一种自适应型工业机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自适应型工业机器人，导轨、基座、腰部、大臂、小臂和执行器，基座活动设置在导轨上，腰部上端设置有大臂，大臂可相对腰部平移，既实现了大臂与腰部的活动连接，也避免了出现故障时，大臂及大臂以上部分的掉落，大臂由滚珠丝杠带动，使得基座的平移、腰部的旋转、大臂的平移、小臂的旋转、执行器的旋转和执行器的抓取协同工作，能够满足各个方位的抓取需求。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应型工业机器人
本技术属于工业机器人
，具体涉及一种自适应型工业机器人。
技术介绍
现如今，各行各业鼎盛发展，尤其以工业技术发展迅速，人们享受着科技带来的便利，与此同时，出现大量的重复式劳动、危险的劳动以及高温高压的劳动，为人们的生产生活带来了不便和困扰，所以，需要研制一种可以替代人类的机器人实现物品的抓取和移动，避免劳动者在危险的地方或者环境恶劣的地方工作。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种自适应型工业机器人，目的在于解放人类双手，替代人类枯燥乏味的机械式重复劳动，替代人类进行危险的劳动，替代人类难以触及到的工作环境。为达到上述目的，本技术所述一种自适应型工业机器人包括导轨、基座、腰部、大臂、小臂和执行器，基座设置在导轨上，且基座可沿导轨移动,腰部设置在基座上，腰部可沿其自身的中心轴转动，腰部上端设置有大臂，大臂可相对腰部平移，大臂的上端面设置有小臂，小臂为四杆机构，小臂用于带动执行器在水平状态下上下移动，执行器末端设置有用于抓取物品的机械手爪。所述执行器包括支撑座和与支撑座转动连接的机械手爪，所述四杆机构包括第一连杆，第一连杆的一端与小臂电机的输出轴连接，第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端通过转轴与第三连杆和加强杆铰接，第三连杆和加强杆形成一个三角形，第三连杆包括两个边，第三连杆的下端与大臂铰接，第三连杆的一边的上端与第二连杆铰接，第三连杆另一边的上端与支撑座上部铰接，大臂与支撑杆的下端铰接，支撑杆的上端与支撑座的下部铰接。还包括限制大臂运动行程的第一限位开关和限定小臂电机的转动角度的第二限位开关。所述机械手爪的内壁设置有塑胶防滑垫。所述导轨为直线电机或齿轮齿条传动方式，当导轨为齿轮齿条传动方式时，基座上设置第一电机和齿轮，齿条排布在导轨上。还包括可编程控制器、设置在基座上的第一位置传感器、设置在腰部的角度传感器、设置在机械手爪靠近小臂一端的第二位置传感器，所述第一位置传感器用于监测基座在导轨上的位置，并将基座的位置信息实时传递至可编程控制器；所述角度传感器，用于监测腰部的转动角度并向可编程控制器反馈腰部的转动角度信息；所述第二位置传感器用于对机械手爪进行定位并向可编程控制器反馈机械手爪的位置信息；所述可编程控制器用于接收第一位置传感器传递的基座在导轨上的位置信息、角度传感器传递的腰部的转动角度信息和二位置传感器传递的机械手爪的位置信息，并根据接收到的信息对基座、腰部和机械爪的动作进行控制。还包括设置在机械手爪的爪部设置的第三位置传感器和压力传感器，第三位置传感器用于对机械手爪抓取的物品进行位置感应，当第三位置传感器检测到物体有滑移时，将滑移信号传递给可编程控制器；压力传感器用于测量机械手爪的抓取力度，并将抓取力度信息传递至可编程控制器；可编程控制器还用于接收第三位置传感器传递的滑移信号和压力传感器传递的抓取力度信息，并根据滑移信号控制机械爪的抓取力度。所述腰部内部设置有第二电机，第二电机的输出轴和二级行星减速器连接，二级行星减速器用于带动腰部自转。与现有技术相比，本技术至少具有以下有益的技术效果，本技术设有导轨、基座、腰部、大臂、小臂和执行器，基座设置在导轨上，且基座可沿导轨移动,腰部上端设置有大臂，大臂可相对于腰部移动，小臂设置在大臂上端面，小臂可带动执行器在水平状态下上下移动，使得基座的平移、腰部的旋转、大臂的平移、小臂的旋转、执行器的旋转和执行器的抓取协同工作，能够满足各个方位的抓取需求。进一步的，所述执行器包括支撑座和与支撑座转动连接的机械手爪，所述四杆机构包括第一连杆，第一连杆的一端与小臂电机的输出轴连接，第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端通过转轴与第三连杆和加强杆铰接，第三连杆和加强杆形成一个三角形，第三连杆包括两个边，第三连杆的下端与大臂铰接，第三连杆的一边的上端与第二连杆铰接，第三连杆另一边的上端与支撑座上部铰接，大臂与支撑杆的下端铰接，支撑杆的上端与支撑座的下部铰接，支撑杆起支撑执行器并使执行器保持水平状态的作用，小臂电机带动曲柄定轴转动，曲柄带动连杆转动，连杆带动执行器在执行器保持水平的状态下转动，这样的传动方式的优点在于使得执行器进行水平上下移动，不会因机构的不得当而翻转和侧仰。进一步的，机械手爪的内壁设置有塑胶防滑垫，有效防止物品滑落。进一步的，还包括限制大臂运动行程的第一限位开关和限定小臂电机的转动角度的第二限位开关，第一限位开关用于限制大臂的平移运动范围，避免大臂运动范围越界而导致自毁；小臂由小臂电机驱动，小臂电机转动是有角度限制的，所以需要两个限位开关，以保证小臂的旋转范围不至于自毁。进一步的，导轨为直线电机或齿轮齿条传动方式，当导轨为齿轮齿条传动方式时，基座上设置第一电机和齿轮，齿条排布在导轨上，若需要机器人的运动轨迹是短距离且单一直线时，则导轨采用直线电机，如果需要机器人不规则的长距离工作，则导轨采用齿轮齿条传动方式，此时基座上安装第一电机和齿轮，齿条排布在导轨上，齿轮齿条传动驱动机器人运动，齿轮齿条的传动方式，传动速度高，传动功率大，寿命长，工作平稳，可靠性高，能保证恒定的传动比。进一步的，还包括可编程控制器、设置在基座上的第一位置传感器、设置在腰部的角度传感器、设置在机械手爪靠近小臂一端的第二位置传感器，第一位置传感器用于监测基座在导轨上的位置，并将基座的位置信息实时传递至可编程控制器；能够在电脑控制面板上实时显示机器人的位置，便于用可编程控制器对机器人的位置进行监测；角度传感器，用于监测腰部的转动角度并向可编程控制器反馈腰部的转动角度信息；第二位置传感器用于对机械手爪进行定位并向可编程控制器反馈机械手爪的位置信息；可编程控制器用于接收第一位置传感器传递的基座在导轨上的位置信息、角度传感器传递的腰部的转动角度信息和二位置传感器传递的机械手爪的位置信息，并根据接收到的信息对基座、腰部和机械爪的动作进行控制，实现了机器人的智能控制，提高了自动化程度。进一步的，还包括设置在机械手爪的爪部设置的第三位置传感器和压力传感器，第三位置传感器用于对机械手爪抓取的物品进行位置感应，当第三位置传感器检测到物体有滑移时，将滑移信号传递给可编程控制器；压力传感器用于测量机械手爪的抓取力度，并将抓取力度信息传递至可编程控制器；可编程控制器还用于接收第三位置传感器传递的滑移信号和压力传感器传递的抓取力度信息，并根据滑移信号控制机械爪的抓取力度，对机械手爪发出加大力度抓取的信号，机械手爪收到信号后加大力度抓取，直至将物体抓起为止，通过高度仿生人手对物体使用恰当的力拿起来而不会掉落，同时机器人能够根据目标物品的位置，自动判断识别后精确调整自身位置，对物品进行准确抓取工作。进一步的，腰部内部设置有第二电机，第二电机的输出轴和二级行星减速器连接，二级行星减速器用于带动腰部自转。附图说明图1为本结构的三维图；图2为本结构的主视图；图3为图2的I部放大图；图4为本结构的俯视图；图5为本结构的左视图；图6为本结构的右视图；附图中：1、导轨，2、基座，3、腰部，4、大臂，5、小臂，6、执行器，7、第一位置传感器，8、角度传感器，9、第一限位开关，10、第二限位开关，11、第二位置传感器，12、第三位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应型工业机器人，其特征在于，包括导轨(1)、基座(2)、腰部(3)、大臂(4)、小臂(5)和执行器(6)，基座(2)设置在导轨(1)上，且基座(2)可沿导轨(1)移动,腰部(3)设置在基座(2)上，腰部(3)可沿其自身的中心轴转动，腰部(3)上端设置有大臂(4)，大臂(4)可相对腰部(3)平移，大臂(4)的上端面设置有小臂(5)，小臂(5)为四杆机构，小臂(5)用于带动执行器(6)在水平状态下上下移动，执行器(6)末端设置有用于抓取物品的机械手爪。

【技术特征摘要】
1.一种自适应型工业机器人，其特征在于，包括导轨(1)、基座(2)、腰部(3)、大臂(4)、小臂(5)和执行器(6)，基座(2)设置在导轨(1)上，且基座(2)可沿导轨(1)移动,腰部(3)设置在基座(2)上，腰部(3)可沿其自身的中心轴转动，腰部(3)上端设置有大臂(4)，大臂(4)可相对腰部(3)平移，大臂(4)的上端面设置有小臂(5)，小臂(5)为四杆机构，小臂(5)用于带动执行器(6)在水平状态下上下移动，执行器(6)末端设置有用于抓取物品的机械手爪。2.根据权利要求1所述的一种自适应型工业机器人，其特征在于，所述执行器(6)包括支撑座(20)和与支撑座(20)转动连接的机械手爪，所述四杆机构包括第一连杆(14)，第一连杆(14)的一端与小臂电机的输出轴连接，第一连杆(14)的另一端与第二连杆(15)的一端铰接，第二连杆(15)的另一端通过转轴与第三连杆(16)和加强杆(21)铰接，第三连杆(16)和加强杆(21)形成一个三角形，第三连杆(16)包括两个边，第三连杆(16)的下端与大臂(4)铰接，第三连杆(16)的一边的上端与第二连杆(15)铰接，第三连杆(16)另一边的上端与支撑座(20)上部铰接，大臂(4)与支撑杆(19)的下端铰接，支撑杆(19)的上端与支撑座(20)的下部铰接。3.根据权利要求2所述的一种自适应型工业机器人，其特征在于，还包括限制大臂(4)运动行程的第一限位开关(9)和限定小臂电机的转动角度的第二限位开关(10)。4.根据权利要求2所述的一种自适应型工业机器人，其特征在于，所述机械手爪的内壁设置有塑胶防滑垫。5.根据权利要求1所述的一种自适应型工业机器人，其特征在于，所述导轨(1)为直线电机或齿轮齿条传动方式，当导轨(1)为齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张功学，马车，白园，陈宁，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61