一种定位精准的高自由度工业机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属自动化机械领域，涉及一种定位精准的高自由度工业机器人。
【背景技术】
[0002]随着生产自动化水平的不断提高和工业机器人的广泛应用，各种不同机械结构形式的工业机器人应运而生，国内也有一些产品化的机器人诞生，但还没有形成能够产业化的产品。常见的串联机器人受结构及传动方式所限，所能实现的空间作业轨迹具有很大的局限性而且工作稳定性较低。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于克服串联机器人作业死角、传动误差较大等问题，提供了一种作业可靠性较高、传动方式更为稳定且能实现任意作业轨迹的工业机器人。
[0004]本发明的目的是通过以下措施实现的:一种定位精准的高自由度工业机器人，包括底座、大臂、小臂、小臂支架，所述大臂与底座转动连接，所述小臂支架一端固定连接在小臂后部且另一端与大臂顶端转动连接，其特征在于:所述小臂包括小臂壳体、第一电机、第二电机、第三电机、第一传动链、第二传动链、主轴、主轴第一外套、主轴第二外套、第一公转支架、第二公转支架、第一轴承座、第二轴、第二轴承座、第二俯仰支架、输出轴、输出轴承座、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第五锥齿轮，所述第一电机、第二电机及第三电机安装于小臂壳体后端，所述主轴与第三电机轴固定连接，所述主轴第二外套通过轴承套接于主轴，所述主轴第一外套通过轴承套接于主轴第二外套，所述第二电机通过第二传动链与主轴第二外套传动连接，所述第一电机通过第一传动链与第一外套传动连接；所述第一公转支架一端与主轴第一外套固定连接，另一端与第一轴承座固定连接，所述第三轴通过轴承安装在所述第一轴承座内，所述第四锥齿轮与第三轴固定连接；所述第二公转支架一端与所述主轴第一外套固定连接，另一端与所述第二轴承座连接；所述第二轴通过轴承安装于第二轴承座内且一端与所述第三锥齿轮固定连接，所述第二锥齿轮与主轴第二外套固定连接且与第三锥齿轮啮合，所述第二轴通过轴承安装于第二轴承座内，第二轴一端与所述第三锥齿轮固定连接且另一端与第二俯仰支架固定连接；所述第二俯仰支架同与输出轴承座固定连接；所述第一锥齿轮与主轴固定连接且与第四锥齿轮啮合，所述输出轴通过轴承安装在输出轴承座内且与第五锥齿轮固定连接，所述第五锥齿轮与所述第四锥齿轮啮合。
[0005]所述定位精准的高自由度工业机器人，其进一步设计，特征在于所述大臂包括大臂座、第四电机、第五电机、主承杆、随动杆、俯仰杆、第四轴、第五轴、第六轴、滑动销、滑槽杆，所述第四电机安装在所述大臂座左侧壁上，所述第六轴安装在大臂座右侧壁上且与第四电机轴同轴；所述第五电机安装在大臂座右侧壁上，所述主承杆一端与第四电机轴固定连接，另一端通过轴承与第四轴连接；所述小臂支架与所述第四轴固定连接，所述随动杆下端通过轴承套接于第六轴，所述随动杆上端通过轴承套接于第五轴。
[0006]所述定位精准的高自由度工业机器人，其进一步设计，特征在于所述滑槽杆一端与第六轴固定连接且另一端开设有一滑槽，所述滑动杆通过滑槽与滑槽杆滑动连接；所述俯仰杆一端与滑动杆固定连接且另一端与第六电机轴固定连接。
[0007]所述定位精准的高自由度工业机器人，其进一步设计，特征在于所述底座包括第六电机、第三传动链，所述第六电机通过第三传动链与所述大臂座传动连接。
[0008]所述定位精准的高自由度工业机器人，其进一步设计，特征在于所述小臂支架包括左支架、右支架，所述左支架及右支架分别于所述第四轴及第五轴固定连接。
[0009]所述第一轴承座上还装有第一轴，第一轴与所述第三轴同轴安装，所述第一轴上还固定连接有第一俯仰支架，所述第一俯仰支架另一端与输出轴承座固定连接且与所述第二俯仰支架关于所述输出轴对称。
[0010]本发明的有益效果:本发明主要以齿轮进行传动，能保证传动精确。
[0011]小臂的三个驱动电机安装与小臂后端，在主要作业场景下，小臂重心落于底盘，结构较为稳定。
[0012]自由度较高，可以实现任意轨迹，能适应不同作业场合。
[0013]各电机的传动机构结构紧凑却又相互独立运作，作业可靠性较高。
【主权项】
1.一种定位精准的高自由度工业机器人，包括底座、大臂、小臂、小臂支架，所述大臂与底座转动连接，所述小臂支架一端固定连接在小臂后部且另一端与大臂顶端转动连接，其特征在于:所述小臂包括小臂壳体、第一电机、第二电机、第三电机、第一传动链、第二传动链、主轴、主轴第一外套、主轴第二外套、第一公转支架、第二公转支架、第一轴承座、第二轴、第二轴承座、第二俯仰支架、输出轴、输出轴承座、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第五锥齿轮，所述第一电机、第二电机及第三电机安装于小臂壳体后端，所述主轴与第三电机轴固定连接，所述主轴第二外套通过轴承套接于主轴，所述主轴第一外套通过轴承套接于主轴第二外套，所述第二电机通过第二传动链与主轴第二外套传动连接，所述第一电机通过第一传动链与第一外套传动连接；所述第一公转支架一端与主轴第一外套固定连接，另一端与第一轴承座固定连接，所述第三轴通过轴承安装在所述第一轴承座内，所述第四锥齿轮与第三轴固定连接；所述第二公转支架一端与所述主轴第一外套固定连接，另一端与所述第二轴承座连接；所述第二轴通过轴承安装于第二轴承座内且一端与所述第三锥齿轮固定连接，所述第二锥齿轮与主轴第二外套固定连接且与第三锥齿轮啮合，所述第二轴通过轴承安装于第二轴承座内，第二轴一端与所述第三锥齿轮固定连接且另一端与第二俯仰支架固定连接；所述第二俯仰支架同与输出轴承座固定连接；所述第一锥齿轮与主轴固定连接且与第四锥齿轮啮合，所述输出轴通过轴承安装在输出轴承座内且与第五锥齿轮固定连接，所述第五锥齿轮与所述第四锥齿轮啮合。2.根据权利要求1所述工业机器人，其特征在于:所述大臂包括大臂座、第四电机、第五电机、主承杆、随动杆、俯仰杆、第四轴、第五轴、第六轴、滑动销、滑槽杆，所述第四电机安装在所述大臂座左侧壁上，所述第六轴安装在大臂座右侧壁上且与第四电机轴同轴；所述第五电机安装在大臂座右侧壁上，所述主承杆一端与第四电机轴固定连接，另一端通过轴承与第四轴连接；所述小臂支架与所述第四轴固定连接，所述随动杆下端通过轴承套接于第六轴，所述随动杆上端通过轴承套接于第五轴。3.根据权利要求2所述工业机器人，其特征在于:所述滑槽杆一端与第六轴固定连接且另一端开设有一滑槽，所述滑动杆通过滑槽与滑槽杆滑动连接；所述俯仰杆一端与滑动杆固定连接且另一端与第六电机轴固定连接。4.根据权利要求2所述工业机器人，其特征在于:所述底座包括第六电机、第三传动链，所述第六电机通过第三传动链与所述大臂座传动连接。5.根据权利要求2所述工业机器人，其特征在于:所述小臂支架包括左支架、右支架，所述左支架及右支架分别于所述第四轴及第五轴固定连接。6.根据权利要求1所述工业机器人，其特征在于:所述第一轴承座上还装有第一轴，所述第一轴与所述第三轴同轴安装，所述第一轴上还固定连接有第一俯仰支架，所述第一俯仰支架另一端与输出轴承座固定连接且与所述第二俯仰支架关于所述输出轴对称。
【专利摘要】本发明涉及工业机械领域，尤其为一种定位精准的高自由度工业机器人，包括大臂、小臂、小臂支、架底座，所述大臂与底座连接，所述小臂支架一端固定连接在小臂后部且另一端与大臂顶端连接，所述底座上安装有一电机驱动大臂在水平面内旋转，所述大臂包括第四电机、第五电机用以实现大臂与小臂整体在竖直面内相对于底座的转动以及大臂与小臂之间的转动，所述小臂包括第一电机、第二电机、第三电机，分别通过轴连接、齿轮连接最终实现输出轴在工作空间内的三种转动。本发明提供的定位精准的高自由度工业机器人，作业适应性强，能通过多个关节的转动实现任意轨迹作业，且各电机传动机构之间结构紧凑且互相独立工作，结构稳定，定位精确。
【IPC分类】B25J9/00, B25J9/12
【公开号】CN105313108
【申请号】CN201510857558
【发明人】尹传华, 瞿兆飞, 张良贵
【申请人】马鞍山万普实业发展有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月30日