CN203592484U - 四关节舀汤或浇注机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种四关节舀汤或浇注机器人，包括：腰式机座结构：机座、电机、行星齿轮减速器、转盘、轴承座、底座、轴承座；大臂机构组件：电机、行星齿轮减速器、一级主动轴、2个一级主动臂、2个一级从动臂、一级臂连接板；小臂机构组件：电机、行星齿轮减速器、二级主动轴、链条、从动链轮、链轮轴、2个二级主动臂、2个二级从动臂、二级臂连接板；手部组件：电机、行星齿轮减速器、手部转轴、手部一级链条、手部一级链轮、手部二级链轮、手部二级链条、坩埚链轮、坩埚，设计巧妙，结构简单，使用方便，降低成本。

Description

四关节舀汤或浇注机器人

技术领域：

本实用新型属于自动控制技术领域，涉及一种机器人，尤其与一种结构简单、使用方便、成本低的四关节舀汤或浇注机器人有关。

背景技术：

机器人技术从研究到成熟应用已经过去几十年的时间了，但是高昂的造价使得机器人只在汽车制造、半导体、电力等的少数行业得到应用，所以传统意义上的机器人，造价高、使用麻烦、应用场合窄等，限制了机器人的推广和应用。传统意义上的机器人从结构上分为关节型和梁型，关节型模仿人的造型和动作，梁型基本上已摆脱与人相似的特征。组成结构包括：结构件（臂），传动件（关节），驱动电机，控制器，人机界面，识别单元（图像视觉，位置传感器等）。现有机器人的缺点在于：

1、昂贵，专用，限制了应用的范围。

2、结构复杂，制造成本高。

3、专用的控制器，通用性差。

发明内容：

本实用新型目的在于克服上述缺点，提供一种结构简单，使用方便，普及的四关节舀汤或浇注机器人，以巧妙的结构设计和独创的控制系统架构，彻底降低建造成本，使机器人能广泛应用于更多的行业和场合。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

四关节舀汤或浇注机器人，所述的机器人包括：

腰式机座结构：

机座；

第一电机：安装在机座上，由控制系统控制；

第一行星齿轮减速器：与第一电机配合安装在机座上，其输出转轴向上伸出机座外；

转盘：设置在机座上方，与第一行星齿轮减速器的输出转轴配合；

第一轴承座：设置在机座上方，与第一行星齿轮减速器输出轴套接；

底座：安装在转盘上；

第二轴承座：设置在底座上方与其固接；

其中，第一电机带动第一行星齿轮减速器转动，进而带动转盘、底座进行360度转动；

大臂机构组件：

第二电机：由控制系统控制；

第二行星齿轮减速器：安装在第二轴承座上，其输出转轴向内，与第二电机配合由其带动动作；

一级主动轴：安装在第二轴承座上，与第二电机、第二行星齿轮减速器配合，由第二电机带动其旋转；

2个一级主动臂：一端设置在第二轴承座上，与一级主动轴配合，由其带动转动；

2个一级从动臂：一端铰接设置在第二轴承座上；

一级臂连接板：将2对一级主、从动臂的另一端连接起来，与2个第二轴承座、2个一级主、从动臂形成平行四边形的运动机构；

其中，第二电机带动第二行星减速器动作，进而带动一级主动轴转动，平行四边形运动机构绕一级主动轴进行水平方向到垂直方向90度转动；

小臂机构组件：

第三电机：安装在第二轴承座上，由控制系统控制；

第三行星齿轮减速器：安装在第二轴承座上，与第三电机配合，其输出转轴向内；

二级主动轴：设置在第二轴承座上，与第二行星齿轮减速器及第三电机配合，由第三电机带动其旋转；

链条：一端套设在二级主动轴上，由其带动动作；

从动链轮：其套设在链条的另一端；

链轮轴：其设置在2个一级从动臂的另一端，供从动链轮、一级臂连接板等套设其上；

2个二级主动臂：其一端套设在链轮轴上并由其带动动作；

2个二级从动臂：其一端铰接设置在主、从动臂连接板上；

二级臂连接板：将2对二级主、从动臂的另一端连接起来，与一级臂连接板、2对二级主、从动臂形成平行四边形的运动机构；

其中，2个二级主动臂、2个二级从动臂、一个一级臂连接板、一个二级臂连接板组成另一个平行四边形运动机构，第三电机带动行星齿轮减速器及二级主动轴旋转，二级主动轴借链条带动从动链轮及链轮轴旋转，进而带动小臂的平行四边形运动机构绕链轮轴36在垂直方向180度转动；

手部组件：

第四电机：安装在第二轴承座上，由控制系统控制；

第四行星齿轮减速器：安装在第四轴承座上，与第四电机配合，其输出轴向内；

手部转轴：安装在第二轴承座上，与第四电机、第四行星齿轮减速器配合，由第四电机带动其旋转；

手部一级链条：一端套设在手部转轴上，由其带动动作；

手部一级链轮：套设在链轮轴上，供手部一级链条的另一端套设；

手部二级链轮：套设在链轮轴上，与手部一级链轮固接；

手部二级链条：一端套设在手部二级链轮上；

坩埚链轮：设置在二级臂连接板上，与手部二级链条的另一端套设在一起；

坩埚：通过夹具固定在坩埚链轮轴上；

其中，第四电机带动第四行星齿轮减速器及及手部转轴旋转，手部转轴借手部一级链条带动手部一级转轮，同时带动手部二级链轮，手部二级链轮接手部二级链条带动坩埚链轮，进而带动坩埚在垂直方向360度转动。

所述的坩埚可根据不同需求进行更换。

所述的第一、第二、第三及第四电机为伺服电机。

采用上述技术方案，本实用新型巧妙的结构设计，采用四关节结构架构，末端关节始终保持水平状态，可通过软件系统灵活配置给汤或浇注的操作模式，并具有结构简单、成本低廉、可靠性高等特点。其具有如下技术优势：

1、腰式机座结构，使得整个机器人站立很稳固平稳，便于安放，移动；

2、手臂的平行四边形结构，保证手部角度不随手臂伸缩而变化；

3、驱动电机，减速传动机构全部下置，减轻手臂重量，使手臂的运动轻巧，机械惯量小，便于快速加减速，快速运动；

4、关节式结构，所有电缆通过手臂内部布置，只有在关节处有微小弯曲动作，简化了电缆布置，延长了电缆弯曲伸缩的寿命，并且布局美观；

5、关节结构的巧妙设计，使手臂的伸缩范围达到极致，水平面作业范围可达270°；

6、关节之间采用链条进行传动，重复定位精度可达1mm，并可适应400-600度的高温工作环境。

附图说明：

以下用附图对本实用新型详细说明：

图1为本实用新型舀汤机器人的主视结构示意图；

图2为本实用新型舀汤机器人的俯视结构示意图；

图3为本实用新型舀汤机器人的左视结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图及实施例对本实用新型详述：

如图1-图3示的本实用新型的实施方式，四关节舀汤或浇注机器人，所述的机器人包括：腰式机座结构1包括：机座11；第一电机12：安装在机座11上，第一电机是由控制系统控制；第一行星齿轮减速器13：与第一电机12配合安装在机座上，其输出转轴向上伸出机座外；转盘14：设置在机座上方，与第一行星齿轮减速器的输出转轴配合；第一轴承座15：设置在机座上方，与第一行星齿轮减速器13输出轴套接；底座16：安装在转盘14上；第二轴承座17：设置在底座16上方与其固接；其中，第一电机12带动第一行星齿轮减速器13转动，进而带动转盘14、底座16进行360度转动。

大臂机构组件2包括：第二电机21：由控制系统控制；第二行星齿轮减速器22：安装在第二轴承座17上，其输出转轴向内，与第二电机21配合由其带动动作；一级主动轴23；安装在第二轴承座17上，与第二电机21、第二行星齿轮减速器22配合，由第二电机21带动其旋转；2个一级主动臂24：一端设置在第二轴承座17上，与一级主动轴23配合，由其带动转动；2个一级从动臂25：一端铰接设置在第二轴承座17上；一级臂连接板26：将2对一级主、从动臂24、25的另一端连接起来，与2个第二轴承座17、2个一级主、从动臂24、25形成平行四边形的运动机构；其中，第二电机21带动第二行星减速器22动作，进而带动一级主动轴23转动，平行四边形运动机构绕一级主动轴23进行水平方向到垂直方向90度转动。

小臂机构组件3包括：第三电机31：安装在第二轴承座17上，由控制系统控制；第三行星齿轮减速器32：安装在第二轴承座17上，与第三电机31配合，其输出转轴向内；二级主动轴33：设置在第二轴承座17上，与第三行星齿轮减速器32及第三电机31配合，由第三电机31带动其旋转；链条34：一端套设在二级主动轴33上，由其带动动作；从动链轮35：其套设在链条34的另一端；链轮轴36：其设置在2个一级从动臂25的另一端，供从动链轮35、一级臂连接板26等套设其上；2个二级主动臂37：其一端套设在链轮轴36上并由其带动动作；2个二级从动臂38：其一端铰接设置在主、从动臂连接板26上；二级臂连接板39：将2对二级主、从动臂的另一端连接起来，与一级臂连接板26、2对二级主、从动臂37、38形成平行四边形的运动机构；其中，2个二级主动臂37、2个二级从动臂38、一个一级臂连接板26、一个二级臂连接板39组成另一个平行四边形运动机构，第三电机31带动第三行星齿轮减速器32及二级主动轴33旋转，二级主动轴33借链条34带动从动链轮35及链轮轴36旋转，进而带动小臂的平行四边形运动机构绕链轮轴36在垂直方向180度转动。

手部组件4包括：第四电机41：安装在第二轴承座17上，由控制系统控制；第四行星齿轮减速器42：安装在第二轴承座17上，与第四电机41配合，其输出轴向内；手部转轴43：安装在第二轴承座17上，与第四电机41、第四行星齿轮减速器42配合，由第四电机41带动其旋转；手部一级链条44：一端套设在手部转轴43上，由其带动动作；手部一级链轮45：套设在链轮轴36上，供手部一级链条44的另一端套设；手部二级链轮46：套设在链轮轴36上，与手部一级链轮45固接；手部二级链条47：一端套设在手部二级链轮46上；坩埚链轮48：设置在二级臂连接板39上，与手部二级链条47的另一端套设在一起；坩埚49：通过夹具固定在坩埚链轮48轴上；其中，第四电机41带动第四行星齿轮减速器42及及手部转轴43旋转，手部转轴43借手部一级链条44带动手部一级转轮45，同时带动手部二级链轮46，手部二级链轮46接手部二级链条47带动坩埚链轮48，进而带动坩埚49在垂直方向360度转动。

本实用新型采用腰式机座结构，使得整个机器人站立很稳固平稳，便于安放，移动；手臂的平行四边形结构，保证手部角度不随手臂伸缩而变化；驱动电机，减速传动机构全部下置，减轻手臂重量，使手臂的运动轻巧，机械惯量小，便于快速加减速，快速运动。节式结构，所有电缆通过手臂内部布置，只有在关节处有微小弯曲动作，简化了电缆布置，延长了电缆弯曲伸缩的寿命，并且布局美观；关节结构的巧妙设计，使手臂的伸缩范围达到极致，水平面作业范围可达270°。关节之间采用链条进行传动，重复定位精度可达1mm，并可适应400-600度的高温工作环境。

本实用新型控制系统：以“基于PLC的运动控制系统”为控制系统架构的核心，通用性好，易使用，而且极为可靠。人性化示教界面。模块化软件结构，开放的用户开发接口，便于开发针对于专用应用场合的应用程序。可远程编程、监控。多台机器人可联网运行。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.四关节舀汤或浇注机器人，其特征在于：所述的机器人包括：

腰式机座结构（1）：

机座（11）；

第一电机（12）：安装在机座（11）上，由控制系统控制；

第一行星齿轮减速器（13）：与第一电机（12）配合安装在机座（11）上；

转盘（14）：设置在机座（11）上方，与第一行星齿轮减速器（13）的输出转轴配合；

第一轴承座（15）：设置在机座（11）上方，与第一行星齿轮减速器(13)输出轴套接；

底座(16)：安装在转盘(14)上；

第二轴承座（17）：设置在底座（16）上方与其固接；

其中，第一电机（12）带动第一行星齿轮减速器（13）转动，进而带动转盘（14）、底座（16）进行360度转动；

大臂机构组件（2）：

第二电机（21）：由控制系统控制；

第二行星齿轮减速器（22）：安装在第二轴承座（17）上，其输出转轴向内，与第二电机（21）配合由其带动动作；

一级主动轴（23）：安装在第二轴承座（17）上，与第二电机（21）、第二行星齿轮减速器（22）配合；

两个一级主动臂（24）：一端设置在第二轴承座（17）上，与一级主动轴（23）配合，由其带动转动；

两个一级从动臂（25）：一端铰接设置在第二轴承座（17）上；

一级臂连接板（26）：将两个一级主动臂（24）、一级从动臂（25）的另一端连接起来，与两个第二轴承座（17）、两个一级主动臂（24）及两个一级从动臂（25）形成平行四边形的运动机构；

其中，第二电机（21）带动第二行星减速器（22）动作，进而带动一级主动轴（23）转动，平行四边形运动机构绕一级主动轴（23）进行水平方向到垂直方向90度转动；

小臂机构组件（3）：

第三电机（31）：安装在第二轴承座（17）上，由控制系统控制；

第三行星齿轮减速器（32）：安装在第二轴承座（17）上，与第三电机（31）配合，其输出转轴向内；

二级主动轴（33）：设置在第二轴承座（17）上，与第三行星齿轮减速器（32）及第三电机（31）配合，由第三电机（31）带动其旋转；

链条（34）：一端套设在二级主动轴（33）上，由其带动动作；

从动链轮（35）：其套设在链条（34）的另一端；

链轮轴（36）：其设置在两个一级从动臂（25）的另一端，供从动链轮（35）、一级臂连接板（26）套设其上；

两个二级主动臂（37）：其一端套设在链轮轴（36）上并由其带动动作；

两个二级从动臂（38）：其一端铰接设置在一级臂连接板（26）上；

二级臂连接板（39）：将两对二级主动臂（37）、二级从动臂（38）的另一端连接起来，与一级臂连接板（26）、两对二级主动臂（37）、两对二级从动臂（38）形成平行四边形的运动机构；

其中，两个二级主动臂（37）、两个二级从动臂（38）、一个一级臂连接板（26）、一个二级臂连接板（39）组成另一个平行四边形运动机构，第三电机（31）带动第三行星齿轮减速器（32）及二级主动轴（33）旋转，二级主动轴（33）借链条（34）带动从动链轮（35）及链轮轴（36）旋转，进而带动小臂的平行四边形运动机构绕链轮轴（36）在垂直方向180度转动；

手部组件（4）：

第四电机（41）：安装在第二轴承座（17）上，由控制系统控制；

第四行星齿轮减速器（42）：安装在第二轴承座（17）上，与第四电机（41）配合，其输出轴向内；

手部转轴（43）：安装在第二轴承座（17）上，与第四电机（41）、第四行星齿轮减速器（42）配合，由第四电机（41）带动其旋转；

手部一级链条（44）：一端套设在手部转轴（43）上，由其带动动作；

手部一级链轮（45）：套设在链轮轴（36）上，供手部一级链条（44）的另一端套设；

手部二级链轮（46）：套设在链轮轴（36）上，与手部一级链轮（45）固接；

手部二级链条（47）：一端套设在手部二级链轮（46）上；

坩埚链轮（48）：设置在二级臂连接板（39）上，与手部二级链条（47）的另一端套设在一起；

坩埚（49）：通过夹具固定在坩埚链轮（48）轴上；

其中，第四电机（41）带动第四行星齿轮减速器（42）及及手部转轴（43）旋转，手部转轴（43）借手部一级链条（44）带动手部一级转轮（45），同时带动手部二级链轮（46），手部二级链轮（46）接手部二级链条（47）带动坩埚链轮（48），进而带动坩埚(49)在垂直方向360度转动。

2.如权利要求1所述的四关节舀汤或浇注机器人，其特征在于：所述的第一、第二、第三及第四电机为伺服电机。

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