模块化多关节线控机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种模块化多关节线控机器人，包括工作台、依次串接的多个关节、夹爪及动力机构；底层关节设置在工作台上，关节包括壳体及连接机构，相邻两个关节经转轴连接，转轴与其中一个关节固定连接；转轴上设有牵引轮；动力机构包括箱体、多个电动拉杆及与电动拉杆一一对应连接的牵引线；每一牵引轮均连接一条牵引线，夹爪连接一条牵引线。本发明专利技术的模块化多关节线控机器人，转轴可带动其中一个关节转动，并且可紧密对接另一个关节，各个关节之间结构紧凑；电动拉杆可精确控制牵引线回拉长度，转轴由牵引轮、牵引线、电动拉杆带动转动，从而使由转轴带动的关节精准转动；各个关节分别由独立的牵引线控制旋转独立运动，具有良好的运动精度。

Modular Multi-joint Linear Control Robot

The invention provides a modular multi-joint line-controlled robot, including a worktable, successively connected joints, grippers and power mechanisms; the bottom joints are arranged on the worktable, and the joints include a shell and a connecting mechanism; the adjacent two joints are connected by a rotating shaft, and the rotating shaft is fixed with one of the joints; the rotating shaft is provided with a traction wheel; the power mechanism includes a box body and a plurality of electric motors. The pull rod and the traction line corresponding to the electric pull rod are connected one by one; each pulley is connected with a traction line, and the claw is connected with a traction line. The modular multi-joint linear control robot of the present invention has a rotating shaft that can drive one joint to rotate, and can tightly connect the other joint, and the structure between the joints is compact; the electric tie rod can accurately control the pullback length of the traction line, and the rotating shaft is driven by the traction wheel, the traction line and the electric tie rod, so that the joints driven by the rotating shaft can rotate accurately; The traction line controlled the independent rotation motion and had good motion precision.

【技术实现步骤摘要】
模块化多关节线控机器人
本专利技术属于机器人
，更具体地说，是涉及一种模块化多关节线控机器人。
技术介绍
模块机器人是由标准的相互独立的制造模块组成，每个模块有驱动部分、动力源等。不同的模块组合在一起，由控制系统控制，构成具有特殊功能的机器人。模块机器人的典型代表有蛇形软体机器人及并联机器人。蛇形软体机器人可以通过交叉关节的旋转运动模仿自然界中蛇类的蜿蜒运动、直线运动、侧向运动、伸缩运动，但是其控制方式比较复杂且关节结构也相对复杂，造价高。并联机器人因为其功能比较强大，有结构紧凑，刚度高，承载能力大，无累计误差，精度高等优势，在需要高刚度、高精度或者大载荷而无需很大的工作空间的领域内得到了广泛应用，然而并联机器人在狭小细长的环境中不能很好的发挥作用，在这种环境中就需要串联机器人去弥补并联机器人的缺陷。串联机器人具备以下特点：1、工作空间广泛；2、运动分析比较容易；3、可避免驱动轴之间的耦合效应；4、机构中各关节运动轴必须独立控制，并且需搭配编码器与传感器用来提高机构运动时的精准度。串联机器人中有很大一部分是多关节机器人，其各个关节的运动相互独立，可以避免各轴之间的耦合效应，模块化的关节可以降低设计工作的工作量，所以模块化多关节串联机器人在机器人领域有重要的地位。现有技术中的串联机器人在运动精度控制上难以达到较高的精度，由于串联机器人的机构中各关节运动轴是独立的，每个关节在运动时易产生动态误差，误差累计会降低机器人整体运动精度；多关节机器人多用直流伺服电机和减速传动装置作为各运动关节和执行机构的动力源，导致各关节之间的结构不紧凑；另外，市场上存在的机器人无法根据不同的工作要求增加或减少自身关节数量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以线控为驱动方式的模块化多关节线控机器人，旨在解决现有技术中存在的串联机器人运动精度低、各关节连接不紧凑的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种模块化多关节线控机器人，包括：工作台；关节，设有依次串接的多个，其中底层关节设置在所述工作台上；每一所述关节包括壳体、设置于所述壳体内的连接机构；相邻两个关节的连接机构经转轴连接，所述转轴与其中一个连接机构固定连接；所述转轴上固定有牵引轮；所述牵引轮与所述壳体内壁之间设有复位扭簧；夹爪，与顶层所述关节连接；动力机构，与所述工作台连接，包括箱体、设置于所述箱体内的多个电动拉杆，以及与所述电动拉杆一一对应连接的牵引线；每一所述牵引轮均连接一条牵引线，所述夹爪连接一条牵引线。进一步地，所述壳体上设有第一开口，以及与所述第一开口相对的第二开口；所述连接机构包括设置于所述第一开口内且中心线与所述第一开口的中心线平行的第一支撑座，以及与所述第一支撑座固定连接且中心线与所述第二开口的中心线平行的第二支撑座；所述第二支撑座的中心线与所述第一支撑座的中心线的夹角为135°；所述转轴的一端位于前一所述关节的第二支撑座内，所述转轴的另一端固定于后一所述关节的第一支撑座内；前一所述关节的第二支撑座的中心线、后一所述关节的第一支撑座的中心线、以及连接两个所述关节的转轴的中心线共线；前一所述壳体的第二开口与后一所述壳体的第一开口对应。进一步地，所述转轴的与所述第一支撑座连接的侧部设有多个通孔，每一所述通孔内均设有与所述第一支撑座相接的卡接块。进一步地，所述第一开口处还设有截面为圆环形的固定块；所述固定块的内壁、外壁分别与所述转轴的外壁、所述第一支撑座的内壁相接；所述卡接块卡装于所述固定块、所述第一支撑座之间。进一步地，所述固定块与所述第一支撑座经紧固螺钉固定，且所述紧固螺钉穿过所述壳体。进一步地，所述转轴分别经第一轴承、第二轴承与所述第二开口、所述第二支撑座连接；所述转轴设有轴肩，所述牵引轮固定在所述轴肩与所述第二轴承之间。进一步地所述第二支撑座上设有固定板，所述牵引线一端固连于所述固定板上，另一端绕过所述牵引轮并从所述转轴穿出。进一步地，所述工作台上设有束线箱；所述牵引线设于束线管内，且所述牵引线的两端分别伸出所述束线管；所述束线管的一端固定连接于所述固定板上，所述束线管的另一端固定连接于所述箱体内。进一步地，所述箱体内设有的安装板；所述安装板上间隔设有多个定位块及与所述定位块一一对应的固定架；所述电动拉杆由所述固定架固定，所述电动拉杆的伸缩杆穿过所述定位块。进一步地，所述工作台包括：第一移动平台；第一丝杠机构，与所述第一移动平台连接用于带动所述第一移动平台移动；第一驱动机构，与所述第一丝杠机构连接；第一固定座，固定在所述箱体的顶面上，与所述第一移动平台相接且用于支撑所述第一丝杠机构及第一驱动机构；第二固定座，固定连接于所述第一移动平台的顶面；第二移动平台，与所述第二固定座相接；所述第二移动平台的移动方向与所述第一移动平台的移动方向垂直；第二丝杠机构，与所述第二移动平台连接且位于所述第二固定座内部，用于带动所述第二移动平台移动；第二驱动机构，与所述第二丝杠机构连接且位于所述第二固定座的侧部；底座，固定连接于所述第二移动平台的顶面，用于固定底层关节；所述束线箱固定在所述底座上。本专利技术提供的模块化多关节线控机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术模块化多关节线控机器人，可根据工作要求增加或减少关节数量，关节数量可调，多个关节依次串联，相邻两个关节通过转轴连接，转轴可带动其中一个关节转动，并且可紧密对接另一个关节，使得各个关节之间结构紧凑；各关节驱动方式为线控，转轴由牵引轮及动力机构带动转动，每个牵引轮均由一条牵引线及一个电动拉杆带动转动，电动拉杆可精确控制牵引线回拉长度，通过牵引线回拉精准控制牵引轮及转轴转动的角度，从而使由转轴带动的关节精准转动；由于各个关节分别由独立的牵引线控制旋转，各个关节独立运动，保证了该模块化多关节线控机器人具有良好的运动精度；另外，由于各个关节采用线控方式驱动运动，使得关节的尺寸小，整个结构更加紧凑，可实现在狭小工作区间中的应用；此外，模块化的关节设计也便于生产加工、装配、调试、拆卸以及后期维护。附图说明图1为本专利技术实施例提供的模块化多关节线控机器人的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图2的局部放大图；图4为本专利技术实施例提供的模块化多关节线控机器人的相邻两关节的连接示意图；图5为本专利技术实施例提供的模块化多关节线控机器人的壳体的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的模块化多关节线控机器人的动力机构的结构示意图；图7为图6的俯视图；图8为本专利技术实施例提供的模块化多关节线控机器人的第一移动平台、第一丝杠机构及第一驱动机构的连接示意图；图9为图8的俯视图；图10为本专利技术实施例提供的模块化多关节线控机器人的夹爪的结构示意图。图中：10、关节；11、壳体；111、第一开口；112、第二开口；12、连接机构；121、第一支撑座；122、第二支撑座；13、转轴；131、轴肩；132、第一轴承；133、第二轴承；14、牵引轮；15、卡接块；16、固定块；17、紧固螺钉；18、固定板；19、复位扭簧；20、夹爪；21、夹爪外壳；22、转动销；23、夹臂；231、夹钳；232、第一连杆；233、第二连杆；24、弹簧；30、动力机构；31、箱体；32、电动拉杆；33、牵引线；34、安装板；35、定位块；36、固定架；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.模块化多关节线控机器人，其特征在于，包括：工作台；关节，设有依次串接的多个，其中底层关节设置在所述工作台上；每一所述关节包括壳体、设置于所述壳体内的连接机构；相邻两个关节的连接机构经转轴连接，所述转轴与其中一个连接机构固定连接；所述转轴上固定有牵引轮；所述牵引轮与所述壳体内壁之间设有复位扭簧；夹爪，与顶层所述关节连接；动力机构，与所述工作台连接，包括箱体、设置于所述箱体内的多个电动拉杆，以及与所述电动拉杆一一对应连接的牵引线；每一所述牵引轮均连接一条牵引线，所述夹爪连接一条牵引线。

【技术特征摘要】
1.模块化多关节线控机器人，其特征在于，包括：工作台；关节，设有依次串接的多个，其中底层关节设置在所述工作台上；每一所述关节包括壳体、设置于所述壳体内的连接机构；相邻两个关节的连接机构经转轴连接，所述转轴与其中一个连接机构固定连接；所述转轴上固定有牵引轮；所述牵引轮与所述壳体内壁之间设有复位扭簧；夹爪，与顶层所述关节连接；动力机构，与所述工作台连接，包括箱体、设置于所述箱体内的多个电动拉杆，以及与所述电动拉杆一一对应连接的牵引线；每一所述牵引轮均连接一条牵引线，所述夹爪连接一条牵引线。2.如权利要求1所述的模块化多关节线控机器人，其特征在于，所述壳体上设有第一开口，以及与所述第一开口相对的第二开口；所述连接机构包括设置于所述第一开口内且中心线与所述第一开口的中心线平行的第一支撑座，以及与所述第一支撑座固定连接且中心线与所述第二开口的中心线平行的第二支撑座；所述第二支撑座的中心线与所述第一支撑座的中心线的夹角为135°；所述转轴的一端位于前一所述关节的第二支撑座内，所述转轴的另一端固定于后一所述关节的第一支撑座内；前一所述关节的第二支撑座的中心线、后一所述关节的第一支撑座的中心线、以及连接两个所述关节的转轴的中心线共线；前一所述壳体的第二开口与后一所述壳体的第一开口对应。3.如权利要求2所述的模块化多关节线控机器人，其特征在于，所述转轴的与所述第一支撑座连接的侧部设有多个通孔，每一所述通孔内均设有与所述第一支撑座相接的卡接块。4.如权利要求3所述的模块化多关节线控机器人，其特征在于，所述第一开口处设有截面为圆环形的固定块；所述固定块的内壁、外壁分别与所述转轴的外壁、所述第一支撑座的内壁相接；所述卡接块卡装于所述固定块、所述第一支撑座之间。5.如权利要求4所述的模块化多关节线控机器人，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周京博，潘来胜，李玥华，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北,13