一种工业机械手臂的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动化机械设备领域，具体是一种工业机械手臂。
【背景技术】
[0002]目前，各个机械领域，如自动化设备、汽车、精密机械行业等领域，越来越多的引入了机械手臂。但传统机械手臂的整体的灵活性相对较低，这在实际生产中往往会制约生产的自动化程度。此外，现有机械手臂在学校教学方面，不能将机械手臂的相关组成部件直观地反映出来，且在将现有工业机械手臂用到教学中时，无法全方位的展示工业机械手臂的运动状态，不便于学生了解机械手臂的相关领域的知识体系。此为现有技术的不足之处。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种工业机械手臂的技术方案，用于解决传统机械手臂的整体的灵活性相对较低的问题，以提高实际生产的自动化程度。此外，该方案能将机械手的相关组成部件直观地反映出来，能将工业机械手臂直观地应用到教学上，且能全方位的展示工业机械手臂的运动状态，便于学生了解机械手臂的相关领域的知识体系。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种工业机械手臂，包括底座，底座上可转动的安有回转座，回转座上固定有大臂，大臂的上端转动安有小臂，小臂能够在竖直平面内转动，小臂远离大臂的一端转动安有夹具头；回转座上设有用于驱动回转座在水平面内转动的动力组件I，小臂上设有用于带动小臂在竖直平面内转动的动力组件II，小臂上还设有用于带动夹具头在竖直平面内俯仰转动的动力组件III。
[0005]所述大臂与所述的底座转动连接，底座上设有用于驱动大臂在竖直平面内转动的动力组件VI，所述的动力组件VI包括电机VI和减速机VI，电机VI固定在回转座上，减速机VI的输入轴与电机VI的输出轴同轴连接，减速机VI的输出轴固定在大臂上。
[0006]所述回转座、大臂和小臂均采用壳体结构，所述回转座、大臂和小臂上分别设有可视窗口，便于教学使用。
[0007]所述的动力组件I包括电机I和减速机I，电机I固定在回转座上，减速机I的输入轴与电机I的输出轴同轴连接，减速机I的输出轴固定在底座上。
[0008]所述的动力组件II包括电机II和减速机II，电机II固定在小臂上，减速机II的输入轴与电机II的输出轴同轴连接，减速机II的输出轴固定在大臂上。
[0009]所述的动力组件III包括分别固定在小臂上的电机III和减速机III，电机III的输出轴上安有皮带轮III，减速机III的输入轴上安有皮带轮IV，皮带轮IV通过皮带II与皮带轮III相连；减速机III的输出轴与夹具头固定连接。
[0010]所述小臂包括肘关节和转动安装在肘关节一侧的横臂；肘关节上设有用于驱动横臂转动的动力组件IV ;所述的动力组件IV包括电机IV、减速机IV和转轴I，减速机IV和电机IV分别固定在肘关节上，减速机IV的输入轴与电机IV的输出轴同轴连接，减速机IV的输出轴与转轴I同轴连接，转轴I远离减速机IV的一端固定在横臂上。
[0011]所述夹具头包括腕关节和转动安装在腕关节上的夹具；横臂上设有用于驱动夹具转动的动力组件V ;动力组件V包括电机V和中部转动安装在小臂上的转轴II，电机V的输出轴上安有皮带轮I，转轴II的轴线和减速机III的输出轴的轴线重合，转轴II位于小臂的外侧的轴上安有皮带轮II，皮带轮II通过皮带I与皮带轮I相连；转轴II位于小臂的内侧的轴上同轴地连接有伞齿轮I，伞齿轮I与一伞齿轮II相啮合，伞齿轮II同轴地安装在一转轴III的一端，转轴III的另一端穿过所述的腕关节与减速机V的输入轴固定连接，减速机V的输出轴与所述的夹具固定连接，转轴III与腕关节转动连接。
[0012]转轴II端部的伞齿轮I和减速机III的输出轴协同支撑夹具头，这可增加本实用新型使用的稳定性与可靠性，较为实用。
[0013]所述的电机1、电机I1、电机II1、电机IV、电机V和电机VI连接一电机驱动器，所述的电机驱动器分别连接运动控制器I和运动控制器II，运动控制器I连接一上位机，运动控制器II连接一工控手持终端。其中，电机驱动器用于控制各电机的启动与关闭，且电机驱动器还用于实时向上位机反馈各电机的驱动参数，上位机接收并处理各相关电机的驱动参数，计算并直观显示夹具头所限位的部件在实际运动中的移动角度、角速度、角加速度等运动参数，从而便于学生快速全面的学习和掌握工业机械手的运动控制，以及便于实现在线仿真和在线编程实验的实训；尤其便于针对某一个特定的转动部位，进行相应的运动控制仿真与实际实践控制。此外，使用时，可通过上位机和/或工控手持终端，设置各相关电机的驱动参数，运动控制器将上位机和/或工控手持终端的控制信号转换成运动控制信号，传送给电机驱动器，驱动电机转动。使用灵活且便于工业与教学使用，且能将工业机械手臂直观地应用到教学上，且能全方位的展示工业机械手臂的运动状态，从而便于学生了解机械手臂的相关领域的知识体系，且便于在实践中教学，实用性强。
[0014]所述横臂上设有一用于在轴线方向上限位所述转轴I的定位板，转轴I与该定位板相垂直，用于防止转轴I在轴线方向滑动，从而增加使用的稳定性与可靠性。
[0015]此外，为便于控制，本实用新型所涉及到的电机均采用伺服电机，且各电机分别连接在所述的电机驱动器上。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0017](I)本实用新型可通过动力组件I控制回转座在水平面上旋转，可通过动力组件II控制小臂在竖直平面内旋转，还可通过动力组件III控制夹具头在竖直平面内做俯仰转动，从而提高了生产的自动化程度，提高了工作的灵活性和稳定性；
[0018](2)本实用新型的大臂与底座转动连接，从而可实现大臂在竖直平面内的转动，这进一步提高了生产的自动化程度，提高了工作的灵活性和稳定性，较为实用；
[0019](3)本实用新型的小臂包括肘关节和转动安装在肘关节一侧的横臂，横臂能够带动夹具头在竖直平面内转动，这进一步提高了生产的自动化程度，提高了工作的灵活性和稳定性；
[0020](4)本实用新型的回转座、大臂和小臂均采用壳体结构，上述回转座、大臂和小臂上分别设有可视窗口，便于直观地看到构成工业机械手臂的各种组成部件，便于教学使用；
[0021](5)本实用新型设有上位机和工控手持终端，使用时，可通过上位机和/或工控手持终端，设置各相关电机的驱动参数，运动控制器将上位机和/或工控手持终端的控制信号转换成运动控制信号，传送给电机驱动器，驱动电机转动，使用灵活，且能将工业机械手臂直观地应用到教学上，且能全方位的展示工业机械手臂的运动状态，从而便于学生了解机械手臂的相关领域的知识体系，且便于在实践中教学，实用性强。
[0022]由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的结构示意图；
[0024]图2为图1的主视图示意图；
[0025]图3为图1的俯视图示意图；
[0026]图4为图1的左视图的局部剖视示意图；
[0027]图5为图3中A处的放大图。
[0028]其中:1、底座，2、回转座，3、大臂，4、小臂，4.1、肘关节，4.2、横臂，5、夹具头，5.1、腕关节，5.2、夹具，6、电机I，7、减速机I，8、电机II，9、减速机II，10、电机III，11、减速机III，12、皮带轮III，13、皮带轮IV，14、皮带II，15、电机IV，16、减速机IV，17、转轴I，18、电机V，19、转轴II，20、皮带轮I，21、压辊，22、皮带轮II，23、皮带I，24、伞齿轮I，25、伞齿轮
II，26、转轴III，27、定位板，28、电机VI，29、减速机VI，30、加强板，31、减速机V，32、轴承，33、套管，34、轴承盖，35、轴承，36、轴承，37、轴承，38、轴承。
【具体实施方式】
[0029]为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030]如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实用新型的一种工业机械手臂，包括底座1，底座I上可转动的安有回转座2，回转座2上固定有大臂3，大臂3的上端转动安有小臂4，大臂3与小臂4的一端转动连接，小臂4能够在竖直平面内进行正反360°转动，小臂4远离大臂3的一端转动安有夹具头5。回转座2上设有用于带动回转座2在水平面内转动的动力组件I，小臂4上设有用于带动小臂4在竖直平面内转动的动力组件II，小臂4上还设有用于带动夹具头5在竖直平面内俯仰转动的动力组件III。大臂3与所述的底座I转动连接，底座I上设有用于驱动大臂3在竖直平面内左右摆动的动力组件VI。所述的动力组件VI包括电机VI 28和减速机VI 29，电机VI 28固定在回转座2上，减速机VI 29的输入轴与电机VI 28的输出轴同轴连接，减速机VI 29的输出轴固定在大臂3上。
[0031]回转座2、大臂3和小臂4分别采用壳体结构，回转座2、大臂3和小臂4上分别设有可视窗口，便于直观地看到构成工业机械手臂的各种组成部件，便于教学使用。
[0032]在本实施方式中，动力组件II包括电机II 8和减速机II 9，电机II 8固定在小臂4上，减速机II 9的输入轴与电机II 8的输出轴同轴连接，减速机II 9的输出轴固定在大臂3上。电机II 8带动减速机II 9转动，减速机II 9的转动带动小臂4在竖直平面内转动。动力组件III包括均固定在小臂4上的电机III10和减速机III11，电机III 10的输出轴上安有皮带轮I