多功能龙门式六轴工业机器人制造技术

本发明专利技术提供的是一种多功能龙门式六轴工业机器人。第一立柱（３）、第二立柱（６）分别通过第一移动关节轴（２）、第二移动关节轴（５）安装于第一轨道（１）与第二轨道（４）上，横梁（７）安装于第一立柱（３）和第二立柱（６）之间；移动臂（９）通过第三移动关节轴（８）安装于横梁（７）上；升降臂（１１）通过第四移动关节轴（１０）安装在移动臂（９）上；第一旋转臂（１３）通过第一旋转关节轴（１２）安装在升降臂（１１）端部；第二旋转臂（１５）通过第二旋转关节轴（１４）安装在第一旋转臂（１３）上；末端执行器（１７）通过第三旋转关节轴（１６）安装在第二旋转臂（１５）的端部。本发明专利技术具有六个自由度，其中三个为移动关节，三个为转动关节。是一种能完成多种作业和能胜任大空间作业的工业用机器人新结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种工业用机器人，主要涉及一种六个自由度、串连、龙门 结构可以完成多种作业的工业用机器人结构。(二)
技术介绍
目前，机器人广泛被应用于检测、喷砂、装配、搬运、焊接等各种加工作业 当中，工业用串连式机器人结构基本四种一下基本结构直角坐标型机器人、圆 柱坐标型机器人、极坐标型机器人和多关节机器人，其中直角坐标机器人，它的 精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度，但是它的操作范围小， 手臂收縮的同时，向相反方向伸出并妨碍工作。圆柱坐标型机器人可以绕中心轴 旋转一个角度，因此其工作范围可以相对扩大，且计算简单，但是它的手臂可以 到达的空间受到限制，不能到达靠近立柱或地面的空间；极坐标型机器人又称为 球坐标型机器人，可以绕中心轴旋转，在中心支架附近的工作范围相对较大，但 是，它的坐标系复杂，教难控制。多关节机器人可以实现多方向的自由运动，其 中的类型也较多，给出了它的各种类型，因其安装固定方式致使运动范围受到限 制。因传统工业用机器人结构的限制，致使其作业空间受限和无法完成大空间作 业；而采用爬行或者移动式机器人完成所要求的作业，其运动精度低并且控制算 法相对较难，无法胜任大空间作业，现多处于研究阶段，还无法达到实用。现实 中急需能完成多种作业和能胜任大空间作业的一种工业用机器人新结构。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能完成多种作业和能胜任大空间作业的多功能 龙门式六轴工业机器人。本专利技术的目的是这样实现的-第一立柱3、第二立柱6分别通过第一移动关节轴2、第二移动关节轴5安 装于第一轨道1与第二轨道4上，横梁7安装于第一立柱3和第二立柱6之间。 移动臂9通过第三移动关节轴8安装于横梁7上。升降臂11通过第四移动关节轴10安装在移动臂9上。第一旋转臂13通过第一旋转关节轴12安装在升降臂 11端部。第二旋转臂15通过第二旋转关节轴14安装在第一旋转臂13上。末端 执行器17通过第三旋转关节轴16安装在第二旋转臂15的端部。第一轨道l、第一移动关节轴2、第一立柱3、第二轨道4、第二移动关节轴 5、第二立柱6和横梁7构成X关节，立柱3、立柱6和横梁7构成龙门架，第 一移动关节轴2和第二移动关节轴5互相平行；第三移动关节轴8和移动臂9构 成Y关节，Y关节的移动方向与X关节的移动方向相垂直；第四移动关节轴10 和升降臂11构成Z关节，Z关节的移动方向与Y关节的移动方向和X关节的移 动方向相互垂直；第一旋转关节轴12和第一旋转臂13构成U关节，其中第一旋 转关节轴12的轴心与Z关节的移动方向相平行；第二旋转关节轴14和第二旋转 臂15构成V关节，其中第二旋转关节轴14的轴心与第一旋转关节轴12的轴心 相垂直；第三旋转关节轴16和末端执行器17构成W关节，其中第三旋转关节轴 16的轴心与旋转关节轴14的轴心相垂直。为了实现在大空间范围内实现检测、喷丸、喷涂、清刷、搬运、装配和各种 加工作业，本专利技术采用串连式结构，具有六个自由度，其中三个为移动关节，三 个为转动关节。为了实现大空间作业，相对于其安装固定位置，在龙门架上连续 采用三个移动自由度；在龙门架两个底脚处，为第一个移动关节，按照龙门跨度 来决定采用是单边驱动还是双边驱动，无论是单边驱动还是双边驱动都不改变此 处只有一个自由度的性质，并命名此处为X关节；在龙门架横梁上实现第二移动关节，沿着横梁纵向移动，并命名此处为Y关节；在横梁上相对于与X关节移动 方向和Y关节移动方向都垂直的方向上实现第三个移动关节；并命名为Z关节； 因此，以龙门架为基础实现了x,y和z三个方向的运动，其中的大空间是以这三 个自由度实现的。在Z关节的手臂下端，即升降臂的下端安装第一个旋转关节, 并且此关节的旋转轴心与Z关节上升降臂的移动方向相同，并命名为U关节；在 U关节手臂上安装旋转关节V，并且U关节的旋转轴心与V关节的旋转轴心互相 垂直；V关节手臂上安装W旋转关节，V旋转关节的轴心与W旋转轴心相垂直， 从而实现空间姿态的调整，即而实现了在大空间内确定位置和姿态。 附图说明 图1为本专利技术的总体结构示意图。具体实施方式 下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述结合图l，本专利技术的组成包括第一轨道l、第一移动关节轴2、第一立柱3、第二轨道4、第二移动关节轴5、第二立柱6、横梁7、第三移动关节轴8、移动 臂9、第四移动关节轴IO、升降臂ll、第一旋转关节轴12、第一旋转臂13、第 二旋转关节轴14、第二旋转臂15、第三旋转关节轴16和末端执行器17。第一立柱3、第二立柱6分别通过第一移动关节轴2、第二移动关节轴5安 装于第一轨道1与第二轨道4上，横梁7安装于第一立柱3和第二立柱6之间。 移动臂9通过第三移动关节轴8安装于横梁7上。升降臂11通过第四移动关节 轴10安装在移动臂9上。第一旋转臂13通过第一旋转关节轴12安装在升降臂 11端部。第二旋转臂15通过第二旋转关节轴14安装在第一旋转臂13上。末端 执行器17通过第三旋转关节轴16安装在第二旋转臂15的端部。X关节由第一轨道l、第一移动关节轴2、第一立柱3、第二轨道4、第二移 动关节轴5、第二立柱6和横梁7构成，第一立柱3、第二立柱6和横梁7构成 龙门架，第一移动关节轴2和第二移动关节轴5互相平行，根据龙门架的跨度， 来确定是采用单边驱动还是双边驱动，但无论是单边驱动还是双边驱动其仍为一 个自由度；Y关节是由第三移动关节轴8和移动臂9构成，Y关节的移动方向与 X关节的移动方向相垂直；Z关节是由第四移动关节轴10和升降臂11构成，Z 关节的移动方向与Y关节的移动方向和X关节的移动方向相互垂直；U关节是由 第一旋转关节轴12和第一旋转臂13构成，其中第一旋转关节轴12的轴心与Z 关节的移动方向相平行；V关节是由第二旋转关节轴14和第二旋转臂15构成， 其中第二旋转关节轴14的轴心与第一旋转关节轴12的轴心相垂直；W关节是由 第三旋转关节轴16和末端执行器17构成，其中第三旋转关节轴16的轴心与第 二旋转关节轴14的轴心相垂直。其中各轴的驱动方式可以根据使用环境、定位 精度、重复定位精度和具体的作业情况来确定。权利要求1、一种多功能龙门式六轴工业机器人，其特征是第一立柱(3)、第二立柱(6)分别通过第一移动关节轴(2)、第二移动关节轴(5)安装于第一轨道(1)与第二轨道(4)上，横梁(7)安装于第一立柱(3)和第二立柱(6)之间；移动臂(9)通过第三移动关节轴(8)安装于横梁(7)上；升降臂(11)通过第四移动关节轴(10)安装在移动臂(9)上；第一旋转臂(13)通过第一旋转关节轴(12)安装在升降臂(11)端部；第二旋转臂(15)通过第二旋转关节轴(14)安装在第一旋转臂(13)上；末端执行器(17)通过第三旋转关节轴(16)安装在第二旋转臂(15)的端部。2、 根据权利要求l所述的多功能龙门式六轴工业机器人，其特征是第一 轨道(l)、第一移动关节轴(2)、第一立柱(3)、第二轨道(4)、第二移动关节轴 (5)、第二立柱(6)和横梁(7)构成X关节，立柱(3)、立柱(6)和横梁(7)构成龙 门架，第一移动关节轴(2)和第二移动关节轴(5)互相平行；第三移动关节轴(8) 和移动臂(9)构成Y关节，Y关节的移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能龙门式六轴工业机器人，其特征是：第一立柱（３）、第二立柱（６）分别通过第一移动关节轴（２）、第二移动关节轴（５）安装于第一轨道（１）与第二轨道（４）上，横梁（７）安装于第一立柱（３）和第二立柱（６）之间；移动臂（９）通过第三移动关节轴（８）安装于横梁（７）上；升降臂（１１）通过第四移动关节轴（１０）安装在移动臂（９）上；第一旋转臂（１３）通过第一旋转关节轴（１２）安装在升降臂（１１）端部；第二旋转臂（１５）通过第二旋转关节轴（１４）安装在第一旋转臂（１３）上；末端执行器（１７）通过第三旋转关节轴（１６）安装在第二旋转臂（１５）的端部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宏旺，赵亚楠，刘少刚，王立权，刘富强，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]