一种多维度定位工业机器人的制作方法

本实用新型涉及工业机器人技术设备领域，具体涉及一种多维度定位工业机器人。

背景技术：

我国已成为全球最大的潜在工业机器人消费国，年均增速达到25％以上。按照工信部的发展规划，到2020年，工业机器人装机量将达到100万台。

随着工业机器人在企业中的大量使用，企业越来越重视机器人的操作技术。工业机器人对各种工件的工作过程中，主要是不同功能的工业机器人/机械臂相互协同工作，完成对目标工件的各种操作。工件在制造过程中，对工件的定位是极其重要的，不同功能的机器人对工件进行操作时，工件发生移动会导致工业机器人坐标系精度达不到预期的效果，造成工件在精密装配中，找不到准确的位置，造成装配精度达不到工艺要求，严重者会造成设备损伤。

现有技术中，仍然还存在对工件定位精度不高的情况，有待进一步加以改进。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种多维度定位工业机器人，能够显著提高对工件的定位精度。其具体技术方案如下：

一种多维度定位工业机器人，包括：多维转臂，所述多维转臂包括摆臂，所述摆臂一端设有基座，所述摆臂能够绕基座转动，所述摆臂上设有能够沿摆臂延伸方向移动的伸缩臂，所述伸缩臂能够在竖向伸缩；定位夹持头，所述定位夹持头包括与伸缩臂相连的定位盘，所述定位盘内转动设有与定位盘同轴布置的转动盘，定位盘内还设有若干环绕转动盘布置并且能够沿定位盘径向滑动的滑块，所述转动盘与各个滑块之间活动连接有连杆，当所述转动盘转动时，所述滑块能够沿定位盘径向往复滑动；所述定位盘端面设有若干沿定位盘轴向布置的定位块，各个所述定位块下端与相应的滑块相互垂直布置，各个所述定位块与相应的滑块相对的侧面设有角度互补的锁止斜面；当所述滑块在转动盘驱动下沿定位盘径向往复滑动时，所述定位块能够伸出或退回定位盘端面。

本技术方案中，多维度定位工业机器人具有多个维度移动的自由度，确保机械臂在定位夹持操作中可移动范围更广，而定位夹持头能够对工件进行精确定位，防止工件发生移动，进而提高产品制造质量。具体的，多维转臂的摆臂能够绕基座转动，即多轴转臂能够在以摆臂为半径的圆周内移动，滑动安装在摆臂上的伸缩臂可在摆臂上往复移动，达到调整伸缩臂水平位置的目的。伸缩臂还能够在竖向伸缩，使安装在竖向伸缩臂上的定位夹持头能够在竖向移动，便于控制定位夹持头对不同位置的工件进行定位夹持。

定位夹持头通过设置在定位盘内的定位块对工件进行定位，当定位块伸出定位盘端面时即可插入工件，进而防止工件发生移动；定位块的移动通过定位盘内的转动盘控制，转动盘转动时能够通过连杆带动滑块在定位盘径向移动，由于滑块与定位块相接触的表面均具有一定的斜度，并且两个表面的斜角构成互补，因此滑块沿转动盘径向向外移动时，能够带动定位块在竖向移动并伸出定位盘端面，伸出定位盘端面的定位块部分即可插入工件对工件进行持续定位，实现了对工件位置的精准控制，避免了协同操作的机器人的误操作；当转动盘带动滑块向定位盘几何中心移动时，定位块可退回定位盘，解除对工件的定位。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述滑块和定位块的锁止斜面上设有交错布置的防错位卡凸，其中一个锁止斜面上的防错位卡凸能够卡入另一个锁止斜面上相邻的两个防错位卡凸之间。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述定位盘内设有驱动转动盘转动的第一电机，所述第一电机与转动盘之间通过联轴器传动相连。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述定位盘端面设有沿定位盘轴向布置的定位槽，各个所述定位块活动布置在定位槽内，各个所述定位槽内设有套设在定位块上的复位弹簧，所述复位弹簧其中一个簧脚固定在定位块上，另一个簧脚固定在定位槽的侧壁上，所述定位块能够在复位弹簧弹力作用下退回定位槽内。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述定位槽侧壁设有沿定位槽延伸方向布置的限位槽，所述定位块侧面设有卡入限位槽内的限位卡凸。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述伸缩臂包括上臂和下臂，所述上臂穿设在所述摆臂上，所述上臂上还螺接有水平布置并可绕轴线周向转动的水平螺杆；所述上臂内设有竖向布置并可绕其轴线周向转动的一对竖向螺杆，所述竖向螺杆下端与下臂螺接，所述下臂下端设有能够轴向转动的转轴，所述转轴下端与所述定位盘固定连接。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述上臂下端还固定有与竖向螺杆平行的固定轴，所述固定轴沿竖向活动穿设在下臂内，当所述竖向螺杆转动时，所述下臂能够沿固定轴在竖向上下移动。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述上臂内设有驱动水平螺杆转动的第一电机，所述下臂内设有驱动竖螺杆转动的第二电机。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述摆臂上设有沿摆臂延伸方向布置的承重臂，所述承重臂贯穿所述上臂，在所述上臂内设有与套设在承重臂上的直线轴承，所述承重臂两端设有行程限位开关。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述基座内设有驱动摆臂转动的第三电机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的多维度定位工业机器人具有多个维度移动的自由度，确保机械臂在定位夹持操作中可移动范围更广，定位夹持头通过设置在定位盘内的定位块对工件进行定位，实现了对工件位置的精准控制，避免了协同操作的机器人的误操作；在操作完成后能够自动解除对工件的定位。本实用新型结构合理、定位精度高，提高了工业生产的精准度；具有较高的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一实施例提供的多维度定位工业机器人的结构图。

图2为一实施例提供的多维度定位工业机器人的a处放大示意图。

图3为一实施例提供的多维度定位工业机器人的定位夹持块内部结构图。

各个附图标记表示的含义如下：摆臂1、基座2、上臂3、下臂4、水平螺杆5、承重臂6、直线轴承7、行程限位开关8、竖向螺杆9、固定轴10、定位盘11、转动盘12、滑块13、连杆14、定位块15、复位弹簧16。

具体实施方式

这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、方法，但并不包含对功能、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。

如图1至图3所示，在实施例一中，本实用新型提供一种多维度定位工业机器人，包括多维转臂和定位夹持头，多维度定位工业机器人具有多个维度移动的自由度，设置在多维转臂上的定位夹持头能够对待加工的工件进行精确定位，防止工件移动，避免了协同操作的机器人的误操作。所述多维转臂包括摆臂1，所述摆臂1一端设有基座2，所述摆臂1能够绕基座2转动，所述摆臂1上设有能够沿摆臂1延伸方向移动的伸缩臂，所述伸缩臂能够在竖向伸缩；多维转臂能够在相应的工件加工区域移动，多维转臂的摆臂1能够在以摆臂1为半径的圆周范围内移动，除了在水平圆周范围内移动，滑动安装在摆臂1上的伸缩臂可在摆臂1上往复移动，达到调整伸缩臂水平位置的目的。伸缩臂还能够在竖向伸缩，使安装在竖向伸缩臂上的定位夹持头能够在竖向移动，便于控制定位夹持头对不同位置的工件进行定位夹持。

如图1至图3所示，为了便于对不同区域的工件进行夹持，定位设置在伸缩臂上，设置在伸缩臂上的定位加持头的活动范围能够覆盖在该圆周范围内的所有待加工的工件。所述定位夹持头包括与伸缩臂相连的定位盘11，定位盘11内转动设有与定位盘11同轴布置的转动盘12，定位盘11内还设有若干环绕转动盘12布置并且能够沿定位盘11径向滑动的滑块13，所述转动盘12与各个滑块13之间活动连接有连杆14，当所述转动盘12转动时，所述滑块13能够沿定位盘11径向往复滑动；所述定位盘11端面设有若干沿定位盘11轴向布置的定位块15，各个所述定位块15下端与相应的滑块13相互垂直布置，各个所述定位块15与相应的滑块13相对的侧面设有角度互补的锁止斜面；当所述滑块13在转动盘12驱动下沿定位盘11径向往复滑动时，所述定位块15能够伸出或退回定位盘11端面。

如图1至图3所示，定位夹持头通过设置在定位盘11内的定位块15对工件进行定位，当定位块15伸出定位盘11端面时即可插入工件，进而防止工件发生移动；定位块15的移动通过定位盘11内的转动盘12控制，转动盘12转动时能够通过连杆14带动滑块13在定位盘11径向移动，由于滑块13与定位块15相接触的表面均具有一定的斜度，并且两个表面的斜角构成互补，因此滑块13沿转动盘12径向向外移动时，能够带动定位块15在竖向移动并伸出定位盘11端面，伸出定位盘11端面的定位块15部分即可插入工件对工件进行持续定位，实现了对工件位置的精准控制，避免了协同操作的机器人的误操作；当转动盘12带动滑块13向定位盘11几何中心移动时，定位块15可退回定位盘11，解除对工件的定位，在本实施例中驱动转动盘12转动的驱动件优先选用电机，在定位盘11内设有驱动转动盘12转动的第一电机，所述第一电机与转动盘12之间通过联轴器传动相连，第一电机可选用伺服电机，其具体型号和规格可根据需要选取。

如图1至图3所示，为了提高滑块13驱动定位块15滑动的稳定性，在本实施例中，滑块13和定位块15的锁止斜面上设有交错布置的防错位卡凸，其中一个锁止斜面上的防错位卡凸能够卡入另一个锁止斜面上相邻的两个防错位卡凸之间。滑块13与定位块15锁止斜面能够相互卡合，使滑块13在驱动定位块15移动时稳定性更高。

如图1至图3所示，定位块15在接触定位后，为了使定位块15能够自动退回定位盘11内，定位盘11端面设有沿定位盘11轴向布置的定位槽，各个所述定位块15活动布置在定位槽内，各个所述定位槽内设有套设在定位块15上的复位弹簧16，所述复位弹簧16其中一个簧脚固定在定位块15上，另一个簧脚固定在定位槽的侧壁上。当定位块15失去滑块13的支撑后，定位块15能够在复位弹簧16的弹力作用下自动退回定位盘11内，进而实现对工件定位的自动解除。

如图1至图3所示，由于定位块15伸出定位盘11的一端要卡入工件的定位位置，为了防止定位块15在移动时发生偏移，定位槽侧壁设有沿定位槽延伸方向布置的限位槽，所述定位块15侧面设有卡入限位槽内的限位卡凸。定位块15在滑动时，限位卡凸和限位卡槽之间的滑动配合能够避免定位块15发生偏移，提高定位块15移动的精度和稳定性。

如图1至图3所示，伸缩臂在沿摆臂1移动或伸缩时能够调整定位夹持块在水平和竖向的位置，伸缩臂包括上臂3和下臂4，所述上臂3穿设在所述摆臂1上，所述上臂3上还螺接有水平布置并可绕轴线周向转动的水平螺杆5；即当水平螺杆5周向转动时，能够使竖向伸缩臂的上臂3在摆臂1上移动，达到调整竖向伸缩臂水平位置的目的，本实施例中，上臂3内设有驱动水平螺杆5转动的第一电机，第一电机能够驱动水平螺杆5稳定转动，上臂3内设有竖向布置并可绕其轴线周向转动的一对竖向螺杆9，所述竖向螺杆9下端与下臂4螺接，竖向螺杆9与下臂4相连采用螺纹连接，当竖向螺杆9周向转动时，竖向螺杆9可螺旋驱动下臂4在竖向上下移动，调整定位夹持块在竖向位置，所述下臂4内设有驱动竖螺杆转动的第二电机，第二电机能够驱动竖向螺杆9稳定转动。在本实施例中，为了控制水平螺杆5和竖向螺杆9的转速，第一电机和第二电机可采用直流或交流调速电机，其具体型号与规格根据需要选取，这里不再赘述。

如图1至图3所示，由于所述下臂4下端设有能够轴向转动的转轴，所述转轴下端与所述定位盘11固定连接。转轴转动时能够调整定位夹持块的转动角度，便于调整定位角度。

如图1至图3所示，上臂3下端还固定有与竖向螺杆9平行的固定轴10，所述固定轴10沿竖向活动穿设在下臂4内，当所述竖向螺杆9转动时，所述下臂4能够沿固定轴10在竖向上下移动。固定轴10可使下臂4在竖向螺杆9驱动下稳定沿固定轴10移动，避免下臂4偏移，提高下臂4的移动精度。

如图1至图3所示，为了减小摆臂1的承重，摆臂1上设有沿摆臂1延伸方向布置的承重臂6，承重臂6贯穿所述上臂3，在所述上臂3内设有与套设在承重臂6上的直线轴承7，所述承重臂6两端设有行程限位开关8。承重臂6可承担伸缩臂的整体重力，直线轴承7能减小伸缩臂移动的摩擦力，形成限位开关则能够起到急停限位作用，避免伸缩臂超过极限行程。

如图1至图3所示，在本实施例中，摆臂1绕基座2转动的放驱动件优先选用电机，在基座2内设有驱动摆臂1转动的第三电机，第三电机可采用减速电机，以控制摆臂1稳定转动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实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：其依然能够以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。