一种多功能模块化工业机器人制造技术

本实用新型专利技术提出的多功能模块化工业机器人由机械臂底座、机械臂组装、模块化机械夹具通过插接公头和插接母头配合拼接而成，插接公头内部设有谐波电机和电气滑环，信号线路和流体线路贯通工业机器人内部，实现工业机器人机电气一体化的同时能避免线路交叉缠绕；工业机器人的机械臂和机械夹具模块化设置，可以自由组装和拼接以适应多样化的应用场景，拆卸方便，自由度高；工业机器人多级互联设置，由终端设备建立控制网络完成对多级工业机器人协同控制，显著提高任务执行的精确性和有效性。显著提高任务执行的精确性和有效性。显著提高任务执行的精确性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能模块化工业机器人


[0001]本技术涉及一种工业机器人，更具体的说是一种多功能模块化工业机器人。

技术介绍

[0002]随着现代化进程的不断加快，自动化技术在各个领域被广泛应用，其中，工业机器人可以代替人类完成危险、繁重、单调的任务而备受关注。但是，现有的工业机器人往往采用一体化的设计方式，当机械臂出现故障时，需要更换整个机械臂及机械夹具，成本较高且效率低下。倍福自动化有限公司在申请号为202080053383.2的技术专利中提到了一种模块化机器人臂，其内部结构复杂，线路排布混乱，机器人臂独立作业，无法执行高自由度需求的工作，使用场景单一，难以满足工业上高自动化的实际需求。为了解决上述问题，本技术提出了一种多功能模块化工业机器人。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种模块化机械夹具。
[0004]【关于模块化机械臂】
[0005]本技术包括一种高自由度内置式机电气一体的模块化机械臂，为L形模块化机械臂，所述L形模块化机械臂结构包括：呈直角分布的机械臂外壳1、端头4、插接公头2和插接母头3；所述插接公头2内包括电气滑环7和谐波电机8，所述电气滑环7的滑环定子72固定于机械臂外壳1和与所述外壳一体成型的第一支撑板5上，电气滑环7的滑环动子71固定于公头连接块9上，所述谐波电机8的电机转轴84穿过公头连接块9并与之固定，使得谐波电机8能独立控制公头连接块9和滑环动子71的转动，公头插接块10固定在所述公头连接块9上；所述插接母头3与插接公头2配合设置，包括与机械臂外壳1一体设置的第二支撑板6，与第二支撑板6抵接的环形压块15，所述环形压块15和母头连接块16接触，所述母头连接块16和第二支撑板6之间用第三轴承14活动连接，所述母头连接块16和机械臂外壳1之间用第二轴承17活动连接，母头插接块19固定在所述环形压块15之上，与所述公头插接块10配合设置，流体线路和信号线路贯穿所述插接公头2和插接母头3自由转动而不缠绕，所述流体线路用于通过气体或液体，所述信号线路用于传输电和/或信号指令。
[0006]进一步的，所述插接公头2部分包括机械臂外壳1，所述机械臂外壳1由金属、铝、钢、钛铝合金、高强度铝合金、AW7075、纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料(GfK)、碳纤维增强塑料(CfK)制成；所述机械臂外壳1在机械臂腔体内部一体成型有第一支撑板5，所述第一支撑板5与机械臂外壳1的配合设置可以固定电气滑环7的滑环定子72以及谐波电机8；所述谐波电机转轴84远离电机主体一侧为圆柱切边形，用于定位滑环动子71和滑环定子72，进入设于公头连接块9上的台阶限位孔96并与公头连接块9固定，使得公头连接块9能在谐波电机8的驱动下发生转动；所述公头连接块9与公头插接块10固定连接；所述公头连接块9与所述电气滑环7的滑环动子71固定连接，由此实现滑环动子71在谐波电机8带动下发生转动，而滑环定子72保持固定；所述滑环动子71上均匀分布有若干个流体进嘴75，滑环定子72上
对称分布有若干流体出嘴76，气体由所述公头插接块10上的公头对插流道102经过流管孔93逐级密封接入到流体进嘴75，信号线路73由公头对插针101经过信号孔92接入滑环动子71，并由滑环定子72侧引出进入谐波电机8；所述滑环定子72远离滑环卡槽52的一侧由台阶形压块13包围紧固以确保电气滑环7整体不出现晃动；所述台阶形压块13与公头连接块9在相对应台阶部位设有第一轴承11，第一轴承11的动子侧与公头连接块9接触，第一轴承11的定子侧与台阶形压块13接触，为了防止第一轴承11的垂直移位，在第一轴承11和台阶形压块13的另一侧边之间加设第一卡簧12。
[0007]进一步的，所述机械臂外壳1与台阶形压块13通过第一连接螺钉1a结合，与端盖4通过第二连接螺钉1b结合；所述第一支撑板5上开设有流体通道一51和滑环卡槽52以及滑环固定牙座53，所述滑环卡槽52用于将电气滑环7卡设在滑环卡槽52内部以限制滑环定子72在竖直方向上的移动，所述滑环固定牙座53上开设有第二滑环固定孔74c，滑环固定螺钉74a穿过机械臂外壳1上的第一滑环固定孔74b以及第二滑环固定孔74c紧固至滑环定子上的第三滑环固定孔74d，以限制滑环定子72在水平方向上的移动。
[0008]进一步的，所述第一支撑板5上开设有下沉螺纹过孔82b，紧固螺钉一82a穿过下沉螺纹过孔82b进入电机定子上的紧固螺纹一82c，上述设定可以将电机定子侧固定于所述第一支撑板的背侧，进而实现电机固定于外壳上；此外，紧固螺钉二83a穿过设于电机法兰盘81上的转轴螺纹孔83b进入电机动子上的紧固螺纹二83c，由此将电机转轴84接入电机动子侧，使得电机转轴84可以自由转动；所述电机转轴84的圆柱切边侧以转轴限位螺钉94a和转轴限位螺孔94b固定在公头连接块9上，电机转轴84的圆柱切边背侧以转轴紧固螺钉97a和转轴紧固螺孔97b固定在公头连接块9上，以实现电机转轴84与公头连接块9的固定，使得公头连接块9能在谐波电机8的驱动下发生转动。
[0009]进一步的，所述公头连接块9上设有与公头插接块10上的第一定位插孔91b配合连接的第一定位插销91a，公头连接块9和公头插接块10之间流体管道；所述公头连接块9上还设有供信号线穿过的信号孔92、供流体线路穿过的流管孔93以及公头对接螺牙95。
[0010]更进一步的，插接母头3部分包括扩口形状的机械臂外壳1，与机械臂外壳1一体设置的第二支撑板6，第二支撑板6上设有供流体线路通过的流体通道二61和供信号线路通过的信号通道一62；所述扩口形状的机械臂外壳1在扩口末端与母头连接块16在垂直于扩口延伸方向上的平台活动接触；所述机械臂外壳1的扩口内侧与母头连接块16外侧之间设置了第二轴承17，第二轴承17动子侧与母头连接块16外侧接触，第二轴承17定子侧与机械臂外壳1内侧接触，为使第二轴承17稳定，在第二轴承17一侧增设第二卡簧18；所述第二支撑板6在远离插接公头2的一侧具有两级台阶的形状，低级台阶与母头连接块16的远端以第三轴承14抵接，第三轴承14接触母头连接块16一侧为动子侧，第三轴承14接触第二支撑板6低级台阶一侧为定子侧；所述第二支撑板6的高级台阶为非圆形结构，其内设有信号通道一62，高级台阶穿过环形压块15上的信号通道二151并限制环形压块15的转动，信号线路穿过信号通道二151后与母头插接块19上的母头对插针191连接；环形压块15上密封设有供流体线路穿过的流体通道三152，流体通道三152与母头插接块19上的母头对插流道192密封连接；环形压块15上还包括能与母头插接块19上的第二定位插销153a固定配合的第二定位插孔153b。
[0011]更进一步的，所述母头插接块19上设有母头对插定位193，当与上级模块化机械臂
在公头插接块10上的公头对插定位103对插定位后，母头对插针191、母头对插流道192均与公头对插针101和公头对插流道102紧密连接，完成两级模块化机械臂的流体线路和信号线路的接通，当上级模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能模块化工业机器人，其特征在于，由机械臂底座(C)、机械臂组装(D)、模块化机械夹具(E)拼接而成；所述机械臂组装(D)包括m节L形模块化机械臂(A)和n节I形模块化机械臂(B)，且m+n≥1，其中，m为≥0的整数，n为≥0的整数；所述机械臂底座(C)包括插接母头(3)、底座外壳(24)、固定底座(23)；所述L形模块化机械臂(A)或I形模块化机械臂(B)包括呈直角或呈直线分布的机械臂外壳(1)、插接公头(2)和插接母头(3)；所述模块化机械夹具(E)包括插接公头(2)、机械夹具外壳(20)、末端连接件(21)、末端工具(22)；所述插接母头(3)与插接公头(2)配合设置完成所述机械臂底座(C)、机械臂组装(D)、模块化机械夹具(E)的拼接；所述插接公头(2)内包括电气滑环(7)和谐波电机(8)，所述电气滑环(7)的滑环定子(72)固定于机械臂外壳(1)或机械夹具外壳(20)和与所述机械臂外壳(1)或机械夹具外壳(20)一体成型的第一支撑板(5)上，电气滑环(7)的滑环动子(71)固定于公头连接块(9)上，所述谐波电机(8)的电机转轴(84)穿过公头连接块(9)并与之固定，使得谐波电机(8)能独立控制公头连接块(9)和滑环动子(71)的转动，公头插接块(10)固定在所述公头连接块(9)上；所述插接母头(3)与插接公头(2)配合设置，插接母头(3)一端包括与机械臂外壳(1)或底座外壳(24)一体设置的第二支撑板(6)，与第二支撑板(6)抵接的环形压块(15)，所述环形压块(15)和母头连接块(16)接触，所述母头连接块(16)和第二支撑板(6)之间用第三轴承(14)活动连接，所述母头连接块(16)和机械臂外壳(1)之间用第二轴承(17)活动连接，母头插接块(19)固定在所述环形压块(15)之上，与所述公头插接块(10)配合设置，流体线路和信号线路贯穿所述插接公头(2)和插接母头(3)自由转动而不缠绕，所述流体线路用于通过气体或液体，所述信号线路用于传输电和/或信号指令。2.根据权利要求1所述的一种多功能模块化工业机器人，其特征在于，所述底座外壳(24)与固定底座(23)之间由底座固定螺钉(231)连接并稳定在操作台上，流体输入口(25)和信号输入口(26)开设在底座外壳(24)侧边，所述流体线路和信号线路由流体输入口(25)和信号输入口(26)接入，贯穿所述插接公头(2)和插接母头(3)，进入预留流体接口(223)和预留信号接口(224)。3.根据权利要求2所述的一种多功能模块化工业机器人，其特征在于，所述插接公头(2)部分包括机械臂外壳(1)或机械夹具外壳(20)，所述机械臂外壳(1)或机械夹具外壳(20)由金属、铝、钢、钛铝合金、高强度铝合金、AW7075、纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料制成；所述机械夹具外壳(20)在机械夹具腔体内部一体成型有第一支撑板(5)，所述第一支撑板(5)与机械夹具外壳(20)配合设置以固定电气滑环(7)的滑环定子(72)以及谐波电机(8)；所述谐波电机转轴(84)远离电机主体一侧为圆柱切边形，用于定位滑环动子(71)和滑环定子(72)，进入设于公头连接块(9)上的台阶限位孔(96)并与公头连接块(9)固定，使得公头连接块(9)能在谐波电机(8)的驱动下发生转动；所述公头连接块(9)与公头插接块(10)固定连接；所述公头连接块(9)与所述电气滑环(7)的滑环动子(71)固定连接，由此实现滑环动子(71)在谐波电机(8)带动下发生转动，而滑环定子(72)保持固定；所述滑环动子(71)上均匀分布有若干个流体进嘴(75)，滑环定子(72)上对称分布有若干流体出嘴(76)，流体由所述公头插接块(10)上的公头对插流道(102)经过流管孔(93)逐级密封接入到流体进嘴(75)，信号线路(73)由公头对插针(101)经过信号孔(92)接入滑环动子(71)，并由滑环定子(72)侧引出进入谐波电机(8)；所述滑环定子(72)远离滑环卡槽(52)的一侧由台阶形压块(13)包围紧固以确保电气滑环(7)整体不出现晃动；所述台阶形
压块(13)与公头连接块(9)在相对应台阶部位设有第一轴承(11)，第一轴承(11)的动子侧与公头连接块(9)接触，第一轴承(11)的定子侧与台阶形压块(13)接触，为了防止第一轴承(11)的垂直移位，在第一轴承(11)和台阶形压块(13)的另一侧边之间加设第一卡簧(12)。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，李云华，罗文波，齐一，刘彩平，吴春燕，赵山川，
申请(专利权)人：成都埃加智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：