專利名稱：一種六自由度工業(yè)機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)機器人領(lǐng)域，特別是指一種六自由度工業(yè)機器人。
背景技術(shù)：
目前市場上現(xiàn)有的六自由度機器人基本一樣，都是采用串聯(lián)方式，這樣的機器人在運動時不可避免地會出現(xiàn)奇異點，造成機器人自由度減少，在實際應(yīng)用中造成諸多不便。目前普遍采用的是通過在機器人運動中避開奇異點來解決這個問題，或者通過研究新型的機器人算法解決，但目前還沒有十分合理便利的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種六自由度工業(yè)機器人，其將串聯(lián)機構(gòu)與并聯(lián)機構(gòu)結(jié)合設(shè)計成具有 并聯(lián)大轉(zhuǎn)動手腕的六自由度工業(yè)機器人，本發(fā)明結(jié)構(gòu)形式新穎特殊，而且可以實現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動，剛性好，同時由于加上并聯(lián)手腕，使得該機器人不存在一般六自由度機器人不可避免的奇異點，從而使機器人的動作更敏捷、更流暢。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種六自由度工業(yè)機器人，包括第五部件和第六部件，所述第五部件與所述第六部件通過雙轉(zhuǎn)動副連接；所述第六部件包括下底座和四個第三連桿，所述第三連桿均勻設(shè)置于所述下底座外側(cè)；所述第五部件包括第一驅(qū)動機構(gòu)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括第一線性模組、與所述第一線性模組連接的第一曲柄滑塊機構(gòu)以及與所述第一曲柄滑塊結(jié)構(gòu)連接的第一連桿，所述第一連桿與第一驅(qū)動臂連接；所述第五部件還包括第二驅(qū)動機構(gòu)，所述第二驅(qū)動機構(gòu)包括第二線性模組、與所述第二線性模組連接的第二曲柄滑塊結(jié)構(gòu)以及與所述第二曲柄滑塊結(jié)構(gòu)連接的第二連桿，所述第二連桿與第二驅(qū)動臂連接；所述第一線性模組和所述第二線性模組分別帶動所述第一曲柄滑塊結(jié)構(gòu)和所述第二曲柄滑塊機構(gòu)做線性運動，從而分別帶動所述第一連桿和所述第二連桿做線性運動，分別帶動所述第一驅(qū)動臂和所述第二驅(qū)動臂轉(zhuǎn)動，帶動所述第五部件和所述第六部件共同轉(zhuǎn)動。進一步的，所述六自由度工業(yè)機器人還包括包括基座、第一部件、第二部件、第三部件和第四部件；所述第五部件一端設(shè)置于所述第四部件的一端，所述第四部件另一端插設(shè)于所述第三部件內(nèi)，所述第四部件可繞所述第三部件中心軸轉(zhuǎn)動。更進一步的，所述第三部件一端可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述第二部件的一端所述第三部件可繞第二部件一端中心軸轉(zhuǎn)動；所述第二部件另一端可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述第一部件的一端，所述第二部件可繞所述第一部件一端轉(zhuǎn)動；所述第一部件另一端設(shè)置于所述基座的頂端，所述第一部件可繞所述基座轉(zhuǎn)動。進一步的，所述第五部件還包括上底座和兩個從動臂，所述兩個從動臂與所述第一驅(qū)動臂和所述第二驅(qū)動臂均勻設(shè)置于所述上底座外側(cè)。進一步的，所述第六部件一端連接有連接各種夾具和焊槍工具的連接法蘭。更進一步的，所述第五部件中的第一驅(qū)動臂、第二驅(qū)動臂和兩個從動臂與所述第六部件中的四個第三連桿通過所述雙轉(zhuǎn)動副連接；所述上底座和所述下底座最大可形成100度轉(zhuǎn)角。更進一步的，所述第五部件和所述第六部件驅(qū)動機構(gòu)可選用伺服電機和步進電機。發(fā)明的有益效果是本發(fā)明結(jié)構(gòu)形式新穎特殊，而且可以實現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動，剛性好。本發(fā)明實現(xiàn)機器人各個關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)和俯仰，特別是并聯(lián)大轉(zhuǎn)動手腕的設(shè)計，可以實現(xiàn)手腕的大角度轉(zhuǎn)動，且將一般六自由度工業(yè)機器人的第五軸第六軸用并聯(lián)手腕代替，可使得一般六自由度機器人的奇異點消失，從而使機器人運動更敏捷，軌跡更平滑流暢。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明一種六自由度工業(yè)機器人一個實施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I所示六自由度工業(yè)機器人的A局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖I所示六自由度工業(yè)機器人的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中基座I ;第一部件2 ;第二部件3 ;第三部件4 ;第四部件5 ;第五部件6 ;第一驅(qū)動臂61 ;第二驅(qū)動臂62 ;第一驅(qū)動機構(gòu)63 ;第一線性模組631 ;第一曲柄滑塊機構(gòu)632 ；第一連桿633 ;第二驅(qū)動機構(gòu)64 ;第二線性模組641 ;第二曲柄滑塊機構(gòu)642 ;第二連桿643 ；上底座65 ;從動臂66 ;第六部件7 ;下底座71 ;連接法蘭72 ;第三連桿73 ;雙轉(zhuǎn)動副74。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(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發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。根據(jù)圖I-圖3所示的優(yōu)選實施例，一種六自由度工業(yè)機器人，包括基座I、第一部件2、第二部件3、第三部件4、第四部件5、第五部件6和第六部件7 ;所述第一部件2 —端設(shè)置于所述基座I的頂端，所述第二部件3 —端可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述第一部件2的另一端，所述第三部件4 一端可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述第二部件3的另一端，所述第四部件5一端設(shè)置于所述第三部件4 一端相鄰的另一端，所述第五部件6 —端設(shè)置于所述第四部件5的另一端，所述第五部件6與所述第六部件7通過雙轉(zhuǎn)動副74連接；所述第五部件6包括第一驅(qū)動臂61、第二驅(qū)動臂62、第一驅(qū)動機構(gòu)63和第二驅(qū)動機構(gòu)64，所述第一驅(qū)動臂61和所述第二驅(qū)動臂62設(shè)置于所述第五部件6外側(cè)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)63和所述第二驅(qū)動機構(gòu)64分別設(shè)置于所述第四部件5外側(cè)；所述第一驅(qū)動機構(gòu)63包括第一線性模組631、與所述第一線性模組631連接的第一曲柄滑塊機構(gòu)632以及與所述第一曲柄滑塊結(jié)構(gòu)632連接的第一連桿633，所述第二驅(qū)動機構(gòu)64包括第二線性模組641、與所述第二線性模組641連接的第二曲柄滑塊結(jié)構(gòu)642以及與所述第二曲柄滑塊結(jié)構(gòu)642連接的第二連桿643，所述第一連桿633與所述第一驅(qū)動臂61連接，所述第二連桿643與所述第二驅(qū)動臂62連接；所述第一驅(qū)動機構(gòu)63中的第一線性模組631和所述第二驅(qū)動機構(gòu)64中的第二線性模組641分別帶動所述第一曲柄滑塊結(jié)構(gòu)632和所述第二曲柄滑塊機構(gòu)642做線性運動，從而帶動所述第一連桿633和所述第二連桿643線性運動，帶動所述第一驅(qū)動臂61和所述第二驅(qū)動臂62轉(zhuǎn)動，從而帶動所述第五部件6和所述第六部件7共同轉(zhuǎn)動；在驅(qū)動力的作用下，所述六自由度工業(yè)機器人通過對上述六個部件的協(xié)調(diào)來進行操作。所述第一部件2 —端與所述基座I頂端連接，所述第一部件2可在基座I頂端做旋轉(zhuǎn)運動，所述第一部件2中心軸即為所述六自由度機器人的腰關(guān)節(jié)，所述第一部件2可繞腰關(guān)節(jié)做360度旋轉(zhuǎn)運動。所述第二部件3 —端可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述第一部件2的另一端，所述第一部件2另一端中心軸即為所述六自由度機器人的肩關(guān)節(jié)，所述第二部件3可繞所述肩關(guān)節(jié)做相對旋轉(zhuǎn)運動。

所述第三部件4 一端可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述第二部件3的另一端，所述第二部件3另一端即為所述六自由度機器人的肘關(guān)節(jié),所述第三部件4可繞所述肘關(guān)節(jié)做相對旋轉(zhuǎn)運動。所述第四部件5 —端設(shè)置于所述第三部件4 一端相鄰的另一端，所述第四部件5中心軸即為所述六自由度機器人的臂，所述第四部件5可繞所述臂做旋轉(zhuǎn)運動。所述第五部件6還包括上底座65和兩個從動臂66，所述兩個從動臂66與所述第一驅(qū)動臂61和所述第二驅(qū)動臂62均勻設(shè)置于所述第五部件6外側(cè)；所述第六部件7包括下底座71、連接法蘭72和四個第三連桿73，所述第三連桿73均勻設(shè)置于所述第六部件7外側(cè)，所述連接法蘭72設(shè)置于所述第六部件7 —端。固接于所述第四部件5外側(cè)的所述第一驅(qū)動機構(gòu)63和所述第二驅(qū)動機構(gòu)64帶動所述第一線性滑組631和所述第二線性滑組641做線性運動，帶動所述第一連桿633和所述第二連桿643運動，從而帶動所述第一驅(qū)動臂61和所述第二驅(qū)動臂62轉(zhuǎn)動，從而使所述第五部件6和所述第六部件7共同轉(zhuǎn)動，所述第五部件6和所述第六部件7組成所述六自由度機器人的腕關(guān)節(jié)，所述腕關(guān)節(jié)為并聯(lián)機構(gòu)連接。所述第五部件6中的第一驅(qū)動臂61、第二驅(qū)動臂62和兩個從動臂66與所述第六部件7中的四個第三連桿73通過所述雙轉(zhuǎn)動副74連接，所述上底座65和所述下底座71最大可形成100度轉(zhuǎn)角；所述連接法蘭72可連接各種夾具和焊槍工具，便于進行各種工業(yè)操作。所述第五部件6和所述第六部件I驅(qū)動機構(gòu)可選用伺服電機和步進電機，驅(qū)動手腕的驅(qū)動機構(gòu)優(yōu)先選用功率相對較小的電機，所述電機的減速器可選用普通減速器和諧波減速器，優(yōu)先選用普通減速器，可降低機器人的整體成本。所述六自由度工業(yè)機器人的工作原理是所述六自由度工業(yè)機器人在實際工作過程中可實現(xiàn)機器人在空間運動的三個姿態(tài)，包括俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航，其可以實現(xiàn)任意位置和任意姿勢的運動，便于進行各種工業(yè)操作。本發(fā)明實現(xiàn)機器人各個關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)和俯仰，特別是并聯(lián)大轉(zhuǎn)動手腕的設(shè)計，可以實現(xiàn)手腕的大角度轉(zhuǎn)動，且將一般六自由度工業(yè)機器人的第五軸第六軸用并聯(lián)手腕代替，可使得一般六自由度工業(yè)機器人的奇異點消失，從而使機器人運動更敏捷，軌跡更平滑流暢。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種六自由度工業(yè)機器人，其特征在于包括第五部件(6)和第六部件(7)，所述第五部件(6)與所述第六部件(7)通過雙轉(zhuǎn)動副(74)連接；所述第六部件(7)包括下底座(71)和四個第三連桿(73)，所述第三連桿(73)均勻設(shè)置于所述下底座(71)外側(cè)；所述第五部件(6 )包括第一驅(qū)動機構(gòu)(63 )，所述第一驅(qū)動機構(gòu)(63 )包括第一線性模組(631)、與所述第一線性模組(631)連接的第一曲柄滑塊機構(gòu)(632)以及與所述第一曲柄滑塊結(jié)構(gòu)(632)連接的第一連桿(633)，所述第一連桿(633)與第一驅(qū)動臂(61)連接；所述第五部件還包括第二驅(qū)動機構(gòu)(64)，所述第二驅(qū)動機構(gòu)(64)包括第二線性模組(641)、與所述第二線性模組(641)連接的第二曲柄滑塊結(jié)構(gòu)(642)以及與所述第二曲柄滑塊結(jié)構(gòu)(642)連接的第二連桿(643)，所述第二連桿(643)與第二驅(qū)動臂(62)連接；所述第一線性模組(631)和所述第二線性模組(641)分別帶動所述第一曲柄滑塊結(jié)構(gòu)(632)和所述第二曲柄滑塊機構(gòu)(642)做線性運動，從而分別帶動所述第一連桿(633)和所述第二連桿(643)做線性運動，分別帶動所述第一驅(qū)動臂(61)和所述第二驅(qū)動臂(62)轉(zhuǎn)動，帶動所述第五部件(6)和所述第六部件(7)共同轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的六自由度工業(yè)機器人，其特征在于所述六自由度工業(yè)機器人還包括包括基座(I)、第一部件(2)、第二部件(3)、第三部件(4)和第四部件(5);所述第五部件(6)—端設(shè)置于所述第四部件(5)的一端，所述第四部件(5)另一端插設(shè)于所述第三部件(4)內(nèi)，所述第四部件(5)可繞所述第三部件(4)中心軸轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的六自由度工業(yè)機器人，其特征在于所述第三部件(4)一端可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述第二部件(3)的一端，所述第三部件(4)可繞第二部件(3)—端中心軸轉(zhuǎn)動；所述第二部件(3)另一端可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置于所述第一部件(2)的一端，所述第二部件(3 )可繞所述第一部件(2 ) 一端轉(zhuǎn)動；所述第一部件(2 )另一端設(shè)置于所述基座(I)的頂端，所述第一部件(2)可繞所述基座(I)轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的六自由度工業(yè)機器人，其特征在于所述第五部件(6)還包括上底座(65)和兩個從動臂(66),所述兩個從動臂(66)與所述第一驅(qū)動臂(61)和所述第二驅(qū)動臂(62)均勻設(shè)置于所述上底座(65)外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的六自由度工業(yè)機器人，其特征在于所述第六部件(7)—端連接有連接各種夾具和焊槍工具的連接法蘭(72 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或4中所述的六自由度工業(yè)機器人，其特征在于所述第五部件(6)中的第一驅(qū)動臂(61)、第二驅(qū)動臂(62)和兩個從動臂(66)與所述第六部件(7)中的四個第三連桿(73)通過所述雙轉(zhuǎn)動副(74)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或4中所述的六自由度工業(yè)機器人，其特征在于所述上底座(65)和所述下底座(71)最大可形成100度轉(zhuǎn)角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的六自由度工業(yè)機器人，其特征在于所述第五部件(6)和所述第六部件(7)驅(qū)動機構(gòu)可選用伺服電機和步進電機。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種六自由度工業(yè)機器人，包括基座、第一部件、第二部件、第三部件、第四部件、第五部件和第六部件；所述第五部件與所述第六部件通過雙轉(zhuǎn)動副連接；所述第六部件包括下底座和四個第三連桿；第一線性模組和第二線性模組分別帶動第一曲柄滑塊結(jié)構(gòu)和第二曲柄滑塊機構(gòu)做線性運動，從而分別帶動第一連桿和第二連桿做線性運動，分別帶動第一驅(qū)動臂和第二驅(qū)動臂轉(zhuǎn)動，帶動所述第五部件和所述第六部件共同轉(zhuǎn)動。本發(fā)明將串聯(lián)機構(gòu)與并聯(lián)機構(gòu)結(jié)合設(shè)計成具有并聯(lián)大轉(zhuǎn)動手腕的工業(yè)機器人，可以實現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動；同時由于加上并聯(lián)手腕，本發(fā)明不存在一般六自由度機器人不可避免的奇異點，從而使機器人動作更敏捷、更流暢，廣泛應(yīng)用于工業(yè)操作。
文檔編號B25J9/00GK102785239SQ20121025595
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者俞春華, 劉冠峰, 吳上偉, 杜浩藩, 石金博 申請人:東莞市李群自動化設(shè)備有限公司