一种五轴机器人制造技术

本实用新型专利技术适用于机器人领域，提供了一种五轴机器人，包括与五个轴分别对应第一至第五自由度，五个自由度对应承载运动的部件依次连接，第一至第五自由度运动分别为竖直方向上的升降运动、第一水平旋转运动、第二水平旋转运动、自身旋转运动、轴旋转运动。本实施例的五轴机器人，根据目标终点位置，将通过第一自由度的升降运动定位到所需高度，第二、三自由度进行水平旋转，定位到目标终点所需的水平面位置，从而实现空间三维基本定位，第四自由度实现竖直面的旋转运动，确定工作姿态后，由第五自由度末端的输出轴带动旋转实现作业。所述第二、三、四、五自由度的旋转角度，通过合理的结构及臂长设计，均可达到360°。

【技术实现步骤摘要】
一种五轴机器人
本技术属于机器人领域，尤其涉及一种五轴机器人。
技术介绍
在工业应用中，经常需要使用到多轴机器人。目前市面上兼具灵活性和低成本的主流机器人为四轴SCARA机器人，该类型机器人主要以竖直方向为轴心，在水平面上进行旋转和定位，其三个旋转关节轴线相互平行，末端为竖直方向的移动关节。SCARA机器人定位快速，但应用场合受限，无法处理需要空间翻转动作的高自由度作业类型。五轴机器人能够应用在环境要求更高的场合，但是，现有五轴机器人一般是空间旋转构型，即以水平方向为轴心，在竖直面上进行旋转，该工作方式运算复杂，受到机身运动惯量或者自身重量的影响较大，速度相对较慢，缺乏灵活性，且制作成本高，有待改善。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种五轴机器人，以解决现有的五轴机器人灵活性低和成本高的问题。本技术实施例是这样实现的，一种五轴机器人，包括五个轴，每个轴分别对应第一自由度、第二自由度、第三自由度、第四自由度、第五自由度，五个自由度对应承载运动的部件依次连接，其中，第一自由度运动为在竖直方向上进行的升降运动，所述升降运动带动第二至五自由度对应承载运动的部件整体进行升降运动；第二自由度运动为以靠近第一自由度的一端为轴心进行的第一水平旋转运动，所述第一水平旋转运动带动第三、四、五自由度对应承载运动的部件整体进行水平运动；第三自由度运动为以靠近第二自由度的一端为轴心进行的第二水平旋转运动，所述第二水平旋转运动带动第四、五自由度对应承载运动的部件整体进行水平运动；第四自由度运动为以承载运动的部件自身沿水平方向的轴心进行的自身旋转运动，所述自身旋转运动带动所述第五自由度对应承载运动的部件整体进行竖直面的旋转运动；第五自由度运动为以承载运动的部件末端的轴心进行的旋转运动。进一步地，所述第一自由度对应承载运动的部件包括伺服电机和滚珠丝杆运动副结构组件。进一步地，第一水平旋转运动和第二水平旋转运动的旋转轴线互相平行。进一步地，第四自由度运动的旋转轴线与第三自由度运动对应承载运动的部件末端共线。进一步地，各个轴的驱动装置上分别连接有减速装置。进一步地，所述第一自由度包括：底座；可在所述底座上升降的主臂；固定于所述底座上的第一电机；与所述第一电机的输出轴固定相连的第一同步带轮组件；丝杆，所述丝杆沿竖直方向设置，所述丝杆的末端与第一同步带轮组件远离所述第一电机的输出轴的一端紧固连接；与所述丝杆适配的丝杆螺母，所述主臂与所述丝杆螺母固定连接。进一步地，所述第二自由度包括：可水平旋转的大臂；固定于所述主臂上的第二电机，所述第二电机的输出轴与所述大臂固定连接。进一步地，所述第三自由度包括：可水平旋转的小臂；固定于所述主臂上的第三电机；与所述第三电机连接的第三同步带轮组件；位于大臂内的、且与所述小臂连接的第四同步带轮组件；所述第三同步带轮组件未与所述第三电机连接的一端和所述第四同步带轮组件未与所述小臂连接的一端之间设有传动轴。进一步地，所述小臂与所述第四同步带轮组件之间设有第三谐波减速机。进一步地，所述第四自由度包括：可以自身水平轴心进行旋转的手腕臂；固定于所述小臂上的第四电机，所述第四电机的输出轴与所述手腕臂连接。进一步地，所述第五自由度包括设于所述手腕臂上的第五电机和设于所述第五电机输出轴上的旋转部；所述第五电机的旋转面与所述第四电机的旋转面相互垂直。本技术实施例提供了一种五轴机器人，根据目标终点位置，将通过第一自由度的升降运动定位到所需高度，第二、三自由度进行水平旋转，定位到目标终点所需的水平面位置，从而实现空间三维基本定位，第四自由度实现竖直面的旋转运动，确定工作姿态后，由第五自由度末端的输出轴带动旋转实现作业。所述第二、三、四、五自由度的旋转角度，通过合理的结构及臂长设计，均可达到360°附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的五轴机器人运动构型图；图2是本技术实施例提供的五轴机器人的立体图；图3是图2的剖视图；图4是本技术实施例提供的五轴机器人另一运动角度的立体状态图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，本技术实施例提供一种五轴机器人，包括五个轴，每个轴分别对应第一自由度J1、第二自由度J2、第三自由度J3、第四自由度J4、第五自由度J5，五个自由度对应承载运动的部件依次连接，其中，第一自由度运动为在竖直方向上进行的升降运动，所述升降运动带动第二至五自由度对应承载运动的部件整体进行升降运动；第二自由度运动为以靠近第一自由度的一端为轴心进行的第一水平旋转运动，所述第一水平旋转运动带动第三、四、五自由度对应承载运动的部件整体进行水平运动；第三自由度运动为以靠近第二自由度的一端为轴心进行的第二水平旋转运动，所述第二水平旋转运动带动第四、五自由度对应承载运动的部件整体进行水平运动；第四自由度运动为以承载运动的部件自身沿水平方向的轴心进行的自身旋转运动，所述自身旋转运动带动所述第五自由度对应承载运动的部件整体进行竖直面的旋转运动；第五自由度运动为以承载运动的部件末端的轴心进行的旋转运动。本实施例的五轴机器人，根据目标终点位置，将通过第一自由度的升降运动定位到所需高度，第二、三自由度进行水平旋转，定位到目标终点所需的水平面位置，从而实现空间三维基本定位，第四自由度实现竖直面的旋转运动，确定工作姿态后，由第五自由度末端的输出轴带动旋转实现作业。所述第二、三、四、五自由度的旋转角度，通过合理的结构及臂长设计，均可达到360°。所述第一自由度对应承载运动的部件包括伺服电机和滚珠丝杆运动副结构组件。第二自由度所以对应的第一水平旋转运动和第三自由度所对应的第二水平旋转运动的旋转轴线互相平行。第四自由度对应承载运动的部件与第三自由度对应承载运动的部件沿着同一水平线相连，且第四自由度运动的旋转轴线与第三自由度运动对应承载运动的部件末端共线。进一步地，各个轴的驱动装置上分别连接有减速装置。如图2、3所示，提供一实施例的五轴机器人100，五个自由度的运动分别通过依次相连的主臂110、大臂120、小臂130、手腕臂140、及旋转部150实现；所述主臂110可在竖直方向上运动；所述大臂120和所述小臂130可分别在水平面上进行旋转运动；所述手腕臂140可在竖直面上旋转；所述旋转部150可轴向旋转。当然，本实施例中的主臂110、大臂120、小臂130、手腕臂140的名称修饰并不限定在其他实施例中的机械臂的结构大小。具体的，所述第一自由度J1包括：底座160；可在所述底座160上升降的主臂110；固定于所述底座160上的第一电机112；与所述第一电机112的输出轴固定相连的第一同步带轮组件113；丝杆114，所述丝杆114沿竖直方向设置，所述丝杆114的末端与第一同步带轮组件113远离所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴机器人，其特征在于，包括五个轴，每个轴分别对应第一自由度、第二自由度、第三自由度、第四自由度、第五自由度，五个自由度对应承载运动的部件依次连接，其中，第一自由度运动为在竖直方向上进行的升降运动，所述升降运动带动第二至五自由度对应承载运动的部件整体进行升降运动；第二自由度运动为以靠近第一自由度的一端为轴心进行的第一水平旋转运动，所述第一水平旋转运动带动第三、四、五自由度对应承载运动的部件整体进行水平运动；第三自由度运动为以靠近第二自由度的一端为轴心进行的第二水平旋转运动，所述第二水平旋转运动带动第四、五自由度对应承载运动的部件整体进行水平运动；第四自由度运动为以承载运动的部件自身沿水平方向的轴心进行的自身旋转运动，所述自身旋转运动带动所述第五自由度对应承载运动的部件整体进行竖直面的旋转运动；第五自由度运动为以承载运动的部件末端的轴心进行的旋转运动。

【技术特征摘要】
2018.01.12 CN 20182005243161.一种五轴机器人，其特征在于，包括五个轴，每个轴分别对应第一自由度、第二自由度、第三自由度、第四自由度、第五自由度，五个自由度对应承载运动的部件依次连接，其中，第一自由度运动为在竖直方向上进行的升降运动，所述升降运动带动第二至五自由度对应承载运动的部件整体进行升降运动；第二自由度运动为以靠近第一自由度的一端为轴心进行的第一水平旋转运动，所述第一水平旋转运动带动第三、四、五自由度对应承载运动的部件整体进行水平运动；第三自由度运动为以靠近第二自由度的一端为轴心进行的第二水平旋转运动，所述第二水平旋转运动带动第四、五自由度对应承载运动的部件整体进行水平运动；第四自由度运动为以承载运动的部件自身沿水平方向的轴心进行的自身旋转运动，所述自身旋转运动带动所述第五自由度对应承载运动的部件整体进行竖直面的旋转运动；第五自由度运动为以承载运动的部件末端的轴心进行的旋转运动。2.如权利要求1所述的五轴机器人，其特征在于，所述第一自由度对应承载运动的部件包括伺服电机和滚珠丝杆运动副结构组件。3.如权利要求1所述的五轴机器人，其特征在于，第一水平旋转运动和第二水平旋转运动的旋转轴线互相平行。4.如权利要求1所述的五轴机器人，其特征在于，第四自由度运动的旋转轴线与第三自由度运动对应承载运动的部件末端共线。5.如权利要求1所述的五轴机器人，其特征在于，各个轴的驱动装...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祝权，郑沐嘉，邓国山，
申请(专利权)人：深圳众为兴技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44