CN204315163U - 一种六轴机器人的六连杆示教装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种六轴机器人的六连杆示教装置，属于机器人技术领域。它解决了现有的机器人示教操作繁琐且耗时较长的问题。本六轴机器人的六连杆示教装置，包括基座、依次首尾相连的连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五和连杆六，以及六个编码器，六个所述编码器分别设置在执行端与连杆六、连杆六与连杆五、连杆五与连杆四、连杆四与连杆三、连杆三与连杆二、及连杆二与连杆一的连接部上。它能够脱离机器人进行示教，操作更加省力方便。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种机器人的示教工具，特别是一种六轴机器人的六连杆示教装置。
背景技术
随着机械加工领域的不断发展，用多关节机器人代替工人进行自动化加工的程度越来越高，机器人能完成工作任务的挂件在于如何令机器人的各个工作部件能够按照指定的轨迹、坐标去完成运动、停顿、转动等动作，这些动作均需要编程工程师通过示教盒经过编程才能实现，现有的编程方式主要有以下几种形式：1、在线示教编程:在机器人现场，由操作者手把手或利用示教盒引导机器人终端按工作轨迹路线移动，并记录机器人关节角度信息，工作时，控制器读出存储的位置信息并驱动机器人重复示教时的轨迹和操作；2、机器人离线编程:利用计算机图形学建立机器人及其工作环境的几何模型，对机器人所完成的任务进行离线规划和编程，并对编程的结果进行动态图形仿真，最后将满足要求的编程结果传给机器人控制系统；3.虚拟示教编程系统:利用计算三维几何图形学构造虚拟环境和虚拟机器人，在虚拟模型中引入机器人机构、场景及约束条件，操作者面向虚拟环境，通过人机接口在虚拟场景中引导机器人的末端执行器进行虚拟示教，产生机器人作业轨迹，生成机器人语言程序，并进行相应的仿真与优化，传送给机器人执行。上述操作均要求编程工程师具备较高的知识，并要经过专门的训练才能胜任，这样就使得对编程工程师的岗位依赖性较高，操作不够直观，但是一旦编程所得的程序与实际操作过程存在偏差，程序设定后的修改非常不便，工作量大。因而现在也有通过人工直接拖动机器人进行示教，但是由于示教过程较为繁琐，占用机器人的时间往往较长，通常需要1～2个工作日才能完成一个具体操作，影响工作效率，而且在人工引导机器人动作时，由于受到机器人各关节内部的电机及减速机构的影响，操作时往往由于阻力过大而导致难以拖动的情况，如果用力过大还容易造成机器人的关节或内部配件的损坏。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种六轴机器人的六连杆示教装置，它能够脱离机器人进行示教，操作更加省力方便。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种六轴机器人的六连杆示教装置，其特征在于，包括基座、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五、连杆六和六个编码器，所述连杆一竖直设置，且连杆一的底端固连在基座上，所述连杆二的后端连接在连杆一的顶端，且连杆二能绕着连杆一的轴心线转动，所述连杆三的底端铰接在连杆二的前端，且连杆三能相对于连杆二摆动，所述连杆四的底端铰接在连杆三的顶端，且连杆四能相对于连杆三摆动，所述连杆五的后端连接在连杆四的前端，且连杆五能绕着自身的轴心线转动，所述连杆六的后端铰接在连杆五的前端，且连杆六能相对于连杆五摆动，所述连杆六的前端同轴转动连接有一执行端，六个所述编码器分别设置在执行端与连杆六、连杆六与连杆五、连杆五与连杆四、连杆四与连杆三、连杆三与连杆二、及连杆二与连杆一的连接部上。
本技术方案中的编码器能将执行端与连杆、以及相邻两个连杆之间的相对转动或摆动过程的角度变化实时地记录下来，六个编码器对应于六轴机器人的六个关节轴，六个编码器所得到的运动数据和末端轨迹经过数据换算，可以映射到任何一款已知关节尺寸的六轴机器人上，实现轨迹再现和示教，由于本示教装置为脱离机器人独立存在的一套示教机构，且本技术方案中的各个连杆以及执行端与连杆之间均无需像机器人一样设置电机和减速机，在直接拖动本示教机构进行示教时，无需占用机器人的工作时间，整个示教操作过程更加省力、灵活和方便快捷，能够大大缩减示教时间，此外本技术方案中的六连杆通过转动或摆动相连接，能够完美的模拟六轴机器人的工作轨迹，实现脱离机器人进行示教，同时还能保证本示教装置中各个连杆重心的稳定性，不易发生不必要的晃动，使得示教数据更加的准确。
在上述的六轴机器人的六连杆示教装置中，所述连杆一为实心杆件，所述连杆一的顶端固连有具有阻尼的转轴一，所述转轴一和连杆一同轴设置，所述连杆二横向设置，且连杆二的长度小于连杆一的长度，所述连杆二的后端通过2个轴承一套装在转轴一上，所述转轴一上连接有编码器一。连杆二和连杆一之间无需像六轴机器人那样通过电机和减速器相连接，结构更加简单，且连杆二的后端通过2个轴承一与连杆一上具有阻尼的转轴一相套接，能够限制连杆二仅能进行周向转动，此外连杆二的长度小于连杆一的长度，且2个轴承一之间具有间隙，能够保证连杆二和连杆一之间的连接稳定性更高，不易晃动。
在上述的六轴机器人的六连杆示教装置中，所述连杆二的前端通过轴承二连接有具有阻尼的转轴二，所述转轴二与连杆二相垂直，且转轴二上连接有编码器二，所述连杆三的底端固连在转轴二上，所述连杆三为中空管件。连杆三和连杆二之间无需像六轴机器人那样通过电机和减速器相连接，结构更加简单，且连杆三和连杆二之间仅能进行相向或背向摆动，而且连杆三为中空管件，质量较轻，重心偏移量较小，不会发生侧向晃动，操作稳定性更好。
在上述的六轴机器人的六连杆示教装置中，所述连杆四的底端通过轴承三连接有具有阻尼的转轴三，所述转轴三与连杆四相垂直，且转轴三上连接有编码器三，所述连杆三的顶端固连在转轴三上，所述连杆四的长度小于连杆三。连杆四和连杆三之间无需像六轴机器人那样通过电机和减速器相连接，结构更加简单，此外连杆四和连杆三之间仅能进行相向或背向摆动，且连杆四的长度小于连杆三，使得本装置在使用时候不易发生侧向晃动，结构稳定性更好。
在上述的六轴机器人的六连杆示教装置中，所述连杆五的后端固连有具有阻尼的转轴四，所述转轴四与连杆五同轴设置，所述连杆五为中空管件，所述连杆四的顶端通过2个轴承四套装在转轴四上，所述转轴四上连接有编码器四。连杆五和连杆四之间无需像六轴机器人那样通过电机和减速器相连接，结构更加简单，连杆五插接在连杆四顶部所具有的套筒内，其内设置的2个轴承四之间具有间隙，且由于连杆五为中空管件，质量较轻，使得本装置在操作时稳定性更好，发生不必要的运动的几率较小。
在上述的六轴机器人的六连杆示教装置中，所述连杆五的前端通过轴承五连接有具有阻尼的转轴五，所述转轴五与连杆五相垂直，且转轴五上连接有编码器五，所述连杆六的后端固连在转轴五上。连杆六和连杆五之间无需像六轴机器人那样通过电机和减速器相连接，结构更加简单，且连杆六仅能相对于连杆五上下摆动，结构稳定性更好。
在上述的六轴机器人的六连杆示教装置中，所述连杆六的前端通过具有阻尼的转轴六与执行端相连接，所述执行端、转轴六与连杆六同轴设置，所述执行端的后端套装在转轴六上，且转轴六和执行端之间设置有轴承六，所述转轴六上连接有编码器六。执行端和连杆六之间无需像六轴机器人那样通过电机和减速器相连接，结构更加简单，且操作更加省力。
与现有技术相比，本实用新型具有以下的优点：
1、本示教装置可以脱离机器人直接进行示教操作，仅需在时候将数据提取、转换和植入即可，不会影响到机器人的工作时间，降低企业成本；
2、在本示教装置的执行端加上应用机构，熟练工人可以直接操纵该应用机构进行示教，同时设置在每个连杆关节上的编码器把整个过程的角度变化实时地记录下来，然后把记录的数据提取出来，经过转换，植入到目的机器人上，这样机器人可以完全复制熟练工人的工作轨迹和模式，整个示教过程无需示教工程师介入，且熟练工人不需要掌握太多的机器人应用知识，可以直接示教机器人操作更加方便快捷示教更加直观，省时省力；
3、能够完全复制熟练工人的工作轨迹，且示教过程中不必要的移位少，记录的轨迹数据准确，轨迹调整工作少，可以保证产品质量的一致性；
4、比常规直接操纵机器人头部示教更轻便，更省力。
5、经过本示教装置示教之后，得到的关节数据和末端轨迹，经过数据换算，可以映射到任何一款已知关节尺寸的目的机器人上，实现轨迹再现。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的截面图。
图3是本实用新型中转轴、轴承及编码器的连接示意图。
图中，1、连杆一；2、连杆二；3、连杆三；4、连杆四；5、连杆五；6、连杆六；7、基座；8、执行端；9、编码器；91、编码器；92、编码器二；93、编码器三；94、编码器四；95、编码器五；96、编码器六；10、转轴；101、转轴一；102、转轴二；103、转轴三；104、转轴四；105、转轴五；106、转轴六；11、轴承；111、轴承一；112、轴承二；113、轴承三；114、轴承四；115、轴承五；116、轴承六。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
参照图1和图3，本实施例为一种用于六轴机器人进行示教的六连杆示教装置，包括连杆一1、连杆二2、连杆三3、连杆四4、连杆五5、连杆六6、基座7、执行端8和六个编码器9。连杆一1竖直设置，且连杆一1的底端插接在基座7上并通过螺栓固定，连杆六6、连杆五5、连杆四4、连杆三3、连杆二2和连杆一1依次通过铰接首尾相连，执行端8同轴转动连接在连杆六6的前端，六个编码器9分别设置在执行端8与连杆六6、连杆六6与连杆五5、连杆五5与连杆四4、连杆四4与连杆三3、连杆三3与连杆二2、及连杆二2与连杆一1的连接部上。上述相邻的两个连杆，以及执行端8和连杆六6之间均通过转轴10和轴承11相连接，编码器9与转轴10相连接，从而将连杆一1、连杆二2、连杆三3、连杆四4、连杆五5、连杆六6及执行端8的示教操作时的相对角度变化都实时记录下来。
结合图1和图2，连杆一1的顶端固连有转轴一101，转轴一101和连杆一1同轴设置，连杆二2横向设置，且连杆二2的后端通过轴承一111套装在转轴一101上，转轴一101上通过螺栓同轴连接有编码器一91，且连杆二2能绕着转轴一101的轴心线水平转动；连杆二2的前端通过轴承二112连接有转轴二102，转轴二102与连杆二2相垂直，且转轴二102上连接有编码器二92，连杆三3的底端通过螺栓固连在转轴二102上，且连杆三3能相对于连杆二2摆动；连杆四4的底端通过轴承三113连接有转轴三103，转轴三103与连杆四4相垂直，且转轴三103上连接有编码器三93，连杆三3的顶端通过螺栓固连在转轴三103上，连杆四4能相对于连杆三3摆动；连杆五5的后端固连有转轴四104，转轴四104与连杆五5同轴设置，连杆四4的顶端通过轴承四114套装在转轴四104上，转轴四104上连接有编码器四94，连杆五5能绕着转轴四104的轴心线转动；连杆五5的前端通过轴承五115连接有转轴五105，转轴五105与连杆五5相垂直，且转轴五105上连接有编码器五95，连杆六6的后端通过螺栓固连在转轴五105上，且连杆六6能相对于连杆五5摆动；连杆六6的前端具有用于与执行端8相连接的转轴六106，执行端8、转轴六106与连杆六6同轴设置，转轴六106和执行端8之间设置有轴承六116，转轴六106上连接有编码器六96，执行端8能够绕着转轴六106的轴心线转动。
本实施例中连杆二2和连杆四4的长度较其它连杆短，能够提高本装置操作时的相对稳定性。
本实施例无需示教工程师进行编程，只需要熟练工人手持执行端8进行工序的模拟操作，由6个编码器9记录下本示教装置中各个连杆关节处的角度变化，并将数据提取并转换，再导入到六轴机器人即可，整个示教过程操作方便且操作时间较短。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种六轴机器人的六连杆示教装置，其特征在于，包括基座(7)、连杆一(1)、连杆二(2)、连杆三(3)、连杆四(4)、连杆五(5)、连杆六(6)和六个编码器(9)，所述连杆一(1)竖直设置，且连杆一(1)的底端固连在基座(7)上，所述连杆二(2)的后端连接在连杆一(1)的顶端，且连杆二(2)能绕着连杆一(1)的轴心线转动，所述连杆三(3)的底端铰接在连杆二(2)的前端，且连杆三(3)能相对于连杆二(2)摆动，所述连杆四(4)的底端铰接在连杆三(3)的顶端，且连杆四(4)能相对于连杆三(3)摆动，所述连杆五(5)的后端连接在连杆四(4)的前端，且连杆五(5)能绕着自身的轴心线转动，所述连杆六(6)的后端铰接在连杆五(5)的前端，且连杆六(6)能相对于连杆五(5)摆动，所述连杆六(6)的前端同轴转动连接有一执行端(8)，六个所述编码器(9)分别设置在执行端(8)与连杆六(6)、连杆六(6)与连杆五(5)、连杆五(5)与连杆四(4)、连杆四(4)与连杆三(3)、连杆三(3)与连杆二(2)、及连杆二(2)与连杆一(1)的连接部上。
2.根据权利要求1所述的六轴机器人的六连杆示教装置，其特征在于，所述连杆一(1)为实心杆件，所述连杆一(1)的顶端固连有具有阻尼的转轴一(101)，所述转轴一(101)和连杆一(1)同轴设置，所述连杆二(2)横向设置，且连杆二(2)的长度小于连杆一(1)的长度，所述连杆二(2)的后端通过2个轴承一(111)套装在转轴一(101)上，所述转轴一(101)上连接有编码器一(91)。
3.根据权利要求1所述的六轴机器人的六连杆示教装置，其特征在于，所述连杆二(2)的前端通过轴承二(112)连接有具有阻尼的转轴二(102)，所述转轴二(102)与连杆二(2)相垂直，且转轴二(102)上连接有编码器二(92)，所述连杆三(3)的底端固连在转轴二(102)上，所述连杆三(3)为中空管件。
4.根据权利要求1所述的六轴机器人的六连杆示教装置，其特征在于，所述连杆四(4)的底端通过轴承三(113)连接有具有阻尼的转轴三(103)，所述转轴三(103)与连杆四(4)相垂直，且转轴三(103)上连接有编码器三(93)，所述连杆三(3)的顶端固连在转轴三(103)上，所述连杆四(4)的长度小于连杆三(3)。
5.根据权利要求1所述的六轴机器人的六连杆示教装置，其特征在于，所述连杆五(5)的后端固连有具有阻尼的转轴四(104)，所述转轴四(104)与连杆五(5)同轴设置，所述连杆五(5)为中空管件，所述连杆四(4)的顶端通过2个轴承四(114)套装在转轴四(104)上，所述转轴四(104)上连接有编码器四(94)。
6.根据权利要求1所述的六轴机器人的六连杆示教装置，其特征在于，所述连杆五(5)的前端通过轴承五(115)连接有具有阻尼的转轴五(105)，所述转轴五(105)与连杆五(5)相垂直，且转轴五(105)上连接有编码器五(95)，所述连杆六(6)的后端固连在转轴五(105)上。
7.根据权利要求1所述的六轴机器人的六连杆示教装置，其特征在于，所述连杆六(6)的前端通过具有阻尼的转轴六(106)与执行端(8)相连接，所述执行端(8)、转轴六(106)与连杆六(6)同轴设置，所述执行端(8)的后端套装在转轴六(106)上，且转轴六(106)和执行端(8)之间设置有轴承六(116)，所述转轴六(106)上连接有编码器六(96)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420858567.8U CN204315163U (zh) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | 一种六轴机器人的六连杆示教装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201420858567.8U CN204315163U (zh) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | 一种六轴机器人的六连杆示教装置 |
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| CN204315163U true CN204315163U (zh) | 2015-05-06 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104537944A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 浙江钱江摩托股份有限公司 | 一种六轴机器人的六连杆示教装置 |
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2014
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| CN104537944A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 浙江钱江摩托股份有限公司 | 一种六轴机器人的六连杆示教装置 |
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