一种四轴水平关节机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种四轴水平关节机器人。

背景技术：

机器人是自动控制机器的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗，机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。

机器人既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作，它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致，一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。关节机器人也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一，适合用于诸多工业领域的机械自动化作业。比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作，按照构造它有不同的分类。

现有的关节机器人通常为多个关节组成，之间利用电机控制转向，利用多个关节的配合实现加工位置的切换定位，但因关节的重心偏离主机座，且关节内的电子设备较重，在长时间使用后，会出现结构的松动，导致加工位置的误差，则会影响加工质量，需要定期进行检修。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种四轴水平关节机器人，解决了现有的关节机器人因关节的重心偏离主机座，且关节内的电子设备较重，在长时间使用后，会出现结构的松动，导致加工位置的误差，则会影响加工质量的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种四轴水平关节机器人，包括机座和控制系统，所述机座的顶部转动连接有转动套，所述转动套的左侧固定连接有转动板，所述转动板顶部的左侧转动连接有工作机箱，且工作机箱的内部螺纹连接有升降螺杆，所述升降螺杆的上下两端均贯穿工作机箱并延伸至工作机箱的外部，所述机座的左侧固定连接有控制箱，所述机座与控制箱表面的中间均开设有环槽，且环槽的内部转动连接有转动环，所述转动环的左侧固定连接有主支撑架，且主支撑架的顶部与转动板底部的左侧固定连接，所述转动环的前后两侧均固定连接有侧支撑架，两个所述侧支撑架的顶部分别与转动板前后两侧的中间固定连接，所述转动板的顶部且位于工作机箱底部的右侧固定连接有滑轨，所述滑轨的顶部内部滑动连接有滑块，且滑块的顶部通过连接杆与工作机箱底部的右侧固定连接。

优选的，所述工作机箱的底部且位于升降螺杆的右侧固定连接有连接座，且连接座的顶部从左到右依次固定连接有激光发射器和摄像头。

优选的，所述机座的表面且位于转动环的下方固定连接有光栅发射器，且光栅发射器的表面固定连接有光栅板，所述光栅发射器的表面通过导线与控制箱的内表面电性连接。

优选的，所述工作机箱的顶部从左到右依次固定连接有工作指示灯和误差指示灯，所述机座的底部固定连接有固定法兰座。

优选的，所述机座的右侧且位于转动环的上方与工作机箱顶部的右侧均连通有卡接管，两个所述卡接管之间卡接有线束管。

优选的，所述控制系统包括处理器、位置控制模块、位置对比模块、图像分析模块和电机组。

优选的，所述处理器的输出端分别与图像分析模块、电机组、激光发射器、光栅发射器、工作指示灯和误差指示灯的输入端连接。

优选的，所述处理器的输入端分别与摄像头和位置控制模块的输出端连接，所述图像分析模块的输出端与位置对比模块的输入端连接，所述位置对比模块与处理器实现双向连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种四轴水平关节机器人。与现有技术相比，具备以下有益效果：

(1)、该四轴水平关节机器人，通过在机座与控制箱表面的中间均开设有环槽，且环槽的内部转动连接有转动环，转动环的左侧固定连接有主支撑架，且主支撑架的顶部与转动板底部的左侧固定连接，转动环的前后两侧均固定连接有侧支撑架，两个侧支撑架的顶部分别与转动板前后两侧的中间固定连接，转动板的顶部且位于工作机箱底部的右侧固定连接有滑轨，滑轨的顶部内部滑动连接有滑块，且滑块的顶部通过连接杆与工作机箱底部的右侧固定连接，通过在机座上设置可顺滑转动的转动环，并利用主支撑架与侧支撑架支撑转动板，可将左侧结构的部分重量施加到转动环上，使转动板转动时更稳定，而设置滑轨与滑块、连接杆配合，可在工作机箱转动的一定范围之内，对工作机箱起到拉扯的作用，即提高工作机箱与转动板之间的连接稳定性，避免长久使用后因中心偏移而使加工位置出现偏差，进而影响加工的质量。

(2)、该四轴水平关节机器人，通过在工作机箱的底部且位于升降螺杆的右侧固定连接有连接座，且连接座的顶部从左到右依次固定连接有激光发射器和摄像头，机座的表面且位于转动环的下方固定连接有光栅发射器，且光栅发射器的表面固定连接有光栅板，光栅发射器的表面通过导线与控制箱的内表面电性连接，通过设置光栅发射器，且表面光栅板上的方格为上窄下宽，使倾斜投影出的光栅为正常方格，利用激光发射器发出的光线与光栅进行对比，并被摄像头进行拍摄分析，可准确的对加工位置进行定位，进而判断出机器人在工作时的加工位置是否出现误差，避免影响加工效果，则提高了加工精度和质量。

(3)、该四轴水平关节机器人，通过在工作机箱的顶部从左到右依次固定连接有工作指示灯和误差指示灯，通过设置工作指示灯和误差指示灯，可在工作时实时显示工作状态和是否出现误差，使使用者能直观的看出，保证设备的正常使用。

附图说明

图1为本发明结构的主视图；

图2为本发明结构的立体图；

图3为本发明图1中a处的局部放大图；

图4为本发明图1中b处的局部放大图；

图5为本发明的系统原理框图。

图中，1-机座、2-控制系统、3-转动套、4-转动板、5-工作机箱、6-升降螺杆、7-控制箱、8-环槽、9-转动环、10-主支撑架、11-侧支撑架、12-滑轨、13-滑块、14-连接杆、15-连接座、16-激光发射器、17-摄像头、18-光栅发射器、19-光栅板、20-工作指示灯、21-误差指示灯、22-固定法兰座、23-卡接管、24-线束管、25-处理器、26-位置控制模块、27-位置对比模块、28-图像分析模块、29-电机组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种四轴水平关节机器人，包括机座1和控制系统2，机座1的表面且位于转动环9的下方固定连接有光栅发射器18，且光栅发射器18的表面固定连接有光栅板19，光栅发射器18的表面通过导线与控制箱7的内表面电性连接，机座1的右侧且位于转动环9的上方与工作机箱5顶部的右侧均连通有卡接管23，两个卡接管23之间卡接有线束管24，线束管24与卡接管2之间可拆卸，且线束管24为软管，控制系统2包括处理器25、位置控制模块26、位置对比模块27、图像分析模块28和电机组29，处理器25为arm9系列处理器，电机组29为多个电机，固定在装置内部，用于转向，处理器25的输出端分别与图像分析模块28、电机组29、激光发射器16、光栅发射器18、工作指示灯20和误差指示灯21的输入端连接，处理器25的输入端分别与摄像头17和位置控制模块26的输出端连接，图像分析模块28的输出端与位置对比模块27的输入端连接，位置对比模块27与处理器25实现双向连接，机座的顶部转动连接有转动套3，转动套3的左侧固定连接有转动板4，转动板4顶部的左侧转动连接有工作机箱5，且工作机箱5的内部螺纹连接有升降螺杆6，工作机箱5的底部且位于升降螺杆6的右侧固定连接有连接座15，且连接座15的顶部从左到右依次固定连接有激光发射器16和摄像头17，工作机箱5的顶部从左到右依次固定连接有工作指示灯20和误差指示灯21，通过设置工作指示灯20和误差指示灯21，可在工作时实时显示工作状态和是否出现误差，使使用者能直观的看出，保证设备的正常使用，机座1的底部固定连接有固定法兰座22，升降螺杆6的上下两端均贯穿工作机箱5并延伸至工作机箱5的外部，机座1的左侧固定连接有控制箱7，机座1与控制箱7表面的中间均开设有环槽8，且环槽8的内部转动连接有转动环9，转动环9可为轴承，提高转动的顺滑程度，转动环9的左侧固定连接有主支撑架10，且主支撑架10的顶部与转动板4底部的左侧固定连接，转动环9的前后两侧均固定连接有侧支撑架11，两个侧支撑架11的顶部分别与转动板4前后两侧的中间固定连接，转动板4的顶部且位于工作机箱5底部的右侧固定连接有滑轨12，滑轨12两侧的开口处与滑块13的边缘均设置倒角，使卡合时滑轨12的顶部内部滑动连接有滑块13，且滑块13的顶部通过连接杆14与工作机箱5底部的右侧固定连接，通过在机座1上设置可顺滑转动的转动环9，并利用主支撑架10与侧支撑架11支撑转动板4，可将左侧结构的部分重量施加到转动环9上，使转动板4转动时更稳定，而设置滑轨12与滑块13、连接杆14配合，可在工作机箱5转动的一定范围之内，对工作机箱5起到拉扯的作用，即提高工作机箱5与转动板4之间的连接稳定性，避免长久使用后因中心偏移而使加工位置出现偏差，进而影响加工的质量。

使用时，由位置控制模块26发送指令至处理器25，处理器25控制电机组29工作，电机组29内的各个电机带动转动套3、工作机箱5和升降螺杆6分别工作对工件进行加工，在工作时由主支撑架10和侧支撑架11对转动板4进行支撑，转动环9随转动板4同步转动，同时处理器25控制激光发射器16、摄像头17、光栅发射器18和工作指示灯20工作，光栅发射器18发出光线，经过光栅板19的阻挡，在地面投影出网格状的定位线，同时激光发射器16发出与定位线不同颜色的光线，光线照射在加工面，摄像头17将画面录下来，将画面数据通过处理器25传输到图像分析模块28，图像分析模块28根据激光发射器16的光线与定位线的对比，分析出加工点的位置，然后利用位置对比模块27将其与位置控制模块26内设置的位置数据进行对比，判断是否存在误差，若有误差则通过处理器25控制误差指示灯21闪烁亮起进行警示，等待工作人员维修。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。