旋動機械人 一種雙旋關節機械人的製作方法

2021-10-13 14:50:19 字數 3981 閱讀 3347

本發明涉及一種雙旋關節機械人。

背景技術:

機器換人,在工業製造、生產及其相關技術領域方面常常採用機械人輔助生產,目前市場上的多關節工業機械人大多屬於普通六軸(六關節)機械人,然而對於生產效率要求越來越高的行業,亟需在不增加能耗的情況下提高機械人執行速度,最大化經濟效益。

本機械人發明背景為狹小空間裝置上下料需求而發明,該使用環境要求機械人占地面積很小、運動速度快,在前後量工位之間運輸不占用額外避讓空間,在此環境下使用傳統結構六軸機械人受到很大限制,本發明打破傳統通用機械人結構形式,發明一種新型結構六軸機械人,使得機械人不僅能夠完全實現通用六軸機械人功能,稱之為外旋轉功能,同時還能夠實現機械人小臂從大臂內部旋轉,使得機械人不需要占用外部空間即可實現前後搬運,故稱為一種雙旋機械人。這種機械人可大幅度降低機械人安裝所需要的空間,能夠大幅度降低執行過程中慣量,最終大大提高機械人執行速度,降低作業時間。

而且,目前市面上有大量關節式六軸機械人,前三軸各家比較類似,後三軸機械人主要分為兩類,第一類以kuka為代表的電機後置式關節機械人,第二類為以funac、安川等為代表的電機前置式關節機械人,電機皆為橫向安裝,此類機械人手臂體積大小取決於電機長度,造成大部分機械手臂重量較重,造成機械人本身重量偏大。

而工業上最常用的是六軸機械人,現有的六軸機械人,它的第五電機與腕部直接連線,由於第五電機的重量大,所以這樣的轉動慣量會非常的大,也非常的耗費能量,不利於節能環保。而且現有的腕部運動慣量也非常的大,這些因素都會導致機械人動作不靈活,耗能大。

技術實現要素:

本發明要解決的技術問題是:提供一種雙旋關節機械人。

本發明解決其技術問題的解決方案是:

一種雙旋關節機械人,包括大臂、向前伸出的小臂、腕部,小臂在大臂的右側與大臂連線,腕部在小臂的末端的右側與小臂連線,小臂與大臂用第一橫向轉軸連線,小臂與腕部用第二橫向轉軸連線,大臂的右側設有避空空間,使得小臂可在避空空間內繞第一橫向轉軸轉動,第一橫向轉軸設在大臂的末端,第二橫向轉軸設在小臂的末端。

作為上述技術方案的進一步改進,還包括第五電機,第五電機設在小臂的前端上,第五電機的輸出軸向前伸出,腕部設在小臂的右側,第五電機的輸出軸與腕部之間用錐形齒輪組連線,錐形齒輪組包括與第五電機的輸出軸連線的第一錐形齒輪、與腕部連線的第二錐形齒輪,第一錐形齒輪與第二錐形齒輪相互嚙合,第二錐形齒輪的轉軸即為所述的第二橫向轉軸。

作為上述技術方案的進一步改進,還包括第四電機、臂線套,第四電機設在大臂的末端左側,第四電機的輸出軸向右側伸出並與設在大臂右側的小臂連線,臂線套的一端設在大臂的左側,壁線套跨過小臂和大臂,使得臂線套的另一端設在大臂的右側;大臂的右側設有線孔,使得原先與大臂的右側連線的臂線套的一端可以與線孔連線,所述第四電機的輸出軸即為所述的第一橫向轉軸。

作為上述技術方案的進一步改進,臂線套包括前段、後段,前段設在小臂的右,前段的始端固定在小臂上,前段的末端固定在小臂的後端上,後段的始端固定在小臂的後端上,後段的末端固定在大臂的右側上。

作為上述技術方案的進一步改進,還包括第五電機、腕部,第五電機設在小臂的前端上,第五電機的輸出軸向前伸出,腕部設在小臂的右側,第五電機的輸出軸與腕部之間用錐形齒輪組連線。

作為上述技術方案的進一步改進,還包括基座元件,基座元件與大臂用第三橫向轉軸連線,第三橫向轉軸設在基座元件上,基座元件、大臂、小臂、腕部從左至右依次設定。

作為上述技術方案的進一步改進,還包括底座元件,底座元件上設有第一縱向轉軸,所述第一縱向轉軸與基座元件連線。

本發明的有益效果是:一種雙旋關節機械人,包括大臂、向前伸出的小臂、腕部,小臂在大臂的右側與大臂連線,腕部在小臂的末端的右側與小臂連線,小臂與大臂用第一橫向轉軸連線,小臂與腕部用第二橫向轉軸連線,大臂的右側設有避空空間,使得小臂可在避空空間內繞第一橫向轉軸轉動,第一橫向轉軸設在大臂的末端,第二橫向轉軸設在小臂的末端。由大臂、小臂、腕部右左往右依次的設定,所以小臂在大臂豎直狀態下,可往下轉動從而劃過避空空間,這樣小臂的動作靈活、慣量小、動作迅速。本發明用於關節機械人。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然,所描述的附圖只是本發明的一部分實施例,而不是全部實施例,本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他設計方案和附圖。

圖1是本發明實施例的立體的示意圖;

圖2是圖1的區域性放大示意圖;

圖3是本發明實施例的俯視結構示意圖;

圖4是圖3的區域性放大示意圖;

圖5是本發明實施例的作外旋執行時的路徑示意圖;

圖6是本發明實施例的作外旋執行時的路徑示意圖。

具體實施方式

以下將結合實施例和附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整地描述,以充分地理解本發明的目的、特徵和效果。顯然,所描述的實施例只是本發明的一部分實施例,而不是全部實施例,基於本發明的實施例,本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的其他實施例,均屬於本發明保護的範圍。另外,文中所提到的所有聯接/連線關係,並非單指構件直接相接,而是指可根據具體實施情況,通過新增或減少聯接輔件,來組成更優的聯接結構。本發明中的各個技術特徵,在不互相矛盾衝突的前提下可以互動組合。

參照圖1至圖4,這是本發明的實施例,具體地:

一種雙旋關節機械人,包括大臂2、向前伸出的小臂3、腕部8,小臂3在大臂2的右側與大臂2連線,腕部8在小臂3的末端的右側與小臂3連線,小臂3與大臂2用第一橫向轉軸連線,小臂3與腕部8用第二橫向轉軸連線,大臂2的右側設有避空空間,使得小臂3可在避空空間內繞第一橫向轉軸轉動,第一橫向轉軸設在大臂2的末端,第二橫向轉軸設在小臂3的末端。由大臂、小臂、腕部右左往右依次的設定,所以小臂在大臂豎直狀態下,可往下轉動從而劃過避空空間,這樣小臂的動作靈活、慣量小、動作迅速。

本發明還包括第五電機7,第五電機7設在小臂3的前端上,第五電機7的輸出軸向前伸出,腕部8設在小臂3的右側,第五電機7的輸出軸與腕部8之間用錐形齒輪組10連線,錐形齒輪組10包括與第五電機7的輸出軸連線的第一錐形齒輪、與腕部8連線的第二錐形齒輪,第一錐形齒輪與第二錐形齒輪相互嚙合,第二錐形齒輪的轉軸即為所述的第二橫向轉軸。這樣,可以將輸出軸設定很長,從而讓第五電機的重心往後偏移,就算輸出軸不設定很長,由於第五電機呈前後設定,所以第五電機的重心也不會在小臂的最前端上,從而減少小臂的運動慣量。

本發明還包括第四電機5、臂線套,第四電機5設在大臂2的末端左側,第四電機5的輸出軸向右側伸出並與設在大臂2右側的小臂3連線,臂線套的一端設在大臂2的左側,壁線套跨過小臂3和大臂2,使得臂線套的另一端設在大臂2的右側;大臂2的右側設有線孔9,使得原先與大臂2的右側連線的臂線套的一端可以與線孔9連線,所述第四電機5的輸出軸即為所述的第一橫向轉軸。樣就能讓大臂向下擺動,擺動180度的過程中耗費的能量小,這樣的運動慣量就小,機械人動作會非常的靈活。大臂的右側設有線孔9,使得原先與大臂2的右側連線的臂線套的一端可以與線孔9連線,從而實現關節運動的可變。

臂線套包括前段61、後段62,前段61設在小臂3的右,前段61的始端固定在小臂3上,前段61的末端固定在小臂3的後端上,後段62的始端固定在小臂3的後端上,後段62的末端固定在大臂2的右側上。這樣就不會讓大臂在轉動的過程中與臂線套干涉,也能進一步降低運動慣量。

本發明還包括基座元件4,基座元件4與大臂2用第三橫向轉軸連線,第三橫向轉軸設在基座元件4上,基座元件4、大臂2、小臂3、腕部8從左至右依次設定。這樣可以讓避空空間可以一直延伸到基座元件4的右側,防止小臂3、腕部8與基座元件4干涉。

本發明還包括底座元件41,底座元件41上設有第一縱向轉軸,所述第一縱向轉軸與基座元件4連線。

第一橫向轉軸、第二橫向轉軸、第三橫向轉軸相互平行,第三橫向轉軸與第一縱向轉軸相互垂直。

如圖5和圖6所示,本發明基座元件4、大臂2、小臂3、腕部8從左至右依次設定,可實現各個機械人的大臂2、小臂3、腕部8的偏置,從而使機械人不僅能夠通過第一軸旋轉從位置a經過位置b1到達位置c,稱之為外旋轉功能,還能夠通過從位置a經過b2達到位置c,從而實現機械人通過內旋轉從機械人正前方直接運動到機械人正後方,稱之為內旋轉功能,進而機械人具備兩種旋轉方式實現同一種運動。其中內旋轉運動時,機械人運動過程中可以達到慣量最小、最節能,且速度最快,使得機械人動作會非常的靈活。機械人具備內旋轉功能使得機械人末端從機械人正前方執行到正後方。

以上對本發明的較佳實施方式進行了具體說明,但本發明並不限於所述實施例,熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換,這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。

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