非正交六軸示教桿的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種非正交六軸示教桿，包括大臂、小臂、腕關(guān)節(jié)以及第一至第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸。第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸豎直設(shè)置，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的上端固定第一拐臂，第一拐臂向第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一側(cè)水平伸出；大臂一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接第一拐臂，第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與第一拐臂的伸出方向一致；大臂另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接第二拐臂，第二拐臂向大臂的一側(cè)水平伸出，第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線平行；小臂一端與第二拐臂固定連接，另一端連接腕關(guān)節(jié)；第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸、大臂所在的豎直平面、小臂所在的豎直平面均不重合；各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸處設(shè)有電位器。本發(fā)明采用非正交形式，能滿足更加復(fù)雜的空間作業(yè)軌跡示教，軌跡優(yōu)化性強(qiáng)。腕關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)緊湊、靈活性強(qiáng)，電位器性價(jià)比突出。
【專利說(shuō)明】
非正交六軸示教桿
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人示教工具，尤其涉及一種非正交六軸示教桿。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)不斷的進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越重視工作環(huán)境對(duì)自身健康的影響，從而造成各種對(duì)人身傷害較大的崗位越來(lái)越難以招到人，用工成本也越來(lái)越高，甚至一些崗位出現(xiàn)了招不到人的現(xiàn)象。自2015年國(guó)家啟動(dòng)工業(yè)4.0規(guī)劃，機(jī)器人應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣，但是機(jī)器人的操作編程需要操作者具有一定的專業(yè)知識(shí)和一定的編程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)操作者有極高的要求，而工廠內(nèi)的員工大多都不滿足要求，工廠又不可能去花時(shí)間培養(yǎng)這樣的人才，為了適應(yīng)工廠這種情況，需要研發(fā)一種即使普通工人也能操作的機(jī)器人，這個(gè)時(shí)候出現(xiàn)了幾種解決方案。
[0003]1、示教盒編程(在線示教編程)。操作者通過(guò)操作機(jī)器人示教盒來(lái)控制機(jī)器人軌跡移動(dòng)，并記錄機(jī)器人當(dāng)前位置坐標(biāo)、各關(guān)節(jié)角度、末端直角坐標(biāo)和機(jī)器人姿態(tài)信息，在線編程完成后控制器將整個(gè)軌跡運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成機(jī)器人執(zhí)行代碼并存儲(chǔ)在機(jī)器人控制器中，操作者通過(guò)示教盒操作終端打開(kāi)存儲(chǔ)的程序并執(zhí)行。由于在線示教編程在操作過(guò)程中需要編程者精細(xì)設(shè)計(jì)每一步運(yùn)行軌跡，同時(shí)控制器需要記錄機(jī)器人運(yùn)行軌跡過(guò)程中多種信息(包含坐標(biāo)、關(guān)節(jié)角度、姿態(tài)信息)每一次運(yùn)行軌跡都需保存，最后由控制器轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可執(zhí)行代碼并控制機(jī)器人動(dòng)作。示教編程操作相對(duì)復(fù)雜，對(duì)操作者有較高要求，需具有一定的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，在使用者示教編程過(guò)程中易因人為操作失誤造成危險(xiǎn)碰撞，同時(shí)編程操作繁瑣，易因?yàn)槟硞€(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡有誤或某階段運(yùn)行軌跡未被保存而使整個(gè)軌跡規(guī)劃失敗，造成危險(xiǎn)動(dòng)作和時(shí)間上的浪費(fèi)。編程繁瑣復(fù)雜也同樣帶來(lái)對(duì)不同的工況應(yīng)用上的不便，在工況相近的情況下，無(wú)法利用相似的程序，仍需重新編程且每一種工況都需要長(zhǎng)時(shí)間的編程和優(yōu)化，占用用戶大量寶貴的時(shí)間。
[0004]2、離線編程。通過(guò)離線編程軟件導(dǎo)入機(jī)器人及工件三維模型。利用三維模型仿真技術(shù)，通過(guò)對(duì)工件的三維輪廓曲線規(guī)劃目標(biāo)軌跡，并在離線狀態(tài)下不斷模擬優(yōu)化達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)后生成機(jī)器人控制器可識(shí)別并編譯執(zhí)行控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的代碼。將代碼導(dǎo)入到機(jī)器人控制器執(zhí)行與離線狀態(tài)下模擬的一比一的運(yùn)行軌跡、動(dòng)作姿態(tài)等。離線編程對(duì)使用者有較高的要求，需要使用者有較高的軟件基礎(chǔ)知識(shí)和結(jié)構(gòu)知識(shí);離線編程模擬仿真前需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行具體了解并對(duì)目標(biāo)工件進(jìn)行精確三維數(shù)據(jù)測(cè)量，同時(shí)工況環(huán)境的改變對(duì)機(jī)器人運(yùn)行影響較大。
[0005]3、機(jī)器人拖動(dòng)示教編程。通過(guò)在機(jī)器人本體上加裝6自由度力矩傳感器和液壓助力裝置，當(dāng)拖動(dòng)機(jī)器人本體模擬作業(yè)時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始同步記錄各關(guān)節(jié)編碼器位置信息和傳感器輸出信號(hào)，模擬作業(yè)完成后系統(tǒng)將記錄的數(shù)據(jù)生成機(jī)器人可執(zhí)行的程序代碼，機(jī)器人依照程序開(kāi)始自動(dòng)作業(yè)。機(jī)器人拖動(dòng)示教編程中力矩傳感器易受外界因素影響，造成動(dòng)作的卡頓和不順暢，增加操作者使用難度。對(duì)操作者有較高的依賴性，操作者需時(shí)間適應(yīng)拖動(dòng)示教中力矩傳感器反饋帶來(lái)動(dòng)作上的變化;直接拖動(dòng)機(jī)器人本體，在安全上有一定的隱患。
[0006]4、拖動(dòng)示教桿示教。當(dāng)前市面上的拖動(dòng)示教桿與機(jī)器人DH值相同，長(zhǎng)度尺寸相同，安裝有6個(gè)編碼器，每個(gè)關(guān)節(jié)軸安裝阻尼器;人工拖動(dòng)示教桿的同時(shí)6個(gè)編碼器實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)給控制器，控制器通過(guò)軟件計(jì)算生成人工拖動(dòng)軌跡的程序，機(jī)器人開(kāi)始依照生成的軌跡程序運(yùn)行。此拖動(dòng)示教桿由于為正交構(gòu)型，空間自由度不夠，關(guān)節(jié)角度小，末端空間運(yùn)用不夠靈活，且目前市面上示教桿采用6個(gè)高精度編碼器，價(jià)格高昂，占示教桿總成本的70%，對(duì)客戶來(lái)說(shuō)不夠經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
[0007]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種非正交六軸示教桿，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種非正交六軸示教桿，由于采用了非正交的結(jié)構(gòu)形式，能滿足更加復(fù)雜的空間作業(yè)軌跡示教，軌跡優(yōu)化性強(qiáng)。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種非正交六軸示教桿，其腕關(guān)節(jié)靈活性強(qiáng)，能在空間小、工況復(fù)雜的情況下靈活操作。
[0010]本發(fā)明的又一目的在于提供一種非正交六軸示教桿，在各個(gè)關(guān)節(jié)處采用電位器，保證高精度的同時(shí)極大降低制造成本，性價(jià)比突出。
[0011]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種非正交六軸示教桿，所述非正交六軸示教桿包括:
[0012]第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸豎直設(shè)置，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的上端固定第一拐臂，所述第一拐臂向所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一側(cè)水平伸出；
[0013]大臂，所述大臂的第一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述第一拐臂，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第一拐臂的伸出方向一致;所述大臂的第二端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接第二拐臂，所述第二拐臂向所述大臂的一側(cè)水平伸出，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線平行；
[0014]小臂，所述小臂垂直于所述第二拐臂;所述小臂的第一端與所述第二拐臂固定連接，所述小臂的第二端連接腕關(guān)節(jié)；
[0015]其中，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線、所述大臂所在的豎直平面、所述小臂所在的豎直平面均不重合。
[0016]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述腕關(guān)節(jié)包括:
[0017]第三拐臂，所述第三拐臂固定在所述小臂的第二端;所述第三拐臂向所述小臂的一側(cè)水平伸出；
[0018]第一腕臂，所述第一腕臂的一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第三拐臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接;所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線平行；
[0019]第二腕臂，所述第二腕臂的一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第一腕臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接;所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線垂直相交；
[0020]末端固定件，所述末端固定件通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第二腕臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接;所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線垂直相交。
[0021]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線、所述大臂所在的豎直平面、所述小臂所在的豎直平面、所述第一腕臂所在的豎直平面均不重合。
[0022]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸至所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸均同軸連接有電位器;所述電位器用于記錄與其連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
[0023]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述小臂上套設(shè)有吊塊，所述吊塊能在所述小臂上滑動(dòng)，并通過(guò)緊固螺釘與所述小臂相對(duì)固定。
[0024]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述安裝底座中；所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第一拐臂中，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述大臂的第一端固定連接;所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第二拐臂中，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述大臂的第二端固定連接;所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸至所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸均同軸連接有電位器。
[0025]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第三拐臂中，所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述第一腕臂的一端固定連接;所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第一腕臂中，所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述第二腕臂的一端固定連接;所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第二腕臂中，所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述末端固定件固定連接;所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸至所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸均同軸連接有電位器。
[0026]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述末端固定件上設(shè)有工具安裝孔;所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端固定有把手連接件，所述把手連接件上設(shè)有把手安裝孔，把手穿設(shè)在所述把手安裝孔中并通過(guò)鎖緊螺釘固定。
[0027]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述把手相對(duì)所述把手連接件對(duì)稱設(shè)置，所述把手的兩端安裝有按鈕盒。
[0028]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述大臂為中空結(jié)構(gòu)，所述大臂中穿設(shè)線纜;所述大臂、所述小臂、各個(gè)拐臂及腕臂均采用鋁合金材料制成并具有氧化處理表面。
[0029]由上所述，本發(fā)明的非正交六軸示教桿與現(xiàn)有采用正交方式的拖動(dòng)示教桿不同，非正交六軸示教桿的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線、大臂所在的豎直平面、小臂所在的豎直平面、第一腕臂所在的豎直平面均不重合，此為非正交形式，該種形式更利于操作人員示教，當(dāng)操作人員拖動(dòng)示教時(shí)，示教桿很輕松的避開(kāi)人的肩膀，更隨意、更靈活，空間的擴(kuò)展性更強(qiáng)，機(jī)器人姿態(tài)更加靈活，能滿足更加復(fù)雜的空間作業(yè)軌跡示教，軌跡優(yōu)化性強(qiáng)。腕關(guān)節(jié)采用三軸設(shè)計(jì)，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸依次連接，結(jié)構(gòu)緊湊、靈活性強(qiáng)，能在空間小、工況復(fù)雜的情況下靈活操作。第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸至所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸均同軸連接有電位器，通過(guò)電位器記錄與其連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，保證高精度的同時(shí)極大降低制造成本，性價(jià)比突出。
【附圖說(shuō)明】
[0030]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0031]圖1:為本發(fā)明非正交六軸示教桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2:為本發(fā)明非正交六軸示教桿的平面投影位置示意圖。
[0033]圖3:為本發(fā)明中腕關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種非正交六軸示教桿，所述非正交六軸示教桿主要包括大臂12、小臂20、腕關(guān)節(jié)以及六個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，六個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸分別為第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5至第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36。安裝底座I垂直設(shè)置在水平面上，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5通過(guò)軸承3和軸承4轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述安裝底座I中，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的軸線豎直設(shè)置。所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的上端固定連接第一拐臂6，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的下端同軸連接有高精度電位器2，利用高精度電位器2來(lái)記錄第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。所述第一拐臂6朝向所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的一側(cè)水平伸出，第一拐臂6可以繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5在水平面內(nèi)作正負(fù)180度的擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。第一拐臂6為一個(gè)圓形套筒零件，所述第一拐臂6中同軸安裝有第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9，第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9上安裝有軸承1和軸承11，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9的一端與所述大臂12的第一端固定連接，實(shí)施時(shí)大臂12的第一端可以通過(guò)大臂連接件8與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9連接;從而所述大臂12的第一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9與所述第一拐臂6轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9的軸線與所述第一拐臂6的伸出方向一致，使大臂12能圍繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9在垂直于第一拐臂6的豎直平面內(nèi)作正負(fù)180度的擺動(dòng);第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9的另一端同軸連接有高精度電位器7。
[0036]所述大臂12的第二端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸13與第二拐臂18轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二拐臂18垂直于大臂12并向所述大臂12的一側(cè)水平伸出，第二拐臂18為圓形套筒零件，其朝向第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的一側(cè)伸出。所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸13的軸線與所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸9的軸線平行，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸13通過(guò)軸承15和軸承16同軸安裝在所述第二拐臂18中，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸13的一端與所述大臂12的第二端固定連接，實(shí)施時(shí)大臂12的第二端可以通過(guò)大臂連接件14與第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸13連接，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸13的另一端同軸連接有高精度電位器17。所述小臂20垂直于所述第二拐臂18;所述小臂20的第一端與所述第二拐臂18固定連接，實(shí)施時(shí)小臂20的第一端可以通過(guò)小臂連接件19與第二拐臂18固定連接，所述小臂20隨所述第二拐臂18—起圍繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸13在與第二拐臂18垂直的豎直平面內(nèi)作正負(fù)160度擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述小臂20的第二端連接腕關(guān)節(jié)。
[0037]進(jìn)一步，如圖3所示，所述腕關(guān)節(jié)采用三軸的形式，包括第三拐臂25、第一腕臂28、第二腕臂34和末端固定件39。所述第三拐臂25垂直于小臂20并固定在所述小臂20的第二端;所述第三拐臂25向所述小臂20的一側(cè)水平伸出，第三拐臂25為圓形套筒零件，其朝向第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的一側(cè)伸出。所述第一腕臂28的一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸29與所述第三拐臂25轉(zhuǎn)動(dòng)連接;所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸29的軸線與所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸13的軸線平行。所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸29通過(guò)軸承26和軸承27同軸安裝在所述第三拐臂25中，所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸29的一端與所述第一腕臂28的一端固定連接;第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸29的另一端同軸連接有高精度電位器24。第一腕臂28能圍繞第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸29在垂直于第三拐臂25的豎直平面內(nèi)作正負(fù)180度的擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。所述第二腕臂34的一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸31與所述第一腕臂28轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸31的軸線與所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸29的軸線垂直相交。第一腕臂28為中空結(jié)構(gòu)的圓柱形套筒，所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸31通過(guò)軸承32和軸承33同軸安裝在所述第一腕臂28中，所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸31的一端與所述第二腕臂34的一端固定連接，第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸31的另一端同軸連接有高精度電位器30。所述第二腕臂34能圍繞第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸31在垂直于第一腕臂28的平面內(nèi)作正負(fù)180度擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。所述末端固定件39通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36與所述第二腕臂34轉(zhuǎn)動(dòng)連接;所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36的軸線與所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸31的軸線垂直相交。第二腕臂34為中空結(jié)構(gòu)的圓柱形套筒，所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36通過(guò)軸承37和軸承38同軸安裝在所述第二腕臂34中，所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36的一端與所述末端固定件39固定連接，第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36的另一端同軸連接高精度電位器35。末端固定件39能圍繞第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36在垂直于第二腕臂34的平面內(nèi)作正負(fù)180度旋轉(zhuǎn)，末端固定件39用于連接作業(yè)工具，例如噴槍。如圖3中的箭頭所示，該腕關(guān)節(jié)可以繞第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線51、第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線52和第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線53旋轉(zhuǎn)，該腕關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，并且針對(duì)復(fù)雜的動(dòng)作更靈活，尤其是在空間小、工況復(fù)雜的情況下，極大的體現(xiàn)出該腕關(guān)節(jié)的靈活性。
[0038]目前拖動(dòng)示教桿在噴涂行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，但現(xiàn)有的拖動(dòng)示教桿采用的是正交結(jié)構(gòu)的形式，所謂正交結(jié)構(gòu)形式，其含義是拖動(dòng)示教桿的各個(gè)操作臂位于同一個(gè)豎直平面內(nèi)，即在同一個(gè)平面內(nèi)進(jìn)行動(dòng)作，空間自由度不夠，關(guān)節(jié)角度小。本發(fā)明的非正交六軸示教桿采用非正交形式，如圖2所示，所謂非正交形式是指所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的軸線al、所述大臂12所在的豎直平面a2、所述小臂20所在的豎直平面a3、所述第一腕臂28所在的豎直平面a4均不重合。顯然以上所說(shuō)的豎直平面均是指零件的對(duì)稱中心平面。采用非正交形式更利于操作人員示教，當(dāng)操作人員拖動(dòng)示教時(shí)，示教桿很輕松的避開(kāi)人的肩膀，更隨意、更靈活，空間的擴(kuò)展性更強(qiáng)，機(jī)器人姿態(tài)更加靈活，能滿足更加復(fù)雜的空間作業(yè)軌跡示教，軌跡優(yōu)化性強(qiáng)。另外，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸5至第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36均同軸連接有高精度電位器，通過(guò)電位器記錄與其連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，保證高精度的同時(shí)極大降低制造成本，性價(jià)比突出。電位器可以采用IP67防護(hù)等級(jí)，防塵防水，適用于惡劣工廠環(huán)境中。
[0039]進(jìn)一步，所述小臂20上套設(shè)有吊塊21，所述吊塊21能在所述小臂20上沿著箭頭的方向22或箭頭的方向23滑動(dòng)，并通過(guò)緊固螺釘與所述小臂20相對(duì)固定。吊塊21用來(lái)與輔助吊裝設(shè)備配合，將小臂20進(jìn)行輔助吊起，以減輕操作人員的負(fù)擔(dān)。
[0040]進(jìn)一步，所述末端固定件39上設(shè)有工具安裝孔40，用于連接噴槍等作業(yè)工具。所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸36的一端還固定有把手連接件，把手連接件包括把手連接桿41和連接在把手連接桿41 一端的把手旋轉(zhuǎn)固定件42，把手旋轉(zhuǎn)固定件42上設(shè)有把手安裝孔，把手45穿設(shè)在所述把手安裝孔中并通過(guò)鎖緊螺釘固定，可以通過(guò)鎖緊螺釘?shù)乃删o來(lái)旋轉(zhuǎn)把手45的角度。所述把手45相對(duì)所述把手旋轉(zhuǎn)固定件42對(duì)稱設(shè)置，所述把手45的兩端安裝有按鈕盒43，按鈕盒43上開(kāi)孔安裝按鈕44。操作人員握住兩端的把手45進(jìn)行操作和控制。所述大臂12為中空結(jié)構(gòu)，所述大臂12中穿設(shè)有與電位器連接的線纜。所述大臂12、所述小臂20、各個(gè)拐臂及腕臂均采用鋁合金材料制成并具有氧化處理表面。
[0041]本發(fā)明的非正交六軸示教桿與非正交六軸機(jī)器人配合進(jìn)行工作，只需要工人以平時(shí)工作時(shí)的動(dòng)作去操作該示教桿即可，與示教桿連接的控制器會(huì)通過(guò)串口通訊時(shí)時(shí)采集每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸處電位器的數(shù)值，通過(guò)軟件計(jì)算得出示教桿的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，并生成機(jī)器人可執(zhí)行代碼，工人只需要操作示教桿完成后，生成軌跡即可。例如針對(duì)不同的噴涂對(duì)象，操作示教桿進(jìn)行實(shí)際噴涂作業(yè)，待完成后存儲(chǔ)此次操作形成的軌跡，后續(xù)根據(jù)不同的噴涂對(duì)象選擇對(duì)應(yīng)的噴涂程序，機(jī)器人根據(jù)相應(yīng)的軌跡進(jìn)行噴涂作業(yè)?？梢越鉀Q現(xiàn)有的機(jī)器人示教編程操作繁瑣、耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題，提高工作效率;降低了企業(yè)使用門檻，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人傻瓜式示教，降低企業(yè)對(duì)機(jī)器人操作者的專業(yè)要求。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非正交六軸示教桿，其特征在于，所述非正交六軸示教桿包括: 第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸豎直設(shè)置，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的上端固定第一拐臂，所述第一拐臂向所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一側(cè)水平伸出； 大臂，所述大臂的第一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述第一拐臂，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第一拐臂的伸出方向一致;所述大臂的第二端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接第二拐臂，所述第二拐臂向所述大臂的一側(cè)水平伸出，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線平行； 小臂，所述小臂垂直于所述第二拐臂;所述小臂的第一端與所述第二拐臂固定連接，所述小臂的第二端連接腕關(guān)節(jié)； 其中，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線、所述大臂所在的豎直平面、所述小臂所在的豎直平面均不重合。2.如權(quán)利要求1所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述腕關(guān)節(jié)包括: 第三拐臂，所述第三拐臂固定在所述小臂的第二端;所述第三拐臂向所述小臂的一側(cè)水平伸出； 第一腕臂，所述第一腕臂的一端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第三拐臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接;所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線平行； 第二腕臂，所述第二腕臂的一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第一腕臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接;所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線垂直相交； 末端固定件，所述末端固定件通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述第二腕臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接;所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線垂直相交。3.如權(quán)利要求2所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線、所述大臂所在的豎直平面、所述小臂所在的豎直平面、所述第一腕臂所在的豎直平面均不重合。4.如權(quán)利要求2所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸至所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸均同軸連接有電位器;所述電位器用于記錄與其連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。5.如權(quán)利要求1所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述小臂上套設(shè)有吊塊，所述吊塊能在所述小臂上滑動(dòng)，并通過(guò)緊固螺釘與所述小臂相對(duì)固定。6.如權(quán)利要求1所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述安裝底座中；所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第一拐臂中，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述大臂的第一端固定連接;所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第二拐臂中，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述大臂的第二端固定連接;所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸至所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸均同軸連接有電位器。7.如權(quán)利要求2所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第三拐臂中，所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述第一腕臂的一端固定連接;所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第一腕臂中，所述第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述第二腕臂的一端固定連接;所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)軸承同軸安裝在所述第二腕臂中，所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與所述末端固定件固定連接;所述第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸至所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸均同軸連接有電位器。8.如權(quán)利要求2或7所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述末端固定件上設(shè)有工具安裝孔;所述第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端固定有把手連接件，所述把手連接件上設(shè)有把手安裝孔，把手穿設(shè)在所述把手安裝孔中并通過(guò)鎖緊螺釘固定。9.如權(quán)利要求8所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述把手相對(duì)所述把手連接件對(duì)稱設(shè)置，所述把手的兩端安裝有按鈕盒。10.如權(quán)利要求9所述的非正交六軸示教桿，其特征在于，所述大臂為中空結(jié)構(gòu)，所述大臂中穿設(shè)線纜;所述大臂、所述小臂、各個(gè)拐臂及腕臂均采用鋁合金材料制成并具有氧化處理表面。
【文檔編號(hào)】B25J9/18GK105965485SQ201610561925
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】賈建欣, 郭瑞磊, 王大選, 曾德生
【申請(qǐng)人】北京惠眾智通機(jī)器人科技股份有限公司