多关节工业机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种多关节工业机器人，旨在提供一种具有能够快速进行等距、等角度操作，转动精度较大，减少对准时间，提高操作和生产效率的优点的多关节工业机器人，其技术方案要点是，一级臂与底座连接，二级臂末端设有和机械手爪，机械手爪包括转动连接在二级臂末端的转臂，一级臂与二级臂之间设有用于驱动二者相对旋转的旋转机构，旋转机构包括用于连接一级臂和二级臂之间的转动轴，以及用于驱动转动轴旋转的驱动件，转动轴上固定有从动齿轮，驱动件与从动齿轮之间设有滑移连接在一级臂内的过渡机构，过渡机构包括长方体设置的滑座，滑座一端转动连接有中间齿轮，另一端设有用于确定从动齿轮旋转角度的旋转定位件。

【技术实现步骤摘要】
多关节工业机器人
本专利技术涉及工业机器人领域，具体涉及一种多关节工业机器人。
技术介绍
机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支，机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。目前，公开号为CN108406747A的中国专利公开了一种助力机械手，它手臂，其上设有第一锁紧件；转接件，其与手臂通过X向铰接轴进行铰接，使手臂绕X向铰接轴转动；锁紧机构，其可拆卸的固定在转接件上；当手臂绕X向铰接轴转动至贴紧转接件，锁紧机构与第一锁紧件锁合，使手臂与转接件固定连接；连接件，其与转接件通过Z向铰接轴进行铰接，使固定连接的转接件和手臂同时绕Z向铰接轴转动；升降驱动机构，其与所述连接件连接，用于驱动连接件、转接件和手臂沿Z向移动。这种助力机械手虽然解决人工无法控制机械手的搬运速度和力量，质量大、体积不等的工件难于装卸的问题，但是这种机械手在进行等距、等角度的零件拾取或安放时，如果转动的精度较大，这种机械手在旋转过程中难以对准，且对准的时间较长，操作效率较低，降低了整体的生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多关节工业机器人，其具有能够快速进行等距、等角度操作，转动精度较大，减少对准时间，提高操作和生产效率的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种多关节工业机器人，包括底座和连接在底座上的机械手臂，机械手臂包括相互转动连接的一级臂和二级臂，一级臂与底座连接，二级臂末端设有和机械手爪，机械手爪包括转动连接在二级臂末端的转臂，一级臂与二级臂之间设有用于驱动二者相对旋转的旋转机构，旋转机构包括用于连接一级臂和二级臂之间的转动轴，以及用于驱动转动轴旋转的驱动件，转动轴上固定有从动齿轮，驱动件与从动齿轮之间设有滑移连接在一级臂内的过渡机构，过渡机构包括长方体设置的滑座，滑座一端转动连接有中间齿轮，另一端设有用于确定从动齿轮旋转角度的旋转定位件。通过采用上述技术方案，当机械手需要进行等距、等角度操作时，可以启动驱动件，带动一级臂与二级臂之间的转动轴旋转，从而实现一级臂与二级臂之间的相对旋转；当一级臂与二级臂之间需要自由旋转时，滑座滑移，使中间齿轮分别与从动齿轮和驱动件啮合，此时驱动件能够直接通过中间齿轮带动转动轴旋转，从而完成一级臂与二级臂之间的自由旋转；当一级臂与二级臂之间需要定角度旋转时，滑座向另一端滑移，此时旋转定位件位于驱动件与从动齿轮之间，驱动件通过旋转定位件带动旋转轴旋转，就能够实现一级臂与二级臂之间的定角度旋转，以实现一级臂与二级臂之间转动的精确控制，方便机器人对零件进行等距和等角度操作。如此能够避免机器人在等距、等角度操作零件对准时所需要花费的大量时间，使机械臂旋转定角度，提高机械臂的操作、转动精度，减少生产时所需的时间，大大提升操作和生产效率。进一步设置：驱动件包括固定在一级臂内的旋转电机和固定在旋转电机输出轴上的活动齿轮，活动齿轮、中间齿轮和从动齿轮均位于同一高度的水平面上，且中间齿轮移动至固定点时，活动齿轮、中间齿轮和从动齿轮依次啮合。通过采用上述技术方案，当一级臂与二级臂之间需要自动旋转时，中间齿轮位于活动齿轮与从动齿轮之间，活动齿轮旋转依次带动中间齿轮和从动齿轮活动，达到驱动机械臂活动的目的。进一步设置：旋转定位件包括转动连接在滑座上的定位轴，定位轴上固定有定齿轮和定位棘轮，滑座上转动连接有用于驱动定位棘轮旋转的定位棘爪。通过采用上述技术方案，当一级臂与二级臂之间需要定角度旋转时，操作人员能够通过定位棘爪带动定位机轮，由于棘轮上均匀设有若干棘齿，定位棘爪带动定位棘轮旋转，每次定位棘爪的活动就能够带动定位棘轮旋转一定角度，从而达到一级臂与二级臂之间定角度旋转的目的。进一步设置：滑座上转动连接有旋转杆，旋转杆末端固定有活动盘，定位棘爪偏心连接在活动盘上，并与之转动连接，滑座上还设有用于驱动定位棘爪朝向定位棘轮旋转的弹簧。通过采用上述技术方案，操作人员驱动旋转杆带动活动盘旋转，由于定位棘爪偏心连接在活动盘上，且通过弹簧驱动，当定位棘爪活动时，弹簧和活动盘的偏心旋转能够驱使定位棘爪推动定位棘轮。进一步设置：旋转定位件包括同轴心固定在旋转杆上的旋转蜗轮以及转动连接在滑座上的旋转蜗杆，旋转蜗轮与旋转蜗杆相互啮合，旋转蜗杆以及旋转电机的输出轴上设有相互适配的锥齿轮，旋转蜗杆随滑座移动至指定点时，两个锥齿轮相互啮合，且定齿轮与从动齿轮啮合。通过采用上述技术方案，当旋转定位件滑移至指定位置时，旋转电机输出轴上的锥齿轮与旋转蜗杆上的锥齿轮相互啮合，从而依次带动旋转蜗轮和活动盘旋转，就能够实现棘轮的旋转，达到一级臂与二级臂之间定角度旋转的目的。进一步设置：一级臂内固定有定位气缸，定位气缸的输出轴固定在滑座上用于推动滑座滑移，一级臂内还设有用于限制滑座滑移距离的限位块。通过采用上述技术方案，定位气缸能够推动滑座滑动，在需要时定位气缸能够改变旋转定位件位于其中的位置，而限位块的设置能够限制滑座的滑移距离，避免滑座滑移量过大。进一步设置：转臂末端固定有爪盘，爪盘的外圆上设有若干个环绕爪盘设置的爪杆，爪杆呈折弯形状设置，其中间位置与爪盘铰接。通过采用上述技术方案，在夹持过程中滑移杆同步向中心滑移，同时对圆盘的周边进行夹持，能够从圆盘周围对其均匀施加压力，从而实现圆形零件的夹持，且夹持效果良好，能够避免工件从机械手上脱落。进一步设置：爪杆包括相互之间呈钝角设置的主动部和从动部，主动部与驱动盘连接，从动部呈弧线形状向爪盘中心方向弯折。通过采用上述技术方案，主动部与从动部之间呈钝角设置，在驱动件带动爪杆活动时能够提升爪杆滑移的角度，而从动部呈弧线形状弯折设置，能够在夹持过程中提高夹持的稳定性，提升夹持效果。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：能够避免机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多关节工业机器人，包括底座(1)和连接在底座(1)上的机械手臂(2)，机械手臂(2)包括相互转动连接的一级臂(21)和二级臂(22)，一级臂(21)与底座(1)连接，其特征在于：所述二级臂(22)末端设有和机械手爪(23)，机械手爪(23)包括转动连接在二级臂(22)末端的转臂(24)，一级臂(21)与二级臂(22)之间设有用于驱动二者相对旋转的旋转机构(3)，旋转机构(3)包括用于连接一级臂(21)和二级臂(22)之间的转动轴(31)，以及用于驱动转动轴(31)旋转的驱动件(4)，转动轴(31)上固定有从动齿轮(71)，驱动件(4)与从动齿轮(71)之间设有滑移连接在一级臂(21)内的过渡机构(8)，过渡机构(8)包括长方体设置的滑座(81)，滑座(81)一端转动连接有中间齿轮(82)，另一端设有用于确定从动齿轮(71)旋转角度的旋转定位件(9)。

【技术特征摘要】
1.一种多关节工业机器人，包括底座(1)和连接在底座(1)上的机械手臂(2)，机械手臂(2)包括相互转动连接的一级臂(21)和二级臂(22)，一级臂(21)与底座(1)连接，其特征在于：所述二级臂(22)末端设有和机械手爪(23)，机械手爪(23)包括转动连接在二级臂(22)末端的转臂(24)，一级臂(21)与二级臂(22)之间设有用于驱动二者相对旋转的旋转机构(3)，旋转机构(3)包括用于连接一级臂(21)和二级臂(22)之间的转动轴(31)，以及用于驱动转动轴(31)旋转的驱动件(4)，转动轴(31)上固定有从动齿轮(71)，驱动件(4)与从动齿轮(71)之间设有滑移连接在一级臂(21)内的过渡机构(8)，过渡机构(8)包括长方体设置的滑座(81)，滑座(81)一端转动连接有中间齿轮(82)，另一端设有用于确定从动齿轮(71)旋转角度的旋转定位件(9)。2.根据权利要求1所述的多关节工业机器人，其特征在于：所述驱动件(4)包括固定在一级臂(21)内的旋转电机(72)和固定在旋转电机(72)输出轴上的活动齿轮(73)，活动齿轮(73)、中间齿轮(82)和从动齿轮(71)均位于同一高度的水平面上，且中间齿轮(82)移动至固定点时，活动齿轮(73)、中间齿轮(82)和从动齿轮(71)依次啮合。3.根据权利要求2所述的多关节工业机器人，其特征在于：所述旋转定位件(9)包括转动连接在滑座(81)上的定位轴(91)，定位轴(91)上固定有定齿轮(92)和定位棘轮(93)，滑座(81)上转动连接有用于驱动定位棘轮(93)旋转的定位棘爪(94)。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞晓，
申请(专利权)人：江苏新光数控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32