一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种带有冗余特性的柔性工业机器人装备，包括底座直线运动部件；立柱直线运动部件；固定悬伸臂；一级水平臂部件；竖臂部件；下横臂部件；腕轴组件；机器人控制器；外围装置；竖直拖链装置；以及水平拖链装置；本方案中的冗余关节的柔性工业机器人装置，其进一步提升了工作范围，拓展了现有工业机器人臂杆的使用性能；操作空间实现矩形运动空间，机器人末端工作区域无运动死角；末端工具实现三维空间任意姿态可达，关节轴姿态直观性强，方便操作，有较强的实用性；机器人臂杆具有冗余特性，能够绕工件回转作业，对现有机器人应用方式有颠覆性创新，用途广泛，具有很高的社会经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置
本专利技术涉及工业机器人
，具体涉及一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置。
技术介绍
工业机器人能够替代人力完成各种复杂工况条件和高危有害环境下的长时间、高强度重复劳动和高度自动化工作，实现智能化、多功能化、柔性化自动化生产。工业机器人在焊接应用、金属制品切割、上下料搬运、装配、修磨等领域，有着广泛的市场。以焊接为例，管道焊接涉及石油、化工、燃气、电力、工业制品、船舶、海工、核电、市政、医药、食品、水处理等诸多领域，目前焊枪绕工件回转的全位置机器人焊接应用还是空白，大型容器类部件及钢结构产品，现有工业机器人焊接还不是很方便。以金属型材及制品切割应用为例，对于型材(包括矩形管、圆管、H型钢、槽钢、角钢、异性钢等)切割加工，传统的机器人切割方式，需要工件夹持回转，与机器人协同完成切割作业，不仅造成设备制造成本的增加，生产工效也受到很大的制约。对于尺寸较大的工件搬运及装配应用，现有工业机器人生产应用也有较大的局限性，诸如此类的应用还有很多，不再一一列举。面对工业机器人向更大的深度和广度上应用的社会需要，适用于更多种应用工艺需求和应用场景需要，结合工业机器人柔性化生产的特点及工业自动化设备有较大的空间可达性的优势。提出一种带有冗余关节的柔性工业机器人装备，有较高的位姿设计精度，有较大的空间可达，实现工业机器人柔性化生产，离线编程工作条件下的绝对位置操作应用，降低机器人集成应用成本，把工业机器人应用推广到通用化的产业中去，为研究人员急需要解决的问题。专利技术内容针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种具备较高的位姿设计精度，有较大的空间可达，可实现工业机器人柔性化生产的带有冗余特性的柔性工业机器人装置。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置，所述柔性工业机器人包括：底座直线运动部件；立柱直线运动部件，所述立柱直线运动部件底端滑动安装在所述底座直线运动部件上，与其构成水平方向移动轴副；固定悬伸臂，所述固定悬伸臂竖直滑动安装在所述立柱直线运动部件上，与其构成竖直方向移动轴副；一级水平臂部件，所述一级水平臂部件水平转动安装在所述固定悬伸臂上，与其构成第一级水平回转轴副；竖臂部件，所述竖臂部件水平转动安装在所述一级水平臂部件上，构成第三级水平回转轴副；下横臂部件，所述下横臂部件水平转动安装在所述竖臂部件下端，构成铅垂回转轴副，其中所述铅垂回转轴副与所述第三级水平回转轴副垂直正交且轴线汇交于一点；腕轴组件，所述腕轴组件正交传动安装在所述下横臂部件的前端部，其中所述腕轴组件与所述铅垂回转轴副轴线相交于一点；机器人控制器，所述机器人控制器固定安装在所述立柱直线运动部件上；外围装置，所述外围装置固定安装在所述底座直线运动部件上；竖直拖链装置，所述竖直拖链装置安装在所述立柱直线运动部件上；以及水平拖链装置，所述水平拖链装置安装在所述底座直线运动部件上。进一步，所述柔性工业机器人还包括二级水平臂部件，所述二级水平臂部件水平转动安装在所述一级水平臂部件上，构成第二级水平回转轴副。进一步，所述底座直线运动部件包括第一伺服电机、前轴承座组件、后轴承座组件、第一滚珠丝杠、底座、螺母座、螺母以及滑座，所述第一伺服电机、前轴承座组件、后轴承座组件以及第一滚珠丝杠整体安装在所述底座上，所述底座的导轨联接面安装有两组直线导轨以及滑块，所述螺母座、螺母与所述第一滚珠丝杠相连接配合，其中所述螺母座和滑块安装在所述滑座对应的联接面上并与所述直线导轨构成水平方向的移动轴副，所述底座直线运动部件还包括安装在上端的机床护罩。进一步，所述底座直线运动部件采用箱形结构，其中所述底座的箱形梁内装有制震填料。进一步，所述立柱直线运动部件包括第二伺服电机、轴承座组件、第二滚珠丝杠、下轴承座组件、升降螺母座、螺母、滑板以及立柱体，所述轴承座组件、第二伺服电机、第二滚珠丝杠以及下轴承座组件整体安装在所述立柱体上，所述立柱体的导轨联接面上安装有两组直线导轨以及滑块，其中所述轴承座组件通过联轴器与所述第二伺服电机相连，所述第二滚珠丝杠与所述下轴承座组件相连，所述升降螺母座和螺母与所述第二滚珠丝杠相连接配合，其中所述升降螺母座和滑块安装在所述滑板对应的联接面上并与所述直线导轨构成竖直方向的移动轴副连接，所述固定悬伸臂安装在所述滑板对应的联接面上，所述立柱体的下底座安装有相互铰接配合的活动铰链块和固定铰链块，所述固定铰链块固定联接在所述底座直线运动部件的滑块上。进一步，所述一级水平臂部件的臂杆后端固定安装有第一RV减速器以及安装在所述第一RV减速器输入端上的第三伺服电机，所述第一RV减速器的输出法兰面上安装有空心传动轴，所述空心传动轴安装在设置有的轴承部件的轴承内孔中，所述轴承部件支撑在所述臂杆的座孔上，所述空心传动轴下端与所述固定悬伸臂固定相连，构成第一级水平回转轴副，所述臂杆前端固定安装有第二RV减速器，所述第二RV减速器的输入端上安装有第四伺服电机，所述第二RV减速器输出法兰面上安装有空心传动轴，所述空心传动轴与设置有的轴承部件的轴承内孔相配合，所述轴承部件支撑在所述臂杆的座孔上，所述空心传动轴下端与所述二级水平臂部件固定相连，构成二级水平回转轴副。进一步，所述二级水平臂部件的臂杆伸出端固定安装有第三RV减速器以及安装在所述第三RV减速器上的第五伺服电机，所述第三RV减速器的输出法兰面上安装有空心传动轴，所述空心传动轴与设置有的轴承部件的轴承内孔相配合，所述轴承部件支承在所述臂杆的座孔上，所述空心传动轴下端与竖臂部件固定相连，构成第三级水平回转轴副。进一步，所述竖臂部件的臂杆上安装有由谐波减速器、第六伺服电机以及联轴器构成的传动组件，所述谐波减速器的输出端安装有相互正交啮合的伞齿轮一组件和伞齿轮二组件，所述伞齿轮二组件安装在设置有的水平回转轴上并通过设置有的轴承支撑组件安装在臂杆上，所述水平回转轴与所述下横臂部件固定相连，形成铅垂回转轴副并与所述第三级水平回转轴副空间汇交于一点。进一步，所述下横臂部件的臂杆上安装有第二谐波减速器、安装在所述第二谐波减速器的输入端上的第七伺服电机，所述第二谐波减速器的输出端安装有相互正交啮合的伞齿轮一组件和伞齿轮二组件，所述伞齿轮组件二安装在所述腕轴组件的腕轴上并通过设置有的交叉滚子轴承安装在所述下横臂部件的臂杆上，其中所述腕轴组件构成的回转轴副与所述铅垂回转轴副正交。进一步，所述水平回转轴副的通用性结构为：伺服电机安装在RV减速器上，所述RV减速器与固定臂杆的轴套部分的法兰面固定联接，输出轴联接在RV减速器的输出法兰上，输出轴另一端安装轴承，轴承外圈与固定臂杆的轴套配合，调整盖压紧轴承侧隙，以便形成RV减速器交叉滚子轴承与外部球轴承三角支承方式，回转臂杆安装在输出轴上，回转臂杆及其前端铅垂载荷产生的倾覆弯矩负载卸荷到固定臂杆的轴套面上。本方案具有的有益技术效果为：1、本方案中的冗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置，其特征在于，所述柔性工业机器人包括：/n底座直线运动部件；/n立柱直线运动部件，所述立柱直线运动部件底端滑动安装在所述底座直线运动部件上，与其构成水平方向移动轴副；/n固定悬伸臂，所述固定悬伸臂竖直滑动安装在所述立柱直线运动部件上，与其构成竖直方向移动轴副；/n一级水平臂部件，所述一级水平臂部件水平转动安装在所述固定悬伸臂上，与其构成第一级水平回转轴副；/n竖臂部件，所述竖臂部件水平转动安装在所述一级水平臂部件上，构成第三级水平回转轴副；/n下横臂部件，所述下横臂部件水平转动安装在所述竖臂部件下端，构成铅垂回转轴副，其中所述铅垂回转轴副与所述第三级水平回转轴副垂直正交且轴线汇交于一点；/n腕轴组件，所述腕轴组件正交传动安装在所述下横臂部件的前端部，其中所述腕轴组件与所述铅垂回转轴副轴线相交于一点；/n机器人控制器，所述机器人控制器固定安装在所述立柱直线运动部件上；/n外围装置，所述外围装置固定安装在所述底座直线运动部件上；/n竖直拖链装置，所述竖直拖链装置安装在所述立柱直线运动部件上；/n以及水平拖链装置，所述水平拖链装置安装在所述底座直线运动部件上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置，其特征在于，所述柔性工业机器人包括：
底座直线运动部件；
立柱直线运动部件，所述立柱直线运动部件底端滑动安装在所述底座直线运动部件上，与其构成水平方向移动轴副；
固定悬伸臂，所述固定悬伸臂竖直滑动安装在所述立柱直线运动部件上，与其构成竖直方向移动轴副；
一级水平臂部件，所述一级水平臂部件水平转动安装在所述固定悬伸臂上，与其构成第一级水平回转轴副；
竖臂部件，所述竖臂部件水平转动安装在所述一级水平臂部件上，构成第三级水平回转轴副；
下横臂部件，所述下横臂部件水平转动安装在所述竖臂部件下端，构成铅垂回转轴副，其中所述铅垂回转轴副与所述第三级水平回转轴副垂直正交且轴线汇交于一点；
腕轴组件，所述腕轴组件正交传动安装在所述下横臂部件的前端部，其中所述腕轴组件与所述铅垂回转轴副轴线相交于一点；
机器人控制器，所述机器人控制器固定安装在所述立柱直线运动部件上；
外围装置，所述外围装置固定安装在所述底座直线运动部件上；
竖直拖链装置，所述竖直拖链装置安装在所述立柱直线运动部件上；
以及水平拖链装置，所述水平拖链装置安装在所述底座直线运动部件上。


2.根据权利要求1所述的一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置，其特征在于，所述柔性工业机器人还包括二级水平臂部件，所述二级水平臂部件水平转动安装在所述一级水平臂部件上，构成第二级水平回转轴副。


3.根据权利要求1或2所述的一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置，其特征在于，所述底座直线运动部件包括第一伺服电机、前轴承座组件、后轴承座组件、第一滚珠丝杠、底座、螺母座、螺母以及滑座，所述第一伺服电机、前轴承座组件、后轴承座组件以及第一滚珠丝杠整体安装在所述底座上，所述底座的导轨联接面安装有两组直线导轨以及滑块，所述螺母座、螺母与所述第一滚珠丝杠相连接配合，其中所述螺母座和滑块安装在所述滑座对应的联接面上并与所述直线导轨构成水平方向的移动轴副，所述底座直线运动部件还包括安装在上端的机床护罩。


4.根据权利要求3所述的一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置，其特征在于，所述底座直线运动部件采用箱形结构，其中所述底座的箱形梁内装有制震填料。


5.根据权利要求1或2所述的一种带有冗余特性的柔性工业机器人装置，其特征在于，所述立柱直线运动部件包括第二伺服电机、轴承座组件、第二滚珠丝杠、下轴承座组件、升降螺母座、螺母、滑板以及立柱体，所述轴承座组件、第二伺服电机、第二滚珠丝杠以及下轴承座组件整体安装在所述立柱体上，所述立柱体的导轨联接面上安装有两组直线导轨以及滑块，其中所述轴承座组件通过联轴器与所述第二伺服电机相连，所述第二滚珠丝杠与所述下轴承座组件相连，所述升降螺母座和螺母与所述第二滚珠丝杠相连接配合，其中所述升降螺母座和滑块安装在所述滑板对应的联接面上并与所述直线导轨构成竖直方向的移动轴副连接，所述固定悬伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学兵，赵健涛，田强，刘志，
申请(专利权)人：北京汇中拓普机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11