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一种工业作业型六自由度串联机器人

阅读:923发布:2020-05-12

专利汇可以提供一种工业作业型六自由度串联机器人专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种工业作业型六 自由度 串联 机器人 ,包括工业作业型六自由度 串联机器人 本体、设置在工业作业型六自由度串联 机器人本体 侧面的气路系统、钣金控制柜,以及设置在工业作业型六自由度串联机器人本体前方的 工件 与实验台,所述钣金控制柜内设有 机器人控制系统 ,钣金控制柜前面板配置控制操作按钮与指示灯,所述工业作业型六自由度串联机器人本体安装在机器人底座上,所述工业作业型六自由度串联机器人本体包含一关节、二关节、三关节、四关节、五关节、六关节和机器人末端工具。通过上述方式,本发明能够解决 工业机器人 技术教育实验平台缺乏及成本偏高难以普及的现状。,下面是一种工业作业型六自由度串联机器人专利的具体信息内容。

1.一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:包括工业作业型六自由度串联机器人本体(2)、设置在工业作业型六自由度串联机器人本体(2)侧面的气路系统(4)、钣金控制柜(7),以及设置在工业作业型六自由度串联机器人本体(2)前方的工件与实验台(6),所述钣金控制柜(7)内设有机器人控制系统(5),钣金控制柜(7)前面板配置控制操作按钮与指示灯(8),所述工业作业型六自由度串联机器人本体(2)安装在机器人底座(1)上,所述工业作业型六自由度串联机器人本体(2)包含一关节(9)、二关节(10)、三关节(11)、四关节(12)、五关节(13)、六关节(14)和机器人末端工具(3)。
2.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述机器人本体关节为可视性封装。
3.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述的机器人末端工具(3)可安装气动手爪工具(15)或轨迹喷涂工具(16)。
4.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述的控制系统控制器为基于PC104总线嵌入式运动控制器,内部堆栈式安装三二轴运动控制卡,机器人采用Windows系列操作系统机电系统全面开放,控制系统开放二次开发函数与部分源代码。
5.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述的一关节(9)包含机器人底座(19),安装在所述机器人底座(19)上的交流伺服电机(17)、谐波减速器(18)、光电传感器(20)。
6.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述的二关节(10)包含二节大臂(23),设置在所述二节大臂(23)上的交流伺服电机(21)、RV减速器(22)、光电传感器(24)。
7.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述的三关节(11)包含交流伺服电机(25)、RV减速器(26)、关节支架(27)、光电传感器(28)。
8.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述的四关节(12)包含步进电机(29)、同步齿形带(30)、谐波减速器(31)、光电传感器(32)、四节支座(33)。
9.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述的五关节(13)包含步进电机(34)、谐波减速器(35)、同步齿形带(36)、关节支座(37)、光电传感器(38)。
10.根据权利要求1所述的一种工业作业型六自由度串联机器人,其特征是:所述的六关节(14)包含步进电机(39)、同步齿形带(40)、锥齿轮传动(41)、谐波减速器(42)、光电传感器(43)。

说明书全文

一种工业作业型六自由度串联机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人教育技术领域,特别涉及一种工业作业型六自由度串联机器人

背景技术

[0002] 随着我国国民经济的迅速发展,企业对机器人技能人才的需求越来越迫切。特别是我国加入世界贸易组织后,企业之间的竞争将在很大程度上表现为对技能人才的竞争,由此将极大地激发我国广大高职院校学生在机器人学习、掌握技术、能培养方面的热情。机器人发展因此而带来的人才培养需求更开始显现,当前各高职高校纷纷建立机器人实验室等教学手段,因此,相关的教学机器人设备是否符合教学与就业需求显得尤为重要。以工业机器人产品为原型的工业作业型教学机器人以低成本、工业化设计越来越成为高职高校机器人教学平台之一,这类机器人保留工业机器人所有特征,具有更好的开放性和可扩展性,更强的交互性和动手能力,良好的人机界面等因素,且低成本设计,安全可靠。对普及学生的机器人技能教育、科技的社会化都具有重要的意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了解决现有的技术中存在的缺陷,提供一种工业作业型六自由度串联机器人,能够解决工业机器人技术教育实验平台缺乏及成本偏高难以普及的现状。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种工业作业型六自由度串联机器人,包括工业作业型六自由度串联机器人本体、设置在工业作业型六自由度串联机器人本体侧面的气路系统、钣金控制柜,以及设置在工业作业型六自由度串联机器人本体前方的工件与实验台,所述钣金控制柜内设有机器人控制系统,钣金控制柜前面板配置控制操作按钮,所述工业作业型六自由度串联机器人本体安装在机器人底座上,所述工业作业型六自由度串联机器人本体包含一关节、二关节、三关节、四关节、五关节、六关节和机器人末端工具。
[0005] 作为进一步的改进,所述机器人本体关节为可视性封装。
[0006] 作为进一步的改进,所述的机器人末端工具可安装气动手爪工具或轨迹喷涂工具。
[0007] 作为进一步的改进,所述的控制系统控制器为基于PC104总线嵌入式运动控制器,内部堆栈式安装三二轴运动控制卡,机器人采用Windows系列操作系统机电系统全面开放,控制系统开放二次开发函数与部分源代码。
[0008] 作为进一步的改进,所述的一关节包含机器人底座,安装在所述机器人底座上的交流伺服电机、谐波减速器、光电传感器
[0009] 作为进一步的改进,所述的二关节包含二节大臂,设置在所述二节大臂上的交流伺服电机、RV减速器、光电传感器
[0010] 作为进一步的改进,所述的三关节包含交流伺服电机、RV减速器、关节支架、光电传感器。
[0011] 作为进一步的改进,所述的四关节包含步进电机、同步齿形带、谐波减速器、光电传感器、四节支座。
[0012] 作为进一步的改进,所述的五关节包含步进电机、谐波减速器、同步齿形带、关节支座、光电传感器。
[0013] 作为进一步的改进,所述的六关节包含步进电机、同步齿形带、锥齿轮传动、谐波减速器、光电传感器。
[0014] 本发明的有益效果是:工业作业型六自由度串联机器人本体基于低成本和工业串联一致性设计,机械系统可视化,控制系统全面开放,应用工业串联一致的示教盒操作,采用工业串联机器人常用的示教再现工作模式。工业作业型六自由度串联机器人作为高端机器人技术教学平台使用,符合工业机器人的特点,同时低成本设计又能满足现代高等和职业教育对教学用机器人的需求。附图说明
[0015] 下面结合附图与实施案例进一步说明本发明。
[0016] 图1是本发明总体组成与布置示意图。
[0017] 图2是本发明的工业作业型六自由度串联机器人本体的结构示意图。
[0018] 图3是本发明一关节结构示意图。
[0019] 图4是本发明二关节结构示意图。
[0020] 图5是本发明三关节结构示意图。
[0021] 图6是本发明四关节结构示意图。
[0022] 图7是本发明五关节结构示意图。
[0023] 图8是本发明六关节结构示意图。
[0024] 图9是本发明机器人末端工具结构示意图。
[0025] 图中,1、机器人底座,2、工业作业型六自由度串联机器人本体,3、机器人末端工具,4、气路系统,5、机器人控制系统,6、工件与支架,7、钣金控制柜,8、控制按钮与指示灯,9、一关节,10、二关节,11、三关节,12、四关节,13、五关节,14、六关节,15、气动手爪工具,
16、轨迹喷涂工具,17、交流伺服电机,18、谐波减速器,19、机器人底座,20、光电传感器,21、交流伺服电机,22、RV减速器,23、二节大臂,24、光电传感器,25、交流伺服电机,26、RV减速器,27、关节支架,28、光电传感器,29、步进电机,30、同步齿形带,31、谐波减速器,32、光电传感器,33、四节支座,34、步进电机,35、谐波减速器,36、同步齿形带,37、关节支座,38、光电传感器,39、步进电机,40、同步齿形带,41、锥齿轮传动,42、谐波减速器,43、光电传感器,
44、弹簧护线管。

具体实施方式

[0026] 为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识,用以较佳的实施例及附图配合详细的说明,说明如下:
[0027] 工业作业型六自由度串联机器人基于工业机器人机电系统一致性设计,采用工业串联示教再现工作模式进行自动化搬运与装配工件。机器人本体可视化设计,控制系统全面开放,工业作业型六自由度串联机器人配置合金实验平台与尼龙工件,使得机器人末端气动工具进行抓取与装配作业。
[0028] 如图1所述的机器人底座1采用优质铝型材搭建,配置板平台与固定,膨胀螺栓固定底座。所述的工件与实验台7配置轴、套两种尼龙工件与铝合金实验台,实现机器人搬运与装配作业。所述的机器人控制系统5采用基于PC104总线嵌入式运动控制器控制,钣金控制挂板安装于钣金控制柜7内,电气元件紧凑美观,开放式布局,柜体前配置按钮与指示灯,后面安装航空连接器,电缆连接用以传输信号。所述的机器人末端工具3标配采用气动手爪工具,配置无油静音气等气动元件,可更换为轨迹喷涂工具等,具有更高性价比。
[0029] 如图2所述的工业作业型六自由度串联机器人本体2所述的工业作业型六自由度串联机器人本体2由六个关节组成,按照机器人关节区分,可分为1关节~6关节,关节通过连接板与支架等连接,构成六自由度工业串联机器人构型。机器人关节有旋转运动、回转运动两种形式,各关节电机、传感器电缆通过弹簧护线管44防护。
[0030] 机器人关节传动采用透明式封装,可视化设计,可以直观的看到内部传动结构,运行情况。机器人内部传动结构完全采用工业机器人结构特点,适当增加典型传动类型,满足教学要求。设计中采用了工业上常用到的RV减速器、谐波减速器、同步带传动等主要形式。
[0031] 如图3所述一关节9为机器人基座关节,由交流伺服电机17驱动,直连谐波减速器18传动,关节整体安装在机器人底座19上,底座罩体外安装航空连接器。用以连接机器人与控制柜间电源与信号。关节输出端设置左右限位光电传感器20,旋转角度300度。
[0032] 如图4所述二关节10,由交流伺服电机21驱动,直连RV减速器22传动,外侧安装二节大臂23,用以与其他关节连接。关节一侧设置正负限位光电传感器24,旋转角度120度。
[0033] 如图5所述三关节11,由交流伺服电机25驱动,直连RV减速器26输出,上部安装关节支架27,关节一侧设置正负限位光电传感器28,旋转角度120度。
[0034] 如图6所述四关节12,由步进电机29驱动,直连同步齿形带30传动,连接谐波减速器31输出,整体位于四节支座33内,关节一侧设置正负限位光电传感器32,旋转角度300度。
[0035] 如图7所述五关节13,由步进电机34驱动,直连同步齿形带36传动,连接谐波减速器35减速输出。外侧安装关节支座37,用以与其他关节连接。关节一侧设置正负限位光电传感器38,旋转角度180度。
[0036] 如图8所述六关节14,由步进电机39驱动,直连同步齿形带40锥齿轮传动41,连接谐波减速器42输出,关节一侧设置零位光电传感器43,旋转角度360度。
[0037] 机器人特点:机器人系统嵌入式控制,示教盒操作,示教再现作业方式。本体可视化设计,体现工业机器人的结构、功能和特点。按工业标准设计,速度快,柔性好,可靠性高;操作灵活,开放性强,可长期使用免维护。提供机器人实验指导书、使用说明书软件使用说明书等教材,内容涵盖运动学、动力学、控制系统设计、机器人轨迹规划等,是机器人教学的理想平台。
[0038] 与现有技术相比,本发明的优点是:实现工业串联机器人作业实训教学,解决了工业机器人技术教育实验平台缺乏及成本偏高难以普及现状,以工业机器人形态让学生全面掌握工业串联机器人关节结构、功能部件原理与组成,及工业串联机器人的设计和操作技术,从而掌握工业串联机器人机电控制系统的组成、功能及控制原理,锻炼学生面对工业机器人使用、维护和故障诊断能力。
[0039] 综上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施的范围,凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰,均应包括于本发明的权利要求范围内。
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