一種六自由度三維操作機(jī)器人的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種六自由度三維操作機(jī)器人，包括基座支承、水平滑臺(tái)、垂直移動(dòng)臂、大臂桿、小臂桿、擺動(dòng)法蘭和輸出軸；其中，基座支承固定于地面上或安裝在其他移動(dòng)平臺(tái)上，由垂直的立柱和水平地支撐在該立柱上的橫梁構(gòu)成；水平滑臺(tái)設(shè)置在基座支承的橫梁上并作水平方向的平移，形成水平移動(dòng)自由度；垂直移動(dòng)臂連接水平滑臺(tái)并作垂直方向的移動(dòng)，形成垂直移動(dòng)自由度；大臂桿連接于垂直移動(dòng)臂的下端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第一轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；小臂桿連接于大臂桿的前端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第二轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；擺動(dòng)法蘭連接于小臂桿的前端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；輸出軸連接于擺動(dòng)法蘭的側(cè)端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第四轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種六自由度三維操作機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人，具體涉及一種六自由度三維操作機(jī)器人，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)成為提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的重要自動(dòng)化產(chǎn)品之一。機(jī)器人用于工業(yè)領(lǐng)域，則被稱為工業(yè)機(jī)器人;如果用于服務(wù)人們的生活，則被稱為服務(wù)機(jī)器人;如果用于農(nóng)業(yè)自動(dòng)化，則被稱為農(nóng)業(yè)機(jī)器人。按照結(jié)構(gòu)構(gòu)型的不同，機(jī)器人可以分為并聯(lián)機(jī)器人與串聯(lián)機(jī)器人。并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，多用于快速搬運(yùn)等領(lǐng)域，串聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用比較廣泛，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作空間也較大。目前常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人主要有三自由度、四自由度、五自由度、六自由度，如果再加一個(gè)冗余自由度則變成七自由度。三自由度、四自由度機(jī)器人的成本較低，但靈活性較差，只能用于一些動(dòng)作要求簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)軌跡不復(fù)雜的場(chǎng)合。傳統(tǒng)的五自由度機(jī)器人雖然兼顧了成本和靈活性，但受自由度數(shù)量的限制，其工作空間往往不能滿足應(yīng)用要求。目前，市場(chǎng)上的通用型六自由度串聯(lián)機(jī)器人價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，有時(shí)為了增加工作空間，只能選擇更大負(fù)載規(guī)格的六自由度機(jī)器人，從而造成成本大幅提尚。
[0003]除了通用型的六自由度機(jī)器人外，經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?01520080778.8的中國(guó)專(zhuān)利提供了一種六自由度機(jī)器人手臂，通過(guò)設(shè)置L形分度桿、異形塊和下缸體實(shí)現(xiàn)了本體位置調(diào)節(jié)功能，通過(guò)設(shè)置伸縮桿、彈簧和卡頭一方面有助于彈簧的限位，另一方面還有助于本體上的卡座減震。但該實(shí)用新型采用缸體結(jié)構(gòu)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的高精度電機(jī)閉環(huán)控制，且工作范圍有限。
[0004]檢索還發(fā)現(xiàn)，公開(kāi)號(hào)為CN104608118A的中國(guó)專(zhuān)利提供了一種三支鏈六自由度機(jī)器人，在動(dòng)平臺(tái)與固定平臺(tái)之間安裝有三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的支鏈，每個(gè)支鏈均包括連桿電機(jī)、兩個(gè)連桿、連接套和四連桿組件。該機(jī)器人是小型的并聯(lián)機(jī)器人，因工作空間有限，并不適用于大行程的工作空間操作領(lǐng)域。
[0005]檢索還發(fā)現(xiàn)，公開(kāi)號(hào)為CN203726484U的中國(guó)專(zhuān)利提供了一種六自由度機(jī)器人，其電機(jī)外殼固定在底座上，輸出軸垂直向上，并連接在三角塊上;腰部電機(jī)的輸出軸連接在位于其一側(cè)的大臂薄板一端上，大臂薄板的另一端連接在肩部電機(jī)的輸出軸上；肩部電機(jī)的外殼嵌套在第一 B型三角塊上。該機(jī)器人結(jié)構(gòu)與通用的六自由度機(jī)器人類(lèi)似，但由于連接構(gòu)件采用薄板結(jié)構(gòu)，其剛度和強(qiáng)度存在一定的缺陷。該機(jī)器人的工作空間同樣存在較小的不足。
[0006]此外，傳統(tǒng)的用于實(shí)現(xiàn)水平直線運(yùn)動(dòng)方式的鏈條或皮帶傳動(dòng)的精度和效率比較低，在機(jī)器人上用的不多，而采用梯形絲杠或滾珠絲杠，則梯形絲杠傳動(dòng)效率低，不適合高速往返傳動(dòng)，而且傳動(dòng)間隙大，回程精度差，只適合用在垂直傳動(dòng)；而滾珠絲杠雖然傳動(dòng)效率高，精度高，噪音低，適合高速往返傳動(dòng)，但是不能自鎖，并且在水平傳動(dòng)時(shí)，如果水平行程大了會(huì)因自重下垂而變形?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種六自由度三維操作機(jī)器人，具有大的水平行程，以增大工作空間，既能降低成本，又能提高機(jī)器人工作的靈活性。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0009]一種六自由度三維操作機(jī)器人，包括基座支承、水平滑臺(tái)、垂直移動(dòng)臂、大臂桿、小臂桿、擺動(dòng)法蘭和輸出軸;其中，基座支承固定于地面上或安裝在其他移動(dòng)平臺(tái)上，由垂直的立柱和水平地支撐在該立柱上的橫梁構(gòu)成;水平滑臺(tái)設(shè)置在基座支承的橫梁上并作水平方向的平移，形成水平移動(dòng)自由度;垂直移動(dòng)臂連接水平滑臺(tái)并作垂直方向的移動(dòng)，形成垂直移動(dòng)自由度;大臂桿連接于垂直移動(dòng)臂的下端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第一轉(zhuǎn)動(dòng)自由度;小臂桿連接于大臂桿的前端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第二轉(zhuǎn)動(dòng)自由度;擺動(dòng)法蘭連接于小臂桿的前端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度;輸出軸連接于擺動(dòng)法蘭的側(cè)端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第四轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
[0010]優(yōu)選地，所述的水平滑臺(tái)通過(guò)水平電機(jī)、水平齒輪和水平齒條與基座支承的橫梁連接;其中，水平電機(jī)安裝在水平滑臺(tái)上，水平齒輪連接在水平電機(jī)的輸出軸上，水平齒條固定在橫梁上并與水平齒輪嚙合;水平電機(jī)通過(guò)水平齒輪和水平齒條帶動(dòng)水平滑臺(tái)在基座支承的橫梁上沿水平方向平移。
[0011 ]優(yōu)選地，所述的水平齒條由若干齒條段連接而成，該水平齒條的最大長(zhǎng)度為90米，所述基座支承的立柱為至少3根。
[0012]優(yōu)選地，所述的水平齒條上安裝有防塵罩。
[0013]優(yōu)選地，所述的垂直移動(dòng)臂通過(guò)垂直電機(jī)、垂直齒輪、垂直齒條、滑塊和導(dǎo)軌與所述水平滑臺(tái)連接;其中，垂直電機(jī)安裝在水平滑臺(tái)上，垂直齒輪連接在垂直電機(jī)的輸出軸上，垂直齒條固定在垂直移動(dòng)臂上并與垂直齒輪嚙合，導(dǎo)軌固定在垂直齒條上，滑塊固定在水平滑臺(tái)上且能在導(dǎo)軌上滑移;垂直電機(jī)通過(guò)垂直齒輪和垂直齒條帶動(dòng)垂直移動(dòng)臂在滑塊和導(dǎo)軌的導(dǎo)向下沿垂直方向移動(dòng)。
[0014]優(yōu)選地，所述的大臂桿通過(guò)大臂減速器和大臂電機(jī)與所述垂直移動(dòng)臂連接;其中，大臂減速器固定于垂直移動(dòng)臂的下部，一端連接大臂電機(jī)，另一端連接大臂桿;大臂電機(jī)通過(guò)大臂減速器驅(qū)動(dòng)大臂桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn);該大臂減速器為行星減速器、諧波減速器或RV。
[0015]優(yōu)選地，所述的小臂桿通過(guò)小臂減速器和小臂電機(jī)與所述大臂桿連接;其中，小臂減速器固定于大臂桿的前部，一端連接小臂電機(jī)，另一端連接小臂桿;小臂電機(jī)通過(guò)小臂減速器驅(qū)動(dòng)小臂桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn);該小臂減速器為諧波減速器。
[0016]優(yōu)選地，所述的擺動(dòng)法蘭通過(guò)擺動(dòng)減速器和擺動(dòng)電機(jī)與所述小臂桿連接;其中，擺動(dòng)減速器固定于小臂桿的前部，一端連接擺動(dòng)電機(jī)，另一端連接擺動(dòng)法蘭;擺動(dòng)電機(jī)通過(guò)擺動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)法蘭進(jìn)行旋轉(zhuǎn);該擺動(dòng)減速器為諧波減速器。
[0017]優(yōu)選地，所述的輸出軸通過(guò)輸出軸減速器和輸出軸電機(jī)與所述擺動(dòng)法蘭連接;其中，輸出軸減速器固定于擺動(dòng)法蘭的下部，一端連接輸出軸電機(jī)，另一端連接輸出軸;輸出軸電機(jī)通過(guò)輸出軸減速器驅(qū)動(dòng)輸出軸繞自身軸線旋轉(zhuǎn);該輸出軸減速器為諧波減速器。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
[0019]本所述所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其兼顧靈活性、精度與成本，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)。特別地，如果增加基座支承上的水平齒條長(zhǎng)度，則可以極大地增加該六自由度三維操作機(jī)器人的工作空間，通過(guò)將最多45根2米長(zhǎng)單根齒條段的無(wú)縫拼接，最大可達(dá)90米的水平自由度的運(yùn)動(dòng)范圍，并且可以達(dá)到±0.1mm的水平定位精度。
[0020]此外，該水平移動(dòng)平臺(tái)采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)，增加了機(jī)器人的穩(wěn)定性和承載力，傳動(dòng)精度也較高。垂直移動(dòng)臂也采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低了成本。大臂的擺動(dòng)采用了行星減速器，這種減速器具有減速比大、可靠性好、可傳遞較大力矩等優(yōu)點(diǎn)。如果為了提高精度，該行星減速器也可用諧波減速器或RV替代。其余轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)都采用了諧波減速器，這種減速器具有減速比大、無(wú)齒隙、嚙合數(shù)多、傳動(dòng)效率高、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)較高的末端定位精度。由于末端輸出軸可以安裝各種不同的末端執(zhí)行器，因此所述機(jī)器人能夠用于三維打印、食品加工、搬運(yùn)、裝配、焊接、涂膠、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化等各種不同的操作任務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖。
[0023]圖中:
[0024]I基座支承，2水平齒條，3水平滑臺(tái)，4水平齒輪，5垂直移動(dòng)臂，6大臂桿，7小臂桿，8水平電機(jī)，9擺動(dòng)法蘭，10輸出軸，11導(dǎo)軌，12滑塊，13垂直齒條，14垂直齒輪，15軸承，16垂直電機(jī)，17大臂電機(jī)，18大臂減速器，19波紋管，20小臂電機(jī)，21小臂減速器，22擺動(dòng)電機(jī)，23擺動(dòng)減速器，24輸出軸電機(jī)，25輸出軸減速器，26上下拖鏈，27水平拖鏈。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本實(shí)用新型提供了一種六自由度三維操作機(jī)器人，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、末端定位精度高、工作空間大、靈活性較高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。在該機(jī)器人末端安裝相應(yīng)的末端執(zhí)行器，即可完成三維打印、食品加工、搬運(yùn)、裝配、焊接、涂膠、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化等各種作業(yè)任務(wù)。
[0026]下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，以下的實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，所作出的任何等效的修改、替換、變型和改進(jìn)，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0027]請(qǐng)參閱圖1，圖示六自由度三維操作機(jī)器人包括基座支承1、水平滑臺(tái)3、垂直移動(dòng)臂5、大臂桿6、小臂桿7、擺動(dòng)法蘭9和輸出軸10。所述基座支承I固定于地面基準(zhǔn)上或安裝在其他移動(dòng)平臺(tái)上，由垂直的立柱和水平地支撐在該立柱上的橫梁構(gòu)成。所述水平滑臺(tái)3設(shè)置在所述基座支承I的橫梁上并通過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)作水平方向的平移，形成水平移動(dòng)自由度。所述垂直移動(dòng)臂5連接該水平滑臺(tái)3并通過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)作垂直方向的移動(dòng)，形成垂直移動(dòng)自由度。所述大臂桿6連接于該垂直移動(dòng)臂5的下端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第一轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。所述小臂桿7連接于該大臂桿6的前端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第二轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。所述擺動(dòng)法蘭9連接于該小臂桿7的前端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。所述輸出軸10連接于該擺動(dòng)法蘭9的側(cè)端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第四轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
[0028]所述輸出軸10通過(guò)水平移動(dòng)自由度、垂直移動(dòng)自由度、第一轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、第二轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、第三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和第四轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的共同作用，實(shí)現(xiàn)在三維空間中預(yù)定軌跡的操作。
[0029]請(qǐng)結(jié)合參閱圖2，所述的水平滑臺(tái)3通過(guò)水平電機(jī)8、水平齒輪4和水平齒條2與所述基座支承I的橫梁連接。其中，水平電機(jī)8固定安裝在水平滑臺(tái)3上;水平齒輪4連接在水平電機(jī)8的輸出軸上；水平齒條2通過(guò)角接件固定安裝在基座支承I的橫梁上并與水平齒輪4嚙合，該水平齒條2上安裝有防塵罩，以防止灰塵及其他雜質(zhì)落在齒條上。所述水平電機(jī)8通過(guò)所述水平齒輪4和水平齒條2帶動(dòng)所述水平滑臺(tái)3在所述基座支承I橫梁的導(dǎo)向軌道上沿水平方向平移。
[0030]所述的基座支承I的橫梁可以根據(jù)實(shí)際需要增加長(zhǎng)度，以靈活增加所述機(jī)器人的工作空間，相應(yīng)地，所述水平齒條2也增加長(zhǎng)度，由若干齒條段連接而成。這樣滿足了大行程的操作需要，但成本增加有限，卻功能大大提高。
[0031]特別地，通過(guò)將最多45根2米長(zhǎng)的單根齒條段進(jìn)行無(wú)縫拼接，最大可達(dá)90米的水平自由度的運(yùn)動(dòng)范圍，同時(shí)可以達(dá)到±0.1mm的水平定位精度。單根齒條段的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際的要求和加工的條件進(jìn)行調(diào)整，不限于2米，齒條段的數(shù)量也要相應(yīng)變化。如果水平齒條2的長(zhǎng)度超過(guò)5米，根據(jù)負(fù)載情況可在所述基座支承I橫梁的中間位置增加立柱，即該基座支承I的立柱為至少3根，以防止所述水平齒條2因重力而變形。
[0032]所述的垂直移動(dòng)臂5通過(guò)垂直電機(jī)16、垂直齒輪14、垂直齒條13、滑塊12和導(dǎo)軌11與所述水平滑臺(tái)3連接。其中，垂直電機(jī)16安裝在水平滑臺(tái)3上，垂直齒輪14連接在垂直電機(jī)
16的輸出軸上，垂直齒條13固定在垂直移動(dòng)臂5上并與垂直齒輪14嚙合，導(dǎo)軌11固定在垂直齒條13上，滑塊12固定在水平滑臺(tái)3上，并且能在導(dǎo)軌11上滑移，導(dǎo)軌11通過(guò)滑塊12對(duì)垂直移動(dòng)臂5起導(dǎo)向的作用。所述垂直電機(jī)16通過(guò)所述垂直齒輪14和垂直齒條13帶動(dòng)所述垂直移動(dòng)臂5在所述滑塊12和導(dǎo)軌11的導(dǎo)向下沿垂直方向移動(dòng)，該移動(dòng)方向與所述水平滑臺(tái)3的水平移動(dòng)方向垂直，實(shí)現(xiàn)所述垂直移動(dòng)臂5相對(duì)于所述基座支承I的垂直運(yùn)動(dòng)。
[0033]所述的大臂桿6通過(guò)大臂減速器18和大臂電機(jī)17與所述垂直移動(dòng)臂5連接。其中，大臂減速器18固定于垂直移動(dòng)臂5的下部，該大臂減速器18—端連接大臂電機(jī)17，另一端連接大臂桿6。所述大臂電機(jī)17通過(guò)所述大臂減速器18驅(qū)動(dòng)所述大臂桿6相對(duì)于所述垂直移動(dòng)臂5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0034]所述的小臂桿7通過(guò)小臂減速器21和小臂電機(jī)20與所述大臂桿6連接。其中，小臂減速器21固定于大臂桿6的前部，該小臂減速器21—端連接小臂電機(jī)20，另一端連接小臂桿
7。所述小臂電機(jī)20通過(guò)所述小臂減速器21驅(qū)動(dòng)所述小臂桿7相對(duì)于所述大臂桿6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0035]所述的擺動(dòng)法蘭9通過(guò)擺動(dòng)減速器23和擺動(dòng)電機(jī)22與所述小臂桿7連接。其中，擺動(dòng)減速器23通過(guò)過(guò)渡板安裝固定于小臂桿7的前部，該擺動(dòng)減速器23—端連接擺動(dòng)電機(jī)22，另一端連接擺動(dòng)法蘭9。所述擺動(dòng)電機(jī)22通過(guò)所述擺動(dòng)減速器23驅(qū)動(dòng)所述擺動(dòng)法蘭9相對(duì)于所述小臂桿7進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0036]所述的輸出軸10通過(guò)輸出軸減速器25和輸出軸電機(jī)24與所述擺動(dòng)法蘭9連接。其中，輸出軸減速器25固定于擺動(dòng)法蘭9下部的側(cè)面，一端連接輸出軸電機(jī)24，另一端連接輸出軸10。所述輸出軸電機(jī)24通過(guò)所述輸出軸減速器25驅(qū)動(dòng)所述輸出軸10繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。所述輸出軸10上可以根據(jù)需要安裝不同的末端執(zhí)行器，從而完成各種操作任務(wù)。
[0037]本實(shí)施例中，所述的大臂減速器18采用了行星減速器，這種減速器具有減速比大、可靠性好、可傳遞較大力矩等優(yōu)點(diǎn)。如果為了提高精度，該大臂減速器18也可用諧波減速器或RV替代。所述的小臂減速器21、擺動(dòng)減速器23和輸出軸減速器25都采用了諧波減速器，這種減速器具有減速比大、無(wú)齒隙、嚙合數(shù)多、傳動(dòng)效率高、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)較高的末端定位精度。
[0038]本實(shí)施例中，所述的大臂桿6相對(duì)于垂直移動(dòng)臂5的旋轉(zhuǎn)軸線、小臂桿7相對(duì)于大臂桿6的旋轉(zhuǎn)軸線和擺動(dòng)法蘭9相對(duì)于小臂桿7的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行且與所述水平滑臺(tái)3的水平平移方向垂直，所述輸出軸10的旋轉(zhuǎn)軸線與所述擺動(dòng)法蘭9相對(duì)于小臂桿7的旋轉(zhuǎn)軸線相互垂直。自然根據(jù)需要，大臂桿6的旋轉(zhuǎn)軸線、小臂桿7的旋轉(zhuǎn)軸線和擺動(dòng)法蘭9的旋轉(zhuǎn)軸線也可以不平行而是互成一斜角，也與水平滑臺(tái)3的水平平移方向不垂直；同樣，輸出軸10的旋轉(zhuǎn)軸線與所述擺動(dòng)法蘭9的旋轉(zhuǎn)軸線也可以相互不垂直。
[0039]所述六自由度三維操作機(jī)器人還包括有相互連通的波紋管19、上下拖鏈26和水平拖鏈27，各構(gòu)件的電纜通過(guò)該上下拖鏈26、水平拖鏈27和波紋管19最終匯到電氣柜。
[0040]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:包括基座支承、水平滑臺(tái)、垂直移動(dòng)臂、大臂桿、小臂桿、擺動(dòng)法蘭和輸出軸;其中，基座支承固定于地面上或安裝在其他移動(dòng)平臺(tái)上，由垂直的立柱和水平地支撐在該立柱上的橫梁構(gòu)成;水平滑臺(tái)設(shè)置在基座支承的橫梁上并作水平方向的平移，形成水平移動(dòng)自由度;垂直移動(dòng)臂連接水平滑臺(tái)并作垂直方向的移動(dòng)，形成垂直移動(dòng)自由度;大臂桿連接于垂直移動(dòng)臂的下端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第一轉(zhuǎn)動(dòng)自由度;小臂桿連接于大臂桿的前端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第二轉(zhuǎn)動(dòng)自由度;擺動(dòng)法蘭連接于小臂桿的前端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度;輸出軸連接于擺動(dòng)法蘭的側(cè)端并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成第四轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:所述的水平滑臺(tái)通過(guò)水平電機(jī)、水平齒輪和水平齒條與基座支承的橫梁連接;其中，水平電機(jī)安裝在水平滑臺(tái)上，水平齒輪連接在水平電機(jī)的輸出軸上，水平齒條固定在橫梁上并與水平齒輪嚙合;水平電機(jī)通過(guò)水平齒輪和水平齒條帶動(dòng)水平滑臺(tái)在基座支承的橫梁上沿水平方向平移。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:所述的水平齒條由若干齒條段連接而成，該水平齒條的最大長(zhǎng)度為90米，所述基座支承的立柱為至少3根。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:所述的水平齒條上安裝有防塵罩。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:所述的垂直移動(dòng)臂通過(guò)垂直電機(jī)、垂直齒輪、垂直齒條、滑塊和導(dǎo)軌與所述水平滑臺(tái)連接;其中，垂直電機(jī)安裝在水平滑臺(tái)上，垂直齒輪連接在垂直電機(jī)的輸出軸上，垂直齒條固定在垂直移動(dòng)臂上并與垂直齒輪嚙合，導(dǎo)軌固定在垂直齒條上，滑塊固定在水平滑臺(tái)上且能在導(dǎo)軌上滑移;垂直電機(jī)通過(guò)垂直齒輪和垂直齒條帶動(dòng)垂直移動(dòng)臂在滑塊和導(dǎo)軌的導(dǎo)向下沿垂直方向移動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:所述的大臂桿通過(guò)大臂減速器和大臂電機(jī)與所述垂直移動(dòng)臂連接;其中，大臂減速器固定于垂直移動(dòng)臂的下部，一端連接大臂電機(jī)，另一端連接大臂桿;大臂電機(jī)通過(guò)大臂減速器驅(qū)動(dòng)大臂桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn);該大臂減速器為行星減速器、諧波減速器或RV。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:所述的小臂桿通過(guò)小臂減速器和小臂電機(jī)與所述大臂桿連接;其中，小臂減速器固定于大臂桿的前部，一端連接小臂電機(jī)，另一端連接小臂桿;小臂電機(jī)通過(guò)小臂減速器驅(qū)動(dòng)小臂桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn);該小臂減速器為諧波減速器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:所述的擺動(dòng)法蘭通過(guò)擺動(dòng)減速器和擺動(dòng)電機(jī)與所述小臂桿連接;其中，擺動(dòng)減速器固定于小臂桿的前部，一端連接擺動(dòng)電機(jī)，另一端連接擺動(dòng)法蘭;擺動(dòng)電機(jī)通過(guò)擺動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)法蘭進(jìn)行旋轉(zhuǎn);該擺動(dòng)減速器為諧波減速器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度三維操作機(jī)器人，其特征是:所述的輸出軸通過(guò)輸出軸減速器和輸出軸電機(jī)與所述擺動(dòng)法蘭連接;其中，輸出軸減速器固定于擺動(dòng)法蘭的下部，一端連接輸出軸電機(jī)，另一端連接輸出軸;輸出軸電機(jī)通過(guò)輸出軸減速器驅(qū)動(dòng)輸出軸繞自身軸線旋轉(zhuǎn);該輸出軸減速器為諧波減速器。
【文檔編號(hào)】B25J9/12GK205466163SQ201620049249
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日
【發(fā)明人】付藝晗
【申請(qǐng)人】付藝晗