一种延伸臂上设置有执行末端的轻型六轴通用机器人 |
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| 申请号 | CN201610570800.6 | 申请日 | 2016-07-18 | 公开(公告)号 | CN105965541A | 公开(公告)日 | 2016-09-28 |
| 申请人 | 佛山市联智新创科技有限公司; | 发明人 | 付淑珍; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种延伸臂上设置有执行末端的轻型六轴通用 机器人 ，机器人小臂上设有延伸臂，所述延伸臂包括固定连接小臂的 支架 体、安装在支架体上的第一伸缩机构、铰接在第一伸缩机构上的摆动机构、 滑行 设置在摆动机构滑行槽内的第二伸缩机构和安装在摆动机构上的复位装置；所述延伸臂前端固定有 旋转机 械手；所述旋转机械手包括一对 吸盘 组、驱动一对吸盘组旋转的驱动机构；所述驱动机构包括 基座 、旋转组件、旋转驱动装置和 锁 扣组件。本发明的第一伸缩机构可拉长或缩短延伸臂及小臂和延伸臂的总长度，以适应各种工况；摆动机构可相对于摆动驱动机构作一定幅度的摆动，即小臂具有弯曲的功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种延伸臂上设置有执行末端的轻型六轴通用机器人，包括底座体(10)、枢接在底 座体(10)上的腰转部件(20)、枢接在腰转部件(20)上的大臂(30)、固定在大臂(30)—端的 第六电机(31)输出轴上的小臂(40 )，腰转部件(20)绕底座体(10)转动，大臂(30)绕腰转部 件(20)转动;其特征在于:所述小臂上设有延伸臂(70)，所述延伸臂包括固定连接小臂的支架体(61)、安装在支 架体上的第一伸缩机构(73)、铰接在第一伸缩机构上的摆动机构(72)、滑行设置在摆动机 构(72)滑行槽内的第二伸缩机构和安装在摆动机构(72)上的复位装置(74);第一伸缩机构(73)包括顶板(733)、支撑板(731)和底板(732);摆动机构(72)包括一对 支撑座(721)和一对摆动臂(722);摆动臂(722)设置有滑行槽;一对摆动臂(722)下端通过 固定在摆动臂(722)上的铰接轴分别铰接在一对支撑座(721)上;其中一个摆动臂(722)的 铰接轴与第三电机(724)的输出轴固联;摆动机构(72)通过一对支撑座(721)固定在第一伸 缩机构(73)的顶板(733)上;第二伸缩机构包括第七齿条(7221)、第七齿轮(723)和摆动体 (725);第七齿条(7221)固定在其中之一的摆动臂(722)的滑行槽的一侧;摆动体(725)包括 连接头和一对导向座;一对导向座对称固定在连接头的底面;导向座包括相互垂直固定在 连接杆和方形导杆;一对导向座分别通过方形导杆插设在摆动臂(722)的滑行槽内；其中之 一的方形导杆上固定有第四电机;第四电机的输出轴上固定有第七齿轮(723);第七齿轮 (723)与第七齿条(7221)啮合；复位装置(74)包括复位部件(741)和第三电机固定装置(742);复位部件(741)包括一 对复位支撑板(7411)和一对复位弹簧(7412); —对复位支撑板(7411)分别固定在其中一个 摆动臂(722)摆动方向的两侧的顶板(633)上;复位弹簧(7412)设置在摆动臂(722)的侧壁 和复位支撑板(7411)侧壁之间；第三电机固定装置(742)包括气缸支撑板(7421)、气缸 (7422)和固定爪(7423);气缸支撑板(7421)固定在第三电机(724)侧的顶板(733)上;气缸(7422) 固定在气缸支撑板(7421)上；气缸(7422)的活塞杆朝向第三电机(724);固定爪(7423) 固定在气缸(7422)的活塞杆；固定爪(7423)上成型有一对定位销;第三电机(724)与 支撑座(721)接触面的一侧成型有电机座(7241);电机座(7241)上开设有一对第一定位孔； 第一定位孔正对的支撑座(721)侧面上开设有第二定位孔；固定爪(7423)的一对定位销正 对电机座(7241)的第一定位孔；所述延伸臂(70)前端固定有的旋转机械手(50);所述旋转机械手(50)包括一对吸盘组 和驱动一对吸盘组旋转的驱动机构(60)。 |
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| 说明书全文 | 一种延伸臂上设置有执行末端的轻型六轴通用机器人技术领域[0002] 申请号为CN201210566463.5的发明专利申请公开了一种轻型六轴通用机器人，轴座固定在臂轴上，轴座上固定有轴座保护箱，第三轴驱动电机、第四轴驱动电机、第五轴驱动电机和第六轴驱动电机置于轴座保护箱中；小臂杆壳体和小臂加长杆壳体分别固定在小臂减速器的前后部，第六轴插套在第五轴中，第五轴插套在第四轴中，第四轴中插套在小臂杆壳体、小臂减速器和小臂加长杆壳体中，第四轴、第五轴和第六轴上分别固定有第四轴从动齿轮、第五轴从动齿轮和第六轴从动齿轮。现有技术中的轻型六轴通用机器人，其小臂仅能驱使安装在小臂端部的执行末端作旋转运动，难以满足实际操作的需求。发明内容 [0003] 本发明针对上述技术问题，提供一种延伸臂上设置有执行末端的轻型六轴通用机器人。 [0004] 为达到上述目的，本发明的一种延伸臂上设置有执行末端的轻型六轴通用机器人，包括底座体、枢接在底座体上的腰转部件、枢接在腰转部件上的大臂、固定在大臂一端的第六电机输出轴上的小臂，腰转部件绕底座体转动，大臂绕腰转部件转动； [0005] 所述小臂上设有延伸臂，所述延伸臂包括固定连接小臂的支架体、安装在支架体上的第一伸缩机构、铰接在第一伸缩机构上的摆动机构、滑行设置在摆动机构滑行槽内的第二伸缩机构和安装在摆动机构上的复位装置； [0006] 第一伸缩机构包括顶板、支撑板和底板;摆动机构包括一对支撑座和一对摆动臂； 摆动臂设置有滑行槽;一对摆动臂下端通过固定在摆动臂上的铰接轴分别铰接在一对支撑座上;其中一个摆动臂的铰接轴与第三电机的输出轴固联;摆动机构通过一对支撑座固定在第一伸缩机构的顶板上;第二伸缩机构包括第七齿条、第七齿轮和摆动体;第七齿条固定在其中之一的摆动臂的滑行槽的一侧;摆动体包括连接头和一对导向座;一对导向座对称固定在连接头的底面;导向座包括相互垂直固定在连接杆和方形导杆;一对导向座分别通过方形导杆插设在摆动臂的滑行槽内；其中之一的方形导杆上固定有第四电机;第四电机的输出轴上固定有第七齿轮;第七齿轮与第七齿条啮合； [0007] 复位装置包括复位部件和第三电机固定装置;复位部件包括一对复位支撑板和一对复位弹簧;一对复位支撑板分别固定在其中一个摆动臂摆动方向的两侧的顶板上;复位弹簧设置在摆动臂的侧壁和复位支撑板侧壁之间；第三电机固定装置包括气缸支撑板、气缸和固定爪;气缸支撑板固定在第三电机侧的顶板上;气缸固定在气缸支撑板上;气缸的活塞杆朝向第三电机;固定爪固定在气缸的活塞杆;固定爪上成型有一对定位销;第三电机与支撑座接触面的一侧成型有电机座；电机座上开设有一对第一定位孔;第一定位孔正对的支撑座侧面上开设有第二定位孔；固定爪的一对定位销正对电机座的第一定位孔;所述延伸臂前端固定有的旋转机械手;所述旋转机械手包括一对吸盘组和驱动一对吸盘组旋转的驱动机构。 [0008] 作为上述技术方案的优选，第一伸缩机构还包括中心旋转体、第一螺纹杆、若干第一导杆、第一蜗杆、第五电机和一对旋转支撑板;一对旋转支撑板竖直固定在底板上;第一蜗杆枢接在一对旋转支撑板之间；第五电机固定在其中之一的旋转支撑板上;第五电机的输出轴与第一蜗杆固联；中心旋转体包括第一圆柱和第一蜗轮;第一圆柱中部开设有上下贯穿的螺纹孔;第一圆柱上端外圆柱面通过轴承枢接在支撑板上、下端外圆柱面上固定有第一蜗轮；中心旋转体通过第一蜗轮与第一蜗杆啮合;第一螺纹杆下端螺接在中心旋转体的螺纹孔中、上端与顶板中心螺接;若干第一导杆固定在支撑板上端面上;顶板套设在若干第一导杆上。 [0009] 作为上述技术方案的优选，若干第一导杆上端成型有圆形的限位块，限位块直径大于第一导杆的直径。 [0010] 作为上述技术方案的优选，所述支架体上包括第一壳体和第二壳体;第一壳体和第二壳体通过若干连接柱固定成一体;第一伸缩机构通过支撑板和底板固定在第一壳体的内壁上;第二壳体套设在摆动机构和第一伸缩机构外。 [0011] 作为上述技术方案的优选，摆动体中心开设有上下贯穿的圆孔，圆孔的直径大于第一螺纹杆的直径。 [0012] 作为上述技术方案的优选，所述驱动机构包括基座、旋转驱动装置、锁扣组件和旋转组件;旋转组件包括一对定位杆、旋转支座和第一齿轮;旋转支座上端固定有一对定位杆、中部固定有第一齿轮、下端枢接在基座上;锁扣组件包括解锁部件和限位部件;解锁部件包括第一圆柱环、第二齿轮和圆环导板;第二齿轮固定在第一圆柱环的外圆柱面上；圆环导板固定在第一圆柱环内的基座上；圆环导板由不同高度的解锁板和限位板首尾连接而成;解锁板的高度大于限位板的高度;限位部件包括圆柱销、连接杆和限位杆；圆柱销侧面中部垂直固定有连接杆;连接杆下端面垂直固定有限位杆;限位杆的中心轴与圆柱销中心轴水平;连接杆为方形柱;旋转支座下端面开设有导向孔、侧面上第一齿轮下方开设有方形孔;旋转支座的导向孔和方形孔连通;限位部件的圆柱销插设在旋转支座的导向孔中；限位部件的连接杆水平插设在旋转支座的方形孔中；圆柱销下端成型有正方形柱;位于旋转支座下方的基座开设有竖直贯穿的旋转孔;位于旋转支座下方的基座下端面成型有导槽座； 导槽座内部开设有与圆柱销的正方形柱尺寸相同的导槽;旋转孔的直径大于正方形柱对角线的长度;限位杆下端枢接有一滚轮;滚轮抵靠在圆环导板的上端面上；圆柱销的顶端与旋转支座的导向孔的上侧壁之间设置有一压簧； [0013] 旋转驱动装置包括第四齿轮和第五齿轮;第四齿轮的轮齿部只有一段;第四齿轮可与第一齿轮嗤合;第五齿轮与第二齿轮嗤合。 [0014] 作为上述技术方案的优选，所述旋转机械手包括枢接在小臂上的连接臂、固定在连接臂上的壳体、位于壳体外的旋转块，所述驱动机构通过基座固定在壳体内，所述旋转块固定在定位杆上;所述一对吸盘固定在旋转块上。 [0015] 作为上述技术方案的优选，所述旋转驱动装置还包括旋转驱动轴和第一电机;第一电机竖直固定在基座上;第一电机输出轴上从上到下依次固定有第四齿轮和第五齿轮。 [0016] 作为上述技术方案的优选，圆环导板的解锁板和限位板之间圆滑过渡。 [0017] 本发明的有益效果在于:第一伸缩机构可拉长或缩短延伸臂及小臂和延伸臂的总长度，以适应各种工况;摆动机构可相对于摆动驱动机构作一定幅度的摆动，即小臂具有弯曲的功能;第二伸缩机构可以驱使摆动体进行直线微调;旋转机械手上的两个吸盘能准确地旋转180度。附图说明 [0018] 图1为本发明的结构示意图； [0019] 图2为本发明的延伸臂的结构示意图； [0020] 图3为本发明的内部驱动机构的结构示意图； [0021] 图4为本发明的内部驱动机构的结构示意图； [0022] 图5为本发明的第一伸缩机构的结构示意图； [0023] 图6为本发明的第一伸缩机构的侧视结构示意图； [0024] 图7为本发明的图6中A-A的剖面结构示意图； [0025] 图8为本发明的图4中B的局部放大结构示意图； [0026] 图9为本发明的旋转机械手的结构示意图； [0027] 图10为本发明的驱动机构的结构示意图； [0028] 图11为本发明的旋转驱动装置和锁扣组件的结构示意图； [0029] 图12为本发明的驱动机构的侧视结构示意图； [0030] 图13为本发明的图12中C-C的剖面结构示意图；[0031 ]图14为本发明的解锁部件的结构示意图；[〇〇32]图中，10、底座体;20、腰转部件;30、大臂;31、第六电机;40、小臂;50、旋转机械手； 51、连接臂;52、壳体;53、旋转块;60、驱动机构;61、基座;62、旋转驱动装置;621、第四齿轮； 6211、轮齿部；622、第五齿轮;623、第一电机;624、旋转驱动轴；63、锁扣组件；631、解锁部件;6311、第一圆柱环;6312、第二齿轮;6313、圆环导板;632、限位部件;6321、圆柱销;6322、 连接杆;6323、限位杆;6324、压簧;6325、滚轮;64、旋转组件;641、定位杆;642、旋转支座； 6421、方形孔;643、第一齿轮；[〇〇33] 70、延伸臂；71、支架体;711、第一壳体;712、第二壳体;72、摆动机构;721、支撑座；722、摆动臂;7221、第七齿条;723、第七齿轮;724、第三电机;7241、电机座;725、摆动体;73、 第一伸缩机构；731、支撑板;732、底板;733、顶板;734、中心旋转体;735、第一螺纹杆;736、 第一导杆；737、第一蜗杆;738、第五电机；739、旋转支撑板;74、复位装置;741、复位部件； 7411、复位支撑板;7412、复位弹簧;742、第三电机固定装置;7421、气缸支撑板;7422、气缸； 7423、固定爪。具体实施方式 [0034]如图1所示，一种延伸臂上设置有执行末端的轻型六轴通用机器人，包括底座体 10、枢接在底座体10上的腰转部件20、枢接在腰转部件20上的大臂30、固定在大臂30—端的第六电机31输出轴上的小臂40,腰转部件20绕底座体10转动，大臂30绕腰转部件20转动； [〇〇35]如图1〜图4所示，所述小臂上设有延伸臂70,所述延伸臂包括固定连接小臂的支架体61、安装在支架体上的第一伸缩机构73、铰接在第一伸缩机构上的摆动机构72、滑行设置在摆动机构72滑行槽内的第二伸缩机构和安装在摆动机构72上的复位装置74;[〇〇36]如图1〜图8所示，第一伸缩机构73包括顶板733、支撑板731和底板732;摆动机构 72包括一对支撑座721和一对摆动臂722;摆动臂722设置有滑行槽;一对摆动臂722下端通过固定在摆动臂722上的铰接轴分别铰接在一对支撑座721上;其中一个摆动臂722的铰接轴与第三电机724的输出轴固联;摆动机构72通过一对支撑座721固定在第一伸缩机构73的顶板733上;第二伸缩机构包括第七齿条7221、第七齿轮723和摆动体725;第七齿条7221固定在其中之一的摆动臂722的滑行槽的一侧;摆动体725包括连接头和一对导向座;一对导向座对称固定在连接头的底面;导向座包括相互垂直固定在连接杆和方形导杆;一对导向座分别通过方形导杆插设在摆动臂722的滑行槽内；其中之一的方形导杆上固定有第四电机;第四电机的输出轴上固定有第七齿轮723;第七齿轮723与第七齿条7221啮合；[〇〇37]如图1〜图8所示，复位装置74包括复位部件741和第三电机固定装置742;复位部件741包括一对复位支撑板7411和一对复位弹簧7412; —对复位支撑板7411分别固定在其中一个摆动臂722摆动方向的两侧的顶板633上;复位弹簧7412设置在摆动臂722的侧壁和复位支撑板7411侧壁之间；第三电机固定装置742包括气缸支撑板7421、气缸7422和固定爪 7423 ;气缸支撑板7421固定在第三电机724侧的顶板733上；气缸7422固定在气缸支撑板 7421上;气缸7422的活塞杆朝向第三电机724;固定爪7423固定在气缸7422的活塞杆；固定爪7423上成型有一对定位销；第三电机724与支撑座721接触面的一侧成型有电机座7241; 电机座7241上开设有一对第一定位孔;第一定位孔正对的支撑座721侧面上开设有第二定位孔;固定爪7423的一对定位销正对电机座7241的第一定位孔；[〇〇38]如图1〜图8所示，所述延伸臂70前端固定有的旋转机械手50;所述旋转机械手50 包括一对吸盘组和驱动一对吸盘组旋转的驱动机构60。[〇〇39]如图1〜图8所示，第一伸缩机构73还包括中心旋转体734、第一螺纹杆735、若干第一导杆736、第一蜗杆637、第五电机738和一对旋转支撑板739; —对旋转支撑板739竖直固定在底板732上；第一蜗杆737枢接在一对旋转支撑板739之间；第五电机738固定在其中之一的旋转支撑板739上;第五电机738的输出轴与第一蜗杆737固联；中心旋转体734包括第一圆柱和第一蜗轮;第一圆柱中部开设有上下贯穿的螺纹孔;第一圆柱上端外圆柱面通过轴承枢接在支撑板731上、下端外圆柱面上固定有第一蜗轮；中心旋转体734通过第一蜗轮与第一蜗杆737啮合；第一螺纹杆735下端螺接在中心旋转体734的螺纹孔中、上端与顶板 733中心螺接;若干第一导杆736固定在支撑板631上端面上;顶板733套设在若干第一导杆 736 上。 [0040] 如图1〜图8所示，若干第一导杆736上端成型有圆形的限位块，限位块直径大于第一导杆736的直径。 [0041] 如图1〜图8所示，所述支架体71上包括第一壳体711和第二壳体712;第一壳体711 和第二壳体712通过若干连接柱固定成一体;第一伸缩机构73通过支撑板731和底板732固定在第一壳体711的内壁上;第二壳体712套设在摆动机构72和第一伸缩机构外。[〇〇42]如图1〜图8所示，摆动体725中心开设有上下贯穿的圆孔，圆孔的直径大于第一螺纹杆735的直径。[〇〇43] 如图9〜图14所示，所述驱动机构60包括基座61、旋转驱动装置62、锁扣组件63和旋转组件64;旋转组件64包括一对定位杆641、旋转支座642和第一齿轮643;旋转支座642上端固定有一对定位杆641、中部固定有第一齿轮643、下端枢接在基座61上;锁扣组件63包括解锁部件631和限位部件632;解锁部件631包括第一圆柱环6311、第二齿轮6312和圆环导板 6313;第二齿轮6312固定在第一圆柱环6311的外圆柱面上；圆环导板6313固定在第一圆柱环6311内的基座61上；圆环导板6313由不同高度的解锁板和限位板首尾连接而成;解锁板的高度大于限位板的高度；限位部件632包括圆柱销6321、连接杆6322和限位杆6323;圆柱销6321侧面中部垂直固定有连接杆6322;连接杆6322下端面垂直固定有限位杆6323;限位杆6323的中心轴与圆柱销6321中心轴水平;连接杆6322为方形柱;旋转支座642下端面开设有导向孔、侧面上第一齿轮643下方开设有方形孔6421;旋转支座642的导向孔和方形孔 6421连通;限位部件632的圆柱销6321插设在旋转支座642的导向孔中；限位部件632的连接杆6322水平插设在旋转支座642的方形孔中；圆柱销6321下端成型有正方形柱;位于旋转支座642下方的基座61开设有竖直贯穿的旋转孔;位于旋转支座642下方的基座61下端面成型有导槽座611;导槽座611内部开设有与圆柱销6321的正方形柱尺寸相同的导槽;旋转孔的直径大于正方形柱对角线的长度；限位杆6323下端枢接有一滚轮6325;滚轮6325抵靠在圆环导板6313的上端面上；圆柱销6321的顶端与旋转支座642的导向孔的上侧壁之间设置有一压簧6324;[〇〇44]如图9〜图14所示，旋转驱动装置62包括第四齿轮621和第五齿轮622;第四齿轮 621的轮齿部6211只有一段;第四齿轮621可与第一齿轮643嗤合;第五齿轮622与第二齿轮 6312啮合。[〇〇45]如图9〜图14所示，所述旋转机械手50包括枢接在小臂40上的连接臂51、固定在连接臂51上的壳体52、位于壳体52外的旋转块53,所述驱动机构60通过基座61固定在壳体52 内，所述旋转块53固定在定位杆641上;所述一对吸盘固定在旋转块53上。[〇〇46] 如图9〜图14所示，所述旋转驱动装置62还包括旋转驱动轴624和第一电机623;第一电机623竖直固定在基座61上；第一电机623输出轴上从上到下依次固定有第四齿轮621 和第五齿轮622。[〇〇47] 如图9〜图14所示，圆环导板6313的解锁板和限位板之间圆滑过渡。[〇〇48] 具体操作如下:[〇〇49]第一伸缩机构73:启动第五电机738,第五电机738带动第一蜗杆737旋转，第一蜗杆737通过第一蜗轮带动中心旋转体734旋转，中心旋转体734带动第一螺纹杆735旋转，顶板733由于被若干第一导杆736限制，只能在第一螺纹杆735的驱动下向上移动，由此带动摆动体向上伸展;如果需要使摆动体向下收缩只需使第五电机738逆向旋转； [0050] 摆动机构72:启动气缸7422,固定爪7423向前运动插入到电机座7241的第一定位孔和支撑座721的第二定位孔中，这样第三电机724就固定在支撑座721上；由于摆动体725 上的方形导杆的存在，驱动第三电机724,第三电机724通过摆动臂722可以带动摆动体725 摆动；[0051 ]第二伸缩机构:摆动体725摆动一定角度后，如果需要对摆动体725进行微量调节， 需驱动第四电机，第四电机带动第七齿轮723旋转，第七齿轮723带动摆动体725沿第七齿条 7221直线滑动；[〇〇52]复位装置74:启动气缸7422，固定爪7423向后运动脱离电机座7241的第一定位孔和支撑座721的第二定位孔，这样第三电机724与支撑座721分离；由于两对复位支撑板7411 和复位弹簧7412的分别位于摆动体725的两侧，所以使摆动体725会绕支撑座721复位，然后再启动气缸7422,固定爪7423再次向前运动插入到电机座7241的第一定位孔和支撑座721 的第二定位孔中，这样第三电机724就固定在支撑座721上并使摆动体725复位。[〇〇53]锁扣组件63具体操作如下:起始状态:压簧6324驱使圆柱销6321向下运动，此时由于圆柱销6321下端的正方形柱位于导槽座611内，所以圆柱销6321限制了限位部件632;限位部件632限制了旋转组件64,继而旋转块53及吸盘都被限制;此时限位杆6323的滚轮6325 与圆环导板6313的限位板接触；[〇〇54]然后第一电机623驱动第五齿轮622旋转;第五齿轮622通过第二齿轮6312带动解锁部件631旋转，限位杆6323的滚轮6325从圆环导板6313的限位板到达解锁板，限位杆6323 向上同时带动圆柱销6321也向上运动，圆柱销6321下端的正方形柱脱离导槽座611，旋转组件64被松开，同时此时第四齿轮621的轮齿部6211与第一齿轮643啮合;第四齿轮621带动旋转组件64旋转;继而旋转块53及吸盘都旋转180度;此时滚轮6325从圆环导板631的解锁板到达限位板，圆柱销6321向下运动，压簧6324再次使圆柱销6321下端的正方形柱插入到导槽座611;旋转组件64再次在限位部件632的作用下被限位。 |
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