CN111085985A - 一种桌面级六轴协作机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种桌面级六轴协作机器人，包括传动机构骨架，所述传动机构骨架包括基座组件，转台组件，大臂组件，中关节组件，小臂组件、腕关节和末端执行组件，所述基座组件包括基座，基座转盘，法兰盘管；所述法兰盘管固连在所述基座上，且旋转支撑所述基座转盘；所述转台组件设置在所述基座转盘上，相对所述基座可旋转但不可移动；所述大臂组件，中关节组件，小臂组件、腕关节依次与所述转台组件连接；还包括可更换的机器人外壳。本发明提供的桌面级六轴协作机器人结构简单、安全可靠，可更换外壳形成系列化产品，满足不同用户和不同应用场景对于外观的需求，降低系列化产品的制造成本，便于大规模生产应用。

Description

一种桌面级六轴协作机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种桌面级六轴协作机器人。

背景技术

随着现代科技的迅速发展，机器人行业发展越来越迅速，在工厂自动化生产中应用越来越多。同时也极大地激发了我国广大院校学生在机器人学习、掌握技术、能力培养方面的热情。另外由于机器人技术的普及，现有技术中已经存在桌面型机器人进入生活领域，供用户使用、娱乐及二次开发等。因此，各种应用场景中对机器人设备的需求越来越强烈。

而现有多自由度机器人往往价格贵、体积大、自由度少、精度低，不能够适应教学演示的要求，且往往还存在一定的安全问题；对于教学研究使用既不经济也不适用。同时现有技术中的多自由度机器人的主要部件如大臂和小臂等，往往既是结构件又是外观件，无法更换或改变外观，无法满足不同用户对于外观的需求，对于形成系列化产品时，制造成本很高。

为了进一步方便用户使用，提高机器人的自由度和精度，以及便于满足不同用户对于外观的需求，降低成本，亟需设计一种小型的、结构简单、安全可靠，成本低，可改变外观的多自由度协作机器人来解决如上技术问题。

发明内容

为了至少解决上述技术问题之一，本发明的目的在于提供一种小型的、结构简单、安全可靠，可改变外观的桌面级六轴协作机器人。同时该六轴协作机器人制造简单、成本较低、可更换外壳形成系列化产品，便于大规模生产应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种桌面级六轴协作机器人，包括传动机构骨架，所述传动机构骨架包括基座组件，转台组件，大臂组件，中关节组件，小臂组件、腕关节和末端执行组件，所述基座组件包括基座，基座转盘，法兰盘管；所述法兰盘管固连在所述基座上，且旋转支撑所述基座转盘；所述转台组件设置在所述基座转盘上，相对所述基座可旋转但不可移动；所述大臂组件，中关节组件，小臂组件、腕关节依次与所述转台组件连接。

进一步地，所述基座组件还包括第一轴承，所述第一轴承设置在所述基座转盘与所述法兰盘管之间。

进一步地，所述基座组件还包括止挡环，基座轮一，基座轮二；所述基座转盘一侧设置有第一轴承安装孔，所述第一轴承安装在所述第一轴承安装孔中，并通过所述止挡环限位；所述法兰盘管的凸缘端与所述基座固连；另一端穿过所述第一轴承后与所述基座轮一固连；所述基座轮二与所述基座轮一传动连接；所述基座转盘的另一侧还设置有第二轴承安装孔，所述第二轴承安装孔内安装有第二轴承，所述第二轴承为所述基座轮二的驱动轴进行支撑和定位。

进一步地，所述转台组件包括转台，第一驱动器，第二驱动器和平衡缸装置；所述转台包括连接盘，第一支撑部，第二支撑部；所述第一支撑部和第二支撑部设置在所述连接盘的同一侧；所述第一驱动器设置在所述连接盘上，所述第一驱动器的输出轴与所述基座轮二传动连接；所述第二驱动器设置在所述第一支撑部上，用于驱动所述大臂组件转动；所述平衡缸装置的一端设置在所述第二支撑部上，另一端与所述大臂组件连接；所述连接盘与所述基座转盘固连。

进一步地，所述法兰盘管设置有中空通孔，所述连接盘也设置有通孔一；所述中空通孔与所述通孔一同轴布置；所述基座轮一和基座轮二为同步带轮或齿轮。

进一步地，所述大臂组件包括大臂，支撑轴承和联轴器；所述联轴器的一端与所述大臂固连，另一端与所述第二驱动器的输出轴传动连接；在所述第一支撑部上与所述第二驱动器相对一侧设置有第三轴承安装孔，所述支撑轴承设置在所述第三轴承安装孔内。

进一步地，所述第二驱动器输出轴的末端设置有同轴的螺纹孔，设置在所述螺纹孔中的螺钉将所述联轴器和所述大臂限位在所述第二驱动器的输出轴的末端。

进一步地，所述中关节组件包括中关节，第三驱动器，第四驱动器，第五驱动器，第六驱动器；所述中关节上设置有第一安装部和第二安装部，在所述第一安装部相对侧还设置有轴承安装部，所述第三驱动器设置在所述第一安装部；所述第四驱动器，第五驱动器和第六驱动器设置在所述第二安装部；所述第五驱动器和第六驱动器并排设置在所述第四驱动器上部；所述中关节还设置有连接部，所述连接部与所述小臂组件连接。

进一步地，所述中关节组件还包括第一传动装置，第二传动装置和第三传动装置；所述第一传动装置包括传动连接的第一传动轮一和第一传动轮二，所述第二传动装置包括传动连接的第二传动轮一和第二传动轮二，所述第三传动装置包括传动连接的第三传动轮一和第三传动轮二；所述第一传动轮一，第二传动轮一和第三传动轮一分别由第四驱动器，第五驱动器，第六驱动器驱动；所述第一传动轮一、第一传动轮二和/或第二传动轮一、第二传动轮二和/或第三传动轮一、第三传动轮二为同步带轮或齿轮。

进一步地，所述小臂组件包括固定管，第一传动管，第二传动管，第三传动管，小臂；所述固定管，第一传动管，第二传动管和第三传动管均为中空管，且依次从外到内同轴线套设，在任意两个相邻的管之间的两端均设置有轴承。

进一步地，所述小臂组件还包括腕关节传动同步带轮一和末端传动同步带轮一；所述固定管与所述连接部固连，用于支撑所述小臂组件；所述第一传动管，第二传动管和第三传动管的同侧一端分别与所述第一传动轮二，第二传动轮二和第三传动轮二固连；所述第一传动管的另一端与所述小臂固连，所述第二传动管的另一端与所述腕关节传动同步带轮一固连，所述第三传动管的另一端与所述末端传动同步带轮一固连。

进一步地，所述小臂组件还包括腕关节传动同步带轮二，传动轴和末端传动同步带轮二；所述传动轴为阶梯轴，所述阶梯轴的两端均为D型，所述阶梯轴设置有两个；所述腕关节传动同步带轮二通过一个所述传动轴与所述腕关节传动连接；所述末端传动同步带轮二通过另一个所述传动轴与所述末端执行组件传动连接。

进一步地，所述小臂组件还包括中间轮，所述中间轮有两组，分别设置在小臂的两侧；所述腕关节传动同步带轮一和所述腕关节传动同步带轮二之间通过同步带一传动连接，所述同步带一经过一组所述中间轮时，被张紧和改变方向，实现所述第五驱动器对所述腕关节的驱动；所述末端传动同步带轮一和所述末端传动同步带轮二之间通过同步带二传动连接，所述同步带二经过另一组所述中间轮时，被张紧和改变方向。

进一步地，所述末端执行组件包括第一锥齿轮，第二锥齿轮，末端法兰和连接轴；所述第一锥齿轮通过所述传动轴与所述末端传动同步带轮二传动连接，所述第二锥齿轮与所述末端法兰同轴线固连设置；所述连接轴将所述腕关节和所述末端法兰进行连接，所述连接轴两端设置有螺钉，实现所述末端法兰与所述腕关节不可移动但可相互转动的连接。

进一步地，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合传动，实现所述第六驱动器对所述末端执行组件驱动。。

进一步地，所述桌面级六轴协作机器人还包括机器人外壳，所述机器人外壳安装在所述传动机构骨架上。

进一步地，所述机器人外壳可设计为任意形状，所述机器人外壳包括娱乐版、教育版或工业版，所述传动机构骨架可更换所述机器人外壳形成系列化产品。

本发明提供的桌面级六轴协作机器人与现有技术相比，有益效果在于：本发明的桌面级六轴协作机器人结构紧凑、利于生产加工，降低生产成本；体积和重量更小，易于拆装、移动和操作。同时该桌面级六轴协作机器人制造简单，成本较低，便于大规模生产应用。

本发明的桌面级六轴协作机器人使机器人学研究者能够随时随地验证自己的机器人运动相关算法，以及为机器人教育课堂提供一种功能全面的教学器材，且能够普遍应用于教育教学使用以及机器人领域的个人二次开发；具有更高的精度、灵活性及更广的应用前景。

本发明的桌面级六轴协作机器人外壳与传动机构骨架相互独立设计，机器人外壳可设计为任意形状，根据应用场合的不同需求可提供不同风格的机器人外壳，例如娱乐版、教育版或工业版等为机器人呈现各样外形。

本发明提供的桌面级六轴协作机器人可更换外壳形成系列化产品，可满足不同用户和不同应用场景对于外观的需求，降低系列化产品的制造成本。

总之，本发明提出了一种小型的、结构简单、安全可靠，可改变外观的桌面级六轴协作机器人，其在机器人领域中具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明桌面级六轴协作机器人的整体结构示意图；

图2是本发明桌面级六轴协作机器人的基座组件和转台组件的示意图；

图3是本发明基座组件和转台组件的内部结构示意图；

图4是本发明大臂驱动结构的示意图；

图5是图4中B处的局部放大图；

图6是本发明中关节组件的结构示意图；

图7是本发明中关节组件的内部结构示意图；

图8是本发明中关节组件的传动结构示意图一；

图9是本发明中关节组件的传动结构示意图二；

图10是本发明小臂组件和腕关节的结构示意图；

图11是本发明腕关节和末端执行组件的传动结构示意图一；

图12是本发明腕关节和末端执行组件的传动结构示意图二；

图13是本发明桌面级六轴协作机器人加装外壳后的结构示意图一；

图14是本发明桌面级六轴协作机器人加装外壳后的结构示意图二。

其中，附图标记说明如下：

1基座组件，1-1基座，1-2基座转盘，1-3第一轴承，1-4止挡环，1-5法兰盘管，1-6基座轮一，1-7基座轮二，2转台组件，2-1转台，2-11连接盘，2-12第一支撑部，2-13第二支撑部，2-2第一驱动器，2-3第二驱动器，2-4平衡缸装置，3大臂组件，3-1大臂，3-2支撑轴承，3-3联轴器，4中关节组件，4-1中关节，4-11轴承安装部，4-12连接部，4-2第三驱动器，4-3第四驱动器，4-31第一传动轮一，4-32第一传动轮二，4-4第五驱动器，4-41第二传动轮一，4-42第二传动轮二，4-5第六驱动器，4-51第三传动轮一，4-52第三传动轮二，5小臂组件，5-1固定管，5-2第一传动管，5-3第二传动管，5-4第三传动管，5-5小臂，5-6腕关节传动同步带轮一，5-7末端传动同步带轮一，5-8中间轮，5-9腕关节传动同步带轮二，5-10传动轴，5-11末端传动同步带轮二，6腕关节，7末端执行组件，7-1第一锥齿轮，7-2第二锥齿轮，7-3末端法兰，7-4连接轴，8机器人外壳。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下，将通过具体实施例对本发明的桌面级六轴协作机器人作详细说明：

如图1所示，本发明所述的桌面级六轴协作机器人，包括传动机构骨架和机器人外壳，所述传动机构骨架，包括基座组件1，转台组件2，大臂组件3，中关节组件4，小臂组件5、腕关节6和末端执行组件7等零部件。

如图2-3所示，所述基座组件1包括基座1-1，基座转盘1-2，第一轴承1-3，止挡环1-4，法兰盘管1-5，基座轮一1-6，基座二1-7等零部件。所述基座1-1为整个机器人提供固定支撑，可根据需要直接与桌面固连安装，也可与转接板或转接座或移动平台等其它装置进行连接。所述基座转盘1-2一侧设置有第一轴承安装孔，所述第一轴承安装孔用于安装所述第一轴承1-3，所述止挡环1-4可通过螺钉固连在基座转盘1-2设置有第一轴承安装孔的一侧，用于第一轴承1-3的限位。所述法兰盘管1-5穿过所述第一轴承1-3后，带凸缘的一端与基座1-1通过螺钉固连，另一端的端面通过螺钉与基座轮一1-6固连。所述基座轮一1-6与基座轮二1-7传动连接。在所述基座转盘1-2中还设置有第二轴承安装孔，所述第二轴承安装孔内设置的第二轴承可为基座轮二1-7的驱动轴提供支撑和定位。

所述转台组件2包括转台2-1，第一驱动器2-2，第二驱动器2-3和平衡缸装置2-4等零部件。所述转台2-1包括连接盘2-11，第一支撑部2-12，第二支撑部2-13；所述第一支撑部2-12和第二支撑部2-13设置在所述连接盘2-11的同一侧。所述第一驱动器2-2设置在所述连接盘上，所述第二驱动器2-3设置在所述第一支撑部2-12，用于驱动大臂组件转动。所述平衡缸装置2-4的一端设置在所述第二支撑部上，另一端与大臂组件连接，所述平衡缸装置2-4可自动平衡调节机械臂的运动零部件在运动时因自身重力及负载重力产生的偏重力矩，降低了第二驱动器的载荷，增加了整个机器人的负载能力。

将转台组件2中第一驱动器2-2的输出轴与基座轮二1-7传动连接，并支撑在所述第二轴承中；将转台组件2中的连接盘2-11与基座组件1中的基座转盘1-2通过螺钉固连。由于通过上述第一轴承1-3、止挡环1-4和法兰盘管1-5的相互配合，将基座转盘1-2回转支撑在所述基座1-1上，从而将基座组件分为与基座1-1固连的固定部分和与基座转盘1-2固连的转动部分。

通过第一驱动器2-2驱动基座轮二1-7转动时，由于基座轮一1-6与所述基座固连，基座轮二1-7与所述基座转盘1-2固连，基座轮二1-7围绕基座轮一1-6旋转，使得与基座转盘1-2固连的转台组件2相对于基座1-1进行旋转，进而实现机械臂第一自由度的旋转。

同时所述法兰盘管1-5设置有中空通孔，所述转台2-1设置有与所述中空通孔同轴布置的通孔一，中空通孔和通孔一用于穿设线缆，实现了机器人线缆内部设置的布线方式，不仅美观，还可减小线缆因外置扭曲弯转而造成的损伤。基座轮一1-6和基座轮二1-7可根据实际工况需要设置为同步带轮或齿轮。

如图1和4-5所示，所述大臂组件3的一端与所述转台组件2连接，另一端与中关节组件4连接。所述大臂组件3包括大臂3-1，支撑轴承3-2和联轴器3-3等零部件。所述联轴器3-3的一端与所述大臂3-1通过螺钉固连，另一端与所述第二驱动器2-3的输出轴传动连接，优选为键传动连接。在所述第一支撑部2-11上与第二驱动器2-3相对一侧设置有第三轴承安装孔，所述支撑轴承3-2设置在所述第三轴承安装孔内，用于支撑第二驱动器2-3的输出轴和联轴器，所述支撑轴承可以根据实际工况需要设置为多个。第二驱动器2-3输出轴的末端设置有同轴的螺纹孔，与螺纹孔配合的螺钉将所述联轴器和大臂限位设置在所述在第二驱动器2-3的输出轴的末端。

由于支撑轴承3-2设置在第一支撑部2-11和第二驱动器2-3的输出轴之间，从而使得大臂以上零部件及负载的重力通过第一支撑部来支撑，所述第一支撑部可看作机架。上述布置方式可消除驱动器输出轴的径向力，使驱动器仅需提供轴向的动力输出，从而起到了保护驱动器，提高驱动器输出精度的效果。通过上述第二驱动器2-3直接驱动大臂的传动方式，进而实现机械臂第二自由度的转动。

如图6-9所示，所述中关节组件4包括中关节4-1，第三驱动器4-2，第四驱动器4-3，第五驱动器4-4，第六驱动器4-5，第一传动装置，第二传动装置和第三传动装置等零部件。

所述中关节4-1上设置有第一安装部和第二安装部，在所述第一安装部相对侧还设置有轴承安装部4-11，在所述第一安装部设置有第三驱动器4-2，所述第三驱动器4-2与所述大臂3-1的传动连接方式与上述大臂3-1与第二驱动器的连接方式相同，此处不再赘述。通过第三驱动器4-3直接驱动中关节的传动方式，进而实现机械臂第三自由度的转动。

所述第四驱动器4-3，第五驱动器4-4和第六驱动器4-5安装在所述第二安装部上，其中第五驱动器4-4和第六驱动器4-5并排设置在所述第四驱动器4-3的上方。所述中关节4-1上还设置有连接部4-12，用于与小臂组件5进行连接。

小臂组件包括固定管5-1，第一传动管5-2，第二传动管5-3，第三传动管5-4，小臂5-5，腕关节传动同步带轮一5-6和末端传动同步带轮一5-7等零部件。固定管5-1，第一传动管5-2，第二传动管5-3和第三传动管5-4均为中空管，且依次从外到内同轴线套设，在上述任意两个相邻的管之间的两端均设置有轴承，进行回转支撑。所述固定管5-1与所述连接部4-12固连，用于支撑小臂组件。

所述第一传动装置包括第一传动轮一4-31和第一传动轮二4-32，所述第二传动装置包括第二传动轮一4-41和第二传动轮二4-42，所述第三传动装置包括第三传动轮一4-51和第三传动轮二4-52。所述第一传动轮一4-31，第二传动轮一4-41和第三传动轮一4-51分别由第四驱动器4-3，第五驱动器4-4，第六驱动器4-5驱动。第一传动管5-2，第二传动管5-3和第三传动管5-4的同侧一端分别与所述第一传动轮二4-32，第二传动轮二4-42和第三传动轮二4-52固连；第一传动管5-2的另一端与小臂5-5通过顶丝固连，第二传动管5-3的另一端与腕关节传动同步带轮一5-6固连，第三传动管5-4的另一端与末端传动同步带轮一5-7固连。上述所有传动轮可根据实际工况需要设置为同步轮或齿轮等。

通过上述传动布置方式，第四驱动器4-3可驱动小臂5-5相对中关节旋转，进而实现机械臂第四自由度的旋转。同时第五驱动器4-4和第六驱动器4-5可分别驱动腕关节传动同步带轮一5-6和末端传动同步带轮一5-7相对中关节旋转。

所述小臂组件5还包括中间轮5-8，腕关节传动同步带轮二5-9，传动轴5-10和末端传动同步带轮二5-11等零部件。所述传动轴5-10为阶梯轴，所述阶梯轴的两端均为D型，所述阶梯轴设置有两个，并设置在小臂两侧。腕关节传动同步带轮二5-9通过一个传动轴5-10与腕关节6传动连接；末端传动同步带轮二5-11通过另一个传动轴5-10与末端执行组件7传动连接。

所述末端执行组件7包括第一锥齿轮7-1，第二锥齿轮7-2，末端法兰7-3，连接轴7-4等零部件。第一锥齿轮7-1通过传动轴5-10与末端传动同步带轮二传动连接，第二锥齿轮7-2与所述末端法兰7-3同轴线固连设置。所述连接轴7-4将所述腕关节6和末端法兰7-3进行连接，并通过连接轴7-4两端的螺钉进行限位，实现末端法兰与腕关节不可互相移动可相互转动的连接。所述末端法兰7-3可与各种机械臂常用的末端执行机构连接，如笔、吸盘、夹子、3D打印头等本领域常见的执行机构。

中间轮设置有两组，并分别设置在小臂内两侧。腕关节传动同步带轮一5-6和腕关节传动同步带轮二5-9之间通过同步带传动连接，同步带经过一组中间轮5-8时会被张紧和改变方向，实现第五驱动器4-4对腕关节6的驱动，进而实现机械臂的第五自由度的转动。同理，小臂另一侧的末端传动同步带轮一5-7和末端传动同步带轮二5-11之间的同步带同样被另一侧的中间轮5-8张紧和改变方向，通过第一锥齿轮7-1和第二锥齿轮7-2的啮合传动，实现第六驱动器4-6对末端执行组件7的驱动，进而实现机械臂的第六自由度的旋转。

本发明提供的桌面级六轴协作机器人的传动机构骨架，能够实现六个自由度的运动，已可执行相对复杂的动作和任务。但由于不同用户对于外观的需求区别较大，在本发明提供的上述桌面级六轴协作机器人的传动机构骨架的基础上，本发明还提供机器人外壳8。所述机器人外壳包括但不限于大臂外壳，小臂外壳，基座外壳等，可根据外观设计需要进行相应装饰。

所述机器人外壳与所述传动机构骨架相互独立，互不干涉。所述机器人外壳安装在所述传动机构骨架上，相当于外壳包裹在传动机构外。机器人外壳可设计为任意形状，根据应用场合的不同需求提供不同风格的机器人外壳，例如娱乐版、教育版或工业版等为机器人呈现各样外形。本发明提供的桌面级六轴协作机器人可更换外壳形成系列化产品，可满足不同用户和不同应用场景对于外观的需求，降低系列化产品的制造成本。

本发明的桌面级六轴协作机器人中的各个驱动器均与控制器通信连接，通过控制器控制各个驱动器，实现机械臂完成复杂的动作和运动。各个驱动器优选为带谐波减速器的步进电机。

本发明的小臂组件中最内侧的第三传动管中空设计，便于机械臂末端执行机构走线，机器人内部走线的布置方式，不仅美观，还可减小线缆因外置扭曲弯转而造成的损伤。

本发明的桌面级六轴协作机器人中各个零部件的材料优选为非金属材料，通过注塑或3D打印加工制造。

本发明提供的桌面级六轴协作机器人与现有技术相比，有益效果在于：本发明的桌面级六轴协作机器人结构紧凑、利于生产加工，降低生产成本；体积和重量更小，易于拆装、移动和操作。同时该桌面级六轴协作机器人制造简单，成本较低，便于大规模生产应用。

本发明的桌面级六轴协作机器人的外壳与传动机构骨架相互独立设计，机器人外壳可设计为任意形状，根据应用场合的不同需求可提供不同风格的机器人外壳，例如娱乐版、教育版或工业版等为机器人呈现各样外形。

本发明提供的桌面级六轴协作机器人可更换外壳形成系列化产品，可满足不同用户和不同应用场景对于外观的需求，降低系列化产品的制造成本。

总之，本发明提出了一种小型的、结构简单、安全可靠，可改变外观的桌面级六轴协作机器人，其在机器人领域中具有广泛的应用前景。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组件合。

Claims (17)

1.一种桌面级六轴协作机器人，其特征在于：包括传动机构骨架，所述传动机构骨架包括基座组件，转台组件，大臂组件，中关节组件，小臂组件、腕关节和末端执行组件，所述基座组件包括基座，基座转盘，法兰盘管；所述法兰盘管固连在所述基座上，且旋转支撑所述基座转盘；所述转台组件设置在所述基座转盘上，相对所述基座可旋转但不可移动；所述大臂组件，中关节组件，小臂组件、腕关节依次与所述转台组件连接。

2.根据权利要求1所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述基座组件还包括第一轴承，所述第一轴承设置在所述基座转盘与所述法兰盘管之间。

3.根据权利要求2所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述基座组件还包括止挡环，基座轮一，基座轮二；所述基座转盘一侧设置有第一轴承安装孔，所述第一轴承安装在所述第一轴承安装孔中，并通过所述止挡环限位；所述法兰盘管的凸缘端与所述基座固连；另一端穿过所述第一轴承后与所述基座轮一固连；所述基座轮二与所述基座轮一传动连接；所述基座转盘的另一侧还设置有第二轴承安装孔，所述第二轴承安装孔内安装有第二轴承，所述第二轴承为所述基座轮二的驱动轴进行支撑和定位。

4.根据权利要求3所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述转台组件包括转台，第一驱动器，第二驱动器和平衡缸装置；所述转台包括连接盘，第一支撑部，第二支撑部；所述第一支撑部和第二支撑部设置在所述连接盘的同一侧；所述第一驱动器设置在所述连接盘上，所述第一驱动器的输出轴与所述基座轮二传动连接；所述第二驱动器设置在所述第一支撑部上，用于驱动所述大臂组件转动；所述平衡缸装置的一端设置在所述第二支撑部上，另一端与所述大臂组件连接；所述连接盘与所述基座转盘固连。

5.根据权利要求4所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述法兰盘管设置有中空通孔，所述连接盘也设置有通孔一；所述中空通孔与所述通孔一同轴布置；所述基座轮一和基座轮二为同步带轮或齿轮。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述大臂组件包括大臂，支撑轴承和联轴器；所述联轴器的一端与所述大臂固连，另一端与所述第二驱动器的输出轴传动连接；在所述第一支撑部上与所述第二驱动器相对一侧设置有第三轴承安装孔，所述支撑轴承设置在所述第三轴承安装孔内。

7.根据权利要求6所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述第二驱动器输出轴的末端设置有同轴的螺纹孔，设置在所述螺纹孔中的螺钉将所述联轴器和所述大臂限位在所述第二驱动器的输出轴的末端。

8.根据权利要求7所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述中关节组件包括中关节，第三驱动器，第四驱动器，第五驱动器，第六驱动器；所述中关节上设置有第一安装部和第二安装部，在所述第一安装部相对侧还设置有轴承安装部，所述第三驱动器设置在所述第一安装部；所述第四驱动器，第五驱动器和第六驱动器设置在所述第二安装部；所述第五驱动器和第六驱动器并排设置在所述第四驱动器上部；所述中关节还设置有连接部，所述连接部与所述小臂组件连接。

9.根据权利要求7或8所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述中关节组件还包括第一传动装置，第二传动装置和第三传动装置；所述第一传动装置包括传动连接的第一传动轮一和第一传动轮二，所述第二传动装置包括传动连接的第二传动轮一和第二传动轮二，所述第三传动装置包括传动连接的第三传动轮一和第三传动轮二；所述第一传动轮一，第二传动轮一和第三传动轮一分别由第四驱动器，第五驱动器，第六驱动器驱动；所述第一传动轮一、第一传动轮二和/或第二传动轮一、第二传动轮二和/或第三传动轮一、第三传动轮二为同步带轮或齿轮。

10.根据权利要求9所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述小臂组件包括固定管，第一传动管，第二传动管，第三传动管，小臂；所述固定管，第一传动管，第二传动管和第三传动管均为中空管，且依次从外到内同轴线套设，在任意两个相邻的管之间的两端均设置有轴承。

11.根据权利要求10所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述小臂组件还包括腕关节传动同步带轮一和末端传动同步带轮一；所述固定管与所述连接部固连，用于支撑所述小臂组件；所述第一传动管，第二传动管和第三传动管的同侧一端分别与所述第一传动轮二，第二传动轮二和第三传动轮二固连；所述第一传动管的另一端与所述小臂固连，所述第二传动管的另一端与所述腕关节传动同步带轮一固连，所述第三传动管的另一端与所述末端传动同步带轮一固连。

12.根据权利要求10或11所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述小臂组件还包括腕关节传动同步带轮二，传动轴和末端传动同步带轮二；所述传动轴为阶梯轴，所述阶梯轴的两端均为D型，所述传动轴设置有两个；所述腕关节传动同步带轮二通过一个所述传动轴与所述腕关节传动连接；所述末端传动同步带轮二通过另一个所述传动轴与所述末端执行组件传动连接。

13.根据权利要求12所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述小臂组件还包括中间轮，所述中间轮有两组，分别设置在小臂的两侧；所述腕关节传动同步带轮一和所述腕关节传动同步带轮二之间通过同步带一传动连接，所述同步带一经过一组所述中间轮时，被张紧和改变方向，实现所述第五驱动器对所述腕关节的驱动；所述末端传动同步带轮一和所述末端传动同步带轮二之间通过同步带二传动连接，所述同步带二经过另一组所述中间轮时，被张紧和改变方向。

14.根据权利要求13所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述末端执行组件包括第一锥齿轮，第二锥齿轮，末端法兰和连接轴；所述第一锥齿轮通过所述传动轴与所述末端传动同步带轮二传动连接，所述第二锥齿轮与所述末端法兰同轴线固连设置；所述连接轴将所述腕关节和所述末端法兰进行连接，所述连接轴两端设置有螺钉，实现所述末端法兰与所述腕关节不可移动但可相互转动的连接。

15.根据权利要求13或14所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合传动，实现所述第六驱动器对所述末端执行组件的驱动。

16.根据权利要求15所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述桌面级六轴协作机器人还包括机器人外壳，所述机器人外壳安装在所述传动机构骨架上。

17.根据权利要求16所述的桌面级六轴协作机器人，其特征在于：所述机器人外壳可设计为任意形状，所述机器人外壳包括娱乐版、教育版或工业版，所述传动机构骨架可更换所述机器人外壳形成系列化产品。

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