一种工业作业型六自由度串联机器人的制作方法

文档序号:14932526发布日期:2018-07-13 18:34阅读:137来源:国知局

本发明涉及工业作业型机器人领域,具体是涉及一种工业作业型六自由度串联机器人。



背景技术:

随着我国国民经济的迅速发展,企业对机器人技能人才的需求越来越迫切。特别是我国加入世界贸易组织后,企业之间的竞争将在很大程度上表现为对技能人才的竞争,由此将极大地激发我国广大高职院校学生在机器人学习、掌握技术、能力培养方面的热情。机器人发展因此而带来的人才培养需求更开始显现,当前各高职高校纷纷建立机器人实验室等教学手段,因此,相关的教学机器人设备是否符合教学与就业需求显得尤为重要。以工业机器人产品为原型的工业作业型教学机器人以低成本、工业化设计越来越成为高职高校机器人教学平台之一,这类机器人保留工业机器人所有特征,具有更好的开放性和可扩展性,更强的交互性和动手能力,良好的人机界面等因素,且低成本设计,安全可靠。对普及学生的机器人技能教育、科技的社会化都具有重要的意义,工业作业型六自由度串联机器人便是其中的一种,传统的工业作业型六自由度串联机器人无法对各个方向上移动的位移进行定量控制,往往需要人工判断和控制移动距离,调整误差大,影响到了教学效果,因此需要一种工业作业型六自由度串联机器人。



技术实现要素:

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种工业作业型六自由度串联机器人。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的:

一种工业作业型六自由度串联机器人,包括驱动箱、底座和隔离箱,所述驱动箱内部侧面设置有安装架,所述安装架上方设置有泵座,所述泵座上设置有Y向气泵,所述Y向气泵端部设置有Y向推杆,所述Y向推杆中部外侧设置有位移传感器,所述Y向推杆端部设置有密封箱,所述密封箱内部底面设置有电机机座,所述电机机座上设置有Y向步进电机,所述Y向步进电机端部设置有Y向转轴,所述Y向转轴端部设置有所述底座,所述底座内部底面设置有Z向步进电机,所述Z向步进电机端部设置有Z向转轴,所述Z向转轴端部设置有支撑臂,所述支撑臂内部底面设置有Z向气泵,所述Z向气泵端部设置有Z向推杆,所述Z向推杆端部设置有安装座,所述安装座端部设置有横臂,所述横臂上方设置有导柱,所述横臂内部底面设置有X向气泵,所述X向气泵端部设置有X向推杆,所述X向推杆端部设置有所述隔离箱,所述隔离箱内部底面设置有X向步进电机,所述X向步进电机端部设置有X向转轴,所述X向转轴端部设置有卡爪,所述驱动箱表面设置有控制主机,所述控制主机上设置有显示屏,所述显示屏旁侧设置有控制键盘。

优选的,所述安装架焊接在所述驱动箱内,所述泵座的数量为三个,所述泵座分别焊接在所述安装架上、所述支撑臂内和所述横臂内,所述Y向气泵的流量不低于18L/min,所述Y向气泵通过螺钉固定在所述泵座上,所述Y向推杆的截面形状为圆形或正八边形中的一种。

优选的,所述位移传感器的数量为三个,所述位移传感器的工作刷新频率不低于50HZ,所述位移传感器通过螺纹件分别固定在所述Y向推杆上、所述X向推杆上和所述Z向推杆上,所述密封箱的材料为冷轧钢板,所述密封箱与所述Y向推杆通过螺钉连接,所述电机机座的数量为三个,所述电机机座分别焊接在所述密封箱内、所述底座内和所述隔离箱内,所述Y向步进电机的步进角为1°或5°中的一种。

优选的,所述Y向转轴与所述Y向步进电机通过联轴器连接,所述底座通过螺钉固定在所述Y向转轴上,所述Z向步进电机的步进角与所述Y向步进电机的步进角保持一致,所述Z向转轴与所述Z向步进电机通过联轴器连接,所述支撑臂通过螺钉固定在所述Z向转轴上。

优选的,所述Z向气泵的流量不低于15L/min,所述Z向推杆的截面形状与所述Y向推杆的截面形状保持一致,所述安装座通过螺钉固定在所述Z向推杆上,所述横臂与所述安装座通过螺栓连接,所述导柱与所述横臂滑动连接,所述X向气泵的流量不低于10L/min。

优选的,所述X向推杆的截面形状与所述Y向推杆的截面形状保持一致,所述隔离箱的材料为铝合金,所述隔离箱通过螺钉固定在所述X向推杆上,所述X向步进电机的步进角与所述Y向步进电机的步进角保持一致,所述X向转轴与所述X向步进电机通过联轴器连接。

优选的,所述卡爪的工作方式为手动式,所述卡爪与所述X向转轴通过联轴器连接,所述控制主机的型号为PLC S7-1200,所述控制主机通过螺钉固定在所述驱动箱上,所述显示屏的材质为VA,所述显示屏胶接在所述控制主机上,所述控制键盘内嵌在所述控制主机上。

优选的,所述控制主机与所述显示屏、所述X向步进电机、所述Y向步进电机、所述Z向步进电机、所述X向气泵、所述Y向气泵、所述Z向气泵、所述位移传感器和所述控制键盘电连接。

本发明的有益效果在于:本装置设置有三个位移传感器,分别通过位移传感器、控制主机和X向气泵、Y向气泵与Z向气泵组成的反馈控制回路,能够自动调整卡爪X向、Y向和Z向的移动位移至预设值,代替了传统的人工操作调整方式,调整结果准确,提升了教学演示效果,有利于装置的大范围推广利用。

附图说明

图1是本发明一种工业作业型六自由度串联机器人的正视外部图;

图2是本发明一种工业作业型六自由度串联机器人的正视内部图;

图3是本发明一种工业作业型六自由度串联机器人的右视外部图;

图4是本发明一种工业作业型六自由度串联机器人的右视内部图。

其中:1、卡爪;2、隔离箱;3、驱动箱;4、导柱;5、横臂;6、安装座;7、支撑臂;8、底座;9、X向步进电机;10、X向转轴;11、电机机座;12、位移传感器;13、X向推杆;14、X向气泵;15、泵座;16、Z向推杆;17、Z向气泵;18、Z向转轴;19、Z向步进电机;20、控制主机;21、显示屏;22、控制键盘;23、密封箱;24、Y向气泵;25、Y向推杆;26、安装架;27、Y向转轴;28、Y向步进电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明:

如图1-图4所示,一种工业作业型六自由度串联机器人,包括驱动箱3、底座8和隔离箱2,驱动箱3内部侧面设置有安装架26,安装架26上方设置有泵座15,电机机座11上设置有Y向气泵24,Y向气泵24端部设置有Y向推杆25,Y向推杆25中部外侧设置有位移传感器12,Y向推杆25端部设置有密封箱23,密封箱23内部底面设置有电机机座11,电机机座11上设置有Y向步进电机28,Y向步进电机28端部设置有Y向转轴27,Y向转轴27端部设置有底座8,底座8内部底面设置有Z向步进电机19,Z向步进电机19端部设置有Z向转轴18,Z向转轴18端部设置有支撑臂7,支撑臂7内部底面设置有Z向气泵17,Z向气泵17端部设置有Z向推杆16,Z向推杆16端部设置有安装座6,安装座6端部设置有横臂5,横臂5上方设置有导柱4,横臂5内部底面设置有X向气泵14,X向气泵14端部设置有X向推杆13,X向推杆13端部设置有隔离箱2,隔离箱2内部底面设置有X向步进电机9,X向步进电机9端部设置有X向转轴10,X向转轴10端部设置有卡爪1,驱动箱3表面设置有控制主机20,控制主机20上设置有显示屏21,显示屏21旁侧设置有控制键盘22。

安装架26用以安装固定泵座15,泵座15用以分别固定X向气泵14、Y向气泵24和Z向气泵17,Y向气泵24用以带动Y向推杆25横移,Y向推杆25用以带动密封箱23横移,从而带动卡爪1在Y向进行横向调整,位移传感器12用以实时获取Y向推杆25横移的位移信息并回传给控制主机20,控制主机20控制位移信息与预定调整位移值进行对比,当位移信息与预定调整位移值相同时,控制主机20控制Y向气泵24停止工作,对卡爪1X向、Z向的横移调整和上面原理相同,此处不再赘述,密封箱23用以对Y向步进电机28进行密封保护,Y向步进电机28用以带动Y向转轴27转动,Y向转轴27通过带动底座8转动来对卡爪1进行Y向的角度调整,Z向步进电机19用以带动Z向转轴18转动,Z向转轴18通过带动底座8转动来对卡爪1进行Z向的角度调整,支撑臂7用以安装固定Z向气泵17,Z向气泵17用以带动Z向推杆16竖移,Z向推杆16用以带动安装座6横移,从而带动卡爪1在Z向进行竖向调整,安装座6用以安装支撑横臂5,横臂5用以安装固定X向步进电机28Y19Z9X,导柱4用以引导隔离箱2横移,X向气泵14用以带动X向推杆13横移,X向推杆13用以带动隔离箱2横移,从而带动卡爪1在X向进行横向调整,X向步进电机9用以带动X向转轴10转动,X向转轴10通过带动卡爪1转动来对卡爪1进行X向的角度调整,控制主机20是整个装置的控制中心,显示屏21用以显示位移值,控制键盘22用以控制各个组件进入工作状态。

安装架26焊接在驱动箱3内,泵座15的数量为三个,泵座15分别焊接在安装架26上、支撑臂7内和横臂5内,Y向气泵24的流量不低于18L/min,Y向气泵24通过螺钉固定在泵座15上,Y向推杆25的截面形状为圆形或正八边形中的一种,位移传感器12的数量为三个,位移传感器12的工作刷新频率不低于50HZ,位移传感器12通过螺纹件分别固定在Y向推杆25上、X向推杆13上和Z向推杆16上,密封箱23的材料为冷轧钢板,密封箱23与Y向推杆25通过螺钉连接,电机机座11的数量为三个,电机机座11分别焊接在密封箱23内、底座8内和隔离箱2内,Y向步进电机28的步进角为1°或5°中的一种,Y向转轴27与Y向步进电机28通过联轴器连接,底座8通过螺钉固定在Y向转轴27上,Z向步进电机19的步进角与Y向步进电机28的步进角保持一致,Z向转轴18与Z向步进电机19通过联轴器连接,支撑臂7通过螺钉固定在Z向转轴18上,Z向气泵17的流量不低于15L/min,Z向推杆16的截面形状与Y向推杆25的截面形状保持一致,安装座6通过螺钉固定在Z向推杆16上,横臂5与安装座6通过螺栓连接,导柱4与横臂5滑动连接,X向气泵14的流量不低于10L/min,X向推杆13的截面形状与Y向推杆25的截面形状保持一致,隔离箱2的材料为铝合金,隔离箱2通过螺钉固定在X向推杆13上,X向步进电机9的步进角与Y向步进电机28的步进角保持一致,X向转轴10与X向步进电机9通过联轴器连接,卡爪1的工作方式为手动式,卡爪1与X向转轴10通过联轴器连接,控制主机20的型号为PLC S7-1200,控制主机20通过螺钉固定在驱动箱3上,显示屏21的材质为VA,显示屏21胶接在控制主机20上,控制键盘22内嵌在控制主机20上,控制主机20与显示屏21、X向步进电机9、Y向步进电机28、Z向步进电机19、X向气泵14、Y向气泵24、Z向气泵17、位移传感器12和控制键盘22电连接。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

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