別與所述五號(hào)關(guān)節(jié)的固定端和所述二號(hào)手臂的另一端相連，所述五號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端與六號(hào)關(guān)節(jié)的固定端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人,其特征在于,所述底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)均為內(nèi)部設(shè)置有線纜的空心管狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人，其特征在于，所述關(guān)節(jié)包括設(shè)置在關(guān)節(jié)內(nèi)部的伺服電機(jī)、同步帶和張緊結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)端的制動(dòng)器和減速器，其中，伺服電機(jī)用于提供轉(zhuǎn)矩并與所述同步帶傳動(dòng)相連，所述同步帶用于一級(jí)減速并將所述轉(zhuǎn)矩傳遞給減速器的輸入端，所述減速器用于二級(jí)減速并輸出轉(zhuǎn)矩，所述張緊機(jī)構(gòu)用于控制同步帶的張緊，所述制動(dòng)器用于在伺服電機(jī)失電時(shí)同步失電制動(dòng)所述減速器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人,其特征在于,所述底座、一號(hào)手臂、二號(hào)手臂和關(guān)節(jié)組均采用鋁合金材料制成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種6自由度輕型模塊化機(jī)器人,其特征在于,所述一號(hào)關(guān)節(jié)、二號(hào)關(guān)節(jié)和三號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端最大轉(zhuǎn)速為120度/秒，所述四號(hào)關(guān)節(jié)、五號(hào)關(guān)節(jié)和六號(hào)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)端最大轉(zhuǎn)速為180度/秒。
【文檔編號(hào)】B25J9/08GK203738788SQ201420107573
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】曾德生, 王大選 申請(qǐng)人:北京中盛華旭電子科技有限公司