一種五軸擺臂關(guān)節(jié)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用在工業(yè)制造、生產(chǎn)及其相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的五軸擺臂關(guān)節(jié)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人大多屬于六軸(六關(guān)節(jié))機(jī)器人，價(jià)格相對(duì)較高，五軸機(jī)器人生產(chǎn)成本相對(duì)較低，在價(jià)格上有其絕對(duì)優(yōu)勢，某些領(lǐng)域使用六軸機(jī)器人會(huì)造成大量生產(chǎn)資源浪費(fèi)；然而使用四軸機(jī)器人，則缺少一個(gè)實(shí)現(xiàn)工件翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，如確實(shí)需要使用四軸機(jī)器人來完成該動(dòng)作，則必須和外部變位機(jī)聯(lián)合使用，增大機(jī)器人使用環(huán)境、總控制系統(tǒng)難度，增加額外成本、增加運(yùn)行節(jié)拍時(shí)間以致達(dá)不到生產(chǎn)任務(wù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種剛性強(qiáng)、運(yùn)行速度快、勝任高強(qiáng)度重復(fù)性工作、靈活性強(qiáng)、且成本低的五軸擺臂關(guān)節(jié)機(jī)器人。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種五軸擺臂關(guān)節(jié)機(jī)器人，包括基座組件，所述基座組件的上端設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的二軸組件，所述二軸組件可繞其軸向旋轉(zhuǎn)；所述二軸組件的一側(cè)連接有三軸組件，所述三軸組件可沿所述二軸組件的軸向移動(dòng)；所述三軸組件遠(yuǎn)離所述二軸組件的一端連接有四軸組件，所述四軸組件可繞其與所述三軸組件的連接處旋轉(zhuǎn)，所述四軸組件遠(yuǎn)離三軸組件的一端設(shè)置有可繞所述四軸組件軸向旋轉(zhuǎn)的五軸組件。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:基座組件帶動(dòng)二軸組件繞其軸向旋轉(zhuǎn)，三軸組件沿二軸組件的軸向移動(dòng)，四軸組件可繞其與三軸組件的連接處水平旋轉(zhuǎn)，五軸件組環(huán)繞四軸組件軸向，通過基座組件、二軸組件、三軸組件、四軸組件和五軸組件的配合，組件之間連接剛性強(qiáng)、運(yùn)行速度快、勝任高強(qiáng)度重復(fù)性工作，五個(gè)組件配合可以實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)作，也便于模塊化生產(chǎn)組裝，降低了生產(chǎn)周期，有效降低了生產(chǎn)成本。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0007]進(jìn)一步，所述基座組件包括基座、第一伺服電機(jī)、第一減速機(jī)和旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述第一伺服電機(jī)置于所述基座的內(nèi)側(cè)，所述第一減速機(jī)置于所述基座的上端，所述第一伺服電機(jī)的輸出軸穿過所述基座的上端與所述第一減速機(jī)的輸入端連接；所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)可旋轉(zhuǎn)的置于所述第一減速機(jī)的上端，所述第一減速機(jī)的輸出端帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的邊緣固定設(shè)置有對(duì)所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)限位的第一限位塊。
[0008]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:第一伺服電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)，通過第一減速機(jī)可以實(shí)現(xiàn)控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)二軸組件、三軸組件、四軸組件和五軸組件繞二軸組件的軸向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度快；第一限位塊可以對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行限位，提升本裝置運(yùn)作精度。
[0009]進(jìn)一步，所述二軸組件包括立柱、第二伺服電機(jī)、聯(lián)軸器和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述立柱固定置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上端，所述第二伺服電機(jī)固定置于所述立柱的上端，所述聯(lián)軸器和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均可轉(zhuǎn)動(dòng)的置于所述立柱的內(nèi)側(cè)，所述聯(lián)軸器的上端與所述第二伺服電機(jī)的輸出軸連接，所述聯(lián)軸器的下端與所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述第二伺服電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)；所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述三軸組件連接，所述立柱靠近所述三軸組件的一側(cè)沿所述立柱的軸向設(shè)置有導(dǎo)軌傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)所述三軸組件沿所述導(dǎo)軌傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)。
[0010]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:第二伺服電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)，通過連軸器帶動(dòng)絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述三軸組件沿所述立柱的軸向移動(dòng)，導(dǎo)軌傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以有效降低三軸組件移動(dòng)過程中的阻力，使得本裝置運(yùn)行速度快，導(dǎo)軌傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以增強(qiáng)二軸組件與三軸組件的連接強(qiáng)度。
[0011]進(jìn)一步，所述三軸組件包括軸臂、第三伺服電機(jī)和第二減速機(jī)，所述軸臂的一端與所述導(dǎo)軌傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述軸臂的另一端與所述四軸組件連接，所述第三伺服電機(jī)固定置于所述軸臂靠近所述四軸組件一側(cè)的上端，所述第二減速機(jī)置于所述軸臂對(duì)應(yīng)所述第三伺服電機(jī)處的內(nèi)側(cè)，所述第三伺服電機(jī)的輸出軸與所述第二減速機(jī)的輸入端連接，所述第二減速機(jī)的輸出端與所述四軸組件連接；所述軸臂靠近所述四軸組件一側(cè)的下端固定設(shè)置有第二限位塊。
[0012]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:第三伺服電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)，通過第二減速機(jī)可以帶動(dòng)四軸組件繞三軸組件和四軸組件連接處水平旋轉(zhuǎn)，通過單獨(dú)的伺服電機(jī)控制，可以提升四軸組件運(yùn)作的速度和靈活性；第二限位塊可以對(duì)四軸組件的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行限位，提升本裝置運(yùn)作精度。
[0013]進(jìn)一步，所述立柱和所述軸臂之間連接有呈密封狀的拖鏈，所述拖鏈的一端與所述立柱連接，另一端與所述軸臂連接，所述拖鏈呈倒置U狀。
[0014]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:實(shí)現(xiàn)二軸組件和三軸組件相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中，使三軸組件上的相關(guān)通訊線路相對(duì)靜止，從而避免相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)通訊線路損害。
[0015]進(jìn)一步，所述四軸組件包括轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臂、第四伺服電機(jī)和第三減速機(jī)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)的一端與所述第二減速機(jī)的輸出端連接，所述轉(zhuǎn)臺(tái)的另一端與所述轉(zhuǎn)臂連接；所述第四伺服電機(jī)置于所述轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)臂的一側(cè)，所述第三減速機(jī)置于所述轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)靠近所述轉(zhuǎn)臂的一側(cè)，所述第四伺服電機(jī)的輸出軸與所述第三減速機(jī)的輸入端連接，所述第三減速機(jī)的輸出端與所述轉(zhuǎn)臂連接，所述第三減速機(jī)的輸出端可帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)臂繞所述轉(zhuǎn)臂的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:第四伺服電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)，通過第三減速機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂繞轉(zhuǎn)臂的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)五軸組件繞轉(zhuǎn)臂的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過單獨(dú)的伺服電機(jī)控制，可以提升五軸組件運(yùn)作的速度和靈活性。
[0017]進(jìn)一步，所述軸臂與所述轉(zhuǎn)臺(tái)之間設(shè)置有連接關(guān)節(jié)，所述連接關(guān)節(jié)的一端與所述軸臂固定連接，所述連接關(guān)節(jié)的另一端呈喇叭狀與所述轉(zhuǎn)臺(tái)懸空連接。
[0018]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:實(shí)現(xiàn)三軸組件和四軸組件相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中，使四軸組件上的相關(guān)通訊線路相對(duì)靜止，從而避免相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)通訊線路損害。
[0019]進(jìn)一步，所述五軸組件包括殼體、第五伺服電機(jī)、第四減速機(jī)、手腕體和法蘭，所述殼體與所述轉(zhuǎn)臂遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)臺(tái)的一端固定連接，所述殼體隨所述轉(zhuǎn)臂繞所述轉(zhuǎn)臂的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第五伺服電機(jī)、第四減速機(jī)、手腕體均置于所述殼體的內(nèi)側(cè)，所述第五伺服電機(jī)的輸出軸與所述第四減速機(jī)的輸入端連接，所述第四減速機(jī)的輸出端與所述手腕體連接，所述法蘭置于所述殼體遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)臂的一端，所述手腕體與所述法蘭連接。
[0020]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:第五伺服電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)，通過第四減速機(jī)帶動(dòng)手腕體運(yùn)轉(zhuǎn)，手腕體帶動(dòng)法蘭運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)本裝置可以靈活運(yùn)作；殼體與轉(zhuǎn)臂固定連接，提升本裝置的連接強(qiáng)度，運(yùn)行速度快、勝任高強(qiáng)度重復(fù)性工作；法蘭為多用途法蘭，可同時(shí)與多種端拾器連接，提供多種連接方式供用戶選擇，也提升本裝置的適用范圍。
[0021]進(jìn)一步，所述基座組件、二軸組件、三軸組件、四軸組件和五軸組件上的布線均為全封閉式。
[0022]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:全封閉式布線可以避免外部環(huán)境對(duì)通訊線干擾，使本裝置完全適應(yīng)惡劣工況，提升適用范圍。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明一種五軸擺臂關(guān)節(jié)機(jī)器人的主視圖；
[0024]圖2為本發(fā)明一種五軸擺臂關(guān)節(jié)機(jī)器人的側(cè)視圖；
[0025]圖3為本發(fā)明一種五軸擺臂關(guān)節(jié)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0027]1、基座組件，11、基座，12、第一伺服電機(jī)，13、第一減速機(jī)，14、旋轉(zhuǎn)臺(tái)，15、第一限位塊；
[0028]2、二軸組件，21、立柱，22、第二伺服電機(jī)，23、聯(lián)軸器，24、絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，25、導(dǎo)軌傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0029]3、三軸組件，31、軸臂，32、第三伺服電機(jī)，33、第二減速機(jī)，34、第二限位塊；
[0030]4、四軸組件，41、轉(zhuǎn)臺(tái)，42、轉(zhuǎn)臂，43、第四伺服電機(jī)，44、第三減速機(jī)；
[0031]5、五軸組件，51、殼體，52、第五伺服電機(jī)，53、第四減速機(jī)，54、手腕體，55、法蘭；
[0032]6、拖鏈。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0034]如圖1至圖3所示，一種五軸擺臂關(guān)節(jié)機(jī)器人，包括基座組件1，所述基座組件I的上端設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的二軸組件2，所述二軸組件2可繞其軸向旋轉(zhuǎn)；所述二軸組件2的一側(cè)連接有三軸組件3，所述三軸組件3可沿所述二軸組件2的軸向移動(dòng)；所述三軸組件3遠(yuǎn)離所述二軸組件2的一端連接有四軸組件4，所述四軸組件4可繞其與所述三軸組件3的連接處旋轉(zhuǎn)，所述四軸組件4遠(yuǎn)離三軸組件3的一端設(shè)置有可繞所述四軸組件4軸向旋轉(zhuǎn)的五軸組件5。
[0035]優(yōu)選的，所述基座組件I包括基座11、第一伺服電機(jī)12、第一減速機(jī)13和旋轉(zhuǎn)臺(tái)14，所述第一伺服電機(jī)12置于所述基座11的內(nèi)側(cè)，所述第一減速機(jī)13置于所述基座11的上端，所述第一伺服電機(jī)12的輸出軸穿過所述基座11的上端與所述第一減速機(jī)13的輸入端連接；所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)14可旋轉(zhuǎn)的置于所述第一減速機(jī)13的上端，所述第一減速機(jī)13的輸出端帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)14旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)14的邊緣固定設(shè)置有對(duì)所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)14旋轉(zhuǎn)限位的第一限位塊15。
[0036]優(yōu)選的，所述二軸組件2包括立柱21、第二伺服電機(jī)22、聯(lián)軸器23和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)24，所述立柱21固定置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)14的上端，所述第二伺服電機(jī)22固定置