一種混聯(lián)型機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混聯(lián)型機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和“機(jī)器換人”大背景下，工業(yè)機(jī)器人作為制造裝備行業(yè)中較為主要的關(guān)鍵裝備而被廣泛研宄。在我國(guó)金屬加工等行業(yè)中廣泛采用的傳統(tǒng)桁架機(jī)器人普遍使用直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，雖然其直線運(yùn)動(dòng)空間較大，但是末端運(yùn)動(dòng)不夠靈活，很難進(jìn)入特定的、狹小的空間進(jìn)行取件、搬運(yùn)、切割等動(dòng)作。而且，傳統(tǒng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人還存在著工作空間拓展成本較高，空間布局較為困難等問(wèn)題。為此，結(jié)合傳統(tǒng)的桁架機(jī)器人與關(guān)節(jié)機(jī)器人各自優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)線性+關(guān)節(jié)的混聯(lián)型機(jī)器人，可滿足上述特定應(yīng)用，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率，降低成本的目的。
[0003]現(xiàn)有的直角坐標(biāo)機(jī)器人主要存在以下不足:較多采用4個(gè)自由度，很少有實(shí)現(xiàn)6個(gè)自由度的結(jié)構(gòu)。因此其動(dòng)作簡(jiǎn)單，末端不夠靈活，較難到達(dá)特定的應(yīng)用空間，完成狹小空間內(nèi)的取出任務(wù)或者復(fù)雜軌跡要求的動(dòng)作。而現(xiàn)有的多關(guān)節(jié)機(jī)器人雖然動(dòng)作靈活但對(duì)于工作空間大的應(yīng)用，這種機(jī)器人無(wú)法滿足，并且其價(jià)格較高。
[0004]在中國(guó)專利公布號(hào)為:CN103707292A的文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種基于XYZ直角坐標(biāo)關(guān)節(jié)和姿態(tài)腕的6自由度工業(yè)機(jī)器人，包括直角坐標(biāo)關(guān)節(jié)和姿態(tài)腕，其中，直角坐標(biāo)關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的移動(dòng)自由度，姿態(tài)腕實(shí)現(xiàn)三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。該工業(yè)機(jī)器人雖然具有6自由度，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靈活不夠。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種具有6自由度、直線運(yùn)動(dòng)范圍廣、末端動(dòng)作靈活、性價(jià)比高的混聯(lián)型機(jī)器人，特別適用于金屬加工上下料、激光切割等具有特定應(yīng)用空間動(dòng)作要求的使用場(chǎng)合。
[0006]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種混聯(lián)型機(jī)器人，包括水平直線運(yùn)動(dòng)部、上下垂直運(yùn)動(dòng)部以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部，上下垂直運(yùn)動(dòng)部安裝在水平直線運(yùn)動(dòng)部上，水平直線運(yùn)動(dòng)部帶動(dòng)上下垂直運(yùn)動(dòng)部以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部作橫向水平運(yùn)動(dòng)，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部連接于上下垂直運(yùn)動(dòng)部的末端，上下垂直運(yùn)動(dòng)部帶動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部作上下豎直運(yùn)動(dòng)；關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部主要包括第一中空箱體、三軸伺服電機(jī)、三軸RV減速機(jī)、四軸伺服電機(jī)、四軸RV減速機(jī)、四軸輸出法蘭、連接軸、第二中空箱體、五軸伺服電機(jī)、第一同步帶傳動(dòng)組件、第一諧波減速器、第三中空箱體、六軸伺服電機(jī)、第二同步帶傳動(dòng)組件、軸線相互垂直的錐齒輪傳動(dòng)組件、第二諧波減速器以及六軸輸出法蘭，三軸伺服電機(jī)安裝在第一中空箱體內(nèi)部，三軸RV減速機(jī)則固定在第一中空箱體外部，三軸伺服電機(jī)的電機(jī)軸連接到三軸RV減速機(jī)的軸輸入端，三軸RV減速機(jī)輸出端連接于上下垂直運(yùn)動(dòng)部上，通過(guò)三軸伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)整個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部沿著三軸RV減速機(jī)輸出端軸線作擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；四軸伺服電機(jī)同樣安裝在第一中空箱體內(nèi)部，其電機(jī)軸與四軸RV減速機(jī)輸入端連接在一起，四軸輸出法蘭連接在四軸RV減速機(jī)的輸出軸上，并通過(guò)連接軸連接第二中空箱體；通過(guò)四軸伺服電機(jī)以及四軸RV減速機(jī)帶動(dòng)連接軸及其上的部件沿著四軸RV減速機(jī)的輸出軸軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；五軸伺服電機(jī)固定安裝在第二中空箱體的內(nèi)部，五軸伺服電機(jī)通過(guò)第一同步帶傳動(dòng)組件與第一諧波減速器的輸入軸聯(lián)接，而第一諧波減速器的輸出端又固定聯(lián)接著第三中空箱體；通過(guò)五軸伺服電機(jī)最終傳動(dòng)第一諧波減速器，使得連接在其上面的第三中空箱體作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；六軸伺服電機(jī)同樣安裝在第二中空箱體內(nèi)部，并通過(guò)第二同步帶傳動(dòng)組件與軸線相互垂直的錐齒輪傳動(dòng)組件聯(lián)接，錐齒輪傳動(dòng)組件深入到第三中空箱體內(nèi)部；錐齒輪傳動(dòng)組件的另一端與第二諧波減速器的輸入端聯(lián)接，六軸輸出法蘭作為最終的輸出端固定在第二諧波減速器的輸出端上，六軸伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)第二同步帶傳動(dòng)組件以及錐齒輪傳動(dòng)組件配合帶動(dòng)六軸輸出法蘭作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步地，第一同步帶傳動(dòng)組件包括第一主動(dòng)同步帶輪、第一同步帶以及第一被動(dòng)同步帶輪，第一主動(dòng)同步帶輪通過(guò)鍵連接于五軸伺服電機(jī)的電機(jī)軸上，并與第一同步帶以及第一被動(dòng)同步帶輪組成帶傳動(dòng)連接，第一被動(dòng)同步帶輪又固定連接在第一諧波減速器的輸入軸上；錐齒輪傳動(dòng)組件包括第一錐齒輪軸以及第二錐齒輪軸；第二同步帶傳動(dòng)組件包括第二主動(dòng)同步帶輪、第二同步帶以及第二被動(dòng)同步帶輪，第二主動(dòng)同步帶輪通過(guò)鍵連接于六軸伺服電機(jī)的電機(jī)軸上，并與第二同步帶以及第二被動(dòng)同步帶輪組成帶傳動(dòng)連接，第二被動(dòng)同步帶輪又固定連接在第一錐齒輪軸的前端上。
[0008]進(jìn)一步地，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部還包括若干軸承、套筒、鎖緊法蘭以及罩板，套筒固定在第三中空箱體上，若干軸承則安裝在套筒內(nèi)部?jī)啥?，用?lái)支撐第一錐齒輪軸，第一錐齒輪軸同時(shí)與第二被動(dòng)同步帶輪采用鍵連接的方式進(jìn)行傳動(dòng)，并深入第三中空箱體內(nèi)部；第二錐齒輪軸同樣布置在第三中空箱體內(nèi)部，第二錐齒輪軸末端采用花鍵連接著鎖緊法蘭，鎖緊法蘭與固定在第三中空箱體上的第二諧波減速器的輸入端采用螺釘連接。
[0009]進(jìn)一步地，水平直線運(yùn)動(dòng)部主要包括橫行梁、上橫行滑板、側(cè)橫行滑板、若干橫行滑塊、橫行線軌、第一伺服電機(jī)、第一減速機(jī)、橫行斜齒輪、橫行齒條、橫行拖鏈、警告燈以及橫行梁支架，橫行線軌分別平行安裝在橫行梁的頂面和側(cè)面，橫行齒條同樣安裝在橫行梁的頂面上且與橫行線軌平行布置，第一伺服電機(jī)連同第一減速機(jī)一起安裝在上橫行滑板上，上橫行滑板又與側(cè)橫行滑板相互垂直固定連接在一起，在上橫行滑板以及側(cè)橫行滑板上分別固定有若干橫行滑塊，若干橫行滑塊分別與橫行線軌配合；第一伺服電機(jī)通過(guò)第一減速機(jī)帶動(dòng)橫行斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，橫行斜齒輪與橫行齒條配合帶動(dòng)由上橫行滑板和側(cè)橫行滑板組成的整體以及其上安裝的零部件一起作橫向直線運(yùn)動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步地，上下垂直運(yùn)動(dòng)部主要包括第二伺服電機(jī)、第二減速機(jī)、減速機(jī)法蘭、手臂梁滑塊固定板、手臂梁、若干滑塊、手臂直線導(dǎo)軌、手臂斜齒輪、手臂斜齒條以及關(guān)節(jié)支架板，第二伺服電機(jī)固定連接第二減速機(jī)，第二減速機(jī)通過(guò)減速機(jī)法蘭安裝在手臂梁滑塊固定板上，手臂直線導(dǎo)軌以及手臂斜齒條相互平行地設(shè)置在手臂梁的內(nèi)側(cè)面上，手臂直線導(dǎo)軌嵌入到若干滑塊中，手臂斜齒輪安裝在第二減速機(jī)的輸出軸上，并與手臂斜齒條進(jìn)行配合傳動(dòng)，在手臂梁的末端固定安裝有關(guān)節(jié)支架板，用來(lái)連接下面的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部；第二伺服電機(jī)作為動(dòng)力輸出源驅(qū)動(dòng)第二減速機(jī)，再通過(guò)手臂斜齒輪以及手臂斜齒條帶動(dòng)手臂梁以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部一起沿著手臂直線導(dǎo)軌的長(zhǎng)度方向作上下直線運(yùn)動(dòng)。
[0011]進(jìn)一步地，上下垂直運(yùn)動(dòng)部還包括油壺，油壺用來(lái)給若干滑塊注油。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的混聯(lián)型機(jī)器人，提供一種6自由度混聯(lián)型機(jī)器人，不僅具有傳統(tǒng)直角坐標(biāo)機(jī)器人大跨度工作區(qū)間，而且具有關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)靈活、高柔性特點(diǎn)，同時(shí)具備較高的性價(jià)比，以此來(lái)滿足特定應(yīng)用空間的任務(wù)動(dòng)作。本實(shí)用新型具有4個(gè)關(guān)節(jié)軸，因而使得機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)更加地靈活，通用性更高、實(shí)用性和可操作性更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更加地廣泛。
[0013]本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn):
[0014]1、兼具大工作空間與更高的末端靈活性，能夠適應(yīng)大部分金屬加工上下料、取件、搬運(yùn)、激光切割等任務(wù)。
[0015]2、性價(jià)比高。大部分零件采用鈑金件或者結(jié)構(gòu)件，具有高度的結(jié)構(gòu)模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的立體示意圖；
[0017]圖2為圖1中水平直線運(yùn)動(dòng)部的立體示意圖；
[0018]圖3為圖1中上下垂直運(yùn)動(dòng)部的立體示意圖；
[0019]圖4為圖1中關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部的平面示意圖；
[0020]圖5為圖4中A-A剖面示意圖；
[0021]圖6為圖5中M部放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0023]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型混聯(lián)型機(jī)器人的較佳實(shí)施例，包括水平直線運(yùn)動(dòng)部1、上下垂直運(yùn)動(dòng)部2以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部3。上下垂直運(yùn)動(dòng)部2安裝在水平直線運(yùn)動(dòng)部I上，水平直線運(yùn)動(dòng)部I帶動(dòng)上下垂直運(yùn)動(dòng)部2以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部3作橫向水平運(yùn)動(dòng)，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部3連接于上下垂直運(yùn)動(dòng)部2的末端，上下垂直運(yùn)動(dòng)部2帶動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部3作上下豎直運(yùn)動(dòng)。水平直線運(yùn)動(dòng)部I和上下垂直運(yùn)動(dòng)部2實(shí)現(xiàn)機(jī)器人兩個(gè)相互垂直方向的平移自由度，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部3實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的四個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。
[0024]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1以及圖2所示，水平直線運(yùn)動(dòng)部I主要包括橫行梁1-1、上橫行滑板1-2、側(cè)橫行滑板1-3、若干橫行滑塊1-4、橫行線軌1-5、第一伺服電機(jī)1-6、第一減速機(jī)1-7、橫行斜齒輪1-8、橫行齒條1-9以及橫行梁支架(圖中未給出)。橫行梁1-1固定于橫行梁支架上。橫行線軌1-5分別平行安裝在橫行梁1-1的頂面和側(cè)面，橫行齒條1-9同樣安裝在橫行梁1-1的頂面上且與橫行線軌1-5平行布置。第一伺服電機(jī)1-6連同第一減速機(jī)1-7 一起安裝在上橫行滑板1-2上，上橫行滑板1-2又與側(cè)橫行滑板1-3相互垂直固定連接在一起，在上橫行滑板1-2以及側(cè)橫行滑板1-3上分別固定有若干橫行滑塊1-4。若干橫行滑塊1-4分別與橫行線軌1-5配合。運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一伺服電機(jī)1-6通過(guò)第一減速機(jī)1-7帶動(dòng)橫行斜齒輪1-8轉(zhuǎn)動(dòng)，橫行斜齒輪1-8與橫行齒條1-9配合帶動(dòng)由上橫行滑板1-2和側(cè)橫行滑板1-3組成的整體以及上面安裝的零部件一起作橫向直線運(yùn)動(dòng)。
[0025]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1以及圖3所示，上下垂直運(yùn)動(dòng)部2主要包括第二伺服電機(jī)2-1、第二減速機(jī)2-2、減速機(jī)法蘭2-3、手臂梁滑塊固定板2-4、手臂梁2-5、若干滑塊2-6、手臂直線導(dǎo)軌2-7、手臂斜齒輪2-8、手臂斜齒條2-9、關(guān)節(jié)支架板2-10以及油壺2_11。第二伺服電機(jī)2-1固定連接第二減速機(jī)2-2，第二減速機(jī)2-2通過(guò)減速機(jī)法蘭2-3安裝在手臂梁滑塊固定板2-4上。手臂直線導(dǎo)軌2-7以及手臂斜齒條2-9相互平行地設(shè)置在手臂梁2-5的內(nèi)側(cè)面上，手臂直線導(dǎo)軌2-7嵌入到若干滑塊2-6中。手臂斜齒輪2-8采用鍵連接安裝在第二減速機(jī)2-2的輸出軸上，并與手臂斜齒條2-9進(jìn)行配合傳動(dòng)。在手臂梁2-5的末端固定安裝有關(guān)節(jié)支架板2-10，用來(lái)連接下面的關(guān)節(jié)