六轴机器人的制作方法

本发明涉及机械手技术领域，具体提供一种六轴机器人。

背景技术：

机械手，能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能部门。

然而，目前国内市场上的机械手都普遍存在：结构复杂、传动效率低下、控制不稳定、移动范围有限等通病，从而使得机械手在工业生产中功能比较单一、且生产成本高，不能批量生产和广泛推广。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种六轴机器人，其结构简单、合理、紧凑，传动精度高、运行平稳，且抓取面积大。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种六轴机器人，包括旋转座、摆臂、承接座、摆动头、第一摆动驱动机构、第二摆动驱动机构、旋转驱动机构、第三摆动驱动机构、以及用以承接抓取组件并能够驱动抓取组件旋转的末端执行机构，其中，所述摆臂竖向设置于所述旋转座上，并能够在所述旋转座的带动下水平旋转；所述第一摆动驱动机构亦设置在所述旋转座上，且所述第一摆动驱动机构还能够带动所述摆臂进行前后摆动；所述承接座活动设置于所述摆臂的上侧上，所述第二摆动驱动机构设置于所述承接座上，所述摆动头通过所述旋转驱动机构亦设置于所述承接座上，且所述第二摆动驱动机构还能够带动所述承接座运动，进而使得所述摆动头进行上下摆动，所述旋转驱动机构还能够带动所述摆动头旋转；另外，所述第三摆动驱动机构和末端执行机构均设置于所述摆动头上，且所述第三摆动驱动机构还能够带动所述末端执行机构进行上下摆动。

作为本发明的进一步改进，实现所述摆臂竖向设置于所述旋转座上，并能够在所述旋转座的带动下水平旋转的结构为：所述旋转座包括底座、盖体和旋转驱动组件，其中，所述底座上形成有一槽口朝上的第一容置槽，所述盖体活动盖合于所述第一容置槽的槽口上，所述摆臂竖向设置于所述盖体上；所述旋转驱动组件包括第一伺服马达、第一入力轴和第一减速机，所述第一伺服马达定位设置于所述盖体上，且所述第一伺服马达的动力输出轴还伸入所述第一容置槽中，所述第一入力轴和第一减速机均内置于所述第一容置槽中，且所述第一入力轴固定套接于所述第一伺服马达的动力输出轴上，并还同时与所述第一减速机啮合传动连接，另外，所述第一减速机的动力输出轴还与所述盖体定位连接，进而能够带动所述盖体相对所述底座水平旋转-170°～170°。

作为本发明的进一步改进，实现所述第一摆动驱动机构设置在所述旋转座上，且所述第一摆动驱动机构还能够带动所述摆臂进行前后摆动的结构为：在所述盖体上定位设置有一承接支座，且所述承接支座上还形成有一第二容置槽；

所述第一摆动驱动机构包括第二伺服马达、第二入力轴和第二减速机，其中，所述第二伺服马达定位设置于所述盖体上，所述第二伺服马达的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第二伺服马达的动力输出轴还伸入所述第二容置槽中，所述第二入力轴和第二减速机均内置于所述第二容置槽中，且所述第二减速机还通过所述第二入力轴与所述第二伺服马达的动力输出轴定位连接；所述摆臂的下侧活动盖合于所述第二容置槽的槽口上，且同时所述摆臂的下侧还与所述第二减速机的动力输出端定位连接，以使得所述摆臂能够绕所述第二伺服马达的动力输出轴旋转-70°～150°。

作为本发明的进一步改进，实现所述第二摆动驱动机构设置于所述承接座上，且所述第二摆动驱动机构还能够带动所述承接座运动的结构为：在所述承接座的一侧上形成有一第三容置槽；

所述第二摆动驱动机构包括第三伺服马达、第三入力轴和第三减速机，其中，所述第三伺服马达定位设置在所述承接座上，且所述第三伺服马达的动力输出轴还伸入所述第三容置槽中；所述第三入力轴和第三减速机均内置于所述第三容置槽中，且所述第三减速机还通过所述第三入力轴与所述第三伺服马达的动力输出轴定位连接，另外，所述第三减速机的动力输出端还与所述第三容置槽定位连接，以使得所述承接座能够绕所述第三伺服马达的动力输出轴旋转-15°～170°；

另外，所述摆臂的上侧盖合于所述第三容置槽的槽口上，且同时所述摆臂的上侧还与所述第三容置槽转动连接。

作为本发明的进一步改进，实现所述摆动头通过所述旋转驱动机构设置于所述承接座上，且所述旋转驱动机构还能够带动所述摆动头旋转的结构为：所述旋转驱动机构包括第四伺服马达和第四减速机，所述第四伺服马达定位设置于所述承接座上，且所述第四伺服马达的动力输出轴还定位连接于所述第四减速机，所述第四减速机的动力输出端与所述摆动头一侧定位连接，以使得所述摆动头能够绕所述第四伺服马达的动力输出轴旋转-180°～180°。

作为本发明的进一步改进，所述旋转驱动机构还包括有第一联接件、交叉轴承和第二联接件，其中，所述第一联接件固定连接于所述第四减速机的动力输出端上，所述交叉轴承定位套接于所述第一联接件外，所述第二联接件锁固连接于所述交叉轴承上，且同时所述第二联接件还与所述摆动头一侧锁固连接。

作为本发明的进一步改进，所述末端执行机构包括连接件、第五伺服马达和用以承接抓取组件的第五减速机，所述连接件转动连接于所述摆动头背向所述第四减速机的另一侧上，所述第五伺服马达定位设置于所述连接件上，且所述第五伺服马达的动力输出轴还定位连接于所述第五减速机，以使得所述第五减速机能够绕所述第五伺服马达的动力输出轴旋转-360°～360°；

所述第三摆动驱动机构包括有第六伺服马达，所述第六伺服马达定位设置于所述摆动头上，且所述第六伺服马达能够带动所述连接件相对所述摆动头旋转。

作为本发明的进一步改进，所述摆动头背向所述第四减速机的另一侧呈二分叉；

所述连接件为T型三通管件，其具有主管体和垂直设于所述主管体上并与所述主管体相连通的垂直管体，所述主管体转动连接于该二分叉之间，所述第五伺服马达定位设置于所述垂直管体中，且所述第五伺服马达的动力输出轴还伸出所述垂直管体外；

另外，实现所述第六伺服马达能够带动所述连接件相对所述摆动头旋转的结构为：在所述摆动头上还形成有一用以收容所述第六伺服马达的容置空腔，所述容置空腔开口于所述摆动头的外侧面上，以形成一安装孔，且所述安装孔还与所述主管体的一轴端位于同侧；另设有第六减速机、两个皮带轮和一同步皮带，所述第六减速机定位连接于所述主管体的一轴端上，该两皮带轮分别固定套设于所述第六伺服马达的动力输出轴和所述第六减速机的输入轴上，且该两皮带轮还通过所述同步皮带传动连接，以使得所述主管体能够绕其轴心线旋转-135°～135°。

作为本发明的进一步改进，在所述底座上还设置有重载连接器。

本发明的有益效果是：相较于现有技术，该六轴机器人具有以下优点：①整体结构简单、合理、紧凑，传动精度高、运行平稳，能有效地避免关节运动抖动的状况发生；②抓取面积大，提高了生产效率；③拆装简单，维护方便，维护成本低；④能满足产品批量生产的要求，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明所述六轴机器人的第一种实施例的一视角立体结构示意图；

图2为本发明所述六轴机器人的第一种实施例的另一视角立体结构示意图；

图3为图1所示六轴机器人的主视结构示意图；

图4为图1所示六轴机器人的侧视结构示意图；

图5为图1所示六轴机器人中所述旋转座的分解结构示意图；

图6为图1所示六轴机器人中所述第一摆动驱动机构装配于承接支座上的局部结构示意图；

图7为图1所示六轴机器人中所述第一摆动驱动机构与摆臂间的装配分解结构示意图；

图8为图1所示六轴机器人中所述第二摆动驱动机构与承接座间的装配分解结构示意图；

图9为图1所示六轴机器人中所述旋转驱动机构与摆动头间的装配分解结构示意图；

图10为图1所示六轴机器人中所述第三摆动驱动机构及末端执行机构与摆动头间的装配分解结构示意图；

图11为图1所示六轴机器人中所述末端执行机构的分解结构示意图；

图12为本发明所述六轴机器人的第二种实施例的一视角立体结构示意图；

图13为本发明所述六轴机器人的第二种实施例的另一视角立体结构示意图；

图14为图12所示六轴机器人的主视结构示意图；

图15为图12所示六轴机器人的侧视结构示意图；

图16为图12所示六轴机器人中所述旋转驱动机构与摆动头间的装配分解结构示意图；

图17为本发明所述六轴机器人的第三种实施例的一视角立体结构示意图；

图18为本发明所述六轴机器人的第三种实施例的另一视角立体结构示意图；

图19为图17所示六轴机器人的主视结构示意图；

图20为图17所示六轴机器人的侧视结构示意图；

图21为图17所示六轴机器人中所述第二摆动驱动机构与承接座间的装配分解结构示意图；

图22为图17所示六轴机器人中所述旋转驱动机构与摆动头间的装配分解结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——旋转座 10——底座

11——盖体 12——第一伺服马达

13——第一入力轴 14——第一减速机

15——承接支座 16——重载连接器

2——摆臂 3——承接座

4——摆动头 5——第一摆动驱动机构

50——第二伺服马达 51——第二入力轴

52——第二减速机 6——第二摆动驱动机构

60——第三伺服马达 61——第三入力轴

62——第三减速机 7——旋转驱动机构

70——第四伺服马达 71——第四减速机

72——第一联接件 73——交叉轴承

74——第二联接件 75——连接管体

8——第三摆动驱动机构 80——第六伺服马达

81——第六减速机 82——皮带轮

9——末端执行机构 90——连接件

91——第五伺服马达 92——第五减速机

900——主管体 901——垂直管体

具体实施方式

下面参照图对本发明的优选实施例进行详细说明。

实施例1：

参阅附图1～4所示，分别示出了本发明所述六轴机器人的第一种实施方式的立体结构示意图、主视结构示意图和侧视结构示意图。所述的六轴机器人包括旋转座1、摆臂2、承接座3、摆动头4、第一摆动驱动机构5、第二摆动驱动机构6、旋转驱动机构7、第三摆动驱动机构8、以及用以承接抓取组件并能够驱动抓取组件旋转的末端执行机构9(抓取组件可采用真空吸盘、气动夹爪、或电磁铁)，其中，所述摆臂2竖向设置于所述旋转座1上，并能够在所述旋转座1的带动下水平旋转；所述第一摆动驱动机构5亦设置在所述旋转座1上，且所述第一摆动驱动机构5还能够带动所述摆臂2进行前后摆动；所述承接座3活动设置于所述摆臂2的上侧上，所述第二摆动驱动机构6设置于所述承接座3上，所述摆动头4通过所述旋转驱动机构7亦设置于所述承接座3上，且所述第二摆动驱动机构6还能够带动所述承接座3运动，进而使得所述摆动头4进行上下摆动，所述旋转驱动机构7还能够带动所述摆动头3旋转；另外，所述第三摆动驱动机构8和末端执行机构9均设置于所述摆动头3上，且所述第三摆动驱动机构8还能够带动所述末端执行机构9进行上下摆动。

在本实施例中，实现所述摆臂2竖向设置于所述旋转座1上，并能够在所述旋转座1的带动下水平旋转的结构为：所述旋转座1包括底座10、盖体11和旋转驱动组件，其中，所述底座10上形成有一槽口朝上的第一容置槽，所述盖体11活动盖合于所述第一容置槽的槽口上，所述摆臂2竖向设置于所述盖体11上；所述旋转驱动组件包括第一伺服马达12、第一入力轴13和第一减速机14，所述第一伺服马达12定位设置于所述盖体11上，且所述第一伺服马达12的动力输出轴还伸入所述第一容置槽中，所述第一入力轴13和第一减速机14均内置于所述第一容置槽中，且所述第一入力轴13固定套接于所述第一伺服马达12的动力输出轴上，并还同时与所述第一减速机14啮合传动连接，另外，所述第一减速机14的动力输出轴还与所述盖体11定位连接，进而能够带动所述盖体11相对所述底座10水平旋转-170°～170°(具体参阅附图5所示)。

在本实施例中，实现所述第一摆动驱动机构5设置在所述旋转座1上，且所述第一摆动驱动机构5还能够带动所述摆臂2进行前后摆动的结构为：在所述盖体11上定位设置有一承接支座15，且所述承接支座15上还形成有一第二容置槽；

所述第一摆动驱动机构5包括第二伺服马达50、第二入力轴51和第二减速机52，其中，所述第二伺服马达50定位设置于所述盖体11上，所述第二伺服马达50的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达12的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第二伺服马达50的动力输出轴还伸入所述第二容置槽中，所述第二入力轴51和第二减速机52均内置于所述第二容置槽中，且所述第二减速机52还通过所述第二入力轴51与所述第二伺服马达50的动力输出轴定位连接；所述摆臂2的下侧活动盖合于所述第二容置槽的槽口上，且同时所述摆臂2的下侧还与所述第二减速机52的动力输出端定位连接，以使得所述摆臂2能够绕所述第二伺服马达50的动力输出轴旋转-70°～150°(具体参阅附图5、6和7所示)。

在本实施例中，实现所述第二摆动驱动机构6设置于所述承接座3上，且所述第二摆动驱动机构6还能够带动所述承接座3运动的结构为：在所述承接座3的一侧上形成有一第三容置槽；所述第二摆动驱动机构6包括第三伺服马达60、第三入力轴61和第三减速机62，其中，所述第三伺服马达60定位设置在所述承接座3上，以该六轴机器人的零位状态为基准，所述第三伺服马达60的动力输出轴的轴线方向与所述第一伺服马达12的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第三伺服马达60的动力输出轴还伸入所述第三容置槽中；所述第三入力轴61和第三减速机62均内置于所述第三容置槽中，且所述第三减速机62还通过所述第三入力轴61与所述第三伺服马达60的动力输出轴定位连接，另外，所述第三减速机52的动力输出端还与所述第三容置槽定位连接，以使得所述承接座3能够绕所述第三伺服马达60的动力输出轴旋转-15°～170°；另外，所述摆臂2的上侧盖合于所述第三容置槽的槽口上，且同时所述摆臂2的上侧还与所述第三容置槽转动连接(具体参阅附图8所示)。

在本实施例中，实现所述摆动头4通过所述旋转驱动机构7设置于所述承接座3上，且所述旋转驱动机构7还能够带动所述摆动头3旋转的结构为：所述旋转驱动机构7包括第四伺服马达70和第四减速机71，所述第四伺服马达70定位设置于所述承接座3上，以该六轴机器人的零位状态为基准，所述第四伺服马达70的动力输出轴的轴线方向与所述第三伺服马达60的动力输出轴的轴线方向相垂直，且所述第四伺服马达70的动力输出轴还定位连接于所述第四减速机71，所述第四减速机71的动力输出端与所述摆动头4一侧定位连接，以使得所述摆动头4能够绕所述第四伺服马达70的动力输出轴旋转-180°～180°。

优选的，所述旋转驱动机构7还包括有第一联接件72、交叉轴承73和第二联接件74，其中，所述第一联接件72固定连接于所述第四减速机71的动力输出端上，所述交叉轴承73定位套接于所述第一联接件72外，所述第二联接件74锁固连接于所述交叉轴承73上，且同时所述第二联接件74还与所述摆动头4一侧锁固连接；此外，还可设置有一连接管体75，所述连接管体75固定连接于所述第二联接件74与所述摆动头4一侧之间(具体参阅附图9所示)。

在本实施例中，所述末端执行机构9包括连接件90、第五伺服马达91和用以承接抓取组件的第五减速机92，所述连接件90转动连接于所述摆动头4背向所述第四减速机71的另一侧上，所述第五伺服马达91定位设置于所述连接件90上，且所述第五伺服马达91的动力输出轴还定位连接于所述第五减速机92，以使得所述第五减速机92能够绕所述第五伺服马达91的动力输出轴旋转-360°～360°；所述第三摆动驱动机构8包括有第六伺服马达80，所述第六伺服马达80定位设置于所述摆动头4上，且所述第六伺服马达80能够带动所述连接件90相对所述摆动头4旋转。

优选的，所述摆动头4背向所述第四减速机71的另一侧呈二分叉；所述连接件90为T型三通管件，其具有主管体900和垂直设于所述主管体900上并与所述主管体900相连通的垂直管体901，所述主管体900转动连接于该二分叉之间，所述第五伺服马达91定位设置于所述垂直管体901中，且所述第五伺服马达91的动力输出轴还伸出所述垂直管体901外；

另外，实现所述第六伺服马达80能够带动所述连接件90相对所述摆动头4旋转的结构为：在所述摆动头4上还形成有一用以收容所述第六伺服马达80的容置空腔，所述容置空腔开口于所述摆动头4的外侧面上，以形成一安装孔，且所述安装孔还与所述主管体900的一轴端位于同侧；另设有第六减速机81、两个皮带轮82和一同步皮带，所述第六减速机81定位连接于所述主管体900的一轴端上，该两皮带轮82分别固定套设于所述第六伺服马达80的动力输出轴和所述第六减速机81的输入轴上，且该两皮带轮82还通过所述同步皮带传动连接，以使得所述主管体900能够绕其轴心线旋转-135°～135°(具体参阅附图10和11所示)。

另外在本实施例中，在所述底座10上还设置有重载连接器16。

实施例2：

参阅附图12～15所示，分别示出了本发明所述六轴机器人的第二种实施方式的立体结构示意图、主视结构示意图和侧视结构示意图。

实施例2所示六轴机器人与实施例1所示六轴机器人的区别主要在于：外观形状有差异，以及旋转驱动机构与摆动头间的装配方式有差异(参阅附图16所示)；实施例2所示六轴机器人中余下部件/机构的结构、以及余下部件/机构相互间的连接关系和动作原理均与实施例1相同。

实施例3：

参阅附图17～20所示，分别示出了本发明所述六轴机器人的第三种实施方式的立体结构示意图、主视结构示意图和侧视结构示意图。

实施例3所示六轴机器人与实施例1所示六轴机器人的区别主要在于：外观形状有差异，所述第二摆动驱动机构与承接座间的装配方式有差异(参阅附图21所示)，以及旋转驱动机构与摆动头间的装配方式有差异(参阅附图22所示)；实施例3所示六轴机器人中余下部件/机构的结构、以及余下部件/机构相互间的连接关系和动作原理均与实施例1相同。

综上所述，相较于现有技术，本发明所述的六轴机器人具有以下优点：①整体结构简单、合理、紧凑，传动精度高、运行平稳，能有效地避免关节运动抖动的状况发生；②抓取面积大，提高了生产效率；③拆装简单，维护方便，维护成本低；④能满足产品批量生产的要求，降低了生产成本。

上述实施方式仅例示性说明本发明的功效，而非用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为在本发明的保护范围内。