一种工业智能化六轴机器人的制作方法

1.本发明涉及工业机器人领域，具体的说是一种工业智能化六轴机器人。


背景技术：

2.六轴工业机器人一般有六个自由度，常见的六轴工业机器人包含旋转、下臂、上臂、手腕旋转、手腕摆动和手腕回转，六个关节合成实现末端的六自由度动作，用以按固定程序操作工具的自动操作装置，如焊接、喷涂、搬运、钻孔等，它不仅大幅度地降低了人力成本，还可以代替人工进行危险作业。例如在地质勘探、煤矿开采等工业活动中可通过六轴机器人驱动钻头进行钻孔。而在六轴机器人末端电机驱动钻头工作过程中，由于钻孔时钻头的摩擦阻力较大，因而电机的输出功率较大，导致电机工作时会产生大量热量，若不能及时为电机散热，很容易导致电机烧坏，且若钻孔时钻头遇到花岗岩、石膏岩等硬度较高的岩石时，会进一步提高钻孔的摩擦阻力，从而导致钻头转速降低，严重时甚至会卡死钻头，同时会使电机产生的热量进一步提高，增加了电机烧坏的风险。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的问题，本发明提供了一种工业智能化六轴机器人。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工业智能化六轴机器人，包括六轴机械臂、钻孔机构、散热机构、流量调节机构、润滑机构，所述钻孔机构安装于所述六轴机械臂的末端，用于为所述钻孔机构进行水冷散热的所述散热机构安装于所述钻孔机构上，用于调节所述散热机构内冷却液流量进而调节散热效率的所述流量调节机构安装于所述钻孔机构的内部，用于对所述钻孔机构进行润滑的所述润滑机构安装于所述散热机构内。
5.进一步的，所述钻孔机构包括电机外壳、电机主体、电机输出轴、钻夹头、钻头，所述电机外壳固定安装于所述六轴机械臂的末端，所述电机主体安装于所述电机外壳的内部，所述电机输出轴的一端传动安装于所述电机主体内，另一端延伸到所述电机外壳的外部，所述钻夹头固定安装于所述电机输出轴的末端，所述钻头固定安装于所述钻夹头上。
6.进一步的，所述散热机构包括外壳体、第一传动轮、传动带、第二传动轮、转轴、液压驱动单元、冷却液进液口、盘旋散热槽孔、冷却液出液口，所述外壳体固定安装于所述电机外壳的一端，所述第一传动轮设置于所述外壳体内部，并固定安装于所述电机输出轴上，所述转轴活动安装于所述外壳体内部的上端，所述第二传动轮固定安装于所述转轴上，且所述第一传动轮与所述第二传动轮之间通过所述传动带传动连接，所述液压驱动单元安装于所述电机外壳的外侧面，且所述转轴与所述液压驱动单元传动连接，所述液压驱动单元的顶部设置有冷却液进液口，所述盘旋散热槽孔设于所述电机外壳的壳壁内，且所述盘旋散热槽孔的一端与所述液压驱动单元连通，所述盘旋散热槽孔的另一端设置有所述冷却液出液口。
7.进一步的，所述液压驱动单元包括出液孔、液压腔、主动液压齿轮、从动液压齿轮、
主动轴、从动轴，所述出液孔设于所述液压腔的底端，并与所述盘旋散热槽孔的一端连通，所述主动轴和所述从动轴均活动安装于所述液压腔的内部，且所述主动轴的一端与所述转轴连接，所述主动液压齿轮和所述从动液压齿轮分别固定安装于所述主动轴和从动轴上，且所述主动液压齿轮与所述从动液压齿轮啮合传动连接。
8.进一步的，所述流量调节机构包括调节孔、调节杆、进液孔、调节塞、离心调节单元、圆形槽孔、安装架、滚轮，所述圆形槽孔设于所述电机输出轴的外圈，所述离心调节单元设置于所述圆形槽孔内，并固定安装于所述电机输出轴上，所述调节孔设于所述电机外壳的壳壁内，且所述调节孔的一端与所述盘旋散热槽孔进液端的一侧连通，另一端与所述圆形槽孔连通，所述进液孔设于所述盘旋散热槽孔进液端的外侧面，并与所述出液孔连通，所述调节杆活动插装于所述调节孔内，且所述调节杆的一端延伸到所述盘旋散热槽孔内，另一端延伸到所述圆形槽孔内，所述调节塞固定安装于所述调节杆的一端，并延伸到所述进液孔内，所述安装架固定安装于所述调节杆的另一端，所述滚轮活动安装于所述调节杆的底面，且所述滚轮滚动抵接在所述离心调节单元的外圈。
9.进一步的，所述离心调节单元包括转盘、套筒、端板、弹簧、限位端头、伸缩杆、弧形板、弹性连接条，所述转盘固定安装于所述电机输出轴上，所述转盘的外圈固定安装有多个均匀分布的套筒，每个所述套筒内均活动插装有所述伸缩杆，所述套筒筒口的内圈设置有所述限位端头，所述伸缩杆的末端固定安装有所述端板，所述弹簧活动套装于所述伸缩杆上，且所述弹簧的一端抵接于所述限位端头上，另一端抵接于所述端板上，每个所述伸缩杆的外侧端均固定安装有所述弧形板，相邻所述弧形板之间安装有所述弹性连接条。
10.进一步的，所述润滑机构包括密封活塞、冷却液输送槽孔，所述冷却液输送槽孔设置于所述外壳体的壳壁内，且所述冷却液输送槽孔的一端延伸到所述外壳体与所述电机输出轴的接缝处，另一端与所述调节孔连通，所述密封活塞滑动安装于所述调节孔内，且所述密封活塞固定安装于所述调节杆上。
11.本发明的有益效果：
12.(1)本发明所述的一种工业智能化六轴机器人，散热机构的使用可在钻孔机构工作时为钻孔电机进行水冷散热，从而可大大提高钻孔电机的散热效率，防止钻孔电机因温度过高而烧坏，且散热机构通过钻孔电机同步驱动工作，使其使用更加方便。
13.(2)本发明所述的一种工业智能化六轴机器人，流量调节机构的使用可根据钻孔电机的工作状态调节散热机构内冷却液的流量，从而调节散热效率，当钻孔电机保持正常工作时，流量调节机构将冷却液调节保持在一较低的流量状态下，即可满足钻孔电机的散热需求，当钻头遇到花岗岩、石膏岩等硬度较高的岩石，导致钻孔的摩擦阻力提高，钻头及钻孔电机转速降低时，钻孔电机产生的热量会进一步提高，此时流量调节机构同步调节提高冷却液的流量，从而提高对钻孔电机的散热效果。
14.(3)本发明所述的一种工业智能化六轴机器人，润滑机构的使用可在钻孔的摩擦阻力提高，钻头及钻孔电机转速降低时将冷却液沿钻孔电机的输出轴与壳体接缝处流出，进而使冷却液流淌到钻头上，提高钻头的润滑性，防止钻头因摩擦阻力过高而卡死，同时冷却液还可对输出轴与壳体接缝处进行清洗，防止钻孔产生的粉尘碎屑堵塞接缝处，增加输出轴的工作阻力。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
16.图1为本发明提供的一种工业智能化六轴机器人的一种较佳实施例整体结构示意图；
17.图2为图1所示的钻孔机构m-m方向的剖视图；
18.图3为图2的a处放大结构示意图；
19.图4为图2的b处放大结构示意图；
20.图5为图2所示的液压驱动单元的结构示意图；
21.图6为图2所示的离心调节单元的结构示意图；
22.图中：1、六轴机械臂；2、钻孔机构；21、电机外壳；22、电机主体；23、电机输出轴；24、钻夹头；25、钻头；3、散热机构；31、外壳体；32、第一传动轮；33、传动带；34、第二传动轮；35、转轴；36、液压驱动单元；361、出液孔；362、液压腔；363、主动液压齿轮；364、从动液压齿轮；365、主动轴；366、从动轴；37、冷却液进液口；38、盘旋散热槽孔；39、冷却液出液口；4、流量调节机构；41、调节孔；42、调节杆；43、进液孔；44、调节塞；45、离心调节单元；451、转盘；452、套筒；453、端板；454、弹簧；455、限位端头；456、伸缩杆；457、弧形板；458、弹性连接条；46、圆形槽孔；47、安装架；48、滚轮；5、润滑机构；51、密封活塞；52、冷却液输送槽孔。
具体实施方式
23.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
24.如图1-图6所示，本发明所述的一种工业智能化六轴机器人，包括六轴机械臂1、钻孔机构2、散热机构3、流量调节机构4、润滑机构5，所述钻孔机构2安装于所述六轴机械臂1的末端，用于为所述钻孔机构2进行水冷散热的所述散热机构3安装于所述钻孔机构2上，用于调节所述散热机构3内冷却液流量进而调节散热效率的所述流量调节机构4安装于所述钻孔机构2的内部，用于对所述钻孔机构2进行润滑的所述润滑机构5安装于所述散热机构3内；散热机构3的使用可在钻孔机构2工作时为钻孔电机进行水冷散热，从而可大大提高钻孔电机的散热效率，防止钻孔电机因温度过高而烧坏，且散热机构3通过钻孔电机同步驱动工作，使其使用更加方便；流量调节机构4的使用可根据钻孔电机的工作状态调节散热机构3内冷却液的流量，从而调节散热效率，当钻孔电机保持正常工作时，流量调节机构4将冷却液调节保持在一较低的流量状态下，即可满足钻孔电机的散热需求，当钻头25遇到花岗岩、石膏岩等硬度较高的岩石，导致钻孔的摩擦阻力提高，钻头25及钻孔电机转速降低时，钻孔电机产生的热量会进一步提高，此时流量调节机构4同步调节提高冷却液的流量，从而提高对钻孔电机的散热效果；润滑机构5的使用可在钻孔的摩擦阻力提高，钻头25及钻孔电机转速降低时将冷却液沿钻孔电机的输出轴与壳体接缝处流出，进而使冷却液流淌到钻头25上，提高钻头25的润滑性，防止钻头25因摩擦阻力过高而卡死，同时冷却液还可对输出轴与壳体接缝处进行清洗，防止钻孔产生的粉尘碎屑堵塞接缝处，增加输出轴的工作阻力。
25.具体的，所述钻孔机构2包括电机外壳21、电机主体22、电机输出轴23、钻夹头24、钻头25，所述电机外壳21固定安装于所述六轴机械臂1的末端，所述电机主体22安装于所述电机外壳21的内部，所述电机输出轴23的一端传动安装于所述电机主体22内，另一端延伸
到所述电机外壳21的外部，所述钻夹头24固定安装于所述电机输出轴23的末端，所述钻头25固定安装于所述钻夹头24上；钻孔时，通过所述六轴机械臂1调节好所述钻头25的位置，使所述钻头25正对钻孔点，之后开启所述电机主体22，驱动电机输出轴23旋转，进而带动所述钻夹头24和所述钻头25旋转，进行钻孔。
26.具体的，所述散热机构3包括外壳体31、第一传动轮32、传动带33、第二传动轮34、转轴35、液压驱动单元36、冷却液进液口37、盘旋散热槽孔38、冷却液出液口39，所述外壳体31固定安装于所述电机外壳21的一端，所述第一传动轮32设置于所述外壳体31内部，并固定安装于所述电机输出轴23上，所述转轴35活动安装于所述外壳体31内部的上端，所述第二传动轮34固定安装于所述转轴35上，且所述第一传动轮32与所述第二传动轮34之间通过所述传动带33传动连接，所述液压驱动单元36安装于所述电机外壳21的外侧面，且所述转轴35与所述液压驱动单元36传动连接，所述液压驱动单元36的顶部设置有冷却液进液口37，所述盘旋散热槽孔38设于所述电机外壳21的壳壁内，且所述盘旋散热槽孔38的一端与所述液压驱动单元36连通，所述盘旋散热槽孔38的另一端设置有所述冷却液出液口39；其中，所述冷却液进液口37和所述冷却液出液口39均通过导管与外部的冷却液箱连通，从而使所述冷却液箱、液压驱动单元36、盘旋散热槽孔38之间形成一循环冷却回路，当电机输出轴23旋转工作时，同步带动所述第一传动轮32旋转，所述第一传动轮32通过所述传动带33驱动所述第二传动轮34旋转，进而驱动所述转轴35旋转，并通过所述转轴35驱动所述液压驱动单元36工作，使所述液压驱动单元36驱动循环冷却回路中的冷却液流动，当冷却液在所述盘旋散热槽孔38内流动时，通过所述电机外壳21的导热吸收所述电机主体22工作时产生的热量，从而为所述电机主体22进行散热降温，防止其因温度过高而烧坏，而吸热升温后的冷却液通过所述冷却液出液口39输送回冷却液箱中，待冷却后循环使用。
27.具体的，所述液压驱动单元36包括出液孔361、液压腔362、主动液压齿轮363、从动液压齿轮364、主动轴365、从动轴366，所述出液孔361设于所述液压腔362的底端，并与所述盘旋散热槽孔38的一端连通，所述主动轴365和所述从动轴366均活动安装于所述液压腔362的内部，且所述主动轴365的一端与所述转轴35连接，所述主动液压齿轮363和所述从动液压齿轮364分别固定安装于所述主动轴365和从动轴366上，且所述主动液压齿轮363与所述从动液压齿轮364啮合传动连接，当所述转轴35旋转时，其带动所述主动轴365和所述主动液压齿轮363同步旋转，同时所述主动液压齿轮363驱动所述从动液压齿轮364旋转，两液压齿轮在旋转过程中其上端相互分开，形成低压，从而从所述冷却液进液口37吸入冷却液，并将冷却液沿所述液压腔362的侧壁推送到所述液压腔362的下端，而两液压齿轮的下端相互合拢，形成高压，将冷却液从所述出液孔361泵出，从而驱动冷却液流动。
28.具体的，所述流量调节机构4包括调节孔41、调节杆42、进液孔43、调节塞44、离心调节单元45、圆形槽孔46、安装架47、滚轮48，所述圆形槽孔46设于所述电机输出轴23的外圈，所述离心调节单元45设置于所述圆形槽孔46内，并固定安装于所述电机输出轴23上，所述调节孔41设于所述电机外壳21的壳壁内，且所述调节孔41的一端与所述盘旋散热槽孔38进液端的一侧连通，另一端与所述圆形槽孔46连通，所述进液孔43设于所述盘旋散热槽孔38进液端的外侧面，并与所述出液孔361连通，所述调节杆42活动插装于所述调节孔41内，且所述调节杆42的一端延伸到所述盘旋散热槽孔38内，另一端延伸到所述圆形槽孔46内，所述调节塞44固定安装于所述调节杆42的一端，并延伸到所述进液孔43内，所述安装架47
固定安装于所述调节杆42的另一端，所述滚轮48活动安装于所述调节杆42的底面，且所述滚轮48滚动抵接在所述离心调节单元45的外圈；其中，所述调节塞44和所述进液孔43均为倒立的圆台形结构，所述调节塞44插接深度越深，则进液孔隙越小，冷却液流量越小，反之，插接深度越浅，则进液孔隙越大，冷却液流量越大，当所述电机主体22保持正常工作所述电机输出轴23转速较快时，所述离心调节单元45在旋转离心力作用下直径增大，从而将所述滚轮48及所述调节杆42向上顶起，进而使所述调节塞44上移，提高所述调节塞44在所述进液孔43内的插接深度，从而减小进液孔隙和冷却液的流量，将冷却液调节保持在一较低的流量状态下，即可满足电机主体22的散热需求，当所述钻头25遇到花岗岩、石膏岩等硬度较高的岩石，导致钻孔的摩擦阻力提高，钻头25及电机输出轴23转速降低时，电机主体22产生的热量会进一步提高，此时随着所述电机输出轴23的转速降低，所述离心调节单元45的直径减小，使得所述调节杆42下行，并带动所述调节塞44下行，减小所述调节塞44的插接深度，从而提高所述进液孔隙和冷却液的流量，进而提高对所述电机主体22的散热冷却效果。且本发明的流量调节机构4在钻头25摩擦阻力增大的同时，即可同步对冷却液流量进行调节，相对于需要根据钻头25实际施工情况来人工手动调节的液体流速控制器、液体流速调节器等其调节过程更加方便快捷，同时，虽然目前市面上还具有智能化的自动液体流速调节器，但为了实现冷却液的智能调节，还需加装温度检测机构、控制机构等电子元件，会增加设备成本以及后续维护难度，不利于设备的推广使用。
29.具体的，所述离心调节单元45包括转盘451、套筒452、端板453、弹簧454、限位端头455、伸缩杆456、弧形板457、弹性连接条458，所述转盘451固定安装于所述电机输出轴23上，所述转盘451的外圈固定安装有多个均匀分布的套筒452，每个所述套筒452内均活动插装有所述伸缩杆456，所述套筒452筒口的内圈设置有所述限位端头455，所述伸缩杆456的末端固定安装有所述端板453，所述弹簧454活动套装于所述伸缩杆456上，且所述弹簧454的一端抵接于所述限位端头455上，另一端抵接于所述端板453上，每个所述伸缩杆456的外侧端均固定安装有所述弧形板457，相邻所述弧形板457之间安装有所述弹性连接条458；其中，多个所述弧形板457与多个所述弹性连接条458之间交错连接形成一圆环，当所述电机输出轴23高速旋转时，同步带动所述转盘451高速旋转，此时所述伸缩杆456在旋转离心力的作用下沿所述套筒452向外滑动，从而使所述弧形板457向外滑动，使得所述圆环的直径增大，且此时所述弹性连接条458拉伸伸长，所述弹簧454挤压收缩，当所述电机输出轴23和所述转盘451转速降低时，所述伸缩杆456所受的离心力减小，此时所述伸缩杆456在所述弹簧454的复位弹力作用下回缩，并带动所述弧形板457收缩移动，从而使所述圆环的直径减小。
30.具体的，所述润滑机构5包括密封活塞51、冷却液输送槽孔52，所述冷却液输送槽孔52设置于所述外壳体31的壳壁内，且所述冷却液输送槽孔52的一端延伸到所述外壳体31与所述电机输出轴23的接缝处，另一端与所述调节孔41连通，所述密封活塞51滑动安装于所述调节孔41内，且所述密封活塞51固定安装于所述调节杆42上；当所述电机输出轴23正常旋转工作所述调节杆42位置较高时，所述密封活塞51位于所述冷却液输送槽孔52的上方，从而将所述冷却液输送槽孔52密封，使得冷却液不会外流，当所述电机输出轴23转速降低所述调节杆42下降时，所述调节杆42带动所述密封活塞51沿所述调节孔41下滑到所述冷却液输送槽孔52的下方，使所述冷却液输送槽孔52与冷却液连通，冷却液沿所述冷却液输
送槽孔52输送到所述电机输出轴23与所述外壳体31的接缝处，进而使冷却液沿所述电机输出轴23流淌到钻头25上，提高钻头25的润滑性，防止钻头25因摩擦阻力过高而卡死，同时冷却液还可对电机输出轴23与所述外壳体31接缝处进行清洗，防止钻孔产生的粉尘碎屑堵塞接缝处，增加输出轴的工作阻力。
31.本发明工作时，通过六轴机械臂1调节好钻头25的位置，使钻头25正对钻孔点，之后开启电机主体22，驱动电机输出轴23旋转，进而带动钻夹头24和钻头25旋转，进行钻孔；当电机输出轴23旋转工作时，同步带动第一传动轮32旋转，第一传动轮32通过传动带33驱动第二传动轮34旋转，进而驱动转轴35旋转，转轴35带动主动轴365和主动液压齿轮363同步旋转，同时主动液压齿轮363驱动从动液压齿轮364旋转，两液压齿轮在旋转过程中其上端相互分开，形成低压，从而从冷却液进液口37吸入冷却液，并将冷却液沿液压腔362的侧壁推送到液压腔362的下端，而两液压齿轮的下端相互合拢，形成高压，将冷却液从出液孔361泵出，从而驱动冷却液流动，而当冷却液在盘旋散热槽孔38内流动时，通过电机外壳21的导热吸收电机主体22工作时产生的热量，从而为电机主体22进行散热降温，防止其因温度过高而烧坏，而吸热升温后的冷却液通过冷却液出液口39输送回冷却液箱中，待冷却后循环使用；当电机输出轴23正常工作以较高转速旋转时，同步带动转盘451高速旋转，此时伸缩杆456在旋转离心力的作用下沿套筒452向外滑动，从而使弧形板457向外滑动，使得圆环的直径增大，从而将滚轮48及调节杆42向上顶起，进而使调节塞44上移，提高调节塞44在进液孔43内的插接深度，从而减小进液孔隙和冷却液的流量，将冷却液调节保持在一较低的流量状态下，即可满足电机主体22的散热需求，且此时密封活塞51位于冷却液输送槽孔52的上方，从而将冷却液输送槽孔52密封，使得冷却液不会外流；当钻头25遇到花岗岩、石膏岩等硬度较高的岩石，导致钻孔的摩擦阻力提高，钻头25及电机输出轴23转速降低时，转盘451转速降低，伸缩杆456所受的离心力减小，此时伸缩杆456在弹簧454的复位弹力作用下回缩，并带动弧形板457收缩移动，从而使圆环的直径减小，使得调节杆42下行，并带动调节塞44下行，减小调节塞44的插接深度，从而提高进液孔隙和冷却液的流量，进而提高对电机主体22的散热冷却效果，同时调节杆42带动密封活塞51沿调节孔41下滑到冷却液输送槽孔52的下方，使冷却液输送槽孔52与冷却液连通，冷却液沿冷却液输送槽孔52输送到电机输出轴23与外壳体31的接缝处，进而使冷却液沿电机输出轴23流淌到钻头25上，提高钻头25的润滑性，防止钻头25因摩擦阻力过高而卡死，同时冷却液还可对电机输出轴23与外壳体31接缝处进行清洗，防止钻孔产生的粉尘碎屑堵塞接缝处，增加输出轴的工作阻力。
32.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，上述实施方式和说明书中的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本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。