CN114571441B - 一种工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种工业机器人，包括有支撑移动模组、导向支撑框、液压支撑部件、机器人工作模组、防偏位部件等；支撑移动模组顶部固接有导向支撑框，导向支撑框上设有液压支撑部件，液压支撑部件上部设有机器人工作模组，导向支撑框上设有防偏位部件。在机器人工作模组上的机械手夹取物件时，根据物件的质量不同，该设备的负载会不同，轮胎会发生不同程度的形变并使机器人工作模组及其上装置的高度下降，此时控制模组会控制该设备再次调整机器人工作模组及其上装置的高度，达到了能够自适应地根据该设备的负载不同对其高度进行自纠正的效果。

Description

一种工业机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种工业机器人。

背景技术

在我国，工业机器人广泛应用于制造业，相比于传统的工业设备，工业机器人有众多的优势，比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高等特点，使得它们可以在高危环境下进行作业，工业机器人不仅应用于汽车制造业，大到航天飞机的生产、军用装备等，小到圆珠笔的生产都有广泛的应用。

工业机器人夹取物件的位置都是预设的，在工业机器人夹取到物件时，工业机器人负载不同会使机器人上的轮胎发生不同的形变量，这样会导致机器人的高度下降，从而导致机器人放置物件的位置存在偏差，并且传统的工业机器人在调整好工作方位之后，需要通过伺服电机的自锁装置来限制工作方位，这会造成伺服电机的负荷较大的问题。

因此，有必要针对现有技术工作时负载不同会存在高度偏差、限制工作方位时会造成伺服电机的负荷较大的缺点，设计一种能够自适应地根据负载不同对工作高度进行自纠正、能够有效地对工作方位进行限制的工业机器人。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种工业机器人，包括有支撑移动模组和导向支撑框，支撑移动模组顶部固接有导向支撑框，还包括有液压支撑部件、机器人工作模组、防偏位部件、机器工作方位调整部件、机器工作高度调整部件、控制模组和高度感应部件：

液压支撑部件，导向支撑框上设有液压支撑部件；

机器人工作模组，液压支撑部件上部设有机器人工作模组；

防偏位部件，导向支撑框上设有防偏位部件，防偏位部件用于防止机器人工作模组及其上装置发生偏位；

机器工作方位调整部件，导向支撑框上设有机器工作方位调整部件；

机器工作高度调整部件，导向支撑框上设有机器工作高度调整部件，机器工作高度调整部件用于调节机器人工作模组的工作高度；

控制模组，导向支撑框内侧固接有控制模组；

高度感应部件，机器人工作模组上设有高度感应部件。

作为本发明的一种优选技术方案，液压支撑部件包括有液压油筒、活动套、摩擦固定柱、六面杆一、活塞座、六面杆二和液压油体，导向支撑框顶部固接有液压油筒，液压油筒上部滑动式连接有活动套，活动套顶部固接有机器人工作模组，导向支撑框上转动式连接有摩擦固定柱，摩擦固定柱上部固接有六面杆一，液压油筒内滑动式连接有活塞座，活塞座与六面杆一滑动式配合，活塞座顶部固接有六面杆二，六面杆二与活动套固接，活塞座与液压油筒之间填充有液压油体，活塞座与活动套之间同样填充有液压油体。

作为本发明的一种优选技术方案，六面杆一和六面杆二的直径相等，用于保证液压油筒内上下层的液压油体稳定地变化。

作为本发明的一种优选技术方案，防偏位部件包括有电动推杆、活动架和电磁吸附环，导向支撑框内侧通过螺栓连接有一对电动推杆，电动推杆伸缩轴一端固接有活动架，两个活动架相互靠近的一侧固接有电磁吸附环，电磁吸附环与摩擦固定柱紧密贴合。

作为本发明的一种优选技术方案，机器工作方位调整部件包括有活动支撑架、伺服电机、驱动套杆和斜槽推动板，导向支撑框上滑动式连接有活动支撑架，活动支撑架顶部设有伺服电机，伺服电机输出轴一端固接有驱动套杆，驱动套杆位于摩擦固定柱下方，活动架下部设有斜槽推动板，斜槽推动板与活动支撑架限位配合。

作为本发明的一种优选技术方案，机器工作高度调整部件包括有环形支撑座、油泵、硬质输送管和伸缩软管，导向支撑框顶部固接有环形支撑座，环形支撑座上对称固接有油泵，油泵下部固接有硬质输送管，硬质输送管与液压油筒接通，油泵上部设有伸缩软管，伸缩软管与活动套接通。

作为本发明的一种优选技术方案，高度感应部件包括有长板和距离感应器，机器人工作模组下部固接有长板，长板下部固接有距离感应器。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括有重心调整部件，重心调整部件设于活动套上，重心调整部件包括有环形支撑套、齿轮座、活动齿条一、导板、活动齿条二和重心调整板，活动套上部固接有环形支撑套，环形支撑座上固接有一对齿轮座，环形支撑座上滑动式连接有一对活动齿条一，活动齿条一与环形支撑套滑动式配合，活动齿条一与齿轮座啮合，支撑移动模组上对称固接有导板，导板上滑动式连接有活动齿条二，活动齿条二与齿轮座啮合，两个活动齿条二下部之间共同固接有重心调整板。

作为本发明的一种优选技术方案，重心调整板呈矩形结构，其质量较大，重心调整板用于调节机器人工作模组工作时的重心。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.通过改变液压油筒内上下层液压油体的变化，可以实现机器人工作模组及其上装置的升降，并且液压油体可以平稳承压，从而让机器人工作模组及其上装置能够稳定地升降。

2.在调整好机器人工作模组及其上装置的方位之后，机器人工作模组及其上装置转动的动力会被切断，同时电磁吸附环会通电进而通过强大的磁力将摩擦固定柱及其上装置吸附住，可以防止机器人工作模组及其上装置偏位，避免了传统设备通过电机自锁造成的高负荷。

3.在机器人工作模组上的机械手夹取物件时，根据物件的质量不同，该设备的负载会不同，轮胎会发生不同程度的形变并使机器人工作模组及其上装置的高度下降，此时控制模组会控制该设备再次调整机器人工作模组及其上装置的高度，达到了能够自适应地根据该设备的负载不同对其高度进行自纠正的效果。

4.随着机器人工作模组及其上装置的上升，重心调整板的高度会下降，使得该设备的重心降低，从而可以保证该设备的重心稳定，达到了可以在该设备高度上升的同时确保重心稳定地效果。

附图说明

图1为本发明的第一种立体结构示意图。

图2为本发明的第二种立体结构示意图。

图3为本发明的第一种部分立体结构示意图。

图4为本发明的第二种部分立体结构示意图。

图5为本发明液压支撑部件的部分立体结构示意图。

图6为本发明液压支撑部件的剖视立体结构示意图。

图7为本发明防偏位部件和机器工作方位调整部件的立体结构示意图。

图8为本发明机器工作高度调整部件的部分立体结构示意图。

图9为本发明机器工作高度调整部件的立体结构示意图。

图10为本发明高度感应部件的立体结构示意图。

图11为本发明重心调整部件的第一种部分立体结构示意图。

图12为本发明重心调整部件的第二种部分立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、支撑移动模组，2、导向支撑框，3、液压支撑部件，31、液压油筒，32、活动套，33、摩擦固定柱，34、六面杆一，35、活塞座，36、六面杆二，37、液压油体，4、机器人工作模组，5、防偏位部件，51、电动推杆，52、活动架，53、电磁吸附环，6、机器工作方位调整部件，61、活动支撑架，62、伺服电机，63、驱动套杆，64、斜槽推动板，7、机器工作高度调整部件，71、环形支撑座，72、油泵，73、硬质输送管，74、伸缩软管，8、控制模组，10、高度感应部件，101、长板，102、距离感应器，9、重心调整部件，91、环形支撑套，92、齿轮座，93、活动齿条一，94、导板，95、活动齿条二，96、重心调整板。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

实施例1

一种工业机器人，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，包括有支撑移动模组1、导向支撑框2、液压支撑部件3、机器人工作模组4、防偏位部件5、机器工作方位调整部件6、机器工作高度调整部件7、控制模组8和高度感应部件10，支撑移动模组1顶部通过焊接的方式连接有导向支撑框2，导向支撑框2上设有液压支撑部件3，液压支撑部件3上部设有机器人工作模组4，导向支撑框2上设有防偏位部件5，防偏位部件5用于防止机器人工作模组4及其上装置发生偏位，导向支撑框2上设有机器工作方位调整部件6，机器工作方位调整部件6用于调整机器人工作模组4的工作方位，导向支撑框2上设有机器工作高度调整部件7，机器工作高度调整部件7用于调节机器人工作模组4的工作高度，导向支撑框2内侧固接有控制模组8，机器人工作模组4上设有高度感应部件10。

液压支撑部件3包括有液压油筒31、活动套32、摩擦固定柱33、六面杆一34、活塞座35、六面杆二36和液压油体37，导向支撑框2顶部固接有液压油筒31，液压油筒31上部滑动式连接有活动套32，活动套32顶部固接有机器人工作模组4，导向支撑框2上转动式连接有摩擦固定柱33，摩擦固定柱33下部设有六边形槽，摩擦固定柱33上部通过焊接的方式连接有六面杆一34，液压油筒31内滑动式连接有活塞座35，活塞座35用于将液压油筒31内部分为两层，活塞座35与六面杆一34滑动式配合，活塞座35顶部固接有六面杆二36，六面杆一34和六面杆二36的直径相等，六面杆二36与活动套32固接，活塞座35与液压油筒31之间填充有液压油体37，活塞座35与活动套32之间同样填充有液压油体37，液压油体37用于带动活动套32及其上装置升降。

防偏位部件5包括有电动推杆51、活动架52和电磁吸附环53，导向支撑框2内侧通过螺栓连接有一对电动推杆51，电动推杆51伸缩轴一端固接有活动架52，两个活动架52相互靠近的一侧固接有电磁吸附环53，电磁吸附环53用于将摩擦固定柱33吸附，起对摩擦固定柱33进行限位的作用，电磁吸附环53与摩擦固定柱33紧密贴合。

机器工作方位调整部件6包括有活动支撑架61、伺服电机62、驱动套杆63和斜槽推动板64，导向支撑框2上滑动式连接有活动支撑架61，活动支撑架61顶部通过螺栓连接伺服电机62，伺服电机62输出轴一端固接有驱动套杆63，驱动套杆63用于卡入到摩擦固定柱33下部的卡槽内，驱动套杆63会带动摩擦固定柱33及其上装置转动，驱动套杆63位于摩擦固定柱33下方，活动架52下部设有斜槽推动板64，斜槽推动板64与活动支撑架61限位配合。

机器工作高度调整部件7包括有环形支撑座71、油泵72、硬质输送管73和伸缩软管74，导向支撑框2顶部通过焊接的方式连接有环形支撑座71，环形支撑座71上对称固接有油泵72，油泵72下部固接有硬质输送管73，硬质输送管73用于输送液压油体37，硬质输送管73与液压油筒31接通，油泵72上部设有伸缩软管74，伸缩软管74同样用于输送液压油体37，伸缩软管74与活动套32接通。

高度感应部件10包括有长板101和距离感应器102，机器人工作模组4下部通过焊接的方式连接有长板101，长板101下部固接有距离感应器102，距离感应器102用于感应其与地面的高度发生变化。

机器人工作模组4上可以根据需求安装多个机械臂和机械手，当需要让机器人工作模组4升降时，控制模组8会控制油泵72运作，活塞座35用于将液压油筒31内部分为两层，其中一个油泵72用于将活塞座35下方的液压油体37输送到其上方，另一个油泵72将活塞座35上方的液压油体37输送到其下方，通过液压油体37的作用力可使得活动套32及其上装置升降，从而能够实现机器人工作模组4及其上装置的升降，便于其上的机械手夹取物件，在完成机器人工作模组4及其上装置的升降的过程中，液压油体37可以承压，使得活动套32及其上装置受力更加稳定，六面杆一34和六面杆二36的直径相等，当液压油体37推动活塞座35及其上装置向上运动时，液压油筒31内上层的液压油体37会被活塞座35挤到下层，并且这部分被挤出的液压油体(37)刚好能够填充到液压油筒31内下层，使得在活塞座35及其上装置上下运动的同时，液压油筒31内上下层的液压油体37可以受压平稳，以实现机器人工作模组4及其上的机械手高度的变化，并且通过直接调节液压油筒31内上下层液压油体37的变化来实现对机器人工作模组4的高度进行调节，可以省去储油装置，提升了该设备的实用性。

电磁吸附环53通电时具有磁性，使其能够通过磁力将摩擦固定柱33及其上装置吸附住，可以有效地防止其偏位，便于机器人工作模组4上的机械手精准地夹取物件，当调整好机器人工作模组4及其上装置的高度时，需要调整机器人工作模组4及其上装置的方位，此时通过控制模组8控制电磁吸附环53断电，并且控制模组8会控制电动推杆51收缩，其会带动活动架52及其上装置朝相互远离的方向运动，同时斜槽推动板64会带动活动支撑架61及其上装置向上运动，使得驱动套杆63卡入到摩擦固定柱33底部的卡槽内，此时控制模组8会控制伺服电机62运作，其会通过输出轴带动驱动套杆63及其上装置转动，驱动套杆63转动角度为正负60度，活动套32转动时，伸缩软管74会随之伸缩，当机器人工作模组4及其上装置转动到合适的角度后，控制模组8会控制伺服电机62停止运作，电动推杆51会伸长复位，其会带动活动架52及其上装置复位，使得电磁吸附环53重新将摩擦固定柱33及其上装吸附住，斜槽推动板64会带动活动支撑架61及其上装置向下复位，防止机器人工作模组4及其上装置偏位，从而可以使机器人工作模组4及其上装置保持调整之后的状态，便于机器人工作模组4及其上装置被调整到工作位置，其上的机械手再夹取物件。

当机器人工作模组4上的机械手夹取到的物件质量较大时，支撑移动模组1下部的轮胎会受力变形，支撑移动模组1及其上装置随之会被向下挤压，此时距离感应器102会感应到其与地面的高度发生变化，距离感应器102会将感应到的信息传递给控制模组8，控制模组8会再次控制油泵72运作，使液压油筒31内上下层的液压油体37再次发生变化，以重新对机器人工作模组4及其上装置的高度进行调整，从而可以自动地对机器人工作模组4及其上装置的高度进行纠正，便于机器人工作模组4上的机械手准确地将夹取到的物件放置到合适的位置，以实现能够根据该设备负载不同带来的高度偏差进行自纠正的目的。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图11和图12所示，还包括有重心调整部件9，重心调整部件9设于活动套32上，重心调整部件9用于保证在机器人工作模组4及其上装置上升时该设备的稳定性，重心调整部件9包括有环形支撑套91、齿轮座92、活动齿条一93、导板94、活动齿条二95和重心调整板96，活动套32上部通过焊接的方式连接有环形支撑套91，环形支撑座71上固接有一对齿轮座92，环形支撑座71上滑动式连接有一对活动齿条一93，活动齿条一93与环形支撑套91滑动式配合，活动齿条一93与齿轮座92啮合，支撑移动模组1上对称固接有导板94，导板94上滑动式连接有活动齿条二95，活动齿条一93会通过齿轮座92带动活动齿条二95及其上装置向下运动，活动齿条二95与齿轮座92啮合，两个活动齿条二95下部之间共同固接有重心调整板96，重心调整板96质量较大，重心调整板96向下运动会使该设备的重心降低。

当环形支撑套91及其上装置上升时，活动齿条一93会通过齿轮座92带动活动齿条二95及其上装置向下运动，使得重心调整板96的位置降低，从而使得该设备的重心降低，进而保证在机器人工作模组4及其上装置上升时该设备的稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种工业机器人，包括有支撑移动模组（1）和导向支撑框（2），支撑移动模组（1）顶部固接有导向支撑框（2），其特征在于，还包括有液压支撑部件（3）、机器人工作模组（4）、防偏位部件（5）、机器工作方位调整部件（6）、机器工作高度调整部件（7）、控制模组（8）和高度感应部件（10）：

液压支撑部件（3），导向支撑框（2）上设有液压支撑部件（3）；

机器人工作模组（4），液压支撑部件（3）上部设有机器人工作模组（4）；

防偏位部件（5），导向支撑框（2）上设有防偏位部件（5），防偏位部件（5）用于防止机器人工作模组（4）及其上装置发生偏位；

机器工作方位调整部件（6），导向支撑框（2）上设有机器工作方位调整部件（6）；

机器工作高度调整部件（7），导向支撑框（2）上设有机器工作高度调整部件（7），机器工作高度调整部件（7）用于调节机器人工作模组（4）的工作高度；

控制模组（8），导向支撑框（2）内侧固接有控制模组（8）；

高度感应部件（10），机器人工作模组（4）上设有高度感应部件（10）；

液压支撑部件（3）包括有液压油筒（31）、活动套（32）、摩擦固定柱（33）、六面杆一（34）、活塞座（35）、六面杆二（36）和液压油体（37），导向支撑框（2）顶部固接有液压油筒（31），液压油筒（31）上部滑动式连接有活动套（32），活动套（32）顶部固接有机器人工作模组（4），导向支撑框（2）上转动式连接有摩擦固定柱（33），摩擦固定柱（33）上部固接有六面杆一（34），液压油筒（31）内滑动式连接有活塞座（35），活塞座（35）与六面杆一（34）滑动式配合，活塞座（35）顶部固接有六面杆二（36），六面杆二（36）与活动套（32）固接，活塞座（35）与液压油筒（31）之间填充有液压油体（37），活塞座（35）与活动套（32）之间同样填充有液压油体（37）；

六面杆一（34）和六面杆二（36）的直径相等，用于保证液压油筒（31）内上下层的液压油体（37）稳定地变化；

防偏位部件（5）包括有电动推杆（51）、活动架（52）和电磁吸附环（53），导向支撑框（2）内侧通过螺栓连接有一对电动推杆（51），电动推杆（51）伸缩轴一端固接有活动架（52），两个活动架（52）相互靠近的一侧固接有电磁吸附环（53），电磁吸附环（53）与摩擦固定柱（33）紧密贴合；

机器工作方位调整部件（6）包括有活动支撑架（61）、伺服电机（62）、驱动套杆（63）和斜槽推动板（64），导向支撑框（2）上滑动式连接有活动支撑架（61），活动支撑架（61）顶部设有伺服电机（62），伺服电机（62）输出轴一端固接有驱动套杆（63），驱动套杆（63）位于摩擦固定柱（33）下方，活动架（52）下部设有斜槽推动板（64），斜槽推动板（64）与活动支撑架（61）限位配合；

机器工作高度调整部件（7）包括有环形支撑座（71）、油泵（72）、硬质输送管（73）和伸缩软管（74），导向支撑框（2）顶部固接有环形支撑座（71），环形支撑座（71）上对称固接有油泵（72），油泵（72）下部固接有硬质输送管（73），硬质输送管（73）与液压油筒（31）接通，油泵（72）上部设有伸缩软管（74），伸缩软管（74）与活动套（32）接通。

2.如权利要求1所述的一种工业机器人，其特征在于：高度感应部件（10）包括有长板（101）和距离感应器（102），机器人工作模组（4）下部固接有长板（101），长板（101）下部固接有距离感应器（102）。

3.如权利要求1所述的一种工业机器人，其特征在于：还包括有重心调整部件（9），重心调整部件（9）设于活动套（32）上，重心调整部件（9）包括有环形支撑套（91）、齿轮座（92）、活动齿条一（93）、导板（94）、活动齿条二（95）和重心调整板（96），活动套（32）上部固接有环形支撑套（91），环形支撑座（71）上固接有一对齿轮座（92），环形支撑座（71）上滑动式连接有一对活动齿条一（93），活动齿条一（93）与环形支撑套（91）滑动式配合，活动齿条一（93）与齿轮座（92）啮合，支撑移动模组（1）上对称固接有导板（94），导板（94）上滑动式连接有活动齿条二（95），活动齿条二（95）与齿轮座（92）啮合，两个活动齿条二（95）下部之间共同固接有重心调整板（96）。

4.如权利要求3所述的一种工业机器人，其特征在于：重心调整板（96）呈矩形结构，其质量较大，重心调整板（96）用于调节机器人工作模组（4）工作时的重心。