本實(shí)用新型涉及工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種用于自動(dòng)化加工生產(chǎn)線上的具有翻轉(zhuǎn)、搬運(yùn)、貼合及組裝等功能的五軸機(jī)器人。

背景技術(shù)：

SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm，中文譯名：選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂)是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊類(lèi)型的工業(yè)機(jī)器人，SCARA機(jī)器人有三個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進(jìn)行定位和定向。另一個(gè)關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié)，用于完成末端件在垂直于平面的運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)SCARA機(jī)器人無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品加工時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)并在豎直方向進(jìn)行翻轉(zhuǎn)作業(yè)，當(dāng)有產(chǎn)品需要進(jìn)行兩面或者多面作業(yè)時(shí)候，就得增加額外的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)配合SCARA機(jī)器人本體聯(lián)合作業(yè)，需要改裝既有生產(chǎn)線，從而大幅增加生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型目的在于提供一種設(shè)有升降機(jī)構(gòu)及翻轉(zhuǎn)單元的五軸機(jī)器人，升降機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)單元在豎直方向的高度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種五軸機(jī)器人，包括，升降機(jī)構(gòu)，設(shè)于升降機(jī)構(gòu)上可相對(duì)升降機(jī)構(gòu)上、下滑動(dòng)的第二轉(zhuǎn)軸底座，設(shè)于第二轉(zhuǎn)軸底座上的第一伺服電機(jī)，設(shè)于第一伺服電機(jī)輸出端的第一諧波減速機(jī)，與諧波減速機(jī)相連接的大臂，所述大臂可相對(duì)第二轉(zhuǎn)軸底座在水平方向旋轉(zhuǎn)；設(shè)于大臂一端部上表面的第二諧波減速機(jī)，與第二諧波減速機(jī)相連接的小臂；第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)的輸出軸與第二諧波減速機(jī)相連接，小臂可相對(duì)大臂在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)；設(shè)于小臂內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪相連接的電機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪位于小臂一端部?jī)?nèi)；與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪相連接的第三諧波減速機(jī)，與第三諧波減速機(jī)相連接的翻轉(zhuǎn)單元；翻轉(zhuǎn)單元可相對(duì)小臂在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述升降機(jī)構(gòu)包括：升降底座，設(shè)于升降底座內(nèi)的剎車(chē)電機(jī)，設(shè)于剎車(chē)電機(jī)輸出軸上的主皮帶輪，設(shè)于升降底座內(nèi)的滾珠絲杠，套設(shè)于滾珠絲杠底部的副皮帶輪，連接主皮帶輪及副皮帶輪的同步帶，設(shè)于升降底座上的導(dǎo)軌，設(shè)于導(dǎo)軌上可相對(duì)導(dǎo)軌上、下滑動(dòng)的滑動(dòng)卡座，固設(shè)于滑動(dòng)卡座上的固定板；滑動(dòng)卡座后端部與滾珠絲桿相連接；所述第二轉(zhuǎn)軸底座設(shè)于固定板上。

優(yōu)選地，所述第二諧波減速機(jī)設(shè)于小臂的一端部?jī)?nèi)。

優(yōu)選地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括主動(dòng)輪、皮帶及從動(dòng)輪；主動(dòng)輪與電機(jī)輸出軸相連接，從動(dòng)輪位于小臂一端部?jī)?nèi)與第三諧波減速機(jī)相連接。

第三諧波減速機(jī)上設(shè)有第一連接套，翻轉(zhuǎn)單元通過(guò)第一連接套與第三諧波減速機(jī)相連接。

所述翻轉(zhuǎn)單元包括，固定基座，設(shè)于固定基座上的減速機(jī)固定座，設(shè)于減速機(jī)固定座一端部且位于固定基座內(nèi)的行星減速機(jī)，設(shè)于行星減速機(jī)輸入端的伺服電機(jī)；設(shè)于減速機(jī)固定座另一端部的連接套，設(shè)于連接套上的旋轉(zhuǎn)擺臂；與旋轉(zhuǎn)擺臂一端部表面相連接的相機(jī)，與旋轉(zhuǎn)擺臂另一端部表面上的負(fù)載夾具；與相機(jī)相連接的光源；設(shè)于固定基座底面上的諧波鋼輪，設(shè)于諧波鋼輪上的諧波發(fā)生器。

進(jìn)一步，還包括與固定基座相連接且罩設(shè)于固定基座外部的防護(hù)罩，所述伺服電機(jī)及行星減速機(jī)均位于防護(hù)罩內(nèi)；在旋轉(zhuǎn)擺臂一端部表面上固設(shè)有一塊安裝板，所述相機(jī)與安裝板相連接；所述諧波發(fā)生器與連接套相連接。

所述安裝板前端設(shè)有安裝缺口，一根安裝柱與安裝缺口相連接，且安裝柱與安裝板垂直；相機(jī)設(shè)于安裝柱的一端部上；光源套設(shè)于安裝柱上。

所述固定基座由底板、兩塊三角形側(cè)板及一塊背板相連接而成，在背板內(nèi)設(shè)有圓形安裝孔；減速機(jī)固定座上設(shè)有圓形安裝板，所述圓形安裝板嵌設(shè)于圓形安裝孔內(nèi)。

還包括一根連接彎管及與小臂一端部相連接的第一防護(hù)罩；所述第二伺服電機(jī)及電機(jī)均設(shè)于第一防護(hù)罩內(nèi)；所述連接彎管一端設(shè)于第二轉(zhuǎn)軸底座上表面上，另一端設(shè)于第一防護(hù)罩的上表面上。

有益技術(shù)效果：本實(shí)用新型包括，升降機(jī)構(gòu)，由第一伺服電機(jī)、設(shè)于第一伺服電機(jī)輸出端的第一諧波減速機(jī)、與諧波減速機(jī)相連接的大臂、設(shè)于大臂一端部上表面的第二諧波減速機(jī)、與第二諧波減速機(jī)相連接的小臂、第二伺服電機(jī)、設(shè)于小臂內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪相連接的電機(jī)、與從動(dòng)輪相連接的第三諧波減速機(jī)組成的本體單元，翻轉(zhuǎn)單元；升降機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足了安裝于其平臺(tái)上的本體單元豎直方向上的升降要求；本體單元包含兩個(gè)水平方向上的旋轉(zhuǎn)模式，工作模式與SCARA機(jī)器人第一、二關(guān)節(jié)相同；翻轉(zhuǎn)單元安裝在本體單元末端，翻轉(zhuǎn)單元可使待加工產(chǎn)品在豎直方向?qū)崿F(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)待加工產(chǎn)品進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、搬運(yùn)、貼合、組裝等動(dòng)作。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有升降和翻轉(zhuǎn)的功能，使其本身應(yīng)用面更廣泛，便于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多面的作業(yè)。突破了傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法翻轉(zhuǎn)作業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、成本低、負(fù)載大、耐用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的分解示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的局部分解圖；

圖3為本實(shí)用新型的第一工作狀態(tài)立體圖；

圖4為本實(shí)用新型的第二工作狀態(tài)立體圖；

圖5為本實(shí)用新型的翻轉(zhuǎn)單元分解示意圖；

圖6為本實(shí)用新型的升降機(jī)構(gòu)局部剖視圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)水平方向搬運(yùn)功能的示意圖；

圖8為本實(shí)用新型的翻轉(zhuǎn)單元初始狀態(tài)立體示意圖；

圖9為本實(shí)用新型的翻轉(zhuǎn)單元工作狀態(tài)立體示意圖；

圖10為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)貼合、組裝的實(shí)施例圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本新型方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1-4所示，五軸機(jī)器人包括，升降機(jī)構(gòu)1，設(shè)于升降機(jī)構(gòu)上可相對(duì)升降機(jī)構(gòu)上、下滑動(dòng)的第二轉(zhuǎn)軸底座2，設(shè)于第二轉(zhuǎn)軸底座上的第一伺服電機(jī)3，設(shè)于第一伺服電機(jī)輸出端的第一諧波減速機(jī)4，與諧波減速機(jī)相連接的大臂5，所述大臂5可相對(duì)第二轉(zhuǎn)軸底座在水平方向旋轉(zhuǎn)；設(shè)于大臂5一端部上表面的第二諧波減速機(jī)6，與第二諧波減速機(jī)相連接的小臂7；第二伺服電機(jī)8，所述第二伺服電機(jī)的輸出軸與第二諧波減速機(jī)6相連接，小臂7可相對(duì)大臂5在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)；設(shè)于小臂內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10，與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪1001相連接的電機(jī)11，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪位于小臂一端部?jī)?nèi)；與從動(dòng)輪1002相連接的第三諧波減速機(jī)12，與第三諧波減速機(jī)12相連接的翻轉(zhuǎn)單元；翻轉(zhuǎn)單元可相對(duì)小臂7在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，如圖1及圖6所示，所述升降機(jī)構(gòu)1包括：升降底座101，設(shè)于升降底座內(nèi)的剎車(chē)電機(jī)102，設(shè)于剎車(chē)電機(jī)輸出軸上的主皮帶輪(未圖示)，設(shè)于升降底座內(nèi)的滾珠絲杠103，套設(shè)于滾珠絲杠底部的副皮帶輪104，連接主皮帶輪及副皮帶輪的同步帶105，設(shè)于升降底座上的導(dǎo)軌106，設(shè)于導(dǎo)軌上可相對(duì)導(dǎo)軌上、下滑動(dòng)的滑動(dòng)卡座107，固設(shè)于滑動(dòng)卡座上的固定板108；滑動(dòng)卡座后端部與滾珠絲桿相連接；所述第二轉(zhuǎn)軸底座2設(shè)于固定板108上。剎車(chē)電機(jī)102帶動(dòng)與之相連接的主、副皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與副皮帶輪104相連接的滾珠絲杠103轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與滾珠絲杠相連接的滑動(dòng)卡座107做升降運(yùn)動(dòng)，然后帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸底座2升降，從而可帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)單元在豎直方向升降。

所述第二諧波減速機(jī)6設(shè)于小臂7的一端部?jī)?nèi)。

所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10為皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括主動(dòng)輪1001、皮帶1003及從動(dòng)輪1002；主動(dòng)輪1001與電機(jī)輸出軸相連接，從動(dòng)輪位于小臂一端部?jī)?nèi)與第三諧波減速機(jī)12相連接。

第三諧波減速機(jī)12上設(shè)有第一連接套13，翻轉(zhuǎn)單元通過(guò)第一連接套13與第三諧波減速機(jī)12相連接。

如圖5及圖8-9所示，所述翻轉(zhuǎn)單元包括，固定基座14，設(shè)于固定基座上的減速機(jī)固定座15，設(shè)于減速機(jī)固定座15一端部且位于固定基座內(nèi)的行星減速機(jī)16，設(shè)于行星減速機(jī)輸入端的伺服電機(jī)17；設(shè)于減速機(jī)固定座另一端部的連接套18，設(shè)于連接套上的旋轉(zhuǎn)擺臂19；與旋轉(zhuǎn)擺臂一端部表面相連接的相機(jī)20，與旋轉(zhuǎn)擺臂另一端部表面上的負(fù)載夾具21；與相機(jī)相連接的光源22；設(shè)于固定基座底面上的諧波鋼輪23，設(shè)于諧波鋼輪上的諧波發(fā)生器24。

第一連接套13與諧波發(fā)生器24相連接。

本實(shí)施例中，在旋轉(zhuǎn)擺臂一端部表面上固設(shè)有一塊安裝板25，所述安裝板前端設(shè)有安裝缺口2501，一根安裝柱26與安裝缺口2501相連接，且安裝柱26與安裝板25垂直；相機(jī)20設(shè)于安裝柱的一端部上，從而使所述相機(jī)20與安裝板25相連接；光源22套設(shè)于安裝柱26上。

本實(shí)施例中的固定基座14由底板1401、兩塊三角形側(cè)板1402及一塊背板1403相連接而成，在背板1403內(nèi)設(shè)有圓形安裝孔；減速機(jī)固定座15上設(shè)有圓形安裝板1501，所述圓形安裝板1501嵌設(shè)于圓形安裝孔內(nèi)。

還包括與固定基座14相連接且罩設(shè)于固定基座外部的防護(hù)罩27，所述伺服電機(jī)17及行星減速機(jī)16均位于防護(hù)罩內(nèi)。

外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)諧波發(fā)生器24，諧波發(fā)生器24使諧波鋼輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固定在鋼輪上方的固定基座14旋轉(zhuǎn)；伺服電機(jī)17與行星減速機(jī)16直聯(lián)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)擺臂19在豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與旋轉(zhuǎn)擺臂19相連接的負(fù)載夾具21和相機(jī)20、光源22旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)17為抱閘型，可使負(fù)載夾具21在豎直方向360°范圍內(nèi)任意位置停??；從而可使負(fù)載夾具21帶動(dòng)待加工工件在水平方向旋轉(zhuǎn)，或者在豎直方向翻轉(zhuǎn)。

如圖8-9所示，為翻轉(zhuǎn)單元的初始狀態(tài)變化到工作狀態(tài)的示意圖，諧波發(fā)生器使諧波鋼輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固定在鋼輪上方的固定基座14在水平方向旋轉(zhuǎn)到任意位置停?。凰欧姍C(jī)17與行星減速機(jī)16直聯(lián)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)擺臂19在豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與旋轉(zhuǎn)擺臂19相連接的負(fù)載夾具21和相機(jī)20、光源22旋轉(zhuǎn)到豎直方向任意位置停住。

如圖1所示，還包括一根連接彎管28及與小臂一端部相連接的第一防護(hù)罩29；所述第二伺服電機(jī)8及電機(jī)11均設(shè)于第一防護(hù)罩內(nèi)；所述連接彎28管一端設(shè)于第二轉(zhuǎn)軸底座2上表面上，另一端設(shè)于第一防護(hù)罩29的上表面上。

本實(shí)用新型包括，升降機(jī)構(gòu)1，由第一伺服電機(jī)3、設(shè)于第一伺服電機(jī)輸出端的第一諧波減速機(jī)4、與諧波減速機(jī)相連接的大臂5、設(shè)于大臂一端部上表面的第二諧波減速機(jī)6、與第二諧波減速機(jī)相連接的小臂7、第二伺服電機(jī)8、設(shè)于小臂內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10、與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪相連接的電機(jī)11、與從動(dòng)輪相連接的第三諧波減速機(jī)12組成的本體單元，翻轉(zhuǎn)單元；升降機(jī)構(gòu)1滿(mǎn)足了安裝于其平臺(tái)上的本體單元豎直方向上的升降要求；本體單元包含兩個(gè)水平方向上的旋轉(zhuǎn)模式，工作模式與SCARA機(jī)器人第一、二關(guān)節(jié)相同；翻轉(zhuǎn)單元安裝在本體單元末端，翻轉(zhuǎn)單元可使待加工產(chǎn)品在豎直方向?qū)崿F(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)待加工產(chǎn)品進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、搬運(yùn)、貼合、組裝等動(dòng)作。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有升降和翻轉(zhuǎn)的功能，使其本身應(yīng)用面更廣泛，便于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多面的作業(yè)。突破了傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法翻轉(zhuǎn)作業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、成本低、負(fù)載大、耐用。

如圖7所示，本實(shí)用新型從原位置到目標(biāo)位置的不同形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品在水平空間類(lèi)的搬運(yùn)功能，加之配備有升降機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在立體空間內(nèi)進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)。

本實(shí)用新型的末端負(fù)載夾具21，從圖3所示位置處吸取產(chǎn)品，翻轉(zhuǎn)180度后到達(dá)圖4所示位置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。

如圖10所示，本實(shí)用新型的貼合、組裝功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程為，負(fù)載夾具21從堆疊在一起的元件30處，吸取或夾取元件30，將其貼合或組裝到輸送帶31上的工件32中特定的區(qū)域，比如凹槽內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的貼合、組裝功能。

雖然通過(guò)實(shí)施例描繪了本實(shí)用新型，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本實(shí)用新型有許多變形和變化而不脫離本實(shí)用新型的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本實(shí)用新型的精神。