一種應(yīng)用平行四邊形原理的七軸五動力機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)機器人的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用平行四邊形原理的七軸五動力機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流機器人發(fā)展前景及未來的發(fā)展方向。汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時避免了大量的工傷事故。
[0003]目前，市面上的單臂搖擺式機械手，由于其移動路線為圓弧形，抓手吸盤難以實現(xiàn)水平的直線移動，為了讓抓手吸盤保持水平，往往需要動力機構(gòu)的輔助，如此也會相應(yīng)的提高制造成本。并且現(xiàn)有的機械手的傳動臂普遍為單臂，其穩(wěn)定性較低，機械手在移動過程中容易產(chǎn)生晃動，嚴重影響機械手的控制精度，難以達到人們的精度需求;且現(xiàn)有的機器人的抓手一般僅能夠起到夾持工件的作用，方向和位置的調(diào)節(jié)均需要搖臂進行操作，使得整個機器人的抓手可操控的范圍窄，且抓手位置的精細調(diào)整費時費力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本實用新型提供了一種應(yīng)用平行四邊形原理的七軸五動力機器人，其通過將兩組搖擺臂組件首尾相互鉸接，并各組形成兩個平行四邊形的鉸接結(jié)構(gòu)，進而保證機器人在運行過程中始終能夠保證抓手抓取的工件處于水平狀態(tài)，提高了工件拿取的穩(wěn)定性，且使得抓手的可操控范圍大，抓手的精細調(diào)整省事省力。
[0005]—種應(yīng)用平行四邊形原理的七軸五動力機器人，其技術(shù)方案是這樣的:其包括底座，所述底座上設(shè)置有水平可轉(zhuǎn)動的第一軸，所述第一軸的一端設(shè)置有驅(qū)動所述第一軸轉(zhuǎn)動的第一軸伺服電機，所述第一軸的另一端連接有搖擺臂組件，所述第一軸伺服電機通過驅(qū)動所述第一軸轉(zhuǎn)動進而帶動所述搖擺臂組件繞著所述第一軸的周向擺動，所述搖擺臂組件的自由端連接有用于抓取工件的抓手，所述搖擺臂組件包括相互鉸接在一起的第一搖擺臂組件和第二搖擺臂組件，兩組搖擺臂組件首尾相互鉸接，并各組形成兩個平行四邊形的鉸接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述抓手包括橫向驅(qū)動部件、垂直向驅(qū)動部件、終端抓手，所述橫向驅(qū)動部件包括水平橫向支架、水平橫向動力組件，所述垂直向驅(qū)動部件包括垂直向動力組件、垂直向支架，所述搖擺臂組件的自由端緊固連接所述水平橫向支架，所述水平橫向支架內(nèi)設(shè)置有第六軸水平橫向軌道，所述垂直向支架卡裝于所述第六軸水平橫向軌道，所述水平橫向動力組件的輸出端連接所述垂直向支架，所述垂直向支架可沿著所述第六軸水平橫向軌道往復(fù)移動，所述垂直向支架內(nèi)設(shè)置有第七軸垂直向軌道，垂直向滑塊嵌裝于所述第七軸垂直向軌道內(nèi)，所述垂直向滑塊通過連接桿連接所述終端抓手，所述垂直向動力組件的輸出端連接所述垂直向滑塊。
[0006]其進一步特征在于:所述搖擺臂組件包括相互鉸接在一起的第一搖擺臂組件和第二搖擺臂組件，所述第一搖擺臂組件包括鉸接在所述第一軸端部的第二軸，所述第二軸的一側(cè)設(shè)置有協(xié)助所述第二軸擺動的兩個第一控制桿，兩個所述第一控制桿與所述第二軸形成平行四邊形的鉸接結(jié)構(gòu)，兩個所述第一控制桿之間也形成平行四邊形的鉸接結(jié)構(gòu);所述第二搖擺臂組件包括第三軸和兩個第二控制桿，所述第三軸的一端與所述第二軸的遠離所述第一軸的一端鉸接，所述第三軸的另一端與所述抓手鉸接，兩個所述第二控制桿分別鉸接在兩個所述第一控制桿的端部，兩個所述第二控制桿形成鉸接的平行四邊形結(jié)構(gòu)，兩個所述第二控制桿與所述第三軸之間也形成鉸接的平行四邊形結(jié)構(gòu);所述第二軸與所述第一軸之間設(shè)置有第二軸工作模組，所述第二軸工作模組用于驅(qū)動所述第二軸向靠近或遠離所述工件加工位置的方向轉(zhuǎn)動;所述第三軸與所述第二軸之間設(shè)置有第三軸工作模組，所述第三軸工作模組用于驅(qū)動所述第三軸向所述靠近或遠離所述工件加工位置的方向轉(zhuǎn)動，所述第三軸的遠離所述第二軸的一端端部鉸接有第四軸，第四軸設(shè)置有可轉(zhuǎn)動的第五軸，所述第五軸的水平朝向所述第二控制桿一側(cè)延伸的一端端部連接有平行固定板，所述平行固定板與所述第二控制桿的端部鉸接連接;所述第五軸的遠離所述第二控制桿的一端穿過所述第四軸并與所述抓手固定連接；
[0007]所述水平橫向動力組件包括軟軸伺服電機、電機輸出軟軸、主動同步輪、從動同步輪、同步帶，所述軟軸伺服電機通過電機輸出軟軸連接所述主動同步輪，所述主動同步輪、從動同步輪之間通過所述同步帶連接，所述同步帶位于所述水平橫向支架的橫向安裝槽內(nèi)，所述主動同步輪、從動同步輪分別布置于所述橫向安裝槽的兩端位置，所述同步帶的外側(cè)端面緊固連接有垂直向支架，所述垂直向支架同時卡裝于外凸的所述第六軸水平橫向軌道，所述軟軸伺服電機驅(qū)動主動同步輪轉(zhuǎn)動，進而帶動同步帶帶動垂直向支架沿著第六軸水平橫向軌道水平橫向移動，使得終端抓手可以在水平橫向移動，確保整個機器人的工作范圍更廣；
[0008]所述水平橫向支架內(nèi)設(shè)置有橫向平衡塊，確保整個結(jié)構(gòu)工作時的穩(wěn)定；
[0009 ]所述橫向平衡塊嵌裝于所述水平橫向支架的內(nèi)部腔體內(nèi)，所述橫向平衡塊通過平衡塊連接板緊固連接第六軸水平橫向軌道，使得第六軸水平橫向軌道布置合理，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；
[0010]所述軟軸伺服電機固裝于第三軸，所述電機輸出軟軸的長度確保機器人的正常工作、且不會發(fā)生纏繞；
[0011 ] 所述垂直向動力組件具體為垂直向氣缸，所述垂直向氣缸固裝于所述垂直向支架，所述垂直向氣缸的活塞桿連接所述垂直向滑塊，垂直向滑塊在垂直向氣缸的帶動下沿著第七軸垂直向軌道做上下運動，使得終端抓手可以在垂直方向進行精細調(diào)整；
[0012]所述第一軸的遠離于第二軸的位置處設(shè)置有重力平衡塊，所述第一軸未轉(zhuǎn)動時，所述重力平衡塊的重心與所述第一軸軸線所在的平面垂直于水平面，可使驅(qū)動動力相應(yīng)減小，以降低電耗；
[0013]在所述第一軸遠離第二軸的末端設(shè)有阻尼剎車機構(gòu)，其可根據(jù)轉(zhuǎn)角的大小獲取不同的阻尼力，以降低第一軸的運動慣量；
[0014]所述第二軸工作模組包括第二軸工作推桿，所述第二軸工作推桿的一端鉸接在所述第二軸上、另一端鉸接在第一滑塊，所述第一滑塊設(shè)置在第二軸工作模組的導(dǎo)向軌道內(nèi)，所述第一滑塊由第二軸工作模組伺服電機驅(qū)動沿著所述第一軸的軸線方向做線性往復(fù)運動；
[0015]所述第一滑塊通過阻尼彈簧組與所述第二軸工作模組的尾端連接，從而以減少第二軸運動到-45°?-80°時的重力和運動慣量，進而降低第二軸工作模組的驅(qū)動力，節(jié)約能源，使得操作能耗??；
[0016]所述第三軸工作模組包括第三軸工作推桿，所述第三軸工作推桿的一端鉸接在所述第三軸上、另一端鉸接在第二滑塊上，所述第二滑塊設(shè)置在第三軸工作模組的導(dǎo)向軌道內(nèi)，所述第二滑塊由第三軸工作模組伺服電機驅(qū)動沿著所述第三軸的軸線方向做線性往復(fù)運動；
[0017]所述第二軸的內(nèi)側(cè)上部設(shè)置有阻尼彈簧板，所述阻尼彈簧板在第三軸位于第二軸成角為-45°?-90°起作用，在第三軸相對于第二軸位于不同角度時產(chǎn)生不同的阻尼，以減少第三軸的重力和運動慣量，降低第三軸工作模組的驅(qū)動力，，節(jié)約能源，使得操作能耗?。?br>[0018]所述第一軸由垂直設(shè)置在所述底座上的兩個墻板支撐，兩個所述墻板平行間隔設(shè)置，所述重力平衡塊設(shè)置在兩個所述墻板的中間。
[0019]所述第二軸工作推桿的軸線、所述第三軸工作推桿的軸線及所述第一軸的軸線均位于同一平面內(nèi)；
[0020]所述底座的位于所述第一軸的凸出一側(cè)緊固有平行四邊形支撐座，第一連接軸支承于所述平行四邊形支承座的上端面，兩根平行的所述第一控制桿的底部分別鉸接于所述第一連接軸，所述第三軸與所述第二軸的鉸接位置插裝有鉸接軸，所述鉸接軸設(shè)置有前凸的中心凸桿，所述中心凸桿，所述中心凸桿的前端設(shè)置有連接基座，所述連接基座、中心凸桿、鉸接軸三者形成一個整體，兩根平行的所述第一控制桿的上端鉸接連接所述連接基座，兩根平行的所述第二控制桿的下端鉸接連接所述連接基座；
[0021]所述連接基座的前端分別設(shè)置有兩根平行連接軸，其分別為:位于下部的第二連接軸、位于上部的第三連接軸，兩根平行的所述第一控制桿的上端分別鉸接連接所述第二連接軸，兩根平行的所述第二控制桿的下端分別鉸接連接所述第三連接軸。
[0022]采用上述技術(shù)方案后，其通過將兩組搖擺臂組件首尾相互鉸接，并各組形成兩個平行四邊形的鉸接結(jié)構(gòu)，進而保證機器人在運行過程中始終能夠保證抓手抓取的工件處于水平狀態(tài)，提高了工件拿取的穩(wěn)定性，且無需像傳統(tǒng)機器人那樣設(shè)置專門的用于驅(qū)動工件水平的動力驅(qū)動裝置，因此能夠節(jié)約能源，且整體結(jié)構(gòu)簡單，造價較