CN204712049U - 一种六自由度工业机器人 - Google Patents

Abstract

一种六自由度工业机器人，其包括有主体结构和设在主体结构上的电气控制装置，主体结构包括有基座、安装在基座上的第一关节臂、第二关节臂、第三关节臂、第四关节臂和腕部关节臂；第一关节臂转动连接在基座上；第二关节臂与第一关节臂竖直转动连接；第三关节臂通过一连接件与第二关节臂转动连接；连接件包括横向套筒和卡套，卡套与第二关节臂连接，第三关节臂固定套装横向套筒内；第四关节臂与第三关节臂转动连接；腕部关节臂与第四关节臂转动连接；腕部关节臂包括固定连接部和快接工具部，本实用新型采用各个关节自由转动连接、分别控制的方式，实现整个机器人的动作顺畅而无滞涩，根据实际工作的需要，在机器人的快接工具部上接上各种工具就能适应各种工作的需求，适应度广。

Description

一种六自由度工业机器人

【技术领域】

本实用新型属机械制造设计领域，尤其是指一种适应性广，具有高度灵活度的六自由度工业机器人。

【背景技术】

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，随着制造工业的迅猛发展，无论是外国还是在我国，工业机器人已经成为提高生产效率，保证生产质量的重要技术手段，虽然工业机器人在世界范围内还属于刚刚起步不久的领域，但是在汽车、飞机、五金制造等行业已经获得了不小的成就，正在逐步取代工人劳动成为工业生产线上的主力军。

工业机器人由主体、驱动***和控制***三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，由于针对的领域不同，工业机器人的设计也不尽相同，一般分为分点位型和连续轨迹型两种，本专利就是针对五金件的焊接、喷涂、搬运、打磨、抛光等开发出来的连续轨迹型工业机器人。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种结构合理，自由度高、适用度广的工业机器人。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种六自由度工业机器人，其包括有主体结构和设在主体结构上的电气控制装置，所述的主体结构包括有基座、安装在基座上的第一关节臂、第二关节臂、第三关节臂、第四关节臂和腕部关节臂；

所述的第一关节臂为主支撑关节臂，其通过一竖直转动轴连接在基座上使其能够在基座上水平自由转动；

所述的第二关节臂为一长臂，其头端通过第一轴承与第一关节臂竖直转动连接使得第二关节臂的头端以第一轴承为轴心摆动；

所述的第三关节臂为一长轴，其头端通过一连接件与第二关节臂的尾端转动连接使得第三关节臂以第二关节臂的尾端为轴心摆动；

所述的连接件包括上部的横向套筒和下部的卡套，所述的卡套通过第二轴承与第二关节臂的尾端连接，所述的第三关节臂的头端固定套装在连接件的横向套筒内；

所述第四关节臂的头端与第三关节臂的尾端通过设在第三关节臂的尾端的转动轴连接；

所述腕部关节臂的头端与第四关节臂的尾端通过设在第四关节臂的尾端的横向转动轴连接并以该横向转动轴为轴心转动；

所述的腕部关节臂包括头端的固定连接部和尾端的快接工具部组成，所述的快接工具部通过一中轴与固定连接部连接。

在对上述一种六自由度工业机器人的改进方案中，在所述的基座上设有用于驱动竖直转动轴转动的第一伺服电机；在所述的第一关节臂和第二关节臂的关节连接处设有用于驱动第一轴承转动的第二伺服电机；在所述卡套和第二关节臂尾端的关节连接处设有用于驱动第二轴承转动的第三伺服电机；在所述第三关节臂的尾端设有用于驱动转动轴转动的第四伺服电机；在所述第四关节臂上设有驱动腕部关节臂转动的驱动装置；在所述腕部关节臂的固定连接部内设有驱动中轴转动的第五伺服电机。

在对上述一种六自由度工业机器人的改进方案中，所述的驱动装置包括设在第四关节臂内的一对减速机及皮带轮组，所述的皮带轮组与横向转动轴联动以带动横向转动轴运动，所述的一对减速机反向错开安装并与皮带轮组联动以带动皮带轮组正向运动或反向运动。

在对上述一种六自由度工业机器人的改进方案中，所述的第二关节臂包括一弧形板材和设在弧形板材上的凸起中空的肋板。

在对上述一种六自由度工业机器人的改进方案中，所述的第三关节臂和腕部关节臂为中空结构。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型采用各个关节自由转动连接、分别控制的方式，来进行互相配合和运动，使得各个关节间在各个平面的自由转动，从而实现整个机器人的动作顺畅而无滞涩，结构合理，根据实际工作的需要，在机器人的快接工具部上接上各种工具就能适应各种工作的需求，适应度广。

【附图说明】

图1是本实用新型实施例的结构示意图（第四关节臂剖开状态）；

图2为本实用新型实施例的结构示意图（第二关节臂与连接件脱开状态）；

图3为本实用新型实施例的正视图；

图4为本实用新型实施例的立体示意图；

图5为本实用新型实施例中第二关节臂的后视图。

【具体实施方式】

一种六自由度工业机器人，如图1至4所示，其包括有主体结构和设在主体结构上的电气控制装置，所述的主体结构包括有基座10、安装在基座10上的第一关节臂20、第二关节臂30、第三关节臂40、第四关节臂50和腕部关节臂60；所述的第一关节臂20为主支撑关节臂，其通过一竖直转动轴70连接在基座10上使其能够在基座10上水平自由转动；所述的第二关节臂30为一长臂，其头端通过第一轴承80与第一关节臂20竖直转动连接使得第二关节臂30的头端以第一轴承80为轴心摆动；所述的第三关节臂40为一长轴，其头端通过一连接件90与第二关节臂30的尾端转动连接使得第三关节臂40以第二关节臂30的尾端为轴心摆动；所述的连接件90包括上部的横向套筒91和下部的卡套92，所述的卡套92通过第二轴承100与第二关节臂30的尾端连接，所述的第三关节臂40的头端固定套装在连接件90的横向套筒91内；所述第四关节臂50的头端与第三关节臂40的尾端通过设在第三关节臂40的尾端的转动轴（图中未画出）连接；所述腕部关节臂60的头端与第四关节臂50的尾端通过设在第四关节臂50的尾端的横向转动轴200连接并以该横向转动轴500为轴心转动；所述的腕部关节臂60包括头端的固定连接部61和尾端的快接工具部62，所述的快接工具部62通过一中轴（图中未画出）与固定连接部61连接。

在使用时配合外装的编程软件和安装在主体结构上的电气控制装置来进行使用，通过控制竖直转动轴70转动来实现第一关节臂20在基座10上水平面上自由转动，通过控制第一轴承80转动来实现第二关节臂30绕着第一关节臂20和第二关节臂30关节连接处自由摆动，通过控制第二轴承100转动来实现套装有第三关节臂40的连接件90绕着连接件90和第二关节臂30的关节连接处自由转动，通过控制第三关节臂40内的转动轴转动来实现第四关节臂50圆周转动，通过控制横向转动轴200的转动来实现固定在横向转动轴200上的腕部关节臂60上下自由摆动，通过控制腕部关节臂60内的中轴转动来实现快接工具部62在固定连接部61上圆周自由转动，这样根据实际工作的需要来进行编程控制，六个自由转动的关节连接处互不干扰，共同工作。腕部关节臂60上的快接工具部62上可以根据该工业机器人所需操作的实际工作来安装上不同的工作手柄，如机械手、焊枪、喷头等。

在本实施例中，如图1至4所示，在所述的基座10上设有用于驱动竖直转动轴70转动的第一伺服电机71；在所述的第一关节臂20和第二关节臂30的关节连接处设有用于驱动第一轴承80转动的第二伺服电机81；在所述卡套92和第二关节臂30尾端的关节连接处设有用于驱动第二轴承100转动的第三伺服电机103；在所述第三关节臂40的尾端设有用于驱动转动轴转动的第四伺服电机；在所述第四关节臂50上设有驱动腕部关节臂60转动的驱动装置；在所述腕部关节臂60的固定连接部61内设有驱动中轴转动的第五伺服电机。在本实施例中，使用伺服电机来进行对各个关节的控制，使得各个关节转动自如。

在本实施例中，如图1所示，所述的驱动装置包括设在第四关节臂50内的一对减速机300及皮带轮组400，所述的皮带轮组400与横向转动轴200联动以带动横向转动轴200运动，所述的一对减速机300反向错开安装并与皮带轮组400联动以带动皮带轮组400正向运动或反向运动，这样就可以通过分别控制某一个减速机300转动来带动皮带轮组400转动，从而使得第四关节臂50向下转动或者向上转动，而且根据实际的使用情况，减速机300可以控制第四关节臂50的转动速度。

在本实施例中，如图5所示，所述的第二关节臂30包括一弧形板材31和设在弧形板材31上的凸起中空的肋板32，这样的构造在既能够增加第二关节臂30的强度，又能达到避空的作用，更符合机械结构的设计原理；如图1至4所示，所述的第三关节臂40和腕部关节臂60为中空结构，这样电气控制的线路就隐藏在各个关节臂内部，使得整个工作环境更加整洁，也避免了因线路外露而出现的一系列问题，如短路、漏电等。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实例施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依据可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或对其部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的精神和范畴。

Claims (5)

1.一种六自由度工业机器人，其包括有主体结构和设在主体结构上的电气控制装置，其特征在于，所述的主体结构包括有基座、安装在基座上的第一关节臂、第二关节臂、第三关节臂、第四关节臂和腕部关节臂；

所述的第一关节臂为主支撑关节臂，其通过一竖直转动轴连接在基座上使其能够在基座上水平自由转动；

所述的第二关节臂为一长臂，其头端通过第一轴承与第一关节臂竖直转动连接使得第二关节臂的头端以第一轴承为轴心摆动；

所述的第三关节臂为一长轴，其头端通过一连接件与第二关节臂的尾端转动连接使得第三关节臂以第二关节臂的尾端为轴心摆动；

所述的连接件包括上部的横向套筒和下部的卡套，所述的卡套通过第二轴承与第二关节臂的尾端连接，所述的第三关节臂的头端固定套装在连接件的横向套筒内；

所述第四关节臂的头端与第三关节臂的尾端通过设在第三关节臂的尾端的转动轴连接；

所述腕部关节臂的头端与第四关节臂的尾端通过设在第四关节臂的尾端的横向转动轴连接并以该横向转动轴为轴心转动；

所述的腕部关节臂包括头端的固定连接部和尾端的快接工具部，所述的快接工具部通过一中轴与固定连接部连接。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度工业机器人，其特征在于，在所述的基座上设有用于驱动竖直转动轴转动的第一伺服电机；在所述的第一关节臂和第二关节臂的关节连接处设有用于驱动第一轴承转动的第二伺服电机；在所述卡套和第二关节臂尾端的关节连接处设有用于驱动第二轴承转动的第三伺服电机；在所述第三关节臂的尾端设有用于驱动转动轴转动的第四伺服电机；在所述第四关节臂上设有驱动腕部关节臂转动的驱动装置；在所述腕部关节臂的固定连接部内设有驱动中轴转动的第五伺服电机。

3.根据权利要求2所述的一种六自由度工业机器人，其特征在于，所述的驱动装置包括设在第四关节臂内的一对减速机及皮带轮组，所述的皮带轮组与横向转动轴联动以带动横向转动轴运动，所述的一对减速机反向错开安装并与皮带轮组联动以带动皮带轮组正向运动或反向运动。

4.根据权利要求1所述的一种六自由度工业机器人，其特征在于，所述的第二关节臂包括一弧形板材和设在弧形板材上的凸起中空的肋板。

5.根据权利要求1所述的一种六自由度工业机器人，其特征在于，所述的第三关节臂和腕部关节臂为中空结构。