一種工業(yè)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行。
[0003]1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，1959年第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)誕生，該工業(yè)機(jī)器人借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，實(shí)現(xiàn)類似于人手的動(dòng)作，現(xiàn)有的機(jī)器人差不多也采用這種控制方式，只是控制更復(fù)雜和精確，且越來(lái)越智能化。
[0004]工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工和簡(jiǎn)單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。而現(xiàn)在隨著中國(guó)人口紅利的逐漸下降，企業(yè)用工成本不斷上漲，工業(yè)機(jī)器人迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。
[0005]在自動(dòng)包裝行業(yè)，常見的工業(yè)機(jī)器人的種類有四軸和六軸，四軸的除了機(jī)身能以垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可以完成手臂的前后移動(dòng)，垂直的上下和垂直的旋轉(zhuǎn)，六軸的除了四軸的功能，還能完成上臂的轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)。當(dāng)然還有其種類的軸數(shù)，可以適應(yīng)更多的使用場(chǎng)合，但是這種機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)原理基本差不多，一般多為關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其有以下多個(gè)缺點(diǎn):
[0006]I)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，需要編程控制關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其算法非常復(fù)雜；
[0007]2)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械手的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，往往還有運(yùn)動(dòng)盲區(qū)；
[0008]3)要使用2根或多根大尺寸的承載梁作為大臂，手臂重量重、運(yùn)動(dòng)慣量大，機(jī)器負(fù)載高，動(dòng)作不夠靈敏；
[0009]4)需要采用昂貴的RV減速機(jī)或諧波減速機(jī)。
[0010]因此，設(shè)計(jì)一種新型的工業(yè)機(jī)器人，能更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，減少運(yùn)動(dòng)盲區(qū)，降低手臂重量，降低成本，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，是本領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題:設(shè)計(jì)一種新型的工業(yè)機(jī)器人，能更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，減少運(yùn)動(dòng)盲區(qū)，降低手臂重量，降低成本。
[0012]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0013]一種工業(yè)機(jī)器人，包括基座、機(jī)身、大臂、上臂、手腕，所述機(jī)身能圍繞垂直軸相對(duì)基座轉(zhuǎn)動(dòng)，所述機(jī)身設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)軌，分別為水平方向的水平導(dǎo)軌和垂直方向的垂直導(dǎo)軌，所述水平導(dǎo)軌和垂直導(dǎo)軌均設(shè)有滑塊，分別為滑塊一和滑塊二 ；所述水平導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有可在所述水平導(dǎo)軌內(nèi)做水平移動(dòng)并驅(qū)動(dòng)滑塊一的水平驅(qū)動(dòng)軸，所述垂直導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有可在所述垂直導(dǎo)軌內(nèi)做垂直移動(dòng)并驅(qū)動(dòng)滑塊二的垂直驅(qū)動(dòng)軸；所述大臂距其最下端一預(yù)設(shè)距離的部位通過(guò)水平銷軸一鉸接到所述滑塊一，其上端通過(guò)水平銷軸二與所述上臂鉸接；所述上臂一端安裝有所述手腕，為手腕端，另一端通過(guò)水平銷軸三鉸接有只承受拉力的拉桿，為拉桿端，所述拉桿端到所述大臂的距離小于所述手腕端到所述大臂的距離；所述拉桿上端鉸接到所述上臂，下端通過(guò)水平銷軸四鉸接到所述滑塊二；所述拉桿和大臂之間設(shè)有連桿，所述連桿一端通過(guò)水平銷軸五鉸接到所述大臂下端，另一端鉸接到所述水平銷軸四，所述連桿到所述水平銷軸一的距離小于所述上臂到所述水平銷軸一的距離。
[0014]優(yōu)選的，所述手腕中心設(shè)有垂直軸，所述手腕能以所述垂直軸為中心旋轉(zhuǎn)。
[0015]優(yōu)選的，所述手腕通過(guò)小臂連接在所述上臂上，所述小臂能以所述上臂的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]優(yōu)選的，所述手腕通過(guò)水平銷軸六鉸接在所述小臂上，所述手腕能基于所述水平銷軸六擺動(dòng)。
[0017]優(yōu)選的，所述水平導(dǎo)軌和垂直導(dǎo)軌均為直線導(dǎo)軌。
[0018]優(yōu)選的，所述水平驅(qū)動(dòng)軸和垂直驅(qū)動(dòng)軸均設(shè)有與其配合的絲桿，所述絲桿連接到電機(jī)的輸出軸。
[0019]優(yōu)選的，所述電機(jī)為一種伺服電機(jī)。
[0020]優(yōu)選的，所述絲杠為一種滾珠絲杠。
[0021]通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種工業(yè)機(jī)器人，通過(guò)在機(jī)身上設(shè)置水平驅(qū)動(dòng)軸和垂直驅(qū)動(dòng)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，具體是水平驅(qū)動(dòng)軸鉸接在大臂上，垂直驅(qū)動(dòng)軸分別通過(guò)連桿和拉桿連接到大臂和上臂，連桿、拉桿、大臂和上臂的一部分構(gòu)成了一個(gè)四條邊可以相互轉(zhuǎn)動(dòng)的平行四邊形，也就能帶動(dòng)上臂及上臂上的手腕做水平或垂直運(yùn)動(dòng)(類似于放大尺的原理)，運(yùn)動(dòng)盲區(qū)小。水平驅(qū)動(dòng)軸和垂直驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，給驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)的編程帶來(lái)了便利。從受力情況看，拉桿承受了很大的拉力，大大減輕了大臂的受力情況，可以減小大臂的橫截面面積，使大臂重量更輕，而且也不必使用兩根或多根大臂，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。其有益效果是:能更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，減少運(yùn)動(dòng)盲區(qū)，降低手臂重量，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所公開的一種工業(yè)機(jī)器人的示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所公開的一種工業(yè)機(jī)器人在提升重物的示意圖(相比圖1略有簡(jiǎn)化)；
[0025]圖3本發(fā)明實(shí)施例所公開的一種工業(yè)機(jī)器人在將重物放到低處的示意圖(相比圖1略有簡(jiǎn)化)。
[0026]圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0027]1.基座2.機(jī)身21.水平導(dǎo)軌211.水平驅(qū)動(dòng)軸22.垂直導(dǎo)軌221.垂直驅(qū)動(dòng)軸3.大臂4.上臂41.小臂42.手腕5.連桿6.拉桿71.水平銷軸一 72.水平銷軸二73.水平銷軸三74.水平銷軸四75.水平銷軸五76.水平銷軸六8.重物。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]本發(fā)明的原理是:通過(guò)在機(jī)身上設(shè)置水平驅(qū)動(dòng)軸和垂直驅(qū)動(dòng)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，具體是水平驅(qū)動(dòng)軸鉸接在大臂上，垂直驅(qū)動(dòng)軸分別通過(guò)連桿和拉桿連接到大臂和上臂，連桿、拉桿、大臂和上臂的一部分構(gòu)成了一個(gè)四條邊可以相互轉(zhuǎn)動(dòng)的平行四邊形，也就能帶動(dòng)上臂及上臂上的手腕做水平或垂直運(yùn)動(dòng)(類似于放大尺的原理)，運(yùn)動(dòng)盲區(qū)小。水平驅(qū)動(dòng)軸和垂直驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，給驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)的編程帶來(lái)了便利。從受力情況看，拉桿承受了很大的拉力，大大減輕了大臂的受力情況，可以減小大臂的橫截面面積，使大臂重量更輕，而且也不必使用兩根或多根大臂，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
[0030]實(shí)施例:
[0031]如圖1-3所示，一種工業(yè)機(jī)器人，包括基座1、機(jī)身2、大臂3、上臂4、手腕42，機(jī)身2能圍繞垂直軸相對(duì)基座I轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)身設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)軌，分別為水平方向的水平導(dǎo)軌21和垂直方向的垂直導(dǎo)軌22，水平導(dǎo)軌21和垂直導(dǎo)軌22均設(shè)有滑塊，分別為滑塊一和滑塊二(未在圖中示出);水平導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有可在水平導(dǎo)軌內(nèi)做水平移動(dòng)并驅(qū)動(dòng)滑塊一的水平驅(qū)動(dòng)軸211，垂直導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有可在垂直導(dǎo)軌內(nèi)做垂直移動(dòng)并驅(qū)動(dòng)滑塊二的垂直驅(qū)動(dòng)軸221 ;大臂3距其最下端一預(yù)設(shè)距離的部位通過(guò)水平銷軸一 71鉸接到滑塊一，其上端通過(guò)水平銷軸二 72與上臂4鉸接；上臂4 一端安裝有手腕42，為手腕端，另一端通過(guò)水平銷軸三73鉸接有