本實用新型涉及工業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種機器人。

背景技術(shù)：

隨著機械自動化技術(shù)的進步，在很多工業(yè)領(lǐng)域中由人工完成的繁重的體力作業(yè)，越來越多的已被智能機械設(shè)備所取代。在自動裝配、噴漆、焊接、搬運、涂膠、包裝、醫(yī)療用品業(yè)、電子電氣行業(yè)、金屬制品業(yè)、汽車零配件等行業(yè)，已經(jīng)大規(guī)模的使用工業(yè)機器人進行生產(chǎn)、制造。

目前的工業(yè)機器人，通常由機器人本體和控制箱組成。機器人本體上設(shè)置有運動系統(tǒng)，也就是工業(yè)機器人進行各種作業(yè)動作的部分。根據(jù)工業(yè)機器人的不同應(yīng)用領(lǐng)域及不同功能，運動系統(tǒng)中通常包括水平轉(zhuǎn)動盤、電機、驅(qū)動臂、傳動桿、支撐臂、氣缸等部件中的一種或多種。

工業(yè)機器人的控制箱中設(shè)置有控制系統(tǒng)，用于向運動系統(tǒng)發(fā)出控制信號，以控制運動系統(tǒng)完成各種作業(yè)動作?？刂葡到y(tǒng)通常包括運動控制器、用戶接口、電源模塊等部件。

現(xiàn)有的工業(yè)機器人中，控制箱與機器人本體都是相互獨立設(shè)置的，二者通過通信電纜連接。由于控制箱是在機器人本體之外單獨設(shè)置的，工業(yè)機器人整體的體積較大，因此工業(yè)機器人在使用過程中的靈活性較差，造成工業(yè)機器人使用不便的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種機器人，具有更高的靈活性，從而解決了現(xiàn)有的工業(yè)機器人存在使用不便的技術(shù)問題。

本實用新型實施例提供了一種機器人，包括機器人本體、運動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

所述運動系統(tǒng)連接在所述機器人本體內(nèi)部；

所述控制系統(tǒng)設(shè)置在所述機器人本體內(nèi)部。

本實用新型實施例提供了該機器人的第一種可能的實施方式，其中，所述控制系統(tǒng)包括運動控制器、安全邏輯模塊、用戶接口模塊和電源模塊。

本實用新型實施例提供了該機器人的第二種可能的實施方式，其中，所述運動控制器和/或所述安全邏輯模塊中包括多個電路板，所述多個電路板層疊放置。

本實用新型實施例提供了該機器人的第三種可能的實施方式，其中，所述電源模塊包括功率電源和控制電源；

所述功率電源連接所述運動系統(tǒng)，所述控制電源連接所述控制系統(tǒng)。

本實用新型實施例提供了該機器人的第四種可能的實施方式，其中，所述運動系統(tǒng)包括至少三個電機驅(qū)動器。

本實用新型實施例提供了該機器人的第五種可能的實施方式，其中，每個所述電機驅(qū)動器共用一條供電母線。

本實用新型實施例提供了該機器人的第六種可能的實施方式，其中，每個所述電機驅(qū)動器通過總線與所述控制系統(tǒng)連接，所述總線用于傳輸控制信號。

本實用新型實施例提供了該機器人的第七種可能的實施方式，其中，每個所述電機驅(qū)動器共用一組總線形成串聯(lián)回路，且每個所述電機驅(qū)動器是串聯(lián)回路中的一個節(jié)點。

本實用新型實施例提供了該機器人的第八種可能的實施方式，其中，所述總線為以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)總線。

本實用新型實施例提供了該機器人的第九種可能的實施方式，其中，所述機器人為選擇順應(yīng)性裝配機器手臂。

本實用新型實施例帶來了以下有益效果：本實用新型實施例提供的機器人中，包括機器人本體、運動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中，所述運動系統(tǒng)連接在所述機器人本體內(nèi)部，用于實現(xiàn)機器人的各種作業(yè)動作；所述控制系統(tǒng)設(shè)置在所述機器人本體內(nèi)部，用于向運動系統(tǒng)發(fā)出控制信號，以控制運動系統(tǒng)完成各種作業(yè)動作。

由于本實用新型實施例提供的機器人中，控制系統(tǒng)設(shè)置在機器人本體的內(nèi)部，而不需要再另行設(shè)置容納控制系統(tǒng)的控制箱，因此大幅減小了機器人整體的體積，從而使機器人具有更高的靈活性，解決了現(xiàn)有的工業(yè)機器人使用不便的技術(shù)問題。

本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了本實用新型實施例所提供的機器人的示意圖；

圖2示出了本實用新型實施例所提供的機器人的另一示意圖；

圖3示出了本實用新型實施例所提供的機器人中供電母線的連接示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

目前的工業(yè)機器人通常由機器人本體和控制箱組成。機器人本體上設(shè)置有運動系統(tǒng)，也就是工業(yè)機器人進行各種作業(yè)動作的部分。工業(yè)機器人的控制箱中設(shè)置有控制系統(tǒng)，用于向運動系統(tǒng)發(fā)出控制信號，以控制運動系統(tǒng)完成各種作業(yè)動作。

現(xiàn)有的工業(yè)機器人中，控制箱與機器人本體都是相互獨立設(shè)置的，二者通過通信電纜連接。由于控制箱是在機器人本體之外單獨設(shè)置的，工業(yè)機器人整體的體積較大，因此工業(yè)機器人在使用過程中的靈活性較差，造成工業(yè)機器人使用不便的技術(shù)問題。

基于此，本實用新型實施例提供的一種機器人，具有更高的靈活性，從而解決了現(xiàn)有的工業(yè)機器人使用不便的技術(shù)問題。

本實用新型實施例提供一種機器人，包括機器人本體、運動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中，運動系統(tǒng)連接在機器人本體內(nèi)部，用于實現(xiàn)機器人的各種作業(yè)動作?？刂葡到y(tǒng)設(shè)置在機器人本體內(nèi)部，用于向運動系統(tǒng)發(fā)出控制信號，以控制運動系統(tǒng)完成各種作業(yè)動作。

由于本實用新型實施例提供的機器人中，控制系統(tǒng)設(shè)置在機器人本體的內(nèi)部，而不需要再另行設(shè)置容納控制系統(tǒng)的控制箱，因此大幅減小了機器人整體的體積，從而使機器人具有更高的靈活性，解決了現(xiàn)有的工業(yè)機器人使用不便的技術(shù)問題。

如圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供的機器人中，控制系統(tǒng)10包括運動控制器11、安全邏輯模塊12、用戶接口模塊13和電源模塊。

運動控制器11是控制機器人進行各種動作的核心，相當于機器人的大腦，用于處理各種信息，并向運動系統(tǒng)發(fā)出控制信號。

安全邏輯模塊12主要負責一些安全信息的處理。比如現(xiàn)場的工作區(qū)域的門禁、急停等，用戶也可以在安全邏輯模塊12中自定義一些限位、報警信息輸出等。

用戶接口模塊13是用戶與機器人交互的接口。用戶可以通過用戶接口模塊13，將機器人連接至現(xiàn)場的系統(tǒng)當中，實現(xiàn)機器人與系統(tǒng)的信息交互，使機器人完成現(xiàn)場所需的工作。

本實施例中，電源模塊包括功率電源14和控制電源15。功率電源14提供的電壓較高，所以功率電源14連接運動系統(tǒng)，為運動系統(tǒng)的各個電機驅(qū)動器提供動力，完成各種作業(yè)動作?？刂齐娫?5提供的電壓較低，所以控制電源15連接控制系統(tǒng)，為運動控制器11、安全邏輯模塊12和用戶接口模塊13提供電源。將功率電源14與控制電源15相互獨立設(shè)置并隔離，可保證電源模塊的安全，也可以提高抗干擾性。

作為一個優(yōu)選方案，運動控制器11中包括多個電路板，且多個電路板層疊放置，以節(jié)省運動控制器11整體的體積。同樣的，安全邏輯模塊12中的多個電路板也是層疊放置，以節(jié)省安全邏輯模塊12整體的體積。

進一步，將運動控制器11和安全邏輯模塊12中發(fā)熱量較大的部件，緊貼于機器人本體的金屬外壁。因為將控制系統(tǒng)10放置在機器人本體之內(nèi)，會增加發(fā)熱部件的密集度，所以將其中發(fā)熱量較大的部件緊貼在機器人本體的金屬外壁上，利用金屬外壁作為散熱器，從而提高機器人整體的散熱能力。

本實用新型實施例提供的機器人，不同于常見的購買成品組裝而成的機器人。本實施例中，機器人的各個功能模塊都根據(jù)實際需要自行設(shè)計，因此可以將一些不需要的功能組件去除掉，只保留需要的功能組件，以減小控制系統(tǒng)10整體的體積，以便于將控制系統(tǒng)10設(shè)置在機器人本體內(nèi)部，并且還能降低機器人的制造成本。

為保證機器人能夠靈活、高效的完成作業(yè)動作，運動系統(tǒng)應(yīng)當包括至少三個電機驅(qū)動器。

本實用新型實施例提供的機器人為選擇順應(yīng)性裝配機器手臂(Selective Compliance Assembly Robot Arm，簡稱SCARA)，其中的運動系統(tǒng)包括四個電機驅(qū)動器。

如圖1和圖2所示，第一電機驅(qū)動器21和第二電機驅(qū)動器22分別用于實現(xiàn)機器人不同部分的水平旋轉(zhuǎn)動作，第三電機驅(qū)動器23和第四電機驅(qū)動器24用于實現(xiàn)機器人的豎直升降動作。

由此可以看出，本實用新型實施例提供的機器人是一種圓柱坐標型的工業(yè)機器人，其工作范圍類似于一個扇形區(qū)域。通過第一電機驅(qū)動器21和第二電機驅(qū)動器22可以靈活、快速的進行水平位置的坐標定位，并通過第三電機驅(qū)動器23和第四電機驅(qū)動器24進行豎直方向的坐標定位，因此該機器人非常適用于平面定位，垂直方向進行裝配的作業(yè)。

進一步，運動系統(tǒng)20中的每個電機驅(qū)動器21、22、23、24共用一條供電母線25形成串聯(lián)回路，且每個電機驅(qū)動器21、22、23、24是串聯(lián)回路中的一個節(jié)點，如圖3所示。從功率電源14引出一條供電母線25，使每個電機驅(qū)動器21、22、23、24以共母線的方式連接，使整體布線更加順暢，提高電路的可維護性，也能夠提高電能的利用率。

在機器人中，各個電機驅(qū)動器21、22、23、24的工況是快速啟動、快速停止。快速啟動過程需要消耗電能，而快速停止過程中，電機會處于發(fā)電狀態(tài)，發(fā)出的電能會使母線電壓升高。在不采用共母線的連接方式的情況下，升高的電壓就會以其他方式消耗掉，因而造成了電能的浪費。本實施例中，由于采用了共母線的連接方式，升高的電壓會被掛在母線上的其他需要耗電的電機驅(qū)動器用掉，因此能夠有效利用電能，提高電能的利用率；進而對功率電源14提供電能的能力要求也會降低，從而可以適當減小功率電源14的體積。

本實施例中每個電機驅(qū)動器21、22、23、24都通過總線與控制系統(tǒng)10連接，總線用于將控制系統(tǒng)10發(fā)出的控制信號傳輸至各個電機驅(qū)動器21、22、23、24。

相比于傳統(tǒng)的利用脈沖信號的控制方式，本實用新型實施例中采用總線向各電機驅(qū)動器21、22、23、24傳輸控制信號，具有更高的可靠性和準確性，能夠確保機器人執(zhí)行正確的動作。

作為一個優(yōu)選方案，每個電機驅(qū)動器21、22、23、24共用一組總線，也就是利用一組總線貫穿所有的電機驅(qū)動器21、22、23、24，實現(xiàn)線狀的拓撲結(jié)構(gòu)。

由于機器人內(nèi)部空間是一個扁平、狹長的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的發(fā)散式拓撲結(jié)構(gòu)(每個電機驅(qū)動器分別獨立的與控制系統(tǒng)連接)會導致機器人內(nèi)部線路繁多、雜亂，不利于線路的整理與維護。相比之下，本實用新型實施例采用線狀的拓撲結(jié)構(gòu)，更符合機器人內(nèi)部扁平、狹長的特點，能夠優(yōu)化機器人內(nèi)部的線路布置，也更容易對線路進行整理與維護。

作為一個優(yōu)選方案，本實用新型實施例中的總線為以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)總線(Ether Control Automation Technology，簡稱EtherCAT)。EtherCAT是一個以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的開放架構(gòu)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，EtherCAT為能夠為機器人提供更好的實時性能和拓撲的靈活性，還能夠降低現(xiàn)場總線的使用成本。

此外，在EtherCAT的基礎(chǔ)上，還可以實現(xiàn)高精度設(shè)備同步，可選線纜冗余，以及功能性安全協(xié)議等功能。

本實用新型實施例提供的機器人中，主要包括機器人本體、運動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中，運動系統(tǒng)連接在機器人本體內(nèi)部，通過各個電機驅(qū)動器實現(xiàn)機器人的各種作業(yè)動作?？刂葡到y(tǒng)設(shè)置在機器人本體內(nèi)部，用于向運動系統(tǒng)的各個電機驅(qū)動器發(fā)出控制信號，以控制運動系統(tǒng)完成各種作業(yè)動作。

由于本實用新型實施例提供的機器人中，控制系統(tǒng)設(shè)置在機器人本體的內(nèi)部，而不需要再另行設(shè)置容納控制系統(tǒng)的控制箱，因此大幅減小了機器人整體的體積，從而使機器人具有更高的靈活性，解決了現(xiàn)有的工業(yè)機器人使用不便的技術(shù)問題。

進一步的是，本實用新型實施例中通過采用疊層設(shè)置的電路板、去除不需要的功能組件、共母線連接、線狀拓撲結(jié)構(gòu)等技術(shù)手段，能夠充分減小控制系統(tǒng)及機器人整體的體積，使控制系統(tǒng)放置在機器人本體內(nèi)部之后，不會增大機器人本體的體積，機器人本體的重量也能夠保持不變。

需要注意的是，在本實用新型實施例的描述中，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

另外，在本實用新型實施例的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。