CN105751214A - 一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法 - Google Patents

一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105751214A
CN105751214A CN201610339875.3A CN201610339875A CN105751214A CN 105751214 A CN105751214 A CN 105751214A CN 201610339875 A CN201610339875 A CN 201610339875A CN 105751214 A CN105751214 A CN 105751214A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shaft
joint
driving
pitching
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610339875.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105751214B (zh
Inventor
郭建文
黄泳波
孙振忠
陈海彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Sanxi Intelligent Robot Co Ltd
Dongguan University of Technology
Original Assignee
Dongguan Sanxi Intelligent Robot Co Ltd
Dongguan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Sanxi Intelligent Robot Co Ltd, Dongguan University of Technology filed Critical Dongguan Sanxi Intelligent Robot Co Ltd
Priority to CN201610339875.3A priority Critical patent/CN105751214B/zh
Publication of CN105751214A publication Critical patent/CN105751214A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105751214B publication Critical patent/CN105751214B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0081Programme-controlled manipulators with master teach-in means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric

Abstract

本发明涉及一种六轴机械手,尤指一种小型高精度的一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法,主要由机械连接或电性连接的动力部分、控制部分和驱动部分组成,其高度为1.5m或1.5m以内,动力部分主要包括六轴运动机构和末端执行机构,六轴运动机构由自转回旋机构、两个左右摇摆机构、关节俯仰摆动机构、横向转动机构、末端俯仰摆动机构组成;末端执行机构安装在末端俯仰摆动机构的运动输出端,主要包括安装架、探测器和执行部件;驱动部分为分别驱动六轴运动机构与末端执行机构运动的驱动机构,控制部分主要包括通过终端控制箱实时操控的功能转换系统和执行控制系统;本发明可应用于教学示范与实际加工中,从而提高工作效率与操作精度。

Description

一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种六轴机械手,尤指一种小型高精度的一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法。
背景技术
[0002]从前,中国工业自动化发展速度虽然很快,但是在工业生产中普及的范围并不是随处可行的,在生产中许多工作都是由人来完成的或者由人机合作完成,人工完成的质量和水平参差不齐,这就造成了工业生产发展中的瓶颈,这也是造成国内工业水平较低的重要原因。为提高工业化水平,国内最近几年大力发展工业机器人技术,并且取得了一系列的技术成果,比如采用机械手自动生产、搬运的工业应用领域,但目前国内的机械手都普遍存在结构过于复杂、传动效率低下、控制不稳定的缺陷,同时其对于推广教学的应用就更狭隘,使机械手在工业生产中功能比较单一,既不能高效应用,也不能广泛推广,既造成了产品不能批量生产、生产成本增加,也造成了国内技术人员对机器自动技术了解甚少,不利于国内工业水平的提高与工业生产的发展。
发明内容
[0003]为解决上述问题,本发明旨在公开一种六轴机械手,尤指一种小型高精度的一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法。
[0004]为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种具备示教作用的六轴机械手,主要由机械连接或电性连接的动力部分、控制部分和驱动部分组成,其特征在于,所述六轴机械手高度设置为1.5m或1.5m以内,其动力部分主要包括六轴运动机构和末端执行机构,其中六轴运动机构由连贯相接的自转回旋机构、两个左右摇摆机构、关节俯仰摆动机构、横向转动机构、末端俯仰摆动机构组成;自转回旋机构为设置在底部并带动所述六轴机械手整体回旋的第一轴运动机构,两个左右摇摆机构相互对向设置并从底部安装在自转回旋机构之上,分别作为第二、三轴运动机构,关节俯仰摆动机构安装在两左右摇摆机构顶部形成第四轴运动机构,同时两个左右摇摆机构与关节俯仰摆动机构之间并联连接有导杆连杆机构,横向转动机构、末端俯仰摆动机构分别为第五轴运动机构、第六轴运动机构,并在关节俯仰摆动机构末端依次衔接;
末端执行机构安装在末端俯仰摆动机构的运动输出端,主要包括安装架、探测器和执行部件,执行部件包括一端邻接并切换执行的焊锡枪、涂胶枪、喷漆枪、搬运夹具和取放夹抓,安装架成型为对执行部件进行定位或转换定位的方形框架式腔体结构,腔体顶壁开设中通孔,末端俯仰摆动机构的运动输出端从腔体顶壁外贯穿中通孔后连接任一执行部件,同时腔体内部安装有固定轴与转换轴,固定轴设置为腔体内壁的纵横固定梁,多段转换轴一端通过驱动控制的运动件活动垂直连接在固定轴上,另一端轴套并独立连接单个执行部件,以分别控制各个执行部件沿固定轴定位或转换定位时切换连接至末端俯仰摆动机构处,其中焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪连接至末端俯仰摆动机构时二者之间还通过传动力夹臂传动连接;
所述的驱动部分为分别驱动六轴运动机构与末端执行机构运动的驱动机构,六轴运动机构均通过同步带减速机与步进电机结合驱动;末端执行机构的驱动机构主要由减速马达、位移传感器、伺服电机组成,轴向驱动连接在执行部件与末端俯仰摆动机构之间;
所述的控制部分主要包括通过终端控制箱实时操控的功能转换系统和执行控制系统,功能转换系统和执行控制系统通过模块定义输出进行启动控制、功能转换和实时调控。
[0005]所述的自转回旋机构主要包括移动底座、固定基座、旋转基轴、第一轴法兰和第一轴驱动安装座,固定基座为中通圆环柱状,轴向固定安装在移动底座的上表面,旋转基轴轴套连接在固定基座内;第一轴驱动安装座为中通的板块状结构,包括成型为一体的圆环板块和从圆环边缘延伸的突出端板块,第一轴驱动安装座的圆环板块轴套安装在旋转基轴夕卜,突出端板块上安装第一轴步进电机与第一轴同步带减速机,并通过同步带驱动连接旋转基轴;第一轴法兰为圆盘状结构,轴向连接在旋转基轴之上,其上表面固装有一对对向支撑竖板,通过第一轴法兰输出回旋动力;移动底座设置在水平面上,底部安装有移动皮带轮和移动限位柱,实时转移位置或固定定位。
[0006]所述的两个左右摇摆机构主体结构相同,分别连接在第一轴法兰的一对支撑竖板上,其中,第二轴运动机构的左右摇摆机构主要由摇摆大臂、第二轴法兰、旋转中轴组成,摇摆大臂为首端宽末端逐渐变窄的长臂状,旋转中轴贯穿支撑竖板然后与摇摆大臂首端、第二轴法兰轴套安装在支撑竖板的一侧,支撑竖板的另一侧为与旋转中轴驱动连接的第二轴步进电机,第二轴步进电机驱动旋转中轴旋转并由第二轴法兰输出动力以带动摇摆大臂摇摆;第三轴运动机构的左右摇摆机构与第二轴运动机构对向设置,两机构的摇摆大臂之间安装有桥接两大臂的横向加强筋。
[0007]所述的关节俯仰摆动机构主要包括一对末端通过侧板相连的关节扭转块和第四轴驱动安装座,一对关节扭转块沿其侧面通过转动销轴铰接在两摇摆大臂末端外侧,第四轴驱动安装座连接在两关节扭转块的首端边缘上以形成关节扭转块与第四轴驱动安装座的侧面垂直相交,第四轴驱动安装座上安装驱动转动销轴的第四轴步进电机,以驱动关节扭转块沿摇摆大臂俯仰摆动;两个左右摇摆机构与关节俯仰摆动机构之间并联连接的导杆连杆机构的导杆一端通过横杆铰接在一对关节扭转块之间,另一端通过横杆铰接在第二、三轴法兰之间,当第二、三轴法兰输出摇摆动力时,在导杆连杆机构的连杆作用带动下,两关节扭转块亦相应俯仰摆动,当两关节扭转块输出摆动动力时,在导杆连杆机构的连杆作用带动下,第二、三轴法兰亦相应左右摇摆。
[0008]所述的横向转动机构衔接在关节俯仰摆动机构的末端侧板处,主要包括两个间隔对向设置的长臂状转动中臂、侧封板和力传动轴,两转动中臂的首端通过侧封板固定连接两极点端面,侧封板与关节俯仰摆动机构的侧板相贴邻接,力传动轴位于两关节扭转块的内侧之间并从第四轴驱动安装座处轴向安装至贯通侧板与侧封板处,且力传动轴与侧封板传动联接;第四轴驱动安装座上还安装有驱动力传动轴的第五轴步进电机,当第五轴步进电机驱动力传动轴转动时,力传动轴传动动力至侧封板,从而带动横向转动机构整体转动。
[0009]所述的末έ而俯仰摆动机构主要包括运动输出座和运动输出έ而,运动输出έ而为连接末端执行机构的可调节动力支配结构,结构内部安装末端执行机构的驱动机构,且其结构终端设置有铜柱接头,通过铜柱接头与搬运夹具、取放夹抓的头部连接,或通过铜柱接头连接传动力夹臂后与焊锡枪、喷漆枪、涂胶枪连接;运动输出座为固定安装运动输出端的支架结构,通过铰接轴活动安装在两转动中臂的末端,同时铰接轴带传动连接第六轴同步带减速机,第六轴同步带减速机设有两组同步带轮,互相传动连接后分别传动连接至第六轴步进电机与铰接轴,形成第六轴步进电机二级传动驱动力至铰接轴,然后驱动末端俯仰摆动机构摆动运动。
[0010]所述末端执行机构的执行部件之间通过功能转换系统对各部件进行切换控制并连至末端俯仰摆动机构的运动输出端,然后通过减速马达、位移传感器、伺服电机进行驱动控制,执行控制系统输入执行命令后通过伺服电机将脉冲信号转换为位移信息从而实时控制执行部件按命令调控运动或变换动作。
[0011]所述末端执行机构的探测器设定有定位传感模块、防碰撞模块、受力极限反馈模块,控制部分通过探测器的单元模块及时探测并监控实时工作。
[0012]所述六轴运动机构的驱动机构中,步进电机分别为六轴运动机构提供驱动力,同步带减速机联接在驱动源与动力源之间形成同步调速的联动控制。
[0013] —种使用所述具备示教作用的六轴机械手的工作方法,其特征在于,所述的工作方法包括以下步骤:
1)采用所述六轴机械手进行示教课程时,规划六轴机械手的功能使用顺序;
2)当转换为使用取放夹抓功能时,根据取放目标制定六轴机械手的轨迹与目的地,然后调节六轴运动机构的运动使其到达目标位置,最后控制取放夹抓通过指关节松张伸展、收缩夹持、应力握紧以夹取目标,再通过调节六轴运动机构到达另一目标位置,经取放夹抓逐渐松张伸展以放下目标;
3)当转换为使用搬运夹具功能时,根据搬运目标制定六轴机械手的轨迹与目的地,然后调节六轴运动机构的运动使其到达目标位置,控制夹具收合以将目标产品装夹到位,然后通过移动底座定位运输至目的地后从搬运夹具卸下搬运目标;
4)当转换为使用焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪功能时,通过控制夹臂以控制焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪,夹臂设置有启动焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪的点触控制开关,当定位六轴运动机构到达加工目标位置时,从夹臂的控制开关处控制焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪对加工目标进行喷涂加工。
[0014]本发明的有益效果体现在:本发明可应用于教学示范,也可以应用于实际工业生产的涂胶、焊锡、搬运等加工中,不仅使得工业生产提高效率与提升工作精度,也便于技术群体更深入了解自动化技术的应用与研发。本发明采用法兰输出力,比传统中使用的中轴输出力更为省力,从而降低设备工作损耗,延长使用寿命,而本发明采用的驱动机构工作更高效,调节更容易,选材亦更容易。同时本发明选用体积小的制造要求,使其工作轻便,而且其结构较于传统复杂化设计来说更加简化,但对于控制与驱动的设计要求高,结构简化与精密控制的结合使得本发明制造简单、成本相应降低、应用操作便于操控、并且工作精度要求更高化,为机器人自动化技术的全面发展提供有益的良好基础。
附图说明
[0015]图1是本发明的立体结构图一。
[0016]图2是本发明的立体结构图二。
[0017]图3是本发明的立体分解结构图。
[0018]附图标注说明:1-自转回旋机构,2-左右摇摆机构,3-关节俯仰摆动机构,4-横向转动机构,5-末端俯仰摆动机构,6-末端执行机构,7-导杆连杆机构,11-移动底座,12-固定基座,13-旋转基轴,14-第一轴法兰,15-第一轴驱动安装座,16-支撑竖板,21-摇摆大臂,22-第二轴法兰,23-旋转中轴,31-关节扭转块,32-第四轴驱动安装座,33-侧板,34-转动销轴,41 -转动中臂,42-侧封板,43-力传动轴,51 -运动输出座,52-运动输出端,53-铰接轴。
具体实施方式
[0019]下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式:
一种具备示教作用的六轴机械手,主要由机械连接或电性连接的动力部分、控制部分和驱动部分组成,其特征在于,所述六轴机械手高度设置为1.5m或1.5m以内,其动力部分主要包括六轴运动机构和末端执行机构6,其中六轴运动机构由连贯相接的自转回旋机构1、两个左右摇摆机构2、关节俯仰摆动机构3、横向转动机构4、末端俯仰摆动机构5组成;自转回旋机构I为设置在底部并带动所述六轴机械手整体回旋的第一轴运动机构,两个左右摇摆机构2相互对向设置并从底部安装在自转回旋机构I之上,分别作为第二、三轴运动机构,关节俯仰摆动机构3安装在两左右摇摆机构2顶部形成第四轴运动机构,同时两个左右摇摆机构2与关节俯仰摆动机构3之间并联连接有导杆连杆机构7,横向转动机构4、末端俯仰摆动机构5分别为第五轴运动机构、第六轴运动机构,并在关节俯仰摆动机构3末端依次衔接;末端执行机构6安装在末端俯仰摆动机构5的运动输出端52,主要包括安装架、探测器和执行部件,执行部件包括一端邻接并切换执行的焊锡枪、涂胶枪、喷漆枪、搬运夹具和取放夹抓,安装架成型为对执行部件进行定位或转换定位的方形框架式腔体结构,腔体顶壁开设中通孔,末端俯仰摆动机构5的运动输出端52从腔体顶壁外贯穿中通孔后连接任一执行部件,同时腔体内部安装有固定轴与转换轴,固定轴设置为腔体内壁的纵横固定梁,多段转换轴一端通过驱动控制的运动件活动垂直连接在固定轴上,另一端轴套并独立连接单个执行部件,以分别控制各个执行部件沿固定轴定位或转换定位时切换连接至末端俯仰摆动机构5处,其中焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪连接至末端俯仰摆动机构5时二者之间还通过传动力夹臂传动连接;所述末端执行机构6的探测器设定有定位传感模块、防碰撞模块、受力极限反馈模块,控制部分通过探测器的单元模块及时探测并监控实时工作;
所述的驱动部分为分别驱动六轴运动机构与末端执行机构6运动的驱动机构,六轴运动机构均通过同步带减速机与步进电机结合驱动;末端执行机构6的驱动机构主要由减速马达、位移传感器、伺服电机组成,轴向驱动连接在执行部件与末端俯仰摆动机构5之间;所述六轴运动机构的驱动机构中,步进电机分别为六轴运动机构提供驱动力,同步带减速机联接在驱动源与动力源之间形成同步调速的联动控制;驱动部分均可通过脉冲信号转换为高精度的位移信息,实现精确的运动结果;
所述的控制部分主要包括通过终端控制箱实时操控的功能转换系统和执行控制系统,功能转换系统和执行控制系统通过模块定义输出进行启动控制、功能转换和实时调控,采用模块定义并输出或输入执行信号,使得操作便捷、安全可靠。
[0020]所述的自转回旋机构I主要包括移动底座11、固定基座12、旋转基轴13、第一轴法兰14和第一轴驱动安装座15,固定基座12为中通圆环柱状,轴向固定安装在移动底座11的上表面,旋转基轴13轴套连接在固定基座12内;第一轴驱动安装座15为中通的板块状结构,包括成型为一体的圆环板块和从圆环边缘延伸的突出端板块,第一轴驱动安装座15的圆环板块轴套安装在旋转基轴13外,突出端板块上安装第一轴步进电机与第一轴同步带减速机,并通过同步带驱动连接旋转基轴13;第一轴法兰14为圆盘状结构,轴向连接在旋转基轴13之上,其上表面固装有一对对向支撑竖板16,通过第一轴法兰14输出回旋动力;移动底座11设置在水平面上,底部安装有移动皮带轮和移动限位柱,实时转移位置或固定定位。
[0021]所述的两个左右摇摆机构2主体结构相同,分别连接在第一轴法兰14的一对支撑竖板16上,其中,第二轴运动机构的左右摇摆机构2主要由摇摆大臂21、第二轴法兰22、旋转中轴23组成,摇摆大臂21为首端宽末端逐渐变窄的长臂状,旋转中轴23贯穿支撑竖板16然后与摇摆大臂21首端、第二轴法兰22轴套安装在支撑竖板16的一侧,支撑竖板16的另一侧为与旋转中轴23驱动连接的第二轴步进电机,第二轴步进电机驱动旋转中轴23旋转并由第二轴法兰22输出动力以带动摇摆大臂21摇摆;第三轴运动机构的左右摇摆机构2与第二轴运动机构对向设置,两机构的摇摆大臂21之间安装有桥接两大臂的横向加强筋。
[0022]所述的关节俯仰摆动机构3主要包括一对末端通过侧板33相连的关节扭转块31和第四轴驱动安装座32,一对关节扭转块31沿其侧面通过转动销轴34铰接在两摇摆大臂21末端外侧,第四轴驱动安装座32连接在两关节扭转块31的首端边缘上以形成关节扭转块31与第四轴驱动安装座32的侧面垂直相交,第四轴驱动安装座32上安装驱动转动销轴34的第四轴步进电机,以驱动关节扭转块31沿摇摆大臂21俯仰摆动;两个左右摇摆机构2与关节俯仰摆动机构3之间并联连接的导杆连杆机构7的导杆一端通过横杆铰接在一对关节扭转块31之间,另一端通过横杆铰接在第二、三轴法兰之间,当第二、三轴法兰输出摇摆动力时,在导杆连杆机构7的连杆作用带动下,两关节扭转块31亦相应俯仰摆动,当两关节扭转块31输出摆动动力时,在导杆连杆机构7的连杆作用带动下,第二、三轴法兰亦相应左右摇摆;关节俯仰摆动机构3与两个左右摇摆机构2可同步运动也可以单独控制相互带动运动。
[0023]所述的横向转动机构4衔接在关节俯仰摆动机构3的末端侧板33处,主要包括两个间隔对向设置的长臂状转动中臂41、侧封板42和力传动轴43,两转动中臂41的首端通过侧封板42固定连接两极点端面,侧封板42与关节俯仰摆动机构3的侧板33相贴邻接,力传动轴43位于两关节扭转块31的内侧之间并从第四轴驱动安装座32处轴向安装至贯通侧板33与侧封板42处,且力传动轴43与侧封板42传动联接;第四轴驱动安装座32上还安装有驱动力传动轴43的第五轴步进电机,当第五轴步进电机驱动力传动轴43转动时,力传动轴43传动动力至侧封板42,从而带动横向转动机构4整体转动。
[0024]所述的末端俯仰摆动机构5主要包括运动输出座51和运动输出端52,运动输出端52为连接末端执行机构6的可调节动力支配结构,结构内部安装末端执行机构6的驱动机构,且其结构终端设置有铜柱接头,通过铜柱接头与搬运夹具、取放夹抓的头部连接,或通过铜柱接头连接传动力夹臂后与焊锡枪、喷漆枪、涂胶枪连接;运动输出座51为固定安装运动输出端52的支架结构,通过铰接轴53活动安装在两转动中臂41的末端,同时铰接轴53带传动连接第六轴同步带减速机,第六轴同步带减速机设有两组同步带轮,互相传动连接后分别传动连接至第六轴步进电机与铰接轴53,形成第六轴步进电机二级传动驱动力至铰接轴53,然后驱动末端俯仰摆动机构5摆动运动。
[0025]所述末端执行机构6的执行部件之间通过功能转换系统对各部件进行切换控制并连至末端俯仰摆动机构5的运动输出端52,然后通过减速马达、位移传感器、伺服电机进行驱动控制,执行控制系统输入执行命令后通过伺服电机将脉冲信号转换为位移信息从而实时控制执行部件按命令调控运动或变换动作。
[0026] —种具备示教作用的六轴机械手的工作方法,所述的工作方法包括以下步骤:
1)采用所述六轴机械手进行示教课程时,规划六轴机械手的功能使用顺序;
2)当转换为使用取放夹抓功能时,根据取放目标制定六轴机械手的轨迹与目的地,然后调节六轴运动机构的运动使其到达目标位置,最后控制取放夹抓通过指关节松张伸展、收缩夹持、应力握紧以夹取目标,再通过调节六轴运动机构到达另一目标位置,经取放夹抓逐渐松张伸展以放下目标;
3)当转换为使用搬运夹具功能时,根据搬运目标制定六轴机械手的轨迹与目的地,然后调节六轴运动机构的运动使其到达目标位置,控制夹具收合以将目标产品装夹到位,然后通过移动底座11定位运输至目的地后从搬运夹具卸下搬运目标;
4)当转换为使用焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪功能时,通过控制夹臂以控制焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪,夹臂设置有启动焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪的点触控制开关,当定位六轴运动机构到达加工目标位置时,从夹臂的控制开关处控制焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪对加工目标进行喷涂加工。
[0027]使用本发明时,本发明既可用于教学示教性加工,也可以用于实际的小批量生产加工,所采用的驱动控制方式精度高,失误率低,且时效性强。
[0028]以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明的技术范围作任何限制,本行业的技术人员,在本技术方案的启迪下,可以做出一些变形与修改,凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种具备示教作用的六轴机械手,主要由机械连接或电性连接的动力部分、控制部分和驱动部分组成,其特征在于,所述六轴机械手高度设置为1.5m或1.5m以内,其动力部分主要包括六轴运动机构和末端执行机构,其中六轴运动机构由连贯相接的自转回旋机构、两个左右摇摆机构、关节俯仰摆动机构、横向转动机构、末端俯仰摆动机构组成;自转回旋机构为设置在底部并带动所述六轴机械手整体回旋的第一轴运动机构,两个左右摇摆机构相互对向设置并从底部安装在自转回旋机构之上,分别作为第二、三轴运动机构,关节俯仰摆动机构安装在两左右摇摆机构顶部形成第四轴运动机构,同时两个左右摇摆机构与关节俯仰摆动机构之间并联连接有导杆连杆机构,横向转动机构、末端俯仰摆动机构分别为第五轴运动机构、第六轴运动机构,并在关节俯仰摆动机构末端依次衔接; 末端执行机构安装在末端俯仰摆动机构的运动输出端,主要包括安装架、探测器和执行部件,执行部件包括一端邻接并切换执行的焊锡枪、涂胶枪、喷漆枪、搬运夹具和取放夹抓,安装架成型为对执行部件进行定位或转换定位的方形框架式腔体结构,腔体顶壁开设中通孔,末端俯仰摆动机构的运动输出端从腔体顶壁外贯穿中通孔后连接任一执行部件,同时腔体内部安装有固定轴与转换轴,固定轴设置为腔体内壁的纵横固定梁,多段转换轴一端通过驱动控制的运动件活动垂直连接在固定轴上,另一端轴套并独立连接单个执行部件,以分别控制各个执行部件沿固定轴定位或转换定位时切换连接至末端俯仰摆动机构处,其中焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪连接至末端俯仰摆动机构时二者之间还通过传动力夹臂传动连接; 所述的驱动部分为分别驱动六轴运动机构与末端执行机构运动的驱动机构,六轴运动机构均通过同步带减速机与步进电机结合驱动;末端执行机构的驱动机构主要由减速马达、位移传感器、伺服电机组成,轴向驱动连接在执行部件与末端俯仰摆动机构之间; 所述的控制部分主要包括通过终端控制箱实时操控的功能转换系统和执行控制系统,功能转换系统和执行控制系统通过模块定义输出进行启动控制、功能转换和实时调控。
2.根据权利要求1所述的一种具备示教作用的六轴机械手,其特征在于,所述的自转回旋机构主要包括移动底座、固定基座、旋转基轴、第一轴法兰和第一轴驱动安装座,固定基座为中通圆环柱状,轴向固定安装在移动底座的上表面,旋转基轴轴套连接在固定基座内;第一轴驱动安装座为中通的板块状结构,包括成型为一体的圆环板块和从圆环边缘延伸的突出端板块,第一轴驱动安装座的圆环板块轴套安装在旋转基轴外,突出端板块上安装第一轴步进电机与第一轴同步带减速机,并通过同步带驱动连接旋转基轴;第一轴法兰为圆盘状结构,轴向连接在旋转基轴之上,其上表面固装有一对对向支撑竖板,通过第一轴法兰输出回旋动力;移动底座设置在水平面上,底部安装有移动皮带轮和移动限位柱,实时转移位置或固定定位。
3.根据权利要求1所述的一种具备示教作用的六轴机械手,其特征在于,所述的两个左右摇摆机构主体结构相同,分别连接在第一轴法兰的一对支撑竖板上,其中,第二轴运动机构的左右摇摆机构主要由摇摆大臂、第二轴法兰、旋转中轴组成,摇摆大臂为首端宽末端逐渐变窄的长臂状,旋转中轴贯穿支撑竖板然后与摇摆大臂首端、第二轴法兰轴套安装在支撑竖板的一侧,支撑竖板的另一侧为与旋转中轴驱动连接的第二轴步进电机,第二轴步进电机驱动旋转中轴旋转并由第二轴法兰输出动力以带动摇摆大臂摇摆;第三轴运动机构的左右摇摆机构与第二轴运动机构对向设置,两机构的摇摆大臂之间安装有桥接两大臂的横向加强筋。
4.根据权利要求1所述的一种具备示教作用的六轴机械手,其特征在于,所述的关节俯仰摆动机构主要包括一对末端通过侧板相连的关节扭转块和第四轴驱动安装座,一对关节扭转块沿其侧面通过转动销轴铰接在两摇摆大臂末端外侧,第四轴驱动安装座连接在两关节扭转块的首端边缘上以形成关节扭转块与第四轴驱动安装座的侧面垂直相交,第四轴驱动安装座上安装驱动转动销轴的第四轴步进电机,以驱动关节扭转块沿摇摆大臂俯仰摆动;两个左右摇摆机构与关节俯仰摆动机构之间并联连接的导杆连杆机构的导杆一端通过横杆铰接在一对关节扭转块之间,另一端通过横杆铰接在第二、三轴法兰之间,当第二、三轴法兰输出摇摆动力时,在导杆连杆机构的连杆作用带动下,两关节扭转块亦相应俯仰摆动,当两关节扭转块输出摆动动力时,在导杆连杆机构的连杆作用带动下,第二、三轴法兰亦相应左右摇摆。
5.根据权利要求1所述的一种具备示教作用的六轴机械手,其特征在于,所述的横向转动机构衔接在关节俯仰摆动机构的末端侧板处,主要包括两个间隔对向设置的长臂状转动中臂、侧封板和力传动轴,两转动中臂的首端通过侧封板固定连接两极点端面,侧封板与关节俯仰摆动机构的侧板相贴邻接,力传动轴位于两关节扭转块的内侧之间并从第四轴驱动安装座处轴向安装至贯通侧板与侧封板处,且力传动轴与侧封板传动联接;第四轴驱动安装座上还安装有驱动力传动轴的第五轴步进电机,当第五轴步进电机驱动力传动轴转动时,力传动轴传动动力至侧封板,从而带动横向转动机构整体转动。
6.根据权利要求1所述的一种具备示教作用的六轴机械手,其特征在于,所述的末端俯仰摆动机构主要包括运动输出座和运动输出έ而,运动输出έ而为连接末έ而执彳丁机构的可调节动力支配结构,结构内部安装末端执行机构的驱动机构,且其结构终端设置有铜柱接头,通过铜柱接头与搬运夹具、取放夹抓的头部连接,或通过铜柱接头连接传动力夹臂后与焊锡枪、喷漆枪、涂胶枪连接;运动输出座为固定安装运动输出端的支架结构,通过铰接轴活动安装在两转动中臂的末端,同时铰接轴带传动连接第六轴同步带减速机,第六轴同步带减速机设有两组同步带轮,互相传动连接后分别传动连接至第六轴步进电机与铰接轴,形成第六轴步进电机二级传动驱动力至铰接轴,然后驱动末端俯仰摆动机构摆动运动。
7.根据权利要求1所述的一种具备示教作用的六轴机械手,其特征在于,所述末端执行机构的执行部件之间通过功能转换系统对各部件进行切换控制并连至末端俯仰摆动机构的运动输出端,然后通过减速马达、位移传感器、伺服电机进行驱动控制,执行控制系统输入执行命令后通过伺服电机将脉冲信号转换为位移信息从而实时控制执行部件按命令调控运动或变换动作。
8.根据权利要求1所述的一种具备示教作用的六轴机械手,其特征在于,所述末端执行机构的探测器设定有定位传感模块、防碰撞模块、受力极限反馈模块,控制部分通过探测器的单元模块及时探测并监控实时工作。
9.根据权利要求1所述的一种具备示教作用的六轴机械手,其特征在于,所述六轴运动机构的驱动机构中,步进电机分别为六轴运动机构提供驱动力,同步带减速机联接在驱动源与动力源之间形成同步调速的联动控制。
10.—种使用权利要求1所述的具备示教作用的六轴机械手的工作方法,其特征在于,所述的工作方法包括以下步骤: 1)采用所述六轴机械手进行示教课程时,规划六轴机械手的功能使用顺序; 2)当转换为使用取放夹抓功能时,根据取放目标制定六轴机械手的轨迹与目的地,然后调节六轴运动机构的运动使其到达目标位置,最后控制取放夹抓通过指关节松张伸展、收缩夹持、应力握紧以夹取目标,再通过调节六轴运动机构到达另一目标位置,经取放夹抓逐渐松张伸展以放下目标; 3)当转换为使用搬运夹具功能时,根据搬运目标制定六轴机械手的轨迹与目的地,然后调节六轴运动机构的运动使其到达目标位置,控制夹具收合以将目标产品装夹到位,然后通过移动底座定位运输至目的地后从搬运夹具卸下搬运目标; 4)当转换为使用焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪功能时,通过控制夹臂以控制焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪,夹臂设置有启动焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪的点触控制开关,当定位六轴运动机构到达加工目标位置时,从夹臂的控制开关处控制焊锡枪、涂胶枪或喷漆枪对加工目标进行喷涂加工。
CN201610339875.3A 2016-05-23 2016-05-23 一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法 Active CN105751214B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610339875.3A CN105751214B (zh) 2016-05-23 2016-05-23 一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610339875.3A CN105751214B (zh) 2016-05-23 2016-05-23 一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105751214A true CN105751214A (zh) 2016-07-13
CN105751214B CN105751214B (zh) 2017-08-18

Family

ID=56324274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610339875.3A Active CN105751214B (zh) 2016-05-23 2016-05-23 一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105751214B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106391366A (zh) * 2016-11-23 2017-02-15 清华大学 一种民用飞机大部件自动化涂装系统
CN110238817A (zh) * 2019-06-20 2019-09-17 中山市煜豹智能设备有限公司 六轴机器人
CN112441388A (zh) * 2020-12-21 2021-03-05 哈尔滨工程大学 一种用于检测及维修的末端交互装置及其使用方法
CN112497264A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 湖南哈工聚能科技有限公司 一种六轴轻型协作机器人
CN112957129A (zh) * 2021-02-10 2021-06-15 诺创智能医疗科技(杭州)有限公司 手术器械控制方法、装置和电子装置
CN113210168A (zh) * 2021-04-14 2021-08-06 深圳远荣智能制造股份有限公司 喷漆机械手

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0929671A (ja) * 1995-07-20 1997-02-04 Nec Corp ロボット関節
CN103192378A (zh) * 2013-02-06 2013-07-10 李月芹 码垛机械人
CN203317423U (zh) * 2013-06-25 2013-12-04 王常勇 一种六轴自由度机械手
CN105479482A (zh) * 2015-12-30 2016-04-13 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种六轴机械臂的腕部
CN205766154U (zh) * 2016-05-23 2016-12-07 东莞理工学院 一种具备示教作用的六轴机械手

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0929671A (ja) * 1995-07-20 1997-02-04 Nec Corp ロボット関節
CN103192378A (zh) * 2013-02-06 2013-07-10 李月芹 码垛机械人
CN203317423U (zh) * 2013-06-25 2013-12-04 王常勇 一种六轴自由度机械手
CN105479482A (zh) * 2015-12-30 2016-04-13 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种六轴机械臂的腕部
CN205766154U (zh) * 2016-05-23 2016-12-07 东莞理工学院 一种具备示教作用的六轴机械手

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106391366A (zh) * 2016-11-23 2017-02-15 清华大学 一种民用飞机大部件自动化涂装系统
CN110238817A (zh) * 2019-06-20 2019-09-17 中山市煜豹智能设备有限公司 六轴机器人
CN112497264A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 湖南哈工聚能科技有限公司 一种六轴轻型协作机器人
CN112441388A (zh) * 2020-12-21 2021-03-05 哈尔滨工程大学 一种用于检测及维修的末端交互装置及其使用方法
CN112441388B (zh) * 2020-12-21 2022-02-15 哈尔滨工程大学 一种用于检测及维修的末端交互装置及其使用方法
CN112957129A (zh) * 2021-02-10 2021-06-15 诺创智能医疗科技(杭州)有限公司 手术器械控制方法、装置和电子装置
CN113210168A (zh) * 2021-04-14 2021-08-06 深圳远荣智能制造股份有限公司 喷漆机械手

Also Published As

Publication number Publication date
CN105751214B (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105751214A (zh) 一种具备示教作用的六轴机械手及其工作方法
CN103236219B (zh) 一种直线型多单元mps自动化物流系统
CN205766154U (zh) 一种具备示教作用的六轴机械手
CN205914914U (zh) 一种焊接机器人与焊接夹具成套设备
WO2018166349A1 (zh) 一种多自由度驱动手臂及采用该手臂的双臂机器人
CN105328697B (zh) 一种模块化六自由度机械手及其控制方法
CN109395938B (zh) 一种柔索并联驱动的喷涂机器人机构
CN203592484U (zh) 四关节舀汤或浇注机器人
CN104742116B (zh) 一种新型五自由度机器人机构
CN204197890U (zh) 一种模块化六单元柔性制造物流系统
CN202534249U (zh) 多手臂传送机器人实训装置
CN205272018U (zh) 一种模块化六自由度机械手
CN102101292B (zh) 四关节视觉机器人
CN104308837A (zh) 一种六轴机器人
CN107472910B (zh) 一种带视觉检测功能玻璃搬运机器人的工作方法
CN105563477A (zh) 一种旋转适配器及具有该旋转适配器的机械手
CN108656108A (zh) 四自由度关节型机器人逆运动学的求解方法
CN207757628U (zh) 一种面向狭窄空间中复杂件的柔性装配系统
CN106239501A (zh) 一种车间搬运用多自由度液压驱动机械手
CN206779816U (zh) 三轴非联动伺服变位机的联动控制系统
CN205870524U (zh) 搬运码垛伺服机械手臂
CN203288153U (zh) 一种直线型多单元mps自动化物流系统
CN201664923U (zh) 一种六自由度工业机器人
CN103447915A (zh) 水晶抛磨系统的集合式辅助机
CN202985563U (zh) 一种机械手

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Guo Jianwen

Inventor after: Huang Yongbo

Inventor after: Sun Zhenzhong

Inventor after: Chen Haibin

Inventor after: Yi Xiaohua

Inventor before: Guo Jianwen

Inventor before: Huang Yongbo

Inventor before: Sun Zhenzhong

Inventor before: Chen Haibin

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant