一种六自由度工业机器人制造技术

一种六自由度工业机器人，包括底座，大臂座，大臂，小臂座，小臂及腕部部件，第一旋转关节，第二转动关节，第三转动关节，第四旋转关节，第五转动关节，第六旋转关节，伺服电机和减速机；若安装需要，底座下可以固定在一个基座。伺服电机通过减速机和齿轮传动组驱动第一旋转关节，第二转动关节，第三转动关节，第四旋转关节，第五转动关节和第六旋转关节；实现第一旋转关节的电机安装在底座上。本实用新型专利技术提供的工业机器人，使用完善的伺服控制方案使工业机器人能够精确重复地工作，提高了产品的合格率和产品的整体质量；工业机器人代替人工操作节省劳动成本；本工业机器人结构简单、控制方便、成本较低，而且可根据用户的实际工作空间及工艺要求，进行机器人本体的尺寸重构和配套安装使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术属机械制造设计领域，尤其是指一种适应性广，具有高度灵活度的六自由度工业机器人。
技术介绍
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机械系统，它能通过学习和继承来重复执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以按照人类控制，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。它集合了机械工程、电子技术、材料科学、软件控制和人工智能等多种学科，是自动化机械的典型代表产物。目前工业机器人不仅是工业领域中重要的生产和服务型设备，也是制造领域中不可或缺的自动化设备。随着工业机器人可重复且高精度生产高品质产品性能的凸显，使其应用领域日益扩大，逐渐向农业、林业、医疗、海洋等方向发展，推动了各行业的迅速发展。工业机器人技术成为了各国工业生产自动化水平的体现。近年来，随着我国人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人逐渐步入公众的视野中，工业机器人的开发和研究越来越得到政府的重视和支持，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现示工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。但是目前在我国使用的机器人中(特别是高档机器人)，绝大部分都是进口，真正国内制造的只是占据了很小的一部分。
技术实现思路
要解决的技术问题：本技术提供了一种六自由度工业机器人，其结构合理，自由度高，适用度广，解决了我国工业机器人结构设计不合理，适用性差的问题。本技术通过以下技术方案解决技术问题：一种六自由度工业机器人，包括基座，底座，大臂座，大臂，小臂座，小臂，腕部部件，第一旋转关节，第二转动关节，第三转动关节，第四旋转关节，第五转动关节，第六旋转关节，伺服电机和减速机，所述工业机器人本体通过底座固定在基座上；所述的第一旋转关节，其通过伺服电机，减速机的减速及增大转矩和齿轮内啮合传动转矩来实现工业机器人底座及安装在底座上机构的旋转；所述的第二转动关节，其通过伺服电机，减速机的减速及增大转矩直接传动力矩到大臂来实现工业机器人大臂及安装在大臂上机构的转动；所述的第三转动关节，其通过伺服电机，减速机的减速及增大转矩直接传动力矩到小臂座来实现工业机器人小臂座及安装在小臂座上机构的转动；所述的第四旋转关节，其通过伺服电机，减速机的减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人小臂的旋转，从而带动工业机器人腕部部件的旋转；所述的第五转动关节，其通过伺服电机，减速机的减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人腕部部件的转动；所述的第六旋转关节，其通过伺服电机，减速机的减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人腕部末端法兰的旋转，从而带动执行机构的旋转。本技术所述的六自由度工业机器人，在所述的底座上设有用于实现该工业机器人第一旋转关节的第一伺服电机；在所述的大臂座上设有用于实现该工业机器人第二转动关节的第二伺服电机；在所述的大臂上端设有用于实现该工业机器人第三转动关节的第三伺服电机；在所述的小臂末端设有用于实现该工业机器人第四旋转关节的第四伺服电机；在所述的小臂末端设有用于实现该工业机器人第五转动关节的第五伺服电机；在所述的小臂末端设有用于实现该工业机器人第六旋转关节的第六伺服电机。本技术所述的六自由度工业机器人，所述的腕部部件包括腕部末端法兰，齿轮组；齿轮组由一对圆柱直齿轮组，三对锥齿轮组构成，分别设置在第五转动关节和第六旋转关节。第五转动关节上设有一组啮合的锥齿轮组来实现转动。第六旋转关节上一组啮合的锥齿轮组将转矩传递给一对圆柱直齿轮组转动，带动另一组锥齿轮组的转动，实现手腕末端法兰的旋转。本技术所述的六自由度工业机器人，所述的第一旋转关节的旋转角度范围是0～300°；所述的第二转动关节转动角度范围是0～150°；所述的第三转动关节转动角度范围是0～150°；所述的第四旋转关节转动角度范围是0～360°；所述的第五转动关节转动角度范围是0～180°；所述的第六旋转关节转动角度范围是0～360°。本技术所述的六自由度工业机器人，所述的小臂为三个中空的传动轴相互嵌套的方式给手腕部分传递力矩，可根据实际工作空间，通过改变传动轴的长度来实现本工业机器人结构尺寸的缩放。本技术所述的六自由度工业机器人，小臂末端设有三个伺服电机来给第四旋转关节，第五转动关节和第六旋转关节提供动力，并通过控制伺服电机角位移或角速度来实现这三个关节的控制，本设计有利于防止该六自由度工业机器人重心的偏置，提高工业机器人本体的稳定性。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例的立体示意图；图3为本技术实施例的小臂结构示意图；图4为本技术实施例的小臂末端齿轮组示意图；图5为本技术实施例的腕部齿轮组立体示意图。具体实施方式一种六自由度工业机器人，如图1、图2所示，其包括本体结构和设在本体上的传动控制装置，所述的本体结构包括底座11、安装底座的基座1、大臂座2、大臂3、小臂座4、小臂5、腕部部件6、第一旋转关节7、第二转动关节71、第三转动关节72、第四旋转关节73、第五转动关节74、第六旋转关节75、伺服电机8、减速机9；所述工业机器人本体通过底座11固定在基座1上；所述的第一旋转关节7，其通过伺服电机81、减速机91的减速及增大转矩和齿轮内啮合传动转矩来实现工业机器人底座11及安装在底座上机构的旋转；所述的第二转动关节71，其通过伺服电机82，减速机92的减速及增大转矩直接传动力矩到大臂3来实现工业机器人大臂3及安装在大臂上机构的转动；所述的第三转动关节72，其通过伺服电机83，减速机93的减速及增大转矩直接传动力矩到小臂座4来实现工业机器人小臂座4及安装在小臂座上机构的转动；所述的第四旋转关节73，其通过伺服电机84，减速机94的减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人小臂5的旋转，带动工业机器人腕部部件6和执行机构的旋转；所述的第五转动关节74，其通过伺服电机85，减速机95的减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人腕部部件6和执行机构的转动；所述的第六旋转关节75，其通过伺服电机86，减速机96的减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人腕部末端法兰61的旋转，带动执行机构的旋转。在本技术的六自由度工业机器人实施例中，所述的底座11上设有用于实现该工业机器人第一旋转关节7的第一伺服电机81；在所述的大臂座上设有用于实现该工业机器人第二转动关节的第二伺服电机82；在所述的大臂上端设有用于实现该工业机器人第三转动关节的第三伺服电机83；如图3、图4所示，在所述的小臂末端设有用于实现该工业机器人第四旋转关节的第四伺服电机84；在所述的小臂末端设有用于实现该工业机器人第五转动关节的第五伺服电机85；在所述的小臂末端设有用于实现该工业机器人第六旋转关节的第六伺服电机86；如图5所示，所述的腕部部件6包括腕部末端法兰61、第五转动关节74、第六旋转关节75、齿轮组62；齿轮组62由一对圆柱直齿轮组，三对锥齿轮组构成，分别设置在第五转动关节74和第六旋转关节75；第五转动关节74上设有一组啮合的锥齿轮组来实现转动；第六旋转关节75上一组啮合的锥齿轮组将转矩传递给一对圆柱直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度工业机器人，其特征在于：包括安装基座(1)，底座(11)，大臂座(2)，大臂(3)，小臂座(4)，小臂(5)，腕部部件(6)，第一旋转关节(7)，第二转动关节(71)，第三转动关节(72)，第四旋转关节(73)，第五转动关节(74)，第六旋转关节(75)，伺服电机(8)，减速机(9)，所述工业机器人本体通过底座(11)固定在基座(1)上；所述的第一旋转关节(7)，其通过伺服电机(81)，减速机(91)减速及增大转矩和齿轮内啮合传动转矩来实现工业机器人底座(11)及安装在底座(11)上机构的旋转；所述的第二转动关节(71)，其通过伺服电机(82)，减速机(92)减速及增大转矩直接传动力矩到大臂(3)来实现工业机器人大臂(3)及安装在大臂(3)上机构的转动；所述的第三转动关节(72)，其通过伺服电机(83)，减速机(93)减速及增大转矩直接传动力矩到小臂座(4)来实现工业机器人小臂座(4)及安装在小臂座上机构的转动；所述的第四旋转关节(73)，其通过伺服电机(84)，减速机(94)减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人小臂(5)的旋转，带动工业机器人腕部部件(6)和执行机构的旋转；所述的第五转动关节(74)，其通过伺服电机(85)，减速机(95)减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人腕部部件(6)和执行机构的转动；所述的第六旋转关节(75)，其通过伺服电机(86)，减速机(96)减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人腕部末端法兰(61)的旋转，带动执行机构的旋转。...

【技术特征摘要】
1.一种六自由度工业机器人，其特征在于：包括安装基座(1)，底座(11)，大臂座(2)，大臂(3)，小臂座(4)，小臂(5)，腕部部件(6)，第一旋转关节(7)，第二转动关节(71)，第三转动关节(72)，第四旋转关节(73)，第五转动关节(74)，第六旋转关节(75)，伺服电机(8)，减速机(9)，所述工业机器人本体通过底座(11)固定在基座(1)上；所述的第一旋转关节(7)，其通过伺服电机(81)，减速机(91)减速及增大转矩和齿轮内啮合传动转矩来实现工业机器人底座(11)及安装在底座(11)上机构的旋转；所述的第二转动关节(71)，其通过伺服电机(82)，减速机(92)减速及增大转矩直接传动力矩到大臂(3)来实现工业机器人大臂(3)及安装在大臂(3)上机构的转动；所述的第三转动关节(72)，其通过伺服电机(83)，减速机(93)减速及增大转矩直接传动力矩到小臂座(4)来实现工业机器人小臂座(4)及安装在小臂座上机构的转动；所述的第四旋转关节(73)，其通过伺服电机(84)，减速机(94)减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人小臂(5)的旋转，带动工业机器人腕部部件(6)和执行机构的旋转；所述的第五转动关节(74)，其通过伺服电机(85)，减速机(95)减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人腕部部件(6)和执行机构的转动；所述的第六旋转关节(75)，其通过伺服电机(86)，减速机(96)减速及增大转矩和齿轮传动组传动转矩来实现工业机器人腕部末端法兰(61)的旋转，带动执行机构的旋转。2.如权利要求1所述的六自由度工业机器人，其特征在于：在所述的底座(11)上设有用于实现该工业机器人第一旋转关节(7)的第一伺服电机(81)；在所述的大臂座上设有用于实现该工业机器人第二转动关节的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺永诚，吴凡，陈明松，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43