本實(shí)用新型涉及工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種四自由度關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著人工生產(chǎn)成本的提高，制造業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型，工業(yè)機(jī)器人作為智能裝備的重要設(shè)備，越來越多的企業(yè)選擇工業(yè)機(jī)器人代替人工。目前工業(yè)機(jī)器人主要運(yùn)用在汽車制造等高端行業(yè)，隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展，越來越多重復(fù)性高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的低端行業(yè)開始使用工業(yè)機(jī)器。

但是由于低端行業(yè)大部分企業(yè)規(guī)模不大、資金不夠雄厚，目前市場(chǎng)上主流的六自由度機(jī)器人價(jià)格昂貴，產(chǎn)品對(duì)于低端應(yīng)用場(chǎng)合來說性能過剩，造成企業(yè)不必要的花費(fèi)。由于有些場(chǎng)合生產(chǎn)節(jié)拍較快，所以要求機(jī)器人有較快的關(guān)節(jié)速度，同時(shí)還要求具有很高定位精度。

現(xiàn)有的機(jī)器人的管線大多裸露在機(jī)器人外部，一方面影響到了機(jī)器人的美觀度，另一方面會(huì)給機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)帶來一定影響，外露的管線造成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中與外界設(shè)施的拉扯與摩擦，管線會(huì)出現(xiàn)一定程度磨損，則定期需要維護(hù)和更換，維護(hù)成本較高，使用壽命相對(duì)較短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)速度快、使用簡單方便，適用于各種自動(dòng)化生產(chǎn)場(chǎng)合的輕型高速的一種四自由度關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種四自由度關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，包括底座、轉(zhuǎn)座、二軸電機(jī)座、大臂桿、三軸電機(jī)座、小臂桿、四軸電機(jī)座、法蘭連接板、末端法蘭，所述底座上部安裝有轉(zhuǎn)座和二軸電機(jī)座，所述二軸電機(jī)座可以繞底座旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述二軸電機(jī)座的側(cè)面安裝有大臂桿，所述大臂桿可以繞二軸電機(jī)座旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述大 臂桿另一端固定安裝三軸電機(jī)座，所述三軸電機(jī)座的側(cè)面與小臂桿連接，所述小臂桿可以繞三軸電機(jī)座旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述小臂桿另一端固定安裝四軸電機(jī)座，所述法蘭連接板與四軸電機(jī)座連接，并且可以繞四軸電機(jī)座旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述法蘭連接板上固定有末端法蘭。

在底座內(nèi)部纏繞有分別與底座、二軸電機(jī)座、三軸電機(jī)座、四軸電機(jī)座相連的電氣纜線，電氣纜線從底座內(nèi)部引出后穿過大臂桿內(nèi)部后再引出，然后再穿過小臂桿內(nèi)部。

電氣纜線除在大、小臂旋轉(zhuǎn)部位外，所有電氣纜線及I/O信號(hào)線和氣路皆采用內(nèi)部走線，隱藏安裝方式，且無外露接頭。

所述底座上安裝第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第一減速器，所述第一減速器與轉(zhuǎn)座連接，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)第一減速器來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)座帶動(dòng)二軸電機(jī)座旋轉(zhuǎn)。

所述二軸電機(jī)座上安裝第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二減速器，所述第二減速器與大臂桿連接，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)第二減速器來驅(qū)動(dòng)大臂桿旋轉(zhuǎn)。

所述三軸電機(jī)座上安裝第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第三減速器，所述第三減速器與小臂桿連接，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)第三減速器來驅(qū)動(dòng)小臂桿旋轉(zhuǎn)。

所述四軸電機(jī)座安裝第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第四減速器，所述第四減速器與法蘭連接板連接，所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)第四減速器來驅(qū)動(dòng)法蘭連接板旋轉(zhuǎn)。

電氣纜線分別與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連。

所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在底座內(nèi)部，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)用第一電機(jī)罩包裹在二軸電機(jī)座內(nèi)部,所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)用第二電機(jī)罩包裹在三軸電機(jī)座內(nèi)部，所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)用第三電機(jī)罩包裹在四軸電機(jī)座內(nèi)部，避免第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)遭受外界因素的破壞，同時(shí)使機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)更為美觀。

電氣纜線外部包裹一層柔軟耐磨材質(zhì)的防護(hù)層。

所述小臂桿兩側(cè)分別設(shè)有I/O信號(hào)輸出口和氣路輸出口，每個(gè)I/O信號(hào)輸出口和氣路輸出口四周設(shè)有安裝孔，信號(hào)接頭或者氣路接頭可以直接安裝在小臂桿上，另外可以外接一過渡零件，用戶可根據(jù)自身需要選擇安裝其它信號(hào)接頭和氣路接頭。

所述二軸電機(jī)座上安裝有管線固定板，所述管線固定板上設(shè)有管線固定卡，電氣纜線在底座引出后，穿過管線固定板彎折后用管線固定卡固定在管線固定板上，所述大臂桿一側(cè)開有大臂纜線引入口，然后電氣纜線通過大臂纜線引入口引進(jìn)大臂桿內(nèi)部。

所述大臂桿另一側(cè)面開有大臂纜線引出口，大臂桿內(nèi)部電氣纜線通過大臂纜線引出口引出，再經(jīng)過小臂桿上的開設(shè)的小臂纜線引入口引入小臂桿內(nèi)部。

所述大臂纜線引入口、大臂纜線引出口和小臂纜線引入口上均安裝有成對(duì)使用的將電氣纜線夾緊的夾緊元件，以防止電氣纜線竄動(dòng)。

所述管線固定板上設(shè)有用來走線并夾緊電氣纜線的走線開口。

成對(duì)使用的夾緊元件之間通過螺栓連接固定。

所述底座上設(shè)有電氣接口安裝板，所述電氣接口安裝板上安裝有I/O信號(hào)輸入接口、氣路輸入接口，用于內(nèi)部電氣纜線及I/O信號(hào)線和氣路的輸入連接。

所述底座、轉(zhuǎn)座、二軸電機(jī)座、大臂桿、三軸電機(jī)座、小臂桿、四軸電機(jī)座、法蘭連接板均采用鋁合金材質(zhì)。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型采用新型的結(jié)構(gòu)，各關(guān)機(jī)采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器直接連接傳動(dòng)，減少傳動(dòng)誤差累積，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人各關(guān)節(jié)高速運(yùn)動(dòng)，并且具有很高的定位精度。本體內(nèi)部適配I/O信號(hào)線和氣路，客戶使用時(shí)無需另外添加，方便使用。特別適合搬運(yùn)、碼垛等生產(chǎn)節(jié)奏快的自動(dòng)化生產(chǎn)線。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1為本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的電氣纜線與管線固定板、大臂桿的安裝示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的電氣纜線與管線固定板的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的電氣纜線與小臂桿連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型的電氣纜線與夾緊元件連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型的小臂桿的左視圖；

圖8為本實(shí)用新型的小臂桿的右視圖；

圖9為本實(shí)用新型的底座的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本實(shí)用新型的管線固定板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步闡述。

如圖1至圖10所示，一種四自由度關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，包括底座2、轉(zhuǎn)座4、二軸電機(jī)座5、大臂桿12、三軸電機(jī)座11、小臂桿23、四軸電機(jī)座19、法蘭連接板18、末端法蘭17，所述底座2上部安裝有轉(zhuǎn)座4和二軸電機(jī)座5，所述二軸電機(jī)座5可以繞底座2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述二軸電機(jī)座5的側(cè)面安裝有大臂桿12，所述大臂桿12可以繞二軸電機(jī)座5旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述大臂桿12另一端固定安裝三軸電機(jī)座11，所述三軸電機(jī)座11的側(cè)面與小臂桿23連接，所述小臂桿23可以繞三軸電機(jī)座11旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述小臂桿23另一端固定安裝四軸電機(jī)座19，所述法蘭連接板18與四軸電機(jī)座19連接，并且可以繞四軸電機(jī)座19旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述法蘭連接板18上固定有末端法蘭17。

在底座2內(nèi)部纏繞有分別與底座2、二軸電機(jī)座5、三軸電機(jī)座11、四軸電機(jī)座19相連的電氣纜線14，電氣纜線14從底座2內(nèi)部引出后穿過大臂桿12內(nèi)部后再引出，然后再穿過小臂桿23內(nèi)部。

電氣纜線14除在大、小臂旋轉(zhuǎn)部位外，所有電氣纜線14及I/O信號(hào)線和氣路皆采用內(nèi)部走線，隱藏安裝方式，且無外露接頭。

所述底座2上安裝第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和第一減速器3，所述第一減速器3與轉(zhuǎn)座4連接，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過驅(qū)動(dòng)第一減速器3來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)座4帶動(dòng)二軸電機(jī)座5旋轉(zhuǎn)。

所述二軸電機(jī)座5上安裝第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)6和第二減速器13，所述第二減速器13與大臂桿12連接，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)6通過驅(qū)動(dòng)第二減速器13來驅(qū)動(dòng)大臂桿12旋轉(zhuǎn)。

所述三軸電機(jī)座11上安裝第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和第三減速器8，所述第三減速器8與小臂桿23連接，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)10通過驅(qū)動(dòng)第三減速器8來驅(qū)動(dòng)小臂桿23旋轉(zhuǎn)。

所述四軸電機(jī)座19安裝第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)20和第四減速器15，所述第四減速器15與法蘭連接板18連接，所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)20通過驅(qū)動(dòng)第四減速器15來驅(qū)動(dòng)法蘭連接板18旋轉(zhuǎn)。

電氣纜線14分別與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)10、第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)20相連。

本實(shí)用新型所有的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)減速器的方式來帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)鏈少，傳動(dòng)誤差小，從而可以得到精確的定位精度。

所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1安裝在底座2內(nèi)部，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)6用第一電機(jī)罩7包裹在二軸電機(jī)座5內(nèi)部,所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)10用第二電機(jī)罩9包裹在三軸電機(jī)座11內(nèi)部，所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)20用第三電機(jī)罩21包裹在四軸電機(jī)座19內(nèi)部，避免第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)10、第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)20遭受外界因素的破壞，同時(shí)使機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)更為美觀。

在所用電氣纜線14外部包裹一層柔軟耐磨材質(zhì)的防護(hù)層。

所述小臂桿23兩側(cè)分別設(shè)有I/O信號(hào)輸出口16和氣路輸出口22，每個(gè)I/O信號(hào)輸出口16和氣路輸出口22四周設(shè)有安裝孔，信號(hào)接頭或者氣路接頭可以直接安裝在小臂桿23上，另外可以外接一過渡零件，用戶可根據(jù)自身需要選擇安裝其它信號(hào)接頭和氣路接頭。

所述二軸電機(jī)座5上安裝有管線固定板24，所述管線固定板24上設(shè)有管線固定卡25，電氣纜線14在底座2引出后，穿過管線固定板24彎折后用管線固定卡25固定在管線固定板24上，所述大臂桿12一側(cè)開有大臂纜線引入口，然后電氣纜線14通過大臂纜線引入口引進(jìn)大臂桿12內(nèi)部，上安裝有將電氣纜線14夾緊的夾緊元件26。

所述大臂桿12另一側(cè)面開有大臂纜線引出口，大臂桿12內(nèi)部電氣纜線14通過大臂纜線引出口引出，再經(jīng)過小臂桿23上的開設(shè)的小臂纜線引入口引入小臂桿23內(nèi)部。

所述大臂纜線引入口、大臂纜線引出口和小臂纜線引入口上均安裝有成對(duì)使用的將電氣纜線14夾緊的夾緊元件26。

所述管線固定板24上設(shè)有用來走線并夾緊電氣纜線14的走線開口24a。

成對(duì)使用的夾緊元件26之間通過螺栓連接固定。

所述底座2上設(shè)有電氣接口安裝板27，所述電氣接口安裝板27上安裝有I/O信號(hào)輸入接口28、氣路輸入接口29，用于內(nèi)部電氣纜線及I/O信號(hào)線和氣路的輸入連接。

所述底座2、轉(zhuǎn)座4、二軸電機(jī)座5、大臂桿12、三軸電機(jī)座11、小臂桿23、四軸電機(jī)座19、法蘭連接板18均采用鋁合金材質(zhì)，具有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。

工作時(shí)，轉(zhuǎn)座4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大臂桿12、小臂桿23和法蘭連接板18上下擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從而滿足實(shí)際的機(jī)器人工作需求。

本實(shí)用新型內(nèi)部走線的方式有利于機(jī)器人自身線纜防護(hù)，防止線纜磨損及破環(huán)，同時(shí)使外形結(jié)構(gòu)更加緊湊美觀；并減少由于外露管線造成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中與外界設(shè)施的拉扯與摩擦，延長了機(jī)器人線纜的使用壽命，降低了機(jī)器人維護(hù)所耗費(fèi)的成本。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附件內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或未經(jīng)改變直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利范圍內(nèi)。