一種6自由度輕型模塊化機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機器人，特別是涉及一種6自由度輕型模塊化機器人；本發(fā)明的一種6自由度輕型模塊化機器人，結構小巧且承載能力較高；包括底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)組，關節(jié)組包括六個關節(jié)，關節(jié)均包括360°轉動的轉動端以及與轉動端轉動平面相垂直的固定端；一號關節(jié)的轉動端和固定端分別與底座和二號關節(jié)的轉動端相連，二號關節(jié)的固定端固定在一號手臂的一端，三號關節(jié)的轉動端和固定端分別與一號手臂另一端的連接部分和二號手臂的一端相連，四號關節(jié)的轉動端和固定端分別與五號關節(jié)的固定端和二號手臂的另一端相連，五號關節(jié)的轉動端與六號關節(jié)的固定端相連；底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)均為內部設置有線纜的空心管狀結構。
【專利說明】一種6自由度輕型模塊化機器人
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人【技術領域】，特別是涉及一種6自由度輕型模塊化機器人。
【背景技術】
[0002]工業(yè)機器人在生產生活中具有極其重要的作用，一直以來，國際機器人市場都是一些由工程師為本的制造業(yè)設計的重型、昂貴且笨拙的機器人，但在實踐應用中，并非所有的工業(yè)流程環(huán)節(jié)都需要大型機器人以承擔較重的負載，相反的，輕便、敏捷的機械臂越來越多地承擔了組裝和提取工作，而小型低噪音的機器人應是應對工業(yè)企業(yè)自動化和合理化需求最簡單、最合理的解決方案。
[0003]然而機器人各關節(jié)的運動精度、承載能力、運動平穩(wěn)性等均受到關節(jié)內各元件之間相互位置關系、動作關系的影響，為了實現機器人小型化設計，在機器人關節(jié)有限的空間內合理布置元件位置至關重要；同時，現階段的工業(yè)機器人在實現小型化設計后，其額定負載會相應降低很多，如何解決機器人的結構尺寸和承載能力之間的矛盾成為一個重要的課題。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種結構小巧且承載能力較高的6自由度輕型模塊化機器人。
[0005]本發(fā)明的一種6自由度輕型模塊化機器人,包括底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)組，所述關節(jié)組包括六個關節(jié)，且所述關節(jié)分別為一號關節(jié)、二號關節(jié)、三號關節(jié)、四號關節(jié)、五號關節(jié)和六號關節(jié)，所述關節(jié)均包括360°轉動的轉動端以及與所述轉動端轉動平面相垂直的固定端；
[0006]所述一號關節(jié)的轉動端和固定端分別與所述底座和二號關節(jié)的轉動端相連，所述二號關節(jié)的固定端固定在所述一號手臂的一端，所述三號關節(jié)的轉動端和固定端分別與所述一號手臂另一端的連接部分和二號手臂的一端相連，所述四號關節(jié)的轉動端和固定端分別與所述五號關節(jié)的固定端和所述二號手臂的另一端相連，所述五號關節(jié)的轉動端與六號關節(jié)的固定端相連；
[0007]所述底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)均為內部設置有線纜的空心管狀結構。
[0008]進一步的，所述關節(jié)包括設置在關節(jié)內部的伺服電機、同步帶和張緊結構以及設置在關節(jié)轉動端的制動器和減速器，其中，伺服電機用于提供轉矩并與所述同步帶傳動相連，所述同步帶用于一級減速并將所述轉矩傳遞給減速器的輸入端，所述減速器用于二級減速并輸出轉矩，所述張緊機構用于控制同步帶的張緊，所述制動器用于在伺服電機失電時同步失電制動所述減速器。
[0009]進一步的，所述底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)組均采用鋁合金材料制成。
[0010]進一步的，所述一號關節(jié)、二號關節(jié)和三號關節(jié)的轉動端最大轉速為120度/秒，所述四號關節(jié)、五號關節(jié)和六號關節(jié)的轉動端最大轉速為180度/秒。[0011]與現有技術相比本發(fā)明的有益效果為:與傳統工業(yè)機器人相比有以下特點:1)模塊化設計，更易于安裝和使用；2)采用六個特定自由度的運動方式，使其工作范圍大大增力口，減少了工業(yè)機器人工作死區(qū)；3)自身重量小，重量功率比大，負載可達10kg，是機器人自身重量的1/4.5 ；4)操作靈活度高，工作空間大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明中關節(jié)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0015]如圖1和圖2所不,本發(fā)明的一種6自由度輕型模塊化機器人,包括底座1、一號手臂2、二號手臂3和關節(jié)組，關節(jié)組包括六個關節(jié)，且關節(jié)分別為一號關節(jié)21、二號關節(jié)22、三號關節(jié)23、四號關節(jié)24、五號關節(jié)25和六號關節(jié)26，關節(jié)均包括360°轉動的轉動端以及與轉動端轉動平面相垂直的固定端；一號關節(jié)21的轉動端和固定端分別與底座I和二號關節(jié)22的轉動端相連，二號關節(jié)22的固定端固定在一號手臂2的一端，三號關節(jié)23的轉動端和固定端分別與一號手臂另2 —端的連接部分4和二號手臂3的一端相連，四號關節(jié)24的轉動端和固定端分別與五號關節(jié)25的固定端和二號手臂3的另一端相連，五號關節(jié)25的轉動端與六號關節(jié)26的固定端相連；底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)均為內部設置有線纜的空心管狀結構。
[0016]機器人通過底座固定在工作位置，六個關節(jié)直接或通過手臂間接串聯在一起，六個關節(jié)的運動均由各自關節(jié)內部的伺服電機驅動，獨立完成各自的運動，每個關節(jié)均可做+/-360度轉動，這種六個特定自由度的運動方式，可以使其工作范圍大大增加，減少了工業(yè)機器人工作死區(qū)(在自身運動范圍內卻無法到達的位置)；由于工作環(huán)境以及產品美觀的要求，機器人通過內走線方式，所有線纜都從關節(jié)內部和手臂內部通過，而且結構本身采用鋁合金材料，極大的減輕了自身的重量，同時由于結構的簡單以及緊湊，更增加了設備的裝卸速度，節(jié)省了時間。
[0017]本發(fā)明的一種6自由度輕型模塊化機器人，關節(jié)包括設置在關節(jié)內部的伺服電機
11、同步帶14和張緊結構以及設置在關節(jié)轉動端的制動器12和減速器13，其中，伺服電機用于提供轉矩并與同步帶傳動相連，同步帶用于一級減速并將轉矩傳遞給減速器的輸入端，減速器用于二級減速并輸出轉矩，張緊機構用于控制同步帶的張緊，可在機器人外部旋轉頂絲對同步帶進行張緊，頂絲設有2個，其中外頂絲起到防松的作用。并且?guī)л喗Y構噪音小，運動平穩(wěn)；制動器用于在伺服電機失電時同步失電制動減速器，提高了機器人的位置精度。機器人每個關節(jié)的減速器都是諧波減速器，傳動精度及承載能力高，可實現小體積且大減速比，運動平穩(wěn)，無沖擊，噪音小。
[0018]本發(fā)明的一種6自由度輕型模塊化機器人,底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)組均采用鋁合金材料制成。
[0019]本發(fā)明的一種6自由度輕型模塊化機器人，機器人最高負載IOkg,工作范圍1300mm，一號關節(jié)、二號關節(jié)和三號關節(jié)的轉動端最大轉速為120度/秒，四號關節(jié)、五號關節(jié)和六號關節(jié)的轉動端最大轉速為180度/秒。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種6自由度輕型模塊化機器人,其特征在于,包括底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)組，所述關節(jié)組包括六個關節(jié)，且所述關節(jié)分別為一號關節(jié)、二號關節(jié)、三號關節(jié)、四號關節(jié)、五號關節(jié)和六號關節(jié)，所述關節(jié)均包括360°轉動的轉動端以及與所述轉動端轉動平面相垂直的固定端； 所述一號關節(jié)的轉動端和固定端分別與所述底座和二號關節(jié)的轉動端相連，所述二號關節(jié)的固定端固定在所述一號手臂的一端，所述三號關節(jié)的轉動端和固定端分別與所述一號手臂另一端的連接部分和二號手臂的一端相連，所述四號關節(jié)的轉動端和固定端分別與所述五號關節(jié)的固定端和所述二號手臂的另一端相連，所述五號關節(jié)的轉動端與六號關節(jié)的固定端相連； 所述底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)均為內部設置有線纜的空心管狀結構。
2.如權利要求1所述的一種6自由度輕型模塊化機器人，其特征在于，所述關節(jié)包括設置在關節(jié)內部的伺服電機、同步帶和張緊結構以及設置在關節(jié)轉動端的制動器和減速器，其中，伺服電機用于提供轉矩并與所述同步帶傳動相連，所述同步帶用于一級減速并將所述轉矩傳遞給減速器的輸入端，所述減速器用于二級減速并輸出轉矩，所述張緊機構用于控制同步帶的張緊，所述制動器用于在伺服電機失電時同步失電制動所述減速器。
3.如權利要求1所述的一種6自由度輕型模塊化機器人,其特征在于,所述底座、一號手臂、二號手臂和關節(jié)組均采用鋁合金材料制成。
4.如權利要求1所述的一種6自由度輕型模塊化機器人,其特征在于,所述一號關節(jié)、二號關節(jié)和三號關節(jié)的轉動端最大轉速為120度/秒，所述四號關節(jié)、五號關節(jié)和六號關節(jié)的轉動端最大轉速為180度/秒。
【文檔編號】B25J9/04GK103817687SQ201410086896
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】曾德生, 王大選 申請人:北京中盛華旭電子科技有限公司