专利名称：机器人系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人系统。
背景技术：
图1示出传统的机器人系统。如图1所示，机器人系统1包括机械臂系统10和通 过功率电缆11和/或信号电缆12连接到机械臂系统10的控制器13。机械臂系统10包括 机械臂100和支持机械臂100的底座101。机械臂系统10接收来自控制器13的信号并且 根据该信号完成相应的动作。机械臂系统10和控制器13作为两个分离的部件占用了较大 的空间。出于节约生产线的空间的考虑，有必要减小机器人系统的体积。具体来说，自70 年代至今机器人控制器在体积上没有太多变化。当前，市场对产品小型化、可利用空间和工 作环境优化的需求都对机器人系统小型化提出了全新的要求。由此，现有的机器人系统至少具有如下的缺点占用空间大、安装复杂、以及连接 电缆过长。
实用新型内容为了解决占用空间大、安装复杂、以及连接电缆过长的技术问题，本实用新型提供 机器人系统。根据本实用新型的一个方面，提供机器人系统，包括机械臂、支持所述机械臂的底 座、和集成在所述底座内的、用于控制所述机械臂的运动的控制器。由此，减小机器人系统所占用的空间并简化了机器人系统的组成部分，从而系统 可移动性增强；工业应用现场安装方便快捷、节省空间，省去了现场安装时的连接，减少了 因连接而引起的故障；以及抛掉了既长又复杂的通信电缆和动力电缆，由此缩短电缆长度。优选地，底座包括顶面、底面和侧面，并且所述顶面、底面和侧面围成一腔，用于 可拆卸地收纳所述控制器。底座不仅支持机械臂，而且对放置其中的控制器与外部隔离，起 到保护作用。优选地，在所述底座上开有将所述腔与外部连通的通道，用于安装所述控制器。优选地，上述机器人系统还包括用于封闭上述通道的封闭部件。优选地，控制器包括固定在底面上的电路板和列插到电路板上的多个模块。比如， 上述模块为驱动模块、控制模块或电源模块。通过将上述各个模块平行地规定在机器人底 座内，使得其排列地更加紧凑。这有利于降低对于底座的腔的空间的要求，更加容易将驱动 模块、控制模块和电源模块集成到底座中。优选地，机器人系统还包括固定在所述腔内的至少一个架，并且所述控制器包括 固定于所述架上的至少一个模块。比如，上述模块为驱动模块、控制模块或电源模块。通过 将上述各个模块分别布置在不同的架上，使得其排列地更加紧凑。这有利于降低对于底座 的腔的空间的要求，更加容易将驱动模块和控制模块集成到底座中。[0013]优选地，控制模块和电源模块位于所述腔内，并且控制模块固定在所述机械臂内 的电动机附近。因为减小了被集成在底座内的模块的数量，所以被集成的模块的体积降低 了。这有利于底座的集成。优选地，在所述顶面开有孔，用于将所述腔内的电缆导出到所述腔外。
图1示出传统的机器人系统；图2示出根据本实用新型的实施例的机器人系统；图3示出根据本实用新型的实施例的机器人系统的底座；图4示出根据本实用新型的实施例的机器人系统的底座的内部结构；图5示出根据本实用新型的另一个实施例的机器人系统的底座的内部结构；和图6示出根据本实用新型的另一个实施例的机器人系统。
具体实施方式
图2示出根据本实用新型的实施例的机器人系统。如图2所示，机器人系统2包 括机械臂系统20和控制器21。机械臂系统20包括机械臂200和支持机械臂200的底座 201。与图1所示的现有机器人系统不同，本实用新型的机器人系统2的控制器21位于机 械臂系统20的底座201内，即底座201不仅起到支持机械臂200的作用，而且还收纳控制 器21。通过采用这种配置，即将控制器21和机械臂系统20合二为一，至少带来如下优势减小机器人系统所占用的空间并简化了机器人系统的组成部分，从而系统可移动 性增强；工业应用现场安装方便快捷、节省空间，省去了现场安装时的连接，减少了因连接 而引起的故障；以及抛掉了既长又复杂的通信电缆和动力电缆，由此缩短电缆长度。图3示出根据本实用新型的实施例的机器人系统的底座。如图3所示，底座3为一 铸件，其被至于安装表面F上。底座3包括顶面30、底面31、侧面32和由顶面30、底面31、 侧面32围成的腔33。底面31被固定在安装表面F上，并且机械臂通过诸如螺栓一样的连 接件固定在顶面30上。在侧面32上开有门320，门320通过诸如枢轴或铰链一样的支持件34与侧面32 连接，以便相对于侧面32围绕作为支点的支持件34打开或关闭门320。当然，门320也可 以和顶面30或底面31枢接。当打开门320时，可以将控制器安装到腔33内。可替换地， 腔33也可以由顶面30、底面31、侧面32和与顶面30、底面31和侧面32通过如螺钉一样的 紧固件固定的面板所围成。面板可以拆开，以便在腔内安装或拆除控制器。当然，面板或门 也可以省略，仅留下具有开放结构的腔。底座3不仅支持机械臂，而且对放置其中的控制器 与外部隔离，起到保护作用。腔33的大小和形状以可收纳控制器为宜。图4示出根据本实用新型的实施例的机器人系统的底座的内部结构。底座4收纳 可拆卸地通过诸如螺钉等一样的固定件固定于其底面40上的电路板43。底座4还收纳至 少一个驱动模块41、至少一个控制模块42和/或至少一个电源模块45。驱动模块41、控制模块42和电源模块45被列插到电路板43，即，驱动模块41、控制模块42和电源模块45 以彼此间隔一预定距离平行排列，并且平行地固定到电路板43上。电路板43用于实现驱 动模块41、控制模块42和电源模块45之间的信号和功率的传递。驱动模块41用于驱动位 于机械臂内的电动机。控制模块42作为控制部件通过控制驱动模块41进而控制电动机 的运行，例如主计算机单元(主要处理HMI操作和路径生成)、轴计算机单元(执行伺服控 制，功率和安全)。电源模块45用于给所有其他模块提供电源。底座4的顶面44开有孔440，来自电路板43的控制电缆46和动力电缆47通过孔 440伸出底座4之外并且与机械臂内的电动机连接，以便向其提供控制信号和动力信号。通过将上述各个模块平行地规定在机器人底座内，使得其排列地更加紧凑。这有 利于降低对于底座的腔的空间的要求，更加容易将驱动模块、控制模块和电源模块集成到 底座中。图5示出根据本实用新型的另一个实施例的机器人系统的底座的内部结构。底座 5收纳通过诸如螺钉等一样的固定件、可拆卸地固定到底座5的腔50的内表面的至少一个 架51。架51可以是其脚部固定到底座5的底面52的支架、其脚部固定到底座5的顶面53 的吊架或者其两端固定到侧面M的板架，以便将各个模块分布在各个架51的区域内，形成 至少一个模块组。例如，第一架51上可拆卸地固定的至少一个驱动模块55，第二架51上 可拆卸地固定的至少一个控制模块56，第三架51上可拆卸地固定的至少一个电源模块57。 此外，腔50收纳用于连接上述各个模块组和固定在底面52上的电路板58的电缆59。驱动 模块、控制模块和电源模块的功能同上，在此不再复述。底座5的顶面53开有孔530，来自控制模块56的控制电缆510和来自驱动模块 55的动力电缆511通过孔530伸出底座5之外并且与机械臂内的电动机连接，以便向其提 供控制信号和动力信号。通过将上述各个模块分别布置在不同的架上，使得其排列地更加紧凑。这有利于 降低对于底座的腔的空间的要求，更加容易将驱动模块和控制模块集成到底座中。图6示出根据本实用新型的另一个实施例的机器人系统。现有控制器中体积最大 的模块是给电机供电的驱动模块，例如伺服电源驱动。如图6所示，将多个驱动模块60通 过诸如螺栓一样的连接件固定到机器人的机械臂的各个轴的电机61附近(例如固定在机 械臂上或固定在机械臂内)，仅将控制模块62和电源模块63类似于图4或图5所示的那样 集成到底座6。控制模块62和电源模块63通过动力电缆66连接。电源模块63通过电源电缆68 连接到主电源上。底座6的顶面64开有孔640，来自控制模块62的控制电缆65和来自主 电源的动力电缆67通过孔640伸出底座6之外并且与固定到机械臂上的驱动模块60连 接。因为减小了被集成的模块的数量，所以被集成的模块的体积降低了。这有利于底座的 集成。除了上述实施例之外，还可以通过将信号电缆和/或动力电缆集成到电路板，或 者将器件集成到电路板来减小被集成部件的体积。虽然已参照本实用新型的某些优选实施例示出并描述了本实用新型，但本领域技 术人员应当明白，在不背离由所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围的情况 下，可以在形式上和细节上对其做出各种变化。
权利要求1.一种机器人系统，包括机械臂和支持所述机械臂的底座，其特征在于还包括集成 在所述底座内的、用于控制所述机械臂的运动的控制器。
2.如权利要求1所述的机器人系统，其特征在于所述底座包括顶面、底面和侧面，并且 所述顶面、底面和侧面围成一腔，用于可拆卸地收纳所述控制器。
3.如权利要求2所述的机器人系统，其特征在于在所述底座上开有将所述腔与外部连 通的通道，用于安装所述控制器。
4.如权利要求3所述的机器人系统，其特征在于还包括用于封闭上述通道的封闭部件。
5.如权利要求2所述的机器人系统，其特征在于所述控制器包括固定在所述底面上的 电路板和列插到所述电路板上的多个模块。
6.如权利要求2所述的机器人系统，其特征在于还包括固定在所述腔内的至少一个 架，并且所述控制器包括固定于所述架上的至少一个模块。
7.如权利要求5或6所述的机器人系统，其特征在于所述模块为驱动模块、控制模块或 电源模块。
8.如权利要求7所述的机器人系统，其特征在于所述控制模块和所述电源模块位于所 述腔内，并且所述驱动模块固定在所述机械臂内的电动机附近。
9.如权利要求2所述的机器人系统，其特征在于在所述顶面开有孔，用于将所述腔内 的电缆导出到所述腔外。
专利摘要本实用新型提供机器人系统。机器人系统包括机械臂、支持所述机械臂的底座、和集成在所述底座内的、用于控制所述机械臂的运动的控制器。由此，减小机器人系统所占用的空间并简化了机器人系统的组成部分，从而系统可移动性增强；工业应用现场安装方便快捷、节省空间，省去了现场安装时的连接，减少了因连接而引起的故障；以及抛掉了既长又复杂的通信电缆和动力电缆，由此缩短电缆长度。
文档编号B25J9/08GK201900648SQ20092017895
公开日2011年7月20日 申请日期2009年10月9日 优先权日2009年10月9日
发明者埃里克·尼尔松, 许秋月, 谢明华, 迟永琳 申请人:Abb技术有限公司