一种驱控一体控制高速度中负载四轴机器人的制作方法

本发明涉及工业机器人技术领域，具体为一种驱控一体控制高速度中负载四轴机器人。

背景技术：

随着市场上对工业机器人的需求不断加大，尤其在某些单调、频繁和重复的长时间作业，亦或是危险、恶劣环境下的作业中，机器人更是崭露头角。但是目前市面上所使用的四轴机器人(四轴码垛机器人)也普遍存在一些问题，其中包括：重负载四轴机器人体积笨重、效率不高、维护困难、安全性差等，小负载四轴机器人、可带负载偏小，在一些应用场合大负载机器人速度达不到使用，小负载机器人，负载重量达不到使用要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种驱控一体控制高速度中负载四轴机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种驱控一体控制高速度中负载四轴机器人，包括：

基座，位于该机器人的最底部；

一轴二轴转座，置于基座上，并可与基座之间转动；

二轴三轴大臂，装于一轴二轴转座右侧，可随一轴二轴转座转动，同时二轴三轴大臂相对于一轴二轴转座可单独做摆动姿势；

三轴四轴小臂，装于二轴三轴大臂左侧，可跟随一轴二轴转座和二轴三轴大臂转动而转动，同时也可相对于二轴三轴大臂单独摆动；

四轴吊头，装于三轴四轴小臂末端处；

平衡连杆，一端与一轴二轴转座连接，中部装配在二轴三轴大臂的顶部，另一端与四轴吊头连接，用于保持四轴吊头末端始终处于水平状态；

驱控一体电箱，用于控制该机器人转动以及摆动。

进一步的，所述基座上安装有第一伺服电机和rv减速电机组，该第一伺服电机和rv减速电机组用于第一驱动一轴二轴转座转动，并受控连接于驱控一体电箱。

进一步的，所述一轴二轴转座上安装有第二伺服电机和rv减速电机组，该第二伺服电机和rv减速电机组用于驱动二轴三轴大臂单独摆动，并受控连接于驱控一体电箱。

进一步的，所述三轴四轴小臂底部外侧安装有第三伺服电机和rv减速电机组，所述第三伺服电机和rv减速电机组与二轴三轴大臂顶部末端装配，并相对于二轴三轴大臂顶部转动，该第三伺服电机和rv减速电机组受控连接于驱控一体电箱。

进一步的，所述四轴吊头包括架体安装在该架体上的第四伺服电机和rv减速电机组、两个辅助连接轴以及末端连接轴，在两个辅助连接轴安装小臂连杆轴，所述三轴四轴小臂末端与小臂连杆轴套装，所述第四伺服电机和rv减速电机组受控连接于驱控一体电箱。

进一步的，所述平衡连杆包括三角架、平衡连杆一以及平衡连杆二，其中：所述三角架安装在二轴三轴大臂顶端外侧的三角架连接轴上，所述平衡连杆二的一端与末端连接轴套接，另一端套接到三角架上的连接轴二，所述平衡连杆一的一端套接到三角架上的另一连接轴二，另一端套接到一轴二轴转座上。

进一步的，所述一轴二轴转座右侧安装有固定连杆，所述固定连杆顶部具有连接轴一，所述平衡连杆一的另一端与连接轴一套接。

进一步的，所述三轴四轴小臂上装有“一吸一抱”控制盒。

进一步的，所述二轴三轴大臂的外侧装有波纹管固定座，并通过波纹管固定座固定波纹管，所述波纹管顶部连接到三轴四轴小臂上的波纹管固定座，波纹管底部连到一轴二轴转座上的波纹管固定座。

进一步的，所述基座、一轴二轴转座、固定连杆、平衡连杆一、三角架以及平衡连杆二采用消失模铸铁件，所述二轴三轴大臂、三轴四轴小臂以及四轴吊头本体采用重力铸造钢模铸铝件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的一种驱控一体控制中负载四轴机器人和传统的四轴码垛机器人相比：

1、成本低和控制简单：在控制上采用华成驱控一体系统，采用驱控一体电箱，电箱体积小，在实际应用中相比市场上现有的四轴机器人占地面积小。

2、效率和精度高：二轴三轴大臂和三轴四轴小臂较多机器手臂等，其臂展较大，可实现大范围动作；运动灵活，工作效率也更高；精度高，定位精准，根据角度不同最大角度循环周期可控制在6s之内。

3、维护方便和安全系数高：使用和维护便利，基座与一轴二轴转座等，各连杆均采用铸铁件制作。

4、应用领域广：其负载能力主要适用于速度要求较快，上下料搬运、码垛、拆垛等场景。

5、整机走线保护：具有专门的波纹管固定座来固定波纹管，防止线外部零件表面摩擦，达到保护线路的目的，使得机器人本体内外部走线、固线方式。

6、各主要部件拆装、维修简单方便。

附图说明

图1为本发明整机外观结构示意图。

图2为本发明整机爆炸示意图。

图3为本发明基座示意图。

图4为本发明一轴二轴转座示意图。

图5为本发明二轴三轴大臂示意图。

图6为本发明四轴吊头示意图。

图7为本发明三脚架示意图。

图8为本发明平衡连杆二示意图。

图9为本发明平衡连杆一示意图。

图10为本发明三轴四轴小臂示意图。

图中：1-基座、2-一轴二轴转座、3-平衡连杆一、4-二轴三轴大臂、5-三角架、6-波纹管、7-“一吸一抱”控制盒、8-三轴四轴小臂、9-平衡连杆二、10-四轴吊头、11-驱控一体电箱、12-固定连杆、13-连接轴一、14-三角架连接轴、15-波纹管固定座、17-小臂连杆轴、18-辅助连接轴、19-末端连接轴、20-第一伺服电机和rv减速电机组、21-第二伺服电机和rv减速电机组、22-第三伺服电机和rv减速电机组、23-第四伺服电机和rv减速电机组、24-架体、25-波纹管固定座、26-连接轴二。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上/下端”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置/套设有”、“套接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：

一种驱控一体控制高速度中负载四轴机器人，包括：

基座1，位于该机器人的最底部；

一轴二轴转座2，置于基座1上，并可与基座1之间转动；

二轴三轴大臂4，装于一轴二轴转座2右侧，可随一轴二轴转座2转动，同时二轴三轴大臂4相对于一轴二轴转座2可单独做摆动姿势；

三轴四轴小臂8，装于二轴三轴大臂4左侧，可跟随一轴二轴转座2和二轴三轴大臂4转动而转动，同时也可相对于二轴三轴大臂4单独摆动；

四轴吊头10，装于三轴四轴小臂8末端处；

平衡连杆，一端与一轴二轴转座2连接，中部装配在二轴三轴大臂4的顶部，另一端与四轴吊头10连接，用于保持四轴吊头10末端始终处于水平状态；

驱控一体电箱11，用于控制该机器人转动以及摆动。

作为本方案进一步的改进，所述基座1上安装有第一伺服电机和rv减速电机组20，该第一伺服电机和rv减速电机组20用于第一驱动一轴二轴转座2转动，并受控连接于驱控一体电箱11。

作为本方案进一步的改进，所述一轴二轴转座2上安装有第二伺服电机和rv减速电机组21，该第二伺服电机和rv减速电机组21用于驱动二轴三轴大臂4单独摆动，并受控连接于驱控一体电箱11。

作为本方案进一步的改进，所述三轴四轴小臂8底部外侧安装有第三伺服电机和rv减速电机组22，所述第三伺服电机和rv减速电机组22与二轴三轴大臂4顶部末端装配，并相对于二轴三轴大臂4顶部转动，该第三伺服电机和rv减速电机组22受控连接于驱控一体电箱11。

作为本方案进一步的改进，所述四轴吊头10包括架体24安装在该架体24上的第四伺服电机和rv减速电机组23、两个辅助连接轴18以及末端连接轴19，在两个辅助连接轴18安装小臂连杆轴17，所述三轴四轴小臂8末端与小臂连杆轴17套装，所述第四伺服电机和rv减速电机组23受控连接于驱控一体电箱11。

作为本方案进一步的改进，所述平衡连杆包括三角架5、平衡连杆一3以及平衡连杆二9，其中：所述三角架5安装在二轴三轴大臂4顶端外侧的三角架连接轴14上，所述平衡连杆二9的一端与末端连接轴19套接，另一端套接到三角架5上的连接轴二26，所述平衡连杆一3的一端套接到三角架5上的另一连接轴二26，另一端套接到一轴二轴转座2上。

作为本方案进一步的改进，所述一轴二轴转座2右侧安装有固定连杆12，所述固定连杆12顶部具有连接轴一13，所述平衡连杆一3的另一端与连接轴一13套接。

作为本方案进一步的改进，所述三轴四轴小臂8上装有“一吸一抱”控制盒7。

作为本方案进一步的改进，所述二轴三轴大臂4的外侧装有波纹管固定座15，并通过波纹管固定座15固定波纹管6，所述波纹管6顶部连接到三轴四轴小臂8上的波纹管固定座25，波纹管6底部连到一轴二轴转座2上的波纹管固定座25。

本发明中：基座1位于最底部，一轴二轴转座2放在基座1上并通过第一伺服电机和rv减速电机组20驱动旋转；二轴三轴大臂4装于一轴二轴转座2右侧，随一轴二轴转座2转动，同时二轴三轴大臂4在第二伺服电机和rv减速电机组21的驱动下相对于一轴二轴转座2可单独做摆动姿势；三轴四轴小臂8装于二轴三轴大臂4左侧，可跟随一轴二轴转座部分2和二轴三轴大臂4同时旋转而转动，也可在第三伺服电机和rv减速电机组22驱动下相对于二轴三轴大臂4单独摆动；使用小臂连杆轴17和辅助连接轴18固定四轴吊头10于三轴四轴小臂8末端处；使用固定连杆12、平衡连杆一3、三角架部分5以及平衡连杆二9连接四轴吊头10，使四轴吊头10末端始终处于水平状态；把“一吸一抱”控制盒7装于三轴四轴小臂8上，用于为后续扩展应用中的治具控制做准备；使用波纹管固定座26，波纹管部分6对整机线路进行固定，使得机器人本体内外部走线、固线方式。

本发明，基座1用于固定，一轴二轴转座2相对于基座1做左右旋转运动，二轴三轴大臂4相对于一轴二轴转座2做前后摆动运动，也可跟随一轴二轴转座2做左右旋转运动，三轴四轴小臂8相对于二轴三轴大臂4做上下摆臂运动，也可跟随一轴二轴转座2做左右旋转运动，四轴吊头10始终跟随一轴二轴转座2做左右旋转动作，跟随二轴三轴大臂4做前后摆动运动，跟随三轴四轴小臂8做上下摆动运动。四轴吊头10也可在其它轴不运动的情况下，由第四伺服电机和rv减速电机组23做旋转运动。

本发明中，第一伺服电机和rv减速电机组20和第二伺服电机和rv减速电机组为1.8kw伺服电机+减速电机rv-110e组合，第三伺服电机和rv减速电机组22和第四伺服电机和rv减速电机组23为0.85kw伺服电机+减速电机rv-40e组合。

本发明中，该机器人外观设计整体采用流线型设计。如图3，图4，图5，图7所示，固定连杆12，平衡连杆一3，三角架5，平衡连杆二9均采用工字钢结构的圆弧设计。

本发明的材质：为保证机器人的强度和刚度，以及机器的平稳运行，基座1、一轴二轴转座2、固定连杆12、平衡连杆一3、三角架5、平衡连杆二9采用消失模铸铁件；为降低整机重量、节约成本，提升机器性能，二轴三轴大臂4、三轴四轴小臂8、四轴吊头10采用重力铸造钢模铸铝件。

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。