一種帶有平衡器的機器人手臂的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶有平衡器的機器人手臂，包括平衡器，所述平衡器包括依次通過螺栓連接的第一配重塊、第二配重塊和行星減速機，所述行星減速機通過螺栓與伺服電機連接，通過采用平衡器的結(jié)構(gòu)設(shè)置后不僅使得其抓取工裝更加精準和穩(wěn)定，同時電機的耗電量明顯下降。經(jīng)過試驗測試顯示其可以相對沒有平衡器的伸縮手臂減少30％以上的扭矩，從而可用比沒有平衡器的軸臂動行電機小1/3而節(jié)電，達到了顯著節(jié)能的效果。同時其重量可以根據(jù)實際的使用需求進行調(diào)整，具有極大地靈活性。
【專利說明】一種帶有平衡器的機器人手臂

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機械人【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地是涉及一種帶有平衡器的機器人手臂。

【背景技術(shù)】
[0002]壓力機在工作時，在動力機構(gòu)的帶動下，機械手臂按照需求運動，實現(xiàn)沖壓或者搬運。但是現(xiàn)有技術(shù)中的小型壓力機，尤其是那種有多個手臂組合的小型壓力機在搬運工裝的過程中，往往會出現(xiàn)由于底座配重不足，端部等出現(xiàn)不穩(wěn)的現(xiàn)象，不僅影響抓取和搬運的精度，同時也可能造成對工裝的傷害。因此有必要改善小型壓力機的配重，以滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展和競爭的需要。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型旨在提供一種在盡可能降低對工裝的傷害的基礎(chǔ)上提升抓取和搬運精度的帶有平衡器的機器人手臂。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種帶有平衡器的機器人手臂，包括平衡器，所述平衡器包括依次通過螺栓連接的第一配重塊、第二配重塊和行星減速機，所述行星減速機通過螺栓與伺服電機連接，其中所述第一配重塊為長方體結(jié)構(gòu)，所述第二配重塊為梯柱型結(jié)構(gòu)，所述第二配重塊上表面的面積與所述第一配重塊的截面積相同，所述第二配重塊下表面的面積小于所述行星減速機的截面積，所述第一配重塊和/或所述第二配重塊為重量可調(diào)節(jié)的配重塊。
[0006]優(yōu)選地，所述第一配重塊和/或所述第二配重塊內(nèi)部設(shè)有開口和與所述開口連通的容納倉，所述容納倉內(nèi)填充有一個或者多個配重球。
[0007]優(yōu)選地，還包括第一線軌、第二線軌、第三軸、滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副、第二軸，其中所述第二軸設(shè)置在所述平衡器上，所述第二軸內(nèi)置有所述滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副和所述第三軸，所述滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副包括絲杠和滾珠軌道部，所述絲杠和所述滾珠軌道部滾動連接，所述行星減速機的輸出軸與所述絲杠通過叉扣連接，所述行星減速機在所述伺服電機的驅(qū)動下帶動所述絲杠轉(zhuǎn)動，所述第三軸在靠近所述平衡器的方向上與所述滾珠軌道部固定連接，所述滾珠軌道部在所述絲杠的作用下帶動所述第三軸在縱向方向上移動，所述第三軸在遠離所述平衡器方向上設(shè)有所述第一線軌和所述第二線軌，所述第一線軌和所述第二線軌平行設(shè)置在所述第三軸的兩側(cè)。
[0008]優(yōu)選地，還包括第一軸，所述第一軸的一端設(shè)有一軸驅(qū)動器，另一端通過二軸旋轉(zhuǎn)部與第二軸連接；第三軸一端設(shè)有三軸驅(qū)動器，另一端通過四軸旋轉(zhuǎn)部與第四軸連接；所述第四軸通過五軸驅(qū)動器與第五軸連接，所述第五軸通過六軸驅(qū)動器與第六軸連接，所述第六軸上設(shè)有抓取部。
[0009]其中所述第一軸旋轉(zhuǎn)角度為±90°，所述第二軸旋轉(zhuǎn)角度為±48°，所述第四軸旋轉(zhuǎn)角度為±60°，所述第五軸旋轉(zhuǎn)角度為±135°，所述第六軸旋轉(zhuǎn)角度為±135°。
[0010]所述一軸驅(qū)動器、所述三軸驅(qū)動器、所述五軸驅(qū)動器和所述六軸驅(qū)動器均為伺服電機。
[0011]優(yōu)選地，在所述第一軸和所述一軸驅(qū)動器之間以及所述第四軸和所述五軸驅(qū)動器之間均設(shè)有平衡器。
[0012]優(yōu)選地，還包括設(shè)置于水平面上的固定底座，所述第一軸固定在所述固定底座上。
[0013]優(yōu)選地，所述抓取部為吸盤。
[0014]采用上述技術(shù)方案，本實用新型至少包括如下有益效果:
[0015]1.本實用新型所述的帶有平衡器的機器人手臂，通過采用平衡器的結(jié)構(gòu)設(shè)置后不僅使得本實施例所述的帶有平衡器的機器人手臂抓取工裝更加精準和穩(wěn)定，同時電機的耗電量明顯下降。經(jīng)過試驗測試顯示其可以相對沒有平衡器的伸縮手臂減少30%以上的扭矩，從而可用比沒有平衡器的軸臂動行電機小1/3而節(jié)電，達到了顯著節(jié)能的效果。同時其重量可以根據(jù)實際的使用需求進行調(diào)整，具有極大地靈活性。
[0016]2.本實用新型所述的帶有平衡器的機器人手臂，采用了伺服電機和滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副配合使用的方式，在一定程度上提高了抓取工裝的精準度。且其成本較低，組裝工藝簡單，適合工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用。
[0017]3.本實用新型所述的帶有平衡器的機器人手臂，結(jié)構(gòu)簡單，搬運和抓取工裝時無需卸去前兩側(cè)模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套，即無需對現(xiàn)有模具進行改造就能正常工作，方便沖壓行業(yè)實現(xiàn)機器人操作的自動化推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型所述的平衡器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為一種實施例所述的平衡器的原理不意圖；
[0020]圖3為一種實施例所述的帶有平衡器的機器人手臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為一種實施例所述的帶有平衡器的機器人手臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中:1.平衡器，11.第一配重塊，12.第二配重塊，13.行星減速機，14.伺服電機,2.第一線軌，3.第二線軌，4.第二軸,41.二軸旋轉(zhuǎn)部,5.第三軸,51.三軸驅(qū)動器,6.滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副，7.第一軸，71.—軸驅(qū)動器，8.第四軸，81.四軸旋轉(zhuǎn)部，9.第五軸，91.五軸驅(qū)動器，10.第六軸，101.六軸驅(qū)動器，102.抓取部，103.固定底座。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0024]如圖1至圖4所示，為符合本實用新型的一種帶有平衡器的機器人手臂，包括平衡器1，所述平衡器1包括依次通過螺栓連接的第一配重塊11、第二配重塊12和行星減速機13，所述行星減速機13通過螺栓與伺服電機14連接，其中所述第一配重塊11為長方體結(jié)構(gòu)，所述第二配重塊12為梯柱型結(jié)構(gòu)，所述第二配重塊12上表面的面積與所述第一配重塊11的截面積相同，所述第二配重塊12下表面的面積小于所述行星減速機13的截面積，所述第一配重塊11和/或所述第二配重塊12為重量可調(diào)節(jié)的配重塊。
[0025]優(yōu)選地，所述第一配重塊11和/或所述第二配重塊12內(nèi)部設(shè)有開口和與所述開口連通的容納倉，所述容納倉內(nèi)填充有一個或者多個配重球(附圖中未體現(xiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當知曉)。其重量可以根據(jù)實際的使用需求進行調(diào)整，具有極大地靈活性。
[0026]為了減少起動扭矩，本實施例通過用配重來達到相對平衡，如圖1中所示F1*L1=F2*L2時，其達到總平衡，電機起動扭矩最小，現(xiàn)有技術(shù)中的機器人的平衡機構(gòu)在F1*L1幸F2*L2時是相對平衡的，故能減少30%以上的扭矩。采用了本實施例所述的平衡器1結(jié)構(gòu)后，不僅使得本實施例所述的帶有平衡器的機器人手臂抓取工裝更加穩(wěn)定，同時電機的耗電量明顯下降。經(jīng)過試驗測試顯示其可以相對沒有平衡器1的伸縮手臂減少30%以上的扭矩，從而可用比沒有平衡器1的軸臂動行電機小1/3而節(jié)電，達到了顯著節(jié)能的效果。
[0027]一種實施例中，還包括第一線軌2、第二線軌3、第三軸5、滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副6、第二軸4，其中所述第二軸4設(shè)置在所述平衡器1上，所述第二軸4內(nèi)置有所述滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副6和所述第三軸5，所述滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副6包括絲杠和滾珠軌道部，所述絲杠和所述滾珠軌道部滾動連接，所述行星減速機13的輸出軸與所述絲杠通過叉扣連接，所述行星減速機13在所述伺服電機14的驅(qū)動下帶動所述絲杠轉(zhuǎn)動，所述第三軸5在靠近所述平衡器1的方向上與所述滾珠軌道部固定連接，所述滾珠軌道部在所述絲杠的作用下帶動所述第三軸5在縱向方向上移動，所述第三軸5在遠離所述平衡器1方向上設(shè)有所述第一線軌2和所述第二線軌3，所述第一線軌2和所述第二線軌3平行設(shè)置在所述第三軸5的兩側(cè)。采用了伺服電機14和滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副6配合使用的方式，也在一定程度上提高了抓取工裝的精準度。且其成本較低，組裝工藝簡單，適合工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用。
[0028]在另一實施例中，還包括第一軸7，所述第一軸7的一端設(shè)有一軸驅(qū)動器71，另一端通過二軸旋轉(zhuǎn)部41與第二軸4連接；第三軸5 —端設(shè)有三軸驅(qū)動器51，另一端通過四軸旋轉(zhuǎn)部81與第四軸8連接；所述第四軸8通過五軸驅(qū)動器91與第五軸9連接，所述第五軸9通過六軸驅(qū)動器101與第六軸10連接，所述第六軸10上設(shè)有抓取部102。
[0029]其中所述第一軸7旋轉(zhuǎn)角度為±90°，所述第二軸4旋轉(zhuǎn)角度為±48°，所述第四軸8旋轉(zhuǎn)角度為±60°，所述第五軸9旋轉(zhuǎn)角度為±135°，所述第六軸10旋轉(zhuǎn)角度為±135°。
[0030]所述一軸驅(qū)動器71、所述三軸驅(qū)動器51、所述五軸驅(qū)動器91和所述六軸驅(qū)動器101均為伺服電機14。
[0031]其工作原理在于:
[0032]所述第一軸7(旋轉(zhuǎn)角度為±90° )，用于二機臺之間工裝轉(zhuǎn)移；所述第二軸4(以垂直水平面設(shè)為0°為基點可旋轉(zhuǎn)角度±48° )，用于工裝進入和移出模具；所述第三軸5 (本實施例中以第二軸4臂長度為1100mm為基點可升縮距離為650mm，即總長度從1100mm?1750mm)，用于所述第四軸8保持與所述第一軸7的平行；所述第四軸8(以所述第四軸8與第三軸5夾角為90°為基點可旋轉(zhuǎn)角度為±60° )，用于與所述第一軸7平行；所述第五軸9 (旋轉(zhuǎn)角度為±135° )，用于工裝Z線與模具Z線的重合；所述第六軸10 (旋轉(zhuǎn)角度為±135° )，用于工裝與模具X、Y線的重合。此機器手臂適用于80T?200T單點壓力機上加工、重量不大于8kg產(chǎn)品的自動搬運工作，因所述第五軸9運動軌跡與壓力機工作臺前后中心線一致，可在不改變原模具現(xiàn)狀下完成自動化操作。
[0033]優(yōu)選地，在所述第一軸7和所述一軸驅(qū)動器71之間以及所述第四軸8和所述五軸驅(qū)動器91之間均設(shè)有平衡器1。優(yōu)選地，還包括設(shè)置于水平面上的固定底座103，所述第一軸7固定在所述固定底座103上。優(yōu)選地，所述抓取部102為吸盤。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當知曉，上述所述的技術(shù)方案只是本實施例的一種優(yōu)選實施方案，旨在為了充分說明本實施例并非用于對本實施例的限制，任何顯而易見的形式變換和替換均在本實施例的保護范圍之內(nèi)。
[0034]以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的任何等同變化，均應(yīng)仍處于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有平衡器的機器人手臂，其特征在于，包括平衡器，所述平衡器包括依次通過螺栓連接的第一配重塊、第二配重塊和行星減速機，所述行星減速機通過螺栓與伺服電機連接，其中所述第一配重塊為長方體結(jié)構(gòu)，所述第二配重塊為梯柱型結(jié)構(gòu)，所述第二配重塊上表面的面積與所述第一配重塊的截面積相同，所述第二配重塊下表面的面積小于所述行星減速機的截面積，所述第一配重塊和/或所述第二配重塊為重量可調(diào)節(jié)的配重塊。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有平衡器的機器人手臂，其特征在于:所述第一配重塊和/或所述第二配重塊內(nèi)部設(shè)有開口和與所述開口連通的容納倉，所述容納倉內(nèi)填充有一個或者多個配重球。
3.如權(quán)利要求2所述的帶有平衡器的機器人手臂，其特征在于:還包括第一線軌、第二線軌、第三軸、滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副、第二軸，其中所述第二軸設(shè)置在所述平衡器上，所述第二軸內(nèi)置有所述滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副和所述第三軸，所述滾珠絲桿轉(zhuǎn)動副包括絲杠和滾珠軌道部，所述絲杠和所述滾珠軌道部滾動連接，所述行星減速機的輸出軸與所述絲杠通過叉扣連接，所述行星減速機在所述伺服電機的驅(qū)動下帶動所述絲杠轉(zhuǎn)動，所述第三軸在靠近所述平衡器的方向上與所述滾珠軌道部固定連接，所述滾珠軌道部在所述絲杠的作用下帶動所述第三軸在縱向方向上移動，所述第三軸在遠離所述平衡器方向上設(shè)有所述第一線軌和所述第二線軌，所述第一線軌和所述第二線軌平行設(shè)置在所述第三軸的兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求2所述的帶有平衡器的機器人手臂，其特征在于:還包括第一軸，所述第一軸的一端設(shè)有一軸驅(qū)動器，另一端通過二軸旋轉(zhuǎn)部與第二軸連接；第三軸一端設(shè)有三軸驅(qū)動器，另一端通過四軸旋轉(zhuǎn)部與第四軸連接；所述第四軸通過五軸驅(qū)動器與第五軸連接，所述第五軸通過六軸驅(qū)動器與第六軸連接，所述第六軸上設(shè)有抓取部； 其中所述第一軸旋轉(zhuǎn)角度為±90°，所述第二軸旋轉(zhuǎn)角度為±48°，所述第四軸旋轉(zhuǎn)角度為±60°，所述第五軸旋轉(zhuǎn)角度為±135°，所述第六軸旋轉(zhuǎn)角度為±135° ； 所述一軸驅(qū)動器、所述三軸驅(qū)動器、所述五軸驅(qū)動器和所述六軸驅(qū)動器均為伺服電機。
5.如權(quán)利要求4所述的帶有平衡器的機器人手臂，其特征在于:在所述第一軸和所述一軸驅(qū)動器之間以及所述第四軸和所述五軸驅(qū)動器之間均設(shè)有平衡器。
6.如權(quán)利要求4或5所述的帶有平衡器的機器人手臂，其特征在于:還包括設(shè)置于水平面上的固定底座,所述第一軸固定在所述固定底座上。
7.如權(quán)利要求6所述的帶有平衡器的機器人手臂，其特征在于:所述抓取部為吸盤。
【文檔編號】B25J19/00GK204123408SQ201420513026
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月6日
【發(fā)明者】陸盤根, 葛文龍 申請人:蘇州神運機器人有限公司