一種手動(dòng)示教的機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種手動(dòng)示教的機(jī)器人，包括與底座連接的多關(guān)節(jié)臂，多關(guān)節(jié)臂與底座的連接關(guān)節(jié)以及多關(guān)節(jié)臂自身的各關(guān)節(jié)處均通過關(guān)節(jié)軸傳動(dòng)連接，還包括檢測(cè)并記錄關(guān)節(jié)軸的動(dòng)作情況的編碼器，所述關(guān)節(jié)軸與電機(jī)連接，編碼器與控制系統(tǒng)電連接，還設(shè)有輸入輸出傳動(dòng)比可調(diào)的變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)位于關(guān)節(jié)軸與電機(jī)之間，將二者連接在一起。本發(fā)明加設(shè)了變速機(jī)構(gòu)，使得電機(jī)與關(guān)節(jié)軸處的輸入輸出傳動(dòng)比可調(diào)，手動(dòng)示教時(shí)較低的傳動(dòng)比使機(jī)器人能人力拖動(dòng)，工作時(shí)較高的傳動(dòng)比使電機(jī)輸出更大的扭矩。本發(fā)明可用于如噴涂生產(chǎn)線等領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種手動(dòng)示教的機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人，特別是具有手動(dòng)示教功能的多關(guān)節(jié)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]多關(guān)節(jié)機(jī)器人在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)線中被廣泛應(yīng)用，它包括與底座連接的多關(guān)節(jié)臂，所述多關(guān)節(jié)臂又是至少由多個(gè)順次鉸接的大臂、小臂構(gòu)成。最末端的小臂上就裝有如噴槍、手爪等執(zhí)行部件。
[0003]機(jī)器人能完成工作任務(wù)的關(guān)鍵，就是如何令所述工作部件能夠按照指定的軌跡、坐標(biāo)去完成運(yùn)動(dòng)、停頓、轉(zhuǎn)動(dòng)角度等動(dòng)作。這些動(dòng)作均需要編程工程師通過編程才能的實(shí)現(xiàn)，而編程工程師需要具備較高的知識(shí)技能，并要經(jīng)過專門的訓(xùn)練才能勝任，這樣的話，一來(lái)對(duì)編程工程師的崗位依賴性高，二來(lái)操作并不直觀，程序設(shè)定后不易修改。
[0004]為克服上述問題，現(xiàn)有已開發(fā)出一種可以直接拖動(dòng)示教的機(jī)器人，其由人工引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行一次示范工作過程，并通過編碼器記錄下多關(guān)節(jié)臂的各個(gè)關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人通過直接學(xué)習(xí)記憶人的操作來(lái)完成特定的工作任務(wù)。但由于部分扭矩大的關(guān)節(jié)軸與電機(jī)之間設(shè)有減速器，使得人工引導(dǎo)機(jī)器人動(dòng)作時(shí)遇到阻力過大，很難拖動(dòng)的情況?，F(xiàn)有的技術(shù)方案只有采用低傳動(dòng)比的減速器，其代價(jià)是要使用成本較高的低轉(zhuǎn)速高扭矩電機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種容易拖動(dòng)的手動(dòng)示教的機(jī)器人。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是:
一種手動(dòng)示教的機(jī)器人，包括與底座連接的多關(guān)節(jié)臂，多關(guān)節(jié)臂與底座的連接關(guān)節(jié)以及多關(guān)節(jié)臂自身的各關(guān)節(jié)處均通過關(guān)節(jié)軸傳動(dòng)連接，還包括檢測(cè)并記錄關(guān)節(jié)軸的動(dòng)作情況的編碼器，所述關(guān)節(jié)軸與電機(jī)連接，編碼器與控制系統(tǒng)電連接，還設(shè)有輸入輸出傳動(dòng)比可調(diào)的變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)位于關(guān)節(jié)軸與電機(jī)之間，將二者連接在一起。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變速機(jī)構(gòu)包括:殼體，其與電機(jī)固定連接，所述殼體的內(nèi)壁設(shè)有殼體卡接位，電機(jī)輸出軸末段位于殼體內(nèi)；減速軸系統(tǒng)，其具有滑動(dòng)卡接位，減速軸系統(tǒng)包括:減速器，其位于殼體內(nèi)且與電機(jī)輸出軸同軸，減速器的輸入口與電機(jī)輸出軸末段連接，減速器的輸出軸與關(guān)節(jié)軸連接；滑動(dòng)定位環(huán)，其可沿減速器的軸向滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中始終保持與減速器的外殼連接，滑動(dòng)定位環(huán)與滑動(dòng)卡接位滑動(dòng)連接且該滑動(dòng)連接可分離，滑動(dòng)定位環(huán)與殼體卡接位滑動(dòng)連接且該滑動(dòng)連接亦可分離，并且，當(dāng)滑動(dòng)定位環(huán)與滑動(dòng)卡接位連接時(shí),滑動(dòng)定位環(huán)與殼體卡接位分離，反之亦然。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述減速軸系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)軸定位套，滑動(dòng)卡接位設(shè)在轉(zhuǎn)軸定位套上，轉(zhuǎn)軸定位套將電機(jī)輸出軸末段與減速器的輸入口連接起來(lái)，或?qū)p速器的輸出軸與關(guān)節(jié)軸連接起來(lái)。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述減速器與殼體之間設(shè)有軸承。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變速機(jī)構(gòu)還包括換擋撥桿，其中部鉸接在殼體上，前端是操控端，尾端能夠撥動(dòng)滑動(dòng)定位環(huán)使之沿減速器的軸向滑動(dòng)。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變速機(jī)構(gòu)還包括推動(dòng)換擋撥桿的氣缸。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電機(jī)為伺服電機(jī)。但除此之外，所述手動(dòng)示教的機(jī)器人還可以采用這樣的方案:所述編碼器設(shè)置在電機(jī)的輸出端或變速機(jī)構(gòu)的輸出端。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明加設(shè)了變速機(jī)構(gòu)，使得電機(jī)與關(guān)節(jié)軸處的輸入輸出傳動(dòng)比可調(diào)，手動(dòng)示教時(shí)較低的傳動(dòng)比使機(jī)器人能被人力拖動(dòng)，工作時(shí)較高的傳動(dòng)比使電機(jī)輸出更大的扭矩。本發(fā)明可用于如噴涂生產(chǎn)線等領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單說(shuō)明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計(jì)方案和附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明的變速機(jī)構(gòu)的實(shí)施例1的示意圖；
圖2是變速機(jī)構(gòu)的實(shí)施例2的不意圖；
圖3是編碼器安裝位置的實(shí)施例3的示意圖；
圖4是編碼器安裝位置的實(shí)施例4的示意圖；
圖5是編碼器安裝位置的實(shí)施例5的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來(lái)組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個(gè)技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0017]一種手動(dòng)示教的機(jī)器人，包括與底座連接的多關(guān)節(jié)臂，多關(guān)節(jié)臂與底座的連接關(guān)節(jié)以及多關(guān)節(jié)臂自身的各關(guān)節(jié)處均通過關(guān)節(jié)軸傳動(dòng)連接，還包括檢測(cè)并記錄關(guān)節(jié)軸的動(dòng)作情況的編碼器，所述關(guān)節(jié)軸與電機(jī)連接，編碼器與控制系統(tǒng)電連接，還設(shè)有輸入輸出傳動(dòng)比可調(diào)的變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)位于關(guān)節(jié)軸與電機(jī)之間，將二者連接在一起。
[0018]本發(fā)明可制成五軸臂或六軸臂等等形式。例如，所述關(guān)節(jié)軸共有5個(gè)，以多關(guān)節(jié)臂與底座的連接處為起始端，多關(guān)節(jié)臂的執(zhí)行部件安裝處為末端，自起始端向末端的關(guān)節(jié)軸分別編號(hào)為Jl軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸；或者，所述關(guān)節(jié)軸共有6個(gè)，以多關(guān)節(jié)臂與底座的連接處為起始端，多關(guān)節(jié)臂的執(zhí)行部件安裝處為末端，自起始端向末端的關(guān)節(jié)軸分別編號(hào)為Jl軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6軸。其中Jl軸、J2軸、J3軸的負(fù)載較大，需要在電機(jī)與關(guān)節(jié)軸之間設(shè)置傳動(dòng)比大的減速器。但傳動(dòng)比大的減速器容易在手動(dòng)示教過程中出現(xiàn)阻力很大、無(wú)法拖動(dòng)的現(xiàn)象，現(xiàn)有的解決方案只有采用低傳動(dòng)比的減速器，其代價(jià)是要使用成本較高的低轉(zhuǎn)速高扭矩電機(jī)。而本發(fā)明則是采用變速機(jī)構(gòu)取代普通的減速器，使得電機(jī)與關(guān)節(jié)軸處的輸入輸出傳動(dòng)比可調(diào)，當(dāng)手動(dòng)示教時(shí)調(diào)低傳動(dòng)比使機(jī)器人能被人力拖動(dòng)，工作時(shí)調(diào)高傳動(dòng)比使電機(jī)輸出更大的扭矩。
[0019]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變速機(jī)構(gòu)包括:殼體I，其與電機(jī)固定連接，所述殼體I的內(nèi)壁設(shè)有殼體卡接位11，電機(jī)輸出軸末段位于殼體I內(nèi)；減速軸系統(tǒng)，其具有滑動(dòng)卡接位，減速軸系統(tǒng)包括:減速器2，其位于殼體I內(nèi)且與電機(jī)輸出軸同軸，減速器2的輸入口與電機(jī)輸出軸末段連接，減速器2的輸出軸與關(guān)節(jié)軸連接；滑動(dòng)定位環(huán)4，其可沿減速器2的軸向滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中始終保持與減速器2的外殼連接，滑動(dòng)定位環(huán)4與滑動(dòng)卡接位滑動(dòng)連接且該滑動(dòng)連接可分離，滑動(dòng)定位環(huán)4與殼體卡接位11滑動(dòng)連接且該滑動(dòng)連接亦可分離，并且，當(dāng)滑動(dòng)定位環(huán)4與滑動(dòng)卡接位連接時(shí),滑動(dòng)定位環(huán)4與殼體卡接位11分離，反之亦然。由于殼體I與電機(jī)固定連接，當(dāng)滑動(dòng)定位環(huán)4與殼體卡接位11連接時(shí)，滑動(dòng)定位環(huán)4與滑動(dòng)卡接位分離，相當(dāng)于減速器2與電機(jī)之間實(shí)現(xiàn)固定連接，減速器2按照其額定的傳動(dòng)比正常工作，增大電機(jī)輸出的扭矩。當(dāng)滑動(dòng)定位環(huán)4與滑動(dòng)卡接位連接時(shí)，滑動(dòng)定位環(huán)4與殼體卡接位11分離，減速器2的輸入軸與輸出軸被固定,減速器2跟隨電機(jī)的輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，失去減速效果，因而電機(jī)的輸出軸與關(guān)節(jié)軸的輸入端之間的傳動(dòng)比為1:1。
[0020]如圖1和圖2所示，作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述減速軸系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)軸定位套3，滑動(dòng)卡接位設(shè)在轉(zhuǎn)軸定位套3上，轉(zhuǎn)軸定位套3將電機(jī)輸出軸末段與減速器2的輸入口連接起來(lái)，或?qū)p速器2的輸出軸與關(guān)節(jié)軸連接起來(lái)。
[0021]除此之外，所述的滑動(dòng)卡接位也可以設(shè)置在非標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)輸出軸末段，或是非標(biāo)準(zhǔn)的減速器2的輸出軸上。
[0022]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述減速器2與殼體I之間設(shè)有軸承6。
[0023]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變速機(jī)構(gòu)還包括換擋撥桿5，其中部鉸接在殼體I上，前端是操控端，尾端能夠撥動(dòng)滑動(dòng)定位環(huán)4使之沿減速器2的軸向滑動(dòng)?；瑒?dòng)定位環(huán)4設(shè)有環(huán)向的凹槽41，所述換擋撥桿5的尾端卡在凹槽41內(nèi)，通過凹槽41撥動(dòng)滑動(dòng)定位環(huán)4。
[0024]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變速機(jī)構(gòu)還包括推動(dòng)換擋撥桿5的氣缸。
[0025]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電機(jī)為伺服電機(jī)。但除此之外，所述手動(dòng)示教的機(jī)器人還可以采用這樣的方案:所述編碼器設(shè)置在電機(jī)的輸出端或變速機(jī)構(gòu)的輸出端。
[0026]這里，可以參照?qǐng)D3?圖5。
[0027]實(shí)施例3:參照?qǐng)D3，當(dāng)電機(jī)A為伺服電機(jī)時(shí)，其本身即自帶編碼器B，電機(jī)A與變速機(jī)構(gòu)C連接，變速機(jī)構(gòu)C的輸出端與關(guān)節(jié)軸連接。
[0028]實(shí)施例4:參照?qǐng)D4，當(dāng)電機(jī)A采用普通電機(jī)時(shí)，電機(jī)A輸出端與變速機(jī)構(gòu)C連接，并在電機(jī)A與變速機(jī)構(gòu)C之間設(shè)置編碼器B，變速機(jī)構(gòu)C輸出端與關(guān)節(jié)軸連接。
[0029]實(shí)施例5:參照?qǐng)D5，當(dāng)電機(jī)A采用普通電機(jī)時(shí)，電機(jī)A與變速機(jī)構(gòu)C輸入端連接，變速機(jī)構(gòu)C輸出端與關(guān)節(jié)軸的輸入端連接，并在變速機(jī)構(gòu)C的輸出端設(shè)置編碼器B。
[0030]需要注意的是，在實(shí)施例3和4中，進(jìn)行手動(dòng)示教時(shí)，編碼器A錄得的數(shù)據(jù)是電機(jī)的輸出軸與關(guān)節(jié)軸的輸入端之間的傳動(dòng)比為1:1的數(shù)據(jù)，需要根據(jù)減速器2的傳動(dòng)比對(duì)編碼器A錄得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0031 ] 以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種手動(dòng)示教的機(jī)器人，包括與底座連接的多關(guān)節(jié)臂，多關(guān)節(jié)臂與底座的連接關(guān)節(jié)以及多關(guān)節(jié)臂自身的各關(guān)節(jié)處均通過關(guān)節(jié)軸傳動(dòng)連接，還包括檢測(cè)并記錄關(guān)節(jié)軸的動(dòng)作情況的編碼器，所述關(guān)節(jié)軸與電機(jī)連接，編碼器與控制系統(tǒng)電連接，其特征在于:還設(shè)有輸入輸出傳動(dòng)比可調(diào)的變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)位于關(guān)節(jié)軸與電機(jī)之間，將二者連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)示教的機(jī)器人，其特征在于:所述變速機(jī)構(gòu)包括: 殼體(1)，其與電機(jī)固定連接，所述殼體(I)的內(nèi)壁設(shè)有殼體卡接位(11)，電機(jī)輸出軸末段位于殼體(I)內(nèi)； 減速軸系統(tǒng)，其具有滑動(dòng)卡接位，減速軸系統(tǒng)包括: 減速器(2),其位于殼體(I)內(nèi)且與電機(jī)輸出軸同軸,減速器(2)的輸入口與電機(jī)輸出軸末段連接，減速器(2)的輸出軸與關(guān)節(jié)軸連接； 滑動(dòng)定位環(huán)(4)，其可沿減速器(2)的軸向滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中始終保持與減速器(2)的外殼連接，滑動(dòng)定位環(huán)(4)與滑動(dòng)卡接位滑動(dòng)連接且該滑動(dòng)連接可分離，滑動(dòng)定位環(huán)(4)與殼體卡接位(11)滑動(dòng)連接且該滑動(dòng)連接亦可分離，并且，當(dāng)滑動(dòng)定位環(huán)(4)與滑動(dòng)卡接位連接時(shí)，滑動(dòng)定位環(huán)(4)與殼體卡接位(11)分離，反之亦然。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手動(dòng)示教的機(jī)器人，其特征在于:所述減速軸系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)軸定位套(3)，滑動(dòng)卡接位設(shè)在轉(zhuǎn)軸定位套(3)上，轉(zhuǎn)軸定位套(3)將電機(jī)輸出軸末段與減速器(2)的輸入口連接起來(lái)，或?qū)p速器(2)的輸出軸與關(guān)節(jié)軸連接起來(lái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手動(dòng)示教的機(jī)器人，其特征在于:所述減速器(2)與殼體(I)之間設(shè)有軸承(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手動(dòng)示教的機(jī)器人，其特征在于:所述變速機(jī)構(gòu)還包括換擋撥桿(5)，其中部鉸接在殼體(I)上，前端是操控端，尾端能夠撥動(dòng)滑動(dòng)定位環(huán)(4)使之沿減速器(2)的軸向滑動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手動(dòng)示教的機(jī)器人，其特征在于:所述變速機(jī)構(gòu)還包括推動(dòng)換擋撥桿(5)的氣缸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)示教的機(jī)器人，其特征在于:所述電機(jī)為伺服電機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)示教的機(jī)器人，其特征在于:所述編碼器設(shè)置在電機(jī)的輸出端或變速機(jī)構(gòu)的輸出端。
【文檔編號(hào)】F16H59/02GK103753518SQ201410011687
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】劉汝發(fā), 倪立新, 劉達(dá) 申請(qǐng)人:劉汝發(fā), 倪立新, 劉達(dá)