本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種精密機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)器人是集機(jī)械工程、電子工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制及人工智能等多種科學(xué)的研究成果，是機(jī)電一體化技術(shù)的典型代表，是當(dāng)代科技發(fā)展最活躍的領(lǐng)域。近些年，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展非常迅速，各種用途的機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域廣泛獲得應(yīng)用。

而現(xiàn)有的串聯(lián)式工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于制造行業(yè)中，包括沖壓、搬運(yùn)、涂裝、碼垛、拋光等操作。但是在一些定位精度高、軌跡精度高、工作效率高的場合，現(xiàn)有的串聯(lián)式機(jī)器人將無法滿足要求。由于目前絕大多數(shù)串聯(lián)式工業(yè)機(jī)器人是采用開環(huán)的系統(tǒng)，即機(jī)器人在接收控制系統(tǒng)的脈沖指令后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或工作，并沒有將機(jī)器人的機(jī)械臂位置反饋給控制系統(tǒng)，因此，在控制系統(tǒng)無法得知機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡或位置的情況下對機(jī)器人進(jìn)行控制，這樣很難保證機(jī)器人工作的定位精度和軌跡精度，從而導(dǎo)致機(jī)器人的精度難以滿足產(chǎn)品精度的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種精密機(jī)器人，該機(jī)器人可通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線檢測機(jī)械臂的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的全閉環(huán)控制，大大提高了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度和精度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種精密機(jī)器人，其特征在于：包括機(jī)座組件、大臂組件、小臂組件和控制系統(tǒng)；所述大臂組件的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在機(jī)座組件上，機(jī)座組件上設(shè)置有與大臂組件同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一角度編碼器；所述小臂組件的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在大臂組件的另一端上，大臂組件的另一端上設(shè)置有與小臂組件同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二角度編碼器；所述小臂組件另一端用于連接負(fù)載；所述第一角度編碼器和第二角度編碼器均與控制系統(tǒng)的輸入端信號連接；所述機(jī)座組件和大臂組件均與控制系統(tǒng)的輸出端信號連接。

在上述方案中，本發(fā)明的精密機(jī)器人的控制系統(tǒng)通過與大臂組件同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一角度編碼器反饋的信號，可得到大臂組件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息和大臂組件的實(shí)時(shí)位置信息，從而可精確地對大臂組件進(jìn)行相應(yīng)控制。同時(shí)，本發(fā)明的控制系統(tǒng)通過與小臂組件同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第二角度編碼器反饋的信號，可得到小臂組件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息和小臂組件的實(shí)時(shí)位置信息，從而可精確地對小臂組件進(jìn)行相應(yīng)控制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的全閉環(huán)控制，大大提高了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度和精度。

所述機(jī)座組件包括機(jī)座、設(shè)置在機(jī)座上的第一伺服電機(jī)、第一伺服電機(jī)安裝法蘭、第一減速器和第一角度編碼器；所述第一伺服電機(jī)通過第一伺服電機(jī)安裝法蘭與第一減速器的輸入端連接，第一減速器的輸出端與大臂組件連接；所述第一角度編碼器與第一減速器同軸連接；

所述第一伺服電機(jī)與控制系統(tǒng)的輸出端信號連接。

所述機(jī)座上設(shè)置有用于限制大臂組件轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)和大臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)；所述大臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)和大臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)均設(shè)置在大臂組件轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡上，并分別位于大臂組件的兩側(cè)；所述大臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)和大臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)均與控制系統(tǒng)的輸入端信號連接。本發(fā)明的大臂組件與大臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)或大臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)接觸時(shí)，該接觸信號也作為控制系統(tǒng)的輸入信號，使得控制系統(tǒng)控制第一伺服電機(jī)停止工作，從而控制大臂組件停止，這樣可進(jìn)一步提高機(jī)器人的可靠性和安全性。

所述大臂組件包括一端與第一減速器輸出端連接的大臂、設(shè)置在大臂另一端上的第二伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)安裝法蘭、第二減速器和第二角度編碼器；所述第二伺服電機(jī)通過第二伺服電機(jī)安裝法蘭與第二減速器的輸入端連接，第二減速器的輸出端與小臂組件連接；所述第二角度編碼器與第二減速器同軸連接；

所述大臂位于第一減速器和第一角度編碼器之間；所述第二伺服電機(jī)與控制系統(tǒng)的輸出端信號連接。

所述大臂的另一端設(shè)置有用于限制小臂組件轉(zhuǎn)動(dòng)角度的小臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)和小臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)；所述小臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)和小臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)均設(shè)置在小臂組件轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡上，并分別位于小臂組件的兩側(cè)；所述小臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)和小臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)均與控制系統(tǒng)的輸入端信號連接。本發(fā)明的小臂組件與小臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)或小臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)接觸時(shí)，該接觸信號也作為控制系統(tǒng)的輸入信號，使得控制系統(tǒng)控制第二伺服電機(jī)停止工作，從而控制小臂組件停止，這樣可進(jìn)一步提高機(jī)器人的可靠性和安全性。

所述大臂與第一減速器連接的一端側(cè)面上設(shè)置有大臂角度標(biāo)尺；所述機(jī)座端面設(shè)置有大臂零位標(biāo)識，大臂角度標(biāo)尺高于機(jī)座端面，并與大臂零位標(biāo)識相對設(shè)置；所述大臂角度標(biāo)尺為圓弧狀。本發(fā)明設(shè)置有大臂角度標(biāo)尺和大臂零位標(biāo)識，可在大臂轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，操作人員可清楚知道大臂轉(zhuǎn)動(dòng)的具體角度。

所述小臂組件包括小臂、設(shè)置在小臂內(nèi)部的小臂轉(zhuǎn)換塊和設(shè)置在小臂側(cè)面上的小臂角度標(biāo)尺；所述小臂的一端通過小臂轉(zhuǎn)換塊與第二減速器的輸出端連接，并位于第二減速器和第二角度編碼器之間。

所述大臂的另一端設(shè)置有小臂零位標(biāo)識，小臂零位標(biāo)識與小臂角度標(biāo)尺相對設(shè)置；所述小臂角度標(biāo)尺為圓弧狀。本發(fā)明設(shè)置有小臂角度標(biāo)尺和小臂零位標(biāo)識，可在小臂轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，操作人員可清楚知道小臂轉(zhuǎn)動(dòng)的具體角度。

所述第一減速器為RV減速器，第二減速器為諧波減速器。

本發(fā)明還包括用于安裝負(fù)載的負(fù)載圓盤；所述負(fù)載圓盤通過安裝法蘭與小臂組件的另一端連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：本發(fā)明的精密機(jī)器人可通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線檢測機(jī)械臂的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的全閉環(huán)控制，大大提高了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度和精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明精密機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明精密機(jī)器人的正面示意圖；

圖3是本發(fā)明精密機(jī)器人的側(cè)面示意圖；

圖4是本發(fā)明精密機(jī)器人的內(nèi)部示意圖；

圖5是本發(fā)明精密機(jī)器人中小臂組件的示意圖；

其中，1為機(jī)座組件、12為第一伺服電機(jī)、13為第一伺服電機(jī)安裝法蘭、14為大臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)、15為RV減速器、16為大臂零位標(biāo)識、17為第一角度編碼器、18為機(jī)座、19為大臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)、2為大臂組件、21為大臂角度標(biāo)尺、22為小臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)、24為第二伺服電機(jī)、25為第二伺服電機(jī)安裝法蘭、26為諧波減速器、27為第二角度編碼器、28為小臂零位標(biāo)識、29為小臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)、210為大臂、3為小臂組件、31為小臂轉(zhuǎn)換塊、32為小臂角度標(biāo)尺、33為小臂、4為負(fù)載圓盤。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例

如圖1至圖5所示，本發(fā)明精密機(jī)器人，包括機(jī)座組件1、大臂組件2、小臂組件3和控制系統(tǒng)；其中，大臂組件2的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在機(jī)座組件1上，機(jī)座組件1上設(shè)置有與大臂組件2同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一角度編碼器17；小臂組件3的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在大臂組件2的另一端上，大臂組件2的另一端上設(shè)置有與小臂組件3同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二角度編碼器27。小臂組件3另一端用于連接負(fù)載，第一角度編碼器17和第二角度編碼器27均與控制系統(tǒng)的輸入端信號連接，機(jī)座組件1和大臂組件2均與控制系統(tǒng)的輸出端信號連接。

本發(fā)明的機(jī)座組件包括機(jī)座18、設(shè)置在機(jī)座18上的第一伺服電機(jī)12、第一伺服電機(jī)安裝法蘭13、RV減速器15和第一角度編碼器17，其中，第一伺服電機(jī)12通過第一伺服電機(jī)安裝法蘭13與RV減速器15的輸入端連接，RV減速器15的輸出端與大臂組件2連接，第一角度編碼器17與RV減速器15同軸連接；第一伺服電機(jī)12與控制系統(tǒng)的輸出端信號連接。

本發(fā)明的機(jī)座18上設(shè)置有用于限制大臂組件2轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)19和大臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)14，大臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)19和大臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)14均設(shè)置在大臂組件2轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡上，并分別位于大臂組件2的兩側(cè)，而且，大臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)19和大臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)14均與控制系統(tǒng)的輸入端信號連接。

本發(fā)明的大臂組件2包括一端與RV減速器15輸出端連接的大臂210、設(shè)置在大臂210另一端上的第二伺服電機(jī)24、第二伺服電機(jī)安裝法蘭25、諧波減速器26和第二角度編碼器27，其中，第二伺服電機(jī)24通過第二伺服電機(jī)安裝法蘭25與諧波減速器26的輸入端連接，諧波減速器26的輸出端與小臂組件3連接，第二角度編碼器27與諧波減速器26同軸連接；大臂210位于RV減速器15和第一角度編碼器17之間，第二伺服電機(jī)24與控制系統(tǒng)的輸出端信號連接。

大臂210的另一端設(shè)置有用于限制小臂組件3轉(zhuǎn)動(dòng)角度的小臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)29和小臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)22，其中，小臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)29和小臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)22均設(shè)置在小臂組件3轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡上，并分別位于小臂組件3的兩側(cè)，而且，小臂正轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)29和小臂反轉(zhuǎn)極限限位開關(guān)22均與控制系統(tǒng)的輸入端信號連接。

大臂210與RV減速器15連接的一端側(cè)面上設(shè)置有大臂角度標(biāo)尺21，機(jī)座18端面設(shè)置有大臂零位標(biāo)識16，大臂角度標(biāo)尺21高于機(jī)座18端面，并與大臂零位標(biāo)識16相對設(shè)置，大臂角度標(biāo)尺21為圓弧狀。

小臂組件3包括小臂33、設(shè)置在小臂33內(nèi)部的小臂轉(zhuǎn)換塊31和設(shè)置在小臂33側(cè)面上的小臂角度標(biāo)尺32，其中，小臂33的一端通過小臂轉(zhuǎn)換塊31與諧波減速器26的輸出端連接，并位于諧波減速器26和第二角度編碼器27之間。大臂210的另一端設(shè)置有小臂零位標(biāo)識28，小臂零位標(biāo)識28與小臂角度標(biāo)尺32相對設(shè)置，小臂角度標(biāo)32為圓弧狀。

本發(fā)明還包括用于安裝負(fù)載的5kg負(fù)載圓盤4，該負(fù)載圓盤4通過安裝法蘭與小臂組件3的另一端連接。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。