CN213165382U - 一种基于柔性制造的机器人第七轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机器人第七轴技术领域，公开了一种基于柔性制造的机器人第七轴，包括固定基体；所述固定基体的上表面固定连接有直线导轨，直线导轨的上方连接沿其长度方向移动的滑台，滑台用于安装机器人；所述直线导轨的一侧固定有与其同向的齿条，齿条配置有驱动滑台移动的驱动机构；所述固定基体上固定有防尘护罩；所述机器人第七轴还包括固定设置的行程限位触发机构。本实用新型的基于柔性制造的机器人第七轴多采用标准件，固定基体、直线导轨、齿条等主要结构件为标准产品，并且通过分级适配可适用于各类不同级别的工业机器人。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人第七轴技术领域，特别是涉及一种基于柔性制造的机器人第七轴。
背景技术
现有的机器人第七轴的结构主要由导轨(导向机构)、滚轮移动平台组成。导向机构采用结构钢或机加工导轨，并使用固定的传感器进行辅助定位。由于结构钢或机加工导轨的加工精度与表面质量较差，运行中振动大、噪音大、精度低。在需要精确控制的情况下使用固定传感器辅助定位，无法实现柔性制造要求。另外，多数零部件为非标零件，后期改造困难，并且零部件专机专用；一旦更换目标产品，需要全部重新制造，无法实现零部件回收和二次利用，造成大量浪费。并且在专用前提下做非标设计，其设计细节粗糙，通常会针对现有场地条件做结构布置，不能做到结构精简及占地空间最小。综上分析，现有的机器人第七轴，其结构简单、做工粗糙，精度低、噪音大、振动大，通常为单一项目的非标设计产品，不具备良好的柔性制造特性(可称通用性或标准性)，同时非标产品会带来设计周期长、加工制造困难、调试效果不理想、需多次返工调整等问题，相应的制造成本会随之增加，造成不必要的浪费。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种基于柔性制造的机器人第七轴，以解决现有技术中机器人第七轴柔性制造特性较差的上述技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种基于柔性制造的机器人第七轴，包括固定基体；所述固定基体的上表面固定连接有直线导轨，直线导轨的上方连接沿其长度方向移动的滑台，滑台用于安装机器人；所述直线导轨的一侧固定有与其同向的齿条，齿条配置有驱动滑台移动的驱动机构；所述固定基体上固定有防尘护罩；所述机器人第七轴还包括固定设置的行程限位触发机构。
根据本实用新型基于柔性制造的机器人第七轴，所述驱动机构的一侧设置有润滑毛毡轮，润滑毛毡轮通过安装支架连接在滑台的下方。
根据本实用新型基于柔性制造的机器人第七轴，所述驱动机构包括固定在滑台上的伺服电机，伺服电机的动力输出端连接有与齿条啮合的驱动齿轮。
根据本实用新型基于柔性制造的机器人第七轴，所述防尘护罩分为直线导轨防尘护罩、齿条防尘护罩和驱动齿轮安全保护罩；所述直线导轨防尘护罩、齿条防尘护罩连接在固定基体上，且直线导轨防尘护罩罩设在直线导轨的上方并位于滑台的下方，齿条防尘护罩设于齿条的一侧；所述驱动齿轮安全保护罩固定设置并环设在驱动齿轮的外周。
根据本实用新型基于柔性制造的机器人第七轴，所述行程限位触发机构设为行程限位多级触发机构。
根据本实用新型基于柔性制造的机器人第七轴，所述行程限位多级触发机构分为行程限位一级触发组件和行程限位二级触发组件；所述行程限位一级触发组件包括通过开关撞块调节板连接在固定基体侧面的撞块，及与撞块配合的行程控制开关；所述行程控制开关固定在滑台上；所述行程限位二级触发组件包括通过缓冲块安装板连接在固定基体两端的限位缓冲块。
根据本实用新型基于柔性制造的机器人第七轴，所述直线导轨并行设有相匹配的两条，且两条直线导轨上均滑动连接有滑块，滑块与所述滑台固定连接。
根据本实用新型基于柔性制造的机器人第七轴，所述滑台上固定连接有用于连接机器人的安装块。
本实用新型的有益效果：
本实用新型基于柔性制造的机器人第七轴在满足使用条件的前提下，对机器人第七轴进行结构优化布置与标准化，促使机器人第七轴产品达到快速调节、快速改装、持续使用、高效利用、改造与维护简单的柔性标准化产品。本基于柔性制造的机器人第七轴多采用标准件，固定基体、直线导轨、齿条等主要结构件为标准产品，并且通过分级适配可适用于各类不同级别的工业机器人。例如使用者只需重新改造，使滑台与机器人配合，该机器人第七轴即可改用于同一级别的工业机器人，为使用者的后续改造、持续使用提供极大便利，并大量降低后续改造和使用成本；或通过增加与原机器人第七轴相同的固定基体、直线导轨、齿条等主要结构件以增加设备行程，不必重新订做全新机器人第七轴产品，极大的降低了产品后续的使用成本，并且改造简单迅速，时间短，有效降低工程周期，可保障快速投产。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；
图2是图1中隐藏部分零部件的结构示意图；
图3是图1的另一视角的结构示意图(隐藏部分零部件)；
图4是图1的俯视示意图；
图5是图4的B-B剖视示意图；
附图标记：
1-直线导轨，2-毛毡轮防尘护罩，3-直线导轨防尘护罩，4-开关撞块调节板，5-驱动齿轮安全保护罩，7-安装块，8-滑台，9-增程凹槽，10-限位缓冲块，11-缓冲块安装板，12-拖链，13-润滑毛毡轮，14-齿齿啮合间隙调节块，15-齿条，16-齿条防尘护罩，17-调平螺栓，18-行程控制开关，20-伺服电机，21-驱动齿轮，22-拖链行走托架，23-滑块，24-固定基体，25-固定地脚板。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例一
请参阅图1-图5，本实用新型提供了一种基于柔性制造的机器人第七轴，包括固定基体24；所述固定基体24的上表面固定连接有直线导轨1，直线导轨1的上方连接沿其长度方向移动的滑台8，滑台8用于安装机器人；所述直线导轨1的一侧固定有与其同向的齿条15，齿条15配置有驱动滑台8移动的驱动机构；所述固定基体24上固定有保障滑台8移动平稳的防尘护罩；所述机器人第七轴还包括固定设置的行程限位触发机构。
所述驱动机构的一侧设置有润滑毛毡轮13，润滑毛毡轮13通过安装支架连接在滑台8的下方。润滑毛毡轮13起到润滑作用。另外，润滑毛毡轮13的外周上套有一圈固定设置的毛毡轮防尘护罩2，起到防尘隔离作用。
所述驱动机构包括固定在滑台8上的伺服电机20，伺服电机20的动力输出端连接有与齿条15啮合的驱动齿轮21。伺服电机20可配置有变速用的减速机。
所述防尘护罩分为直线导轨防尘护罩3、齿条防尘护罩16和驱动齿轮安全保护罩5；所述直线导轨防尘护罩、齿条防尘护罩16连接在固定基体24上，且直线导轨防尘护罩罩设在直线导轨1的上方并位于滑台8的下方，齿条防尘护罩16设于齿条15的一侧；所述驱动齿轮安全保护罩5固定设置并环设在驱动齿轮21的外周。
所述行程限位触发机构设为行程限位多级触发机构。
所述行程限位多级触发机构分为行程限位一级触发组件和行程限位二级触发组件；所述行程限位一级触发组件包括通过开关撞块调节板4连接在固定基体24侧面的撞块，及与撞块配合的行程控制开关18；所述行程控制开关18固定在滑台8上；所述行程限位二级触发组件包括通过缓冲块安装板11连接在固定基体24两端的限位缓冲块10。
所述直线导轨1并行设有相匹配的两条，且两条直线导轨1上均滑动连接有滑块23，滑块23与所述滑台8固定连接。
所述滑台8上固定连接有用于连接机器人的安装块7。安装块7可设置多块，并在其上开设螺纹孔用于可拆卸连接机器人。只需重新改造安装块7的螺纹孔和规格即可改用于同一级别的工业机器人，为使用者后续改造、持续使用提供极大便利。
实施例二
请参阅图1-图5，实施例一提供的基于柔性制造的机器人第七轴的一种具体应用。
本基于柔性制造的机器人第七轴的主要功能为负载工业机器人，使滑台8与固定基体24之间产生相对移动，从而带动工业机器人改变位置，扩大工业机器人的作业范围。实现此功能的关键结构由直线导轨1、滑台8、滑块23、固定基体24、驱动齿轮21、齿条15、伺服电机20与减速机等零部件组成。其中直线导轨1和齿条15通过螺栓固定在固定基体24上，滑块23、伺服电机20与减速机通过螺栓固定在滑台8上，伺服电机20与减速机的下方通过键连接驱动齿轮21，驱动齿轮21与齿条15啮合，通过伺服电机20与减速机带动驱动齿轮21转动，为滑台8的位移提供驱动力。而直线导轨1与滑块23紧密的滑动配合，为滑台8的位移提供准确导向，并且因直线导轨1与滑块23为标准产品，精度高、性能稳定，可以使滑台8运行过程平稳、噪音低、振动小。另外，在固定基体24的底部还连接有安装用的调平螺栓17和固定地脚板25。机器人第七轴上还通过拖链行走托架22设置有电源输送、信号传送的拖链12。
该机器人第七轴产品少维护性，主要由润滑设计与防尘设计组成。
润滑设计主要是润滑毛毡轮13的设置。防尘设计主要采用防尘护罩的结构，具体分为直线导轨防尘护罩3、齿条防尘护罩16、驱动齿轮安全保护罩5及毛毡轮防尘护罩2。防尘设计用于隔离灰尘和工业机器人生产过程中产生的碎屑、铁屑、切屑液、焊渣、飞溅、漆雾等诸多固态或液态干扰物，保障直线导轨1、齿条15、驱动齿轮21和固定基体24的清洁，有效降低腐蚀、划伤、异物卡入等因素引发机械故障的风险；同时因防尘设计的存在，不需要时时清理以上关键结构件；可根据不同的使用环境定期检查清理即可，降低损坏风险，提高产品稳定性的同时有效降低使用者劳动强度，实现少维护的性能。
该机器人第七轴产品安全性高，具有多级安全性保障。
第一个层次：机器人第七轴在正常运行中由直线导轨防尘护罩3、齿条防尘护罩16和驱动齿轮安全保护罩5等零部件保证无异物卡入，同时做到操作人员跌倒等意外情况出现时，肢体不会直接接触直线导轨1与滑块23、齿条15与驱动齿轮21等啮合或配合的部位。
第二个层次：操作人员调试或正常使用中，控制程序出错或其他意外造成伺服电机20未正常停转，超出正常活动范围，则会由开关撞块调节板4上的撞块触发行程控制开关18，强制断开伺服电机20的控制，使伺服电机20立即停转，避免造成意外。该层次设计中的开关撞块调节板4、撞块、行程控制开关18组成行程限位一级触发组件。
第三个层次：出现严重意外，未能触发行程控制开关18或行程控制开关18失效时，滑台8会撞击位于固定基体24两端的限位缓冲块10，强行迫使伺服电机20超载停转，不会因严重意外造成操作人员受伤或工业机器人损坏，可严格保障设备财产安全和操作人员的人身安全。该层次设计中的限位缓冲块10及缓冲块安装板11组成行程限位二级触发组件。上述中，行程限位一级触发组件、行程限位二级触发组件组成行程限位多级触发机构，起到多级安全性保障作用。
该机器人第七轴产品的柔性好，通用性佳。
本基于柔性制造的机器人第七轴多采用标准件，固定基体24、直线导轨1、齿条15等主要结构件为标准产品，并且通过分级适配可适用于各类不同级别的工业机器人。例如使用者只需重新改造，使滑台8与机器人配合，该机器人第七轴即可改用于同一级别的工业机器人，为使用者的后续改造、持续使用提供极大便利，并大量降低后续改造和使用成本；或通过增加与原机器人第七轴相同的固定基体24、直线导轨1、齿条15等主要结构件以增加设备行程(借助增程凹槽9)，不必重新订做全新机器人第七轴产品，极大的降低了产品后续的使用成本，并且改造简单迅速，时间短，有效降低工程周期，可保障快速投产。
该机器人第七轴产品的精度设计优良。
本机器人第七轴采用直线导轨1与滑块23作为导向机构，通过驱动齿轮21配合齿条15作为动力机构。该两套机构稳定性好，制造精度高，并且可通过齿齿啮合间隙调节块14(齿齿啮合间隙调节块14连接在驱动齿轮21上并与其配合)来调节齿条15与驱动齿轮21之间的齿齿间的啮合间隙。以打百分表方式调试出合适的啮合间隙，使既不会因啮合间隙太大导致精度低，又不会因啮合间隙不足导致齿齿磨损加剧、寿命降低；齿齿啮合间隙调节块14在装配工艺的保障下，在精度与寿命之间调试出一个平衡点。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种基于柔性制造的机器人第七轴，其特征在于，包括固定基体；所述固定基体的上表面固定连接有直线导轨，直线导轨的上方连接沿其长度方向移动的滑台，滑台用于安装机器人；所述直线导轨的一侧固定有与其同向的齿条，齿条配置有驱动滑台移动的驱动机构；所述固定基体上固定有防尘护罩；所述机器人第七轴还包括固定设置的行程限位触发机构。
2.根据权利要求1所述基于柔性制造的机器人第七轴，其特征在于，所述驱动机构的一侧设置有润滑毛毡轮，润滑毛毡轮通过安装支架连接在滑台的下方。
3.根据权利要求1或2所述基于柔性制造的机器人第七轴，其特征在于，所述驱动机构包括固定在滑台上的伺服电机，伺服电机的动力输出端连接有与齿条啮合的驱动齿轮。
4.根据权利要求3所述基于柔性制造的机器人第七轴，其特征在于，所述防尘护罩分为直线导轨防尘护罩、齿条防尘护罩和驱动齿轮安全保护罩；所述直线导轨防尘护罩、齿条防尘护罩连接在固定基体上，且直线导轨防尘护罩罩设在直线导轨的上方并位于滑台的下方，齿条防尘护罩设于齿条的一侧；所述驱动齿轮安全保护罩固定设置并环设在驱动齿轮的外周。
5.根据权利要求1所述基于柔性制造的机器人第七轴，其特征在于，所述行程限位触发机构设为行程限位多级触发机构。
6.根据权利要求5所述基于柔性制造的机器人第七轴，其特征在于，所述行程限位多级触发机构分为行程限位一级触发组件和行程限位二级触发组件；所述行程限位一级触发组件包括通过开关撞块调节板连接在固定基体侧面的撞块，及与撞块配合的行程控制开关；所述行程控制开关固定在滑台上；所述行程限位二级触发组件包括通过缓冲块安装板连接在固定基体两端的限位缓冲块。
7.根据权利要求1所述基于柔性制造的机器人第七轴，其特征在于，所述直线导轨并行设有相匹配的两条，且两条直线导轨上均滑动连接有滑块，滑块与所述滑台固定连接。
8.根据权利要求1所述基于柔性制造的机器人第七轴，其特征在于，所述滑台上固定连接有用于连接机器人的安装块。
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| CN114833868A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-02 | 浙江大学高端装备研究院 | 一种型材框架机器人行走轴 |
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