一种六自由度教学机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种六自由度教学机器人,旨在解决现有技术中自动化程度低问题；本发明专利技术中教学机器人本体基于低成本和工业串联一致性设计，机械系统可视化，控制系统全面开放，应用工业串联一致的示教盒操作，采用工业串联机器人常用的示教再现工作模式。六自由度中型串联教学机器人作为高等机器人技术教学平台使用，符合工业机器人的特点，同时低成本设计又能满足现代高等和职业教育对教学用机器人的需求；本申请适用于教学机器人领域。

A six degree of freedom teaching robot

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度教学机器人
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种六自由度教学机器人。
技术介绍
教学机器人，随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，对智能机器人的研究越来越多。在教育领域，许多院校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程。为了满足机器人学方面的有关课程教学示范和实验教学的需求，我们研制开发了全方位的轮式移动机器人，可以作为各种智能控制方法(包括动态避障、群体协作策略)的良好载体，同时又可以方便的构成网络化的分布式系统，开展多智能体的调度、规划等研究。机器人介绍了这种移动机器人的控制系统体系结构，包括传感器、通讯、伺服控制、软件构成等，并给出了实验结果，证明了系统的可行性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：本专利技术要解决的技术问题是：解决现有技术中自动化程度低问题，本申请提供一种智能化、多功能的教学机器人。本专利技术采用的技术方案如下：一种六自由度中型串联教学机器人一种六自由度教学机器人，具有机器人底座、六自由度中型串联教学机器人本体、机器人末端工具、气路系统、机器人控制系统和工件实验台，所述机器人控制系统安装于钣金控制柜内，在所述钣金控制柜的前面板配置控制操作按钮，所述机器人末端工具安装在六自由度中型串联教学机器人本体上，所述的六自由度中型串联教学机器人本体安装机器人底座上，所述机器人底座通过地脚螺栓与地面固定连接，工件实验台位于机器人前方适合位置。进一步的，作为一种具体的实施方式，本专利技术中所述六自由度中型串联教学机器人本体的高度为1150mm，最大展开半径为870mm；所述的机器人控制系统为基于PC104总线的嵌入式运动控制器，在所述的机器人控制系统的内部堆栈式安装有三块二轴运动控制卡，所述机器人控制系统具有图形化示教盒和Windows环境接口；所述的工件实验台具有轴、套两种尼龙工件和铝合金实验台。进一步的，作为一种具体的机构形式，本专利技术中所述六自由度中型串联教学机器人本体通过一关节、二关节、三关节、四关节、五关节、六关节实现旋转运动、回转运动两种形式，且各关节的电机、传感器的电缆均设置在弹簧护线管内，且六自由度中型串联教学机器人本体采用透明式的封装结构。进一步的，作为一种具体的结构形式，本专利技术中所述的一关节包含交流伺服电机、谐波减速器、机器人底座、光电传感器。进一步的，作为一种具体的结构形式，本专利技术中所述的二关节包含交流伺服电机、RV减速器、二节大臂、光电传感器。进一步的，作为一种具体的结构形式，本专利技术中所述的三关节包含步进电机、谐波减速器、同步齿形带、光电传感器、三节支架。进一步的，作为一种具体的结构形式，本专利技术中所述的四关节包含步进电机、谐波减速器、光电传感器、四节支座。进一步的，作为一种具体的结构形式，本专利技术中所述的五关节包含步进电机、谐波减速器、同步齿形带、关节支座、光电传感器。进一步的，作为一种具体的结构形式，本专利技术中所述的六关节包含步进电机、同步齿形带、锥齿轮传动、谐波减速器、光电传感器。进一步的，为了使得机器人的适用性更加广泛，本专利技术在所述机器人末端工具上可安装有气动手爪工具、轨迹喷涂工具或其他抓取工具。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术中六自由度中型串联教学机器人本体基于低成本和工业串联一致性设计，机械系统可视化，控制系统全面开放，应用工业串联一致的示教盒操作，采用工业串联机器人常用的示教再现工作模式。六自由度中型串联教学机器人作为高等机器人技术教学平台使用，符合工业机器人的特点，同时低成本设计又能满足现代高等和职业教育对教学用机器人的需求。通过实验学习，可掌握工业串联机器人的基础组成和工作原理，了解机器人基本单元技术(机构、控制、传感器)，可完成不同规则的搬运与装配实验，让学生全面掌握工业机器人机械传动部件的选择、装配、结构件的设计、传感器的选择和使用、电机的选择和使用、计算机编程和调试等技术，使学生在机器人及机电系统的设计、装配、调试能力均能得到提高。对加快高素质技能型人才培养，推进经济与社会的跨越式发展具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术中六自由度中型串联教学机器人本体的结构示意图；图2是本专利技术总成结构的三视图；图2a是图2的侧视图；图3是本专利技术一关节结构示意图；图3a是图3的剖视图；图4是本专利技术二关节结构示意图；图5是本专利技术三关节结构示意图；图5a是图5的剖视图；图6是本专利技术四关节结构示意图；图6a是图6的俯视图；图7是本专利技术五关节结构示意图；图8是本专利技术六关节结构示意图；图8a是图8的侧视图；图9是本专利技术机器人末端工具结构示意图；图9a是图9的侧视图；附图标记：图中：1-机器人底座，2-六自由度中型串联教学机器人本体，(3)机器人末端工具，(4)气路系统，(5)机器人控制系统，(6)工件支架，(7)钣金控制柜，(8)控制按钮与指示灯，(9)一关节，(10)二关节，(11)三关节，(12)四关节，(13)五关节，(14)六关节，(15)气动手爪工具，(16)轨迹喷涂工具，(17)交流伺服电机，(18)谐波减速器，(19)机器人底座，(20)光电传感器，(21)交流伺服电机，(22)RV减速器，(23)二节大臂，(24)光电传感器，(25)步进电机，(26)谐波减速器，(27)同步齿形带，(28)光电传感器，(29)三节支架，(30)步进电机，(31)谐波减速器，(32)光电传感器，(33)四节支座，(34)步进电机，(35)谐波减速器，(36)同步齿形带，(37)关节支座，(38)光电传感器，(39)步进电机，(40)同步齿形带，(41)锥齿轮传动，(42)谐波减速器，(43)光电传感器，(44)弹簧护线管。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、图2、图2a、图9和图9a所示的本专利技术一种六自由度中型串联教学机器人一种六自由度教学机器人的优选实施例，具有机器人底座1、六自由度中型串联教学机器人本体2、机器人末端工具3、气路系统4、机器人控制系统5和工件实验台6，所述机器人控制系统5安装于钣金控制柜7内，在所述钣金控制柜7的前面板配置控制操作按钮8，电气元件紧凑美观，开放式布局，柜体前门配置按钮与指示灯，后面安装航空连接器，用以电缆传输信号，所述机器人末端工具3安装在六自由度中型串联教学机器人本体2上，所述的六自由度中型串联教学机器人本体2安装机器人底座1上，所述机器人底座1通过地脚螺栓与地面固定连接，工件实验台6位于机器人前方适合位置，保证实验安全可靠，在所述机器人末端工具3标配采用气动手爪工具15，配置无油静本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度教学机器人，其特征在于：具有机器人底座(1)、六自由度中型串联教学机器人本体(2)、机器人末端工具(3)、气路系统(4)、机器人控制系统(5)和工件实验台(6)，所述机器人控制系统(5)安装于钣金控制柜(7)内，在所述钣金控制柜(7)的前面板配置控制操作按钮(8)，所述机器人末端工具(3)安装在六自由度中型串联教学机器人本体(2)上，所述的六自由度中型串联教学机器人本体(2)安装机器人底座(1)上，所述机器人底座(1)通过地脚螺栓与地面固定连接，工件实验台(6)位于机器人前方适合位置；所述六自由度中型串联教学机器人本体(2)的高度为1150mm，最大展开半径为870mm；所述的机器人控制系统(5)为基于PC104总线的嵌入式运动控制器，在所述的机器人控制系统(5)的内部堆栈式安装有三块二轴运动控制卡，所述机器人控制系统(5)具有图形化示教盒和Windows环境接口；所述的工件实验台(6)具有轴、套两种尼龙工件和铝合金实验台。

【技术特征摘要】
1.一种六自由度教学机器人，其特征在于：具有机器人底座(1)、六自由度中型串联教学机器人本体(2)、机器人末端工具(3)、气路系统(4)、机器人控制系统(5)和工件实验台(6)，所述机器人控制系统(5)安装于钣金控制柜(7)内，在所述钣金控制柜(7)的前面板配置控制操作按钮(8)，所述机器人末端工具(3)安装在六自由度中型串联教学机器人本体(2)上，所述的六自由度中型串联教学机器人本体(2)安装机器人底座(1)上，所述机器人底座(1)通过地脚螺栓与地面固定连接，工件实验台(6)位于机器人前方适合位置；所述六自由度中型串联教学机器人本体(2)的高度为1150mm，最大展开半径为870mm；所述的机器人控制系统(5)为基于PC104总线的嵌入式运动控制器，在所述的机器人控制系统(5)的内部堆栈式安装有三块二轴运动控制卡，所述机器人控制系统(5)具有图形化示教盒和Windows环境接口；所述的工件实验台(6)具有轴、套两种尼龙工件和铝合金实验台。2.如权利要求1所述的一种六自由度教学机器人，其特征在于：所述六自由度中型串联教学机器人本体(2)通过一关节(9)、二关节(10)、三关节(11)、四关节(12)、五关节(13)、六关节(14)实现旋转运动、回转运动两种形式，且各关节的电机、传感器的电缆均设置在弹簧护线管(44)内，且六自由度中型串联教学机器人本体(2)采...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵清华，
申请(专利权)人：华蓥市红军小学，
类型：发明
国别省市：四川,51