本实用新型专利技术公开了一种四自由度工业机器人，包括带转盘的底座结构、大臂结构、小臂结构、带腕部的机械爪结构。本实用新型专利技术通过将大臂结构、小臂结构、带腕部的机械爪结构安装在底座结构一侧，同时底座结构中通过四个滚轮支承转盘转动，在降低整机质心位置的同时增加了四自由度工业机器人的稳定性；带腕部的机械爪结构，不同于传统的机械爪、机器人腕部进行分离的设计，其将机械爪和机器人腕部关节设计为一个整体，可以提升刚度,从而提高机器人工作精度；再者，带腕部的机械爪结构中采用独立伺服电机控制机械爪抓取运动，提高了工具末端运动精度和运动稳定性、改善机器人的动力特性和减少误差。减少误差。减少误差。
【技术实现步骤摘要】
一种四自由度工业机器人
[0001]本技术涉及一种四自由度工业机器人，属于协作机器人领域。
技术介绍
[0002]机器人技术作为现代科学技术的重要分支，是代表一个国家工业水平的重要标志，它涉及了机械、电子、传感器、计算机和人工智能等众多学科的研究成果，融合了目前很多领域的先进技术，体现了当代科学技术发展的最新成果。工业机器人是通过机器人关节实现自主动作，且多轴联动和广泛适用的机械设备。随着机器人技术的发展促进了机器人的大量应用，也使得人类从繁重的、重复的、单调的生产作业中解放出来。
技术实现思路
[0003]本技术提供了一种四自由度工业机器人，通过带转盘的底座结构、大臂结构、小臂结构、带腕部的机械爪结构构建四自由度工业机器人，并进一步实现末端部件的开合运动。
[0004]本技术的技术方案是：一种四自由度工业机器人，包括带转盘的底座结构、大臂结构、小臂结构、带腕部的机械爪结构；其中带转盘的底座结构中的第一伺服电机5带动大臂结构、小臂结构、带腕部的机械爪结构绕铅垂方向转动；大臂结构中的第二伺服电机6带动大臂第一连杆8及小臂结构、带腕部的机械爪结构绕第二伺服电机6输出轴转动；小臂结构中的第三伺服电机13带动小臂连杆17绕第三伺服电机13的输出轴转动且第三伺服电机13的运动轴线与大臂第一连杆8运动的轴线平行；带腕部的机械爪结构中的第四伺服电机22带动固定板26绕第四伺服电机22输出轴转动；带腕部的机械爪结构中的机械爪伺服电机27带动输出齿轮29绕机械爪伺服电机27输出轴转动，通啮合关系，最终实现卡爪32的抓取运动。
[0005]所述带转盘的底座结构包括底座1、滚轮2、转盘3、第一法兰4、第一伺服电机5；其中第一伺服电机5下端固定在底座1上，第一伺服电机5的输出轴通过第一法兰4与位于底座1一侧上方的转盘3固定连接，底座1上安装有滚轮2，滚轮2的安装座固定在底座1上用于支承转盘3转动，转盘3上安装大臂结构。
[0006]所述大臂结构包括第二伺服电机6、第一电机盒7、大臂第一连杆8、第二法兰9、大臂第二连杆10、第一滚动轴承11、第一光杆螺栓12；其中第一电机盒7底部固定在带转盘的底座结构中的转盘3上，第一电机盒7一侧通过第一光杆螺栓12和第一滚动轴承11与大臂第一连杆8下端一侧连接，第二伺服电机6固定在第一电机盒7内，第二伺服电机6的输出轴端从第一电机盒7内伸出后，其输出轴通过第二法兰9与大臂第一连杆8下端另一侧固定连接，大臂第一连杆8的上端与大臂第二连杆10下端固定连接，大臂第二连杆10上端连接小臂结构。
[0007]所述小臂结构包括第三伺服电机13、第二电机盒14、第三法兰15、第一直角连接板16、小臂连杆17、第四法兰18、第五法兰19、第二滚动轴承20、第二光杆螺栓21；其中第三伺
服电机13固定在第二电机盒14内，第三伺服电机13的输出轴通过第三法兰15与大臂结构中的大臂第二连杆10上端一侧固定连接，大臂第二连杆10上端另一侧通过第二滚动轴承20和第二光杆螺栓21与第二电机盒14连接，第一直角连接板16与第二电机盒14靠近带腕部的机械爪结构一侧固定连接，第一直角连接板16外端面通过第四法兰18与小臂连杆17一端固定连接，小臂连杆17的另一端通过第五法兰19与带腕部的机械爪结构固定连接。
[0008]所述带腕部的机械爪结构包括第四伺服电机22、第三电机盒23、第六法兰24、第二直角连接板25、固定板26、机械爪伺服电机27、第七法兰28、输出齿轮29、第一带杆齿轮30、第二带杆齿轮31、卡爪32、机械爪连杆33；其中第三电机盒23一侧通过第五法兰19与小臂结构中的小臂连杆17连接，第四伺服电机22固定连接在第三电机盒23内，第四伺服电机22的输出轴通过第六法兰24与呈上下布置的两块第二直角连接板25一个自由端固定连接，两块贴合放置的固定板26一端分别与第二直角连接板25的另一个自由端固定连接，机械爪伺服电机27通过第七法兰28固定在固定板26上，机械爪伺服电机27的输出轴与输出齿轮29固定连接，输出齿轮29与第二带杆齿轮31啮合，第二带杆齿轮31和第一带杆齿轮30啮合，以卡爪32贴合面为对称面：处于对称位置上的第一带杆齿轮30和一根机械爪连杆33与固定板26的连接采用一根销钉，与第一个卡爪32一端的连接采用一根销钉；处于对称位置上的第二带杆齿轮31和一根机械爪连杆33与固定板26的连接采用一根销钉，与另一个卡爪32一端的连接采用一根销钉；处于对称位置上的两个机械爪连杆33，其同向端与对应侧卡爪32中端的连接采用一根销钉，与固定板26前端的连接采用一根销钉。
[0009]本技术的有益效果是：本技术通过将大臂结构、小臂结构、带腕部的机械爪结构安装在底座结构一侧，同时底座结构中通过四个滚轮支承转盘转动，在降低整机质心位置的同时增加了四自由度工业机器人的稳定性；带腕部的机械爪结构，不同于传统的机械爪、机器人腕部进行分离的设计，其将机械爪和机器人腕部关节设计为一个整体，可以提升刚度,从而提高机器人工作精度；再者，带腕部的机械爪结构中采用独立伺服电机控制机械爪抓取运动，提高了工具末端运动精度和运动稳定性、改善机器人的动力特性和减少误差。
附图说明
[0010]图1是本技术的外形示意图；
[0011]图2是本技术的带转盘的底座结构示意图一；
[0012]图3是本技术的带转盘的底座结构示意图二；
[0013]图4是本技术的大臂结构示意图一；
[0014]图5是本技术的大臂结构示意图二；
[0015]图6是本技术的小臂结构示意图一；
[0016]图7是本技术的小臂结构示意图二；
[0017]图8是本技术的带腕部的机械爪结构示意图；
[0018]图中各标号为：1
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底座、2
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滚轮、3
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转盘、4
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第一法兰、5
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第一伺服电机、6
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第二伺服电机、7
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第一电机盒、8
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大臂第一连杆、9
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第二法兰、10
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大臂第二连杆、11
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第一滚动轴承、12
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第一光杆螺栓、13
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第三伺服电机、14
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第二电机盒、15
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第三法兰、16
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第一直角连接板、17
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小臂连杆、18
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第四法兰、19
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第五法兰、20
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第二滚动轴承、21
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第二光杆螺栓、22
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第
四伺服电机、23
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第三电机盒、24
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第六法兰、25
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第二直角连接板、26
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固定板、27
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机械爪伺服电机、28
‑<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种四自由度工业机器人，其特征在于：包括带转盘的底座结构、大臂结构、小臂结构、带腕部的机械爪结构；其中带转盘的底座结构中的第一伺服电机(5)带动大臂结构、小臂结构、带腕部的机械爪结构绕铅垂方向转动；大臂结构中的第二伺服电机(6)带动大臂第一连杆(8)及小臂结构、带腕部的机械爪结构绕第二伺服电机(6)输出轴转动；小臂结构中的第三伺服电机(13)带动小臂连杆(17)绕第三伺服电机(13)的输出轴转动且第三伺服电机(13)的运动轴线与大臂第一连杆(8)运动的轴线平行；带腕部的机械爪结构中的第四伺服电机(22)带动固定板(26)绕第四伺服电机(22)输出轴转动；带腕部的机械爪结构中的机械爪伺服电机(27)带动输出齿轮(29)绕机械爪伺服电机(27)输出轴转动，通啮合关系，最终实现卡爪(32)的抓取运动。2.根据权利要求1所述的四自由度工业机器人，其特征在于：所述带转盘的底座结构包括底座(1)、滚轮(2)、转盘(3)、第一法兰(4)、第一伺服电机(5)；其中第一伺服电机(5)下端固定在底座(1)上，第一伺服电机(5)的输出轴通过第一法兰(4)与位于底座(1)一侧上方的转盘(3)固定连接，底座(1)上安装有滚轮(2)，滚轮(2)的安装座固定在底座(1)上用于支承转盘(3)转动，转盘(3)上安装大臂结构。3.根据权利要求1所述的四自由度工业机器人，其特征在于：所述大臂结构包括第二伺服电机(6)、第一电机盒(7)、大臂第一连杆(8)、第二法兰(9)、大臂第二连杆(10)、第一滚动轴承(11)、第一光杆螺栓(12)；其中第一电机盒(7)底部固定在带转盘的底座结构中的转盘(3)上，第一电机盒(7)一侧通过第一光杆螺栓(12)和第一滚动轴承(11)与大臂第一连杆(8)下端一侧连接，第二伺服电机(6)固定在第一电机盒(7)内，第二伺服电机(6)的输出轴端从第一电机盒(7)内伸出后，其输出轴通过第二法兰(9)与大臂第一连杆(8)下端另一侧固定连接，大臂第一连杆(8)的上端与大臂第二连杆(10)下端固定连接，大臂第二连杆(10)上端连接小臂结构。4.根据权利要求1所述的四自由度工业机器人，其特征在于：所述小臂结构包括第三伺服电机(13)、第二电机盒(14)、第三法兰(15)、第一直角连接板(16)、小臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：匡刘林，张汝晋，赵林，
申请(专利权)人：山东张弛电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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