CN205835337U - 一种六轴机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种六轴机器人，其主要结构包括：基座，该基座中固定有RV减速器和薄壁轴承；大臂座，大臂座中设有第一轴伺服电机、第二轴伺服电机和第二轴RV减速器；大臂，该大臂连接着第二轴RV减速器和第三轴RV减速器；小臂座，该小臂座设置有第三轴RV减速器和第三轴伺服电机；小臂座罩壳，小臂座罩壳中安装了第四轴伺服电机和第四轴谐波减速器；小臂，该小臂中设有第五轴伺服电机、第一同步带轮、第二同步带轮和第五轴谐波减速器；手腕，手腕中设有第六轴伺服电机和谐波减速器；输出法兰，该法兰可连接外部轴；本实用新型动作灵活，迅速，精度高，能够代替工人完成各种恶劣条件下的工作。

Description

一种六轴机器人

技术领域

本实用新型公开了一种六轴机器人。

技术背景

六轴机器人，也称六轴关节手臂机器人或六轴关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人结构，有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作，适合用于诸多工业制造领域，比如涂装、码垛、焊接、装配等工作。

六轴机器人虽然拥有较多的自由度，运动灵活，但是其关节过多，传动方式复杂，很容易产生误差的积累，导致动作速度慢，精度低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是提供一种灵活、精度高、动作迅速的六轴机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种六轴机器人，主要包括：基座，该基座中固定有RV减速器和薄壁球轴承；大臂座，大臂座中设有第一轴伺服电机、第二轴伺服电机和第二轴RV减速器，其中第一轴伺服电机与基座上的第一轴RV减速器的输入端通过键进行连接，大臂座与第一轴RV减速机的输出端通过螺栓连接；大臂，该大臂连接着第二轴RV减速器，包含大臂罩壳和第三轴RV减速器，其与第二轴RV减速器和第三轴RV减速器的输出轴连接；小臂座，该小臂座设置有第三轴RV减速器和第三轴伺服电机，第三轴RV减速器的外壳通过螺栓固定在小臂座上，第三轴伺服电机通过法兰与小臂座固接，电机轴作为输入轴固接在第三轴RV减速器的输入端；小臂座罩壳，小臂座罩壳中安装了第四轴伺服电机和第四轴谐波减速器，第四轴伺服电机的轴与谐波减速器的波发生器相连，谐波减速器的刚轮与小臂座罩壳固接，在腔内还安装了交叉圆柱滚子轴承，其内圈与谐波减速器的柔轮通过法兰固接；小臂，该小臂中设有第五轴伺服电机、第一带同步轮、第二带同步轮、小臂罩壳和第五轴谐波减速器，第五轴伺服电机通过电机法兰安装在小臂的腔内，电机轴与第一同步带轮通过键连接，第五轴谐波减速器的刚轮安装在小臂末端，其波发生器与法兰轴固接，法兰轴通过键与第二同步带轮连接；小臂罩壳，小臂罩壳将第一、第二同步带轮罩住；手腕，手腕中设有第六轴伺服电机和谐波减速器，其外壳通过法兰与第五轴谐波减速器的柔轮固接；输出法兰，该法兰与第六轴谐波减速器固接，可连接外部设备。

优选地，所述六轴机器人还包括大臂罩壳和小臂罩壳，所述大臂位于大臂座与小臂座的一侧，其内侧为镂空结构，大臂罩壳平行于大臂，通过螺栓与大臂连接；小臂罩壳安装与大臂类似，其内部设置一个轴承安装阶梯，与轴承外圈配合，辅助定位。

优选地，所述基座和大臂座中，薄壁球轴承通过基座上的阶梯与其外圈进行过渡配合安装，其内圈与大臂座上的阶梯进行间隙配合安装；大臂座上第一、第二轴伺服电机通过圆形阶梯槽进行定位，大臂座上设置有电机安装孔，通过电机自带法兰与大臂座进行螺栓连接；大臂座上设置了第一、第二轴RV减速器的安装孔，分别于第一轴RV减速器的输出轴和第二轴RV减速器的外壳通过螺栓连接。

优选地，所述大臂上下两端均设置了RV减速机输出轴安装孔，与第二、第三轴RV减速器的输出轴通过螺纹连接；在大臂杆的两侧设置了罩壳安装孔，与大臂罩壳进行螺纹连接。

优选地，所述小臂座和小臂罩壳中，小臂座和小臂罩壳内侧设置了电机安装台阶和安装孔，通过台阶定位，第三、第四轴伺服电机法兰分别与小臂座和小臂罩壳进行螺纹连接；小臂座外侧和小臂罩壳内侧设置了减速器安装螺孔，分别与第三轴RV减速器的外壳和第四轴谐波减速器的刚轮进行螺纹连接；小臂座的上部与小臂罩壳进行螺纹连接；第四轴谐波减速器的柔轮与法兰进行螺纹连接，法兰另一端与交叉圆柱滚子轴承的内圈进行螺纹连接。

优选地，述小臂中，小臂的一端通过螺纹与圆柱交叉滚子轴承的内圈相连；小臂内部设置有电机安装台阶和螺纹，用于安装第五轴伺服电机；第五轴伺服电机输出轴与第一同步带轮进行键连接；小臂罩壳上设置有阶梯用于安装深沟球轴承；第二同步带轮与法兰轴通过键连接，法兰轴上设有螺纹孔，与第五轴谐波减速器的波发生器进行螺纹连接，另一端插入安装在小臂罩壳上的深沟球轴承内圈。

优选地，所述小臂与小臂罩壳的竖直铰接方向垂直于大臂与小臂座的竖直铰接方向。

优选地，所述第一同步带轮与第二同步带轮所使用的同步带为梯形齿同步带。

相比国内现有技术，本实用新型的优势在于：

本实用新型通过第一到第六轴采用伺服电机，前三轴使用RV减速器，后三轴使用谐波减速器的设置，不同于以往全部采用谐波减速器的配置，增加了运动的刚性与精度，成本又得到控制。第一到第四轴以及第六轴都采用直接与减速器相连的传动方式，使基座与大臂座的铰接，大臂与大臂座的铰接，大臂与小臂座的铰接，小臂与小臂座罩壳的铰接，手腕与输出法兰的铰接能够较为简单的实现，省去了复杂的传动链，增加了传动的精度，提升了传动的效率，通过控制各个伺服电机，就可以精确地控制各个轴的俯仰和旋转运动，并且获得实时反馈，实现六轴精确联动的效果。前三轴的RV减速器较机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命，而且回差精度稳定，不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低，在要求力矩较大的前三轴使用，更有利于增大输出力矩，增加传动精度，其内置的推力轴承还能减少外部结构，使机器人结构更加紧凑，降低重量。第五轴采用梯形同步带传动的方式，代替了齿轮传动，降低了小臂的重量，梯形齿同步带有利于满足大功率的传动形式，并且传动精度较高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本使用新型的结构分解图；

图3是本实用新型的第一轴结构图；

图4是本实用新型的第二轴结构图；

图5是本实用新型的第三轴结构图；

图6是本实用新型的第四轴结构图；

图7是本实用新型的第五轴结构图；

图8是本实用新型的第六轴结构图；

具体实施方式

如图1、图2所示六轴机器人，其中主要包括：基座1、大臂座4、大臂9、小臂座12、小臂罩壳15、小臂21和手腕30，其中：

如图3所示，基座1，该基座中固定有第一轴RV减速器2和薄壁球轴承3，其中第一轴RV减速器2的外壳与基座1通过螺栓固定，薄壁球轴承3与基座1通过台阶定位。

如图3所示，大臂座4，该大臂座上部通过螺栓固定着第一轴伺服电机5，第一轴伺服电机5的输出轴与第一轴RV减速器2的输入端固连，第一轴RV减速器2的输出轴与大臂座4固连，大臂座4通过第一轴RV减速器2与基座1水平铰接，在第一轴伺服电机5的驱动下，大臂座可绕基座1水平旋转；

如图4所示，在大臂座4的侧面固定有第二轴伺服电机6和第二轴RV减速器8，其中第二轴伺服电机6的输出轴与第二轴RV减速器8的输入端固连，第二轴RV减速器8的外壳与大臂座4通过螺栓连接，第二轴RV减速器8的输出轴与大臂9通过螺栓固连；大臂罩壳10通过螺栓与大臂9固连；大臂9通过第二轴RV减速器8与大臂座4垂直铰接；通过第二轴伺服电机6的驱动，大臂9可以绕大臂座4作垂直转动；

如图5、图6所示，小臂座12，在小臂座12的两侧固定有第三轴伺服电机11和第三轴RV减速器13，其中第三轴伺服电机11的输出轴与第三轴RV减速器13的输入端固连，第三轴RV减速器13的外壳与小臂座12通过螺栓连接，第三轴RV减速器13的输出轴与大臂9通过螺栓固连；小臂座12通过第三轴RV减速器13与大臂9垂直铰接；小臂座罩壳15与小臂座12通过两排螺栓进行固连；在第三轴伺服电机11的驱动下，小臂座12带动小臂座罩壳15做垂直于大臂9的旋转运动；

如图6、图7所示，在小臂座罩壳15和小臂旋转后法兰18中，固定有第四轴伺服电机14、第四轴谐波减速器16、小臂旋转法兰17和交叉圆柱滚子轴承19；在小臂座罩壳15的两侧固定有第四轴伺服电机14和第四轴谐波减速器16，其中第四轴伺服电机14的输出轴与第四轴谐波减速器16的波发生器固连，第四轴谐波减速器16的刚轮与小臂座罩壳15通过螺栓连接，小臂旋转法兰17的一端与第四轴谐波减速器16的柔轮通过螺纹固连，小臂旋转法兰17的另一端与交叉圆柱滚子轴承19的内圈通过螺纹固连；小臂21的后端与交叉圆柱滚子轴承19的内圈通过螺栓固连，小臂21通过交叉圆柱滚子轴承19与小臂座罩壳15水平铰接；从而通过第四轴伺服电机14的驱动，小臂可以在水平方向上作旋转运动；

如图7、图8所示，第五轴伺服电机20安装在小臂21的内部；第五轴伺服电机20的输出轴与第一同步带轮22通过台阶和键分别进行定位和链接；在小臂21的末端，第五轴谐波减速器26的刚轮与小臂固连，其波发生器与法兰轴26通过螺栓固连，法兰轴26轴端通过键与第二同步带轮25固连，法兰轴26末端与轴承24内圈相连，轴承24外圈与小臂罩壳23内的台阶以过渡配合连接；手腕旋转法兰35与第五轴谐波减速器26的柔轮连接，与小臂21垂直铰接，在第五轴伺服电机20的驱动下，手腕可绕小臂21作垂直俯仰运动；

如图8所示，在手腕座30前端，固定有安装法兰32，安装法兰32两侧分别固定第六轴伺服电机29和第六轴谐波减速器32的刚轮，第六轴伺服电机29的输出轴与第六轴谐波减速器32的波发生器固连，第六轴谐波减速器32柔轮与输出法兰34通过螺纹固连，将运动传递到外接轴上；输出法兰34通过第六轴谐波减速器32与手腕座30水平铰接，在第六轴伺服电机29的驱动下，输出法兰做平行于手腕座30的水平旋转；

第一到第四轴以及第六轴都采用直接与减速器相连的传动方式，使基座与大臂座的铰接，大臂与大臂座的铰接，大臂与小臂座的铰接，小臂与小臂座罩壳的铰接，手腕与输出法兰的铰接可以较为简单的实现，省去了复杂的传动链，减少了轴承的设置，增加了传动的精度，通过控制各个伺服电机，就可以精确地控制各个轴的俯仰和旋转运动，并且获得实时反馈，使得六轴机器人能够进行实时姿位调整，能够准确、快速、灵巧地对空间中的物体进行焊接、码垛、喷涂等作业，获得较高的重复定位精度，提高生产效率；RV减速器的选用进一步增加了运动的精度和使用寿命，减少了减速器的更换周期，为维护带来方便。

第五轴采用梯形同步带传动的方式，代替了齿轮传动，降低了小臂的重量，梯形齿同步带有利于满足大功率的传动形式，并且传动精度较高。

上述实施方法仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型的保护范围本领域技术人员在本实用新型的技术基础上所做的等效结构或等效流程变换均属于本实用新型所要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种六轴机器人，其主要特征包括：

基座，该基座中固定有RV减速器和薄壁球轴承；

大臂座，大臂座中设有第一轴伺服电机、第二轴伺服电机和第二轴RV减速器，其中第一轴伺服电机与基座上的第一轴RV减速器的输入端连接，大臂座与第一轴RV减速机的输出端连接；

大臂，该大臂连接着第二轴RV减速器，包含大臂罩壳和第三轴RV减速器，其与第二轴RV减速器和第三轴RV减速器的输出轴连接；

小臂座，该小臂座设置有第三轴RV减速器和第三轴伺服电机，第三轴RV减速机的外壳固定在小臂座上，第三轴伺服电机通过法兰与小臂座固接，电机轴作为输入轴固接在第三轴RV减速器的输入端；

小臂座罩壳，小臂座罩壳中安装了第四轴伺服电机和第四轴谐波减速器，第四轴伺服电机的轴与谐波减速器的波发生器相连，谐波减速器的刚轮与小臂座罩壳固接，在腔内还安装了交叉圆柱滚子轴承，其内圈与谐波减速器的柔轮相连；

手腕，手腕中设有第六轴伺服电机和谐波减速器，其外壳通过法兰与第五轴谐波减速器的柔轮连接；

输出法兰，该法兰与第六轴谐波减速器相连，可连接外部设备；

小臂，该小臂中设有第五轴伺服电机、第一带同步轮、第二带同步轮、小臂罩壳和第五轴谐波减速器；第五轴伺服电机安装在小臂的腔内，电机轴与第一同步带轮连接；第五轴谐波减速器的刚轮安装在小臂末端，其波发生器与法兰轴连接，法兰轴与第二同步带轮连接；小臂罩壳将第一、第二同步带轮罩住。

2.如权利要求1所述的六轴机器人，所述基座和大臂座中，薄壁球轴承通过基座上的阶梯与其外圈进行过渡配合安装，其内圈与大臂座上的阶梯进行间隙配合安装；大臂座上第一、第二轴伺服电机通过圆形阶梯槽进行定位，大臂座上设置有电机安装孔，通过电机自带法兰与大臂座连接；大臂座上设置了第一、第二轴RV减速器的安装孔，分别于第一轴RV减速器的输出轴和第二轴RV减速器的外壳相连。

3.如权利要求1所述的六轴机器人，所述大臂上下两端均设置了RV减速机输出轴安装孔，与第二、第三轴RV减速器的输出轴连接；在大臂杆的两侧设置了罩壳安装孔，与大臂罩壳连接。

4.如权利要求1所述的六轴机器人，所述小臂座和小臂罩壳中，小臂座和小臂罩壳内侧设置了电机安装台阶和安装孔，通过台阶定位，第三、第四轴伺服电机法兰分别与小臂座和小臂罩壳连接；小臂座外侧和小臂罩壳内侧设置了减速机安装螺孔，分别与第三轴RV减速机的外壳和第四轴谐波减速机的刚轮连接；小臂座的上部与小臂罩壳连接；第四轴谐波减速器的柔轮与法兰连接，法兰另一端与交叉圆柱滚子轴承的内圈连接。

5.如权利要求1所述的六轴机器人，所述小臂中，小臂的一端通过螺纹与圆柱交叉滚子轴承的内圈相连；小臂内部设置有电机安装台阶，用于安装第五轴伺服电机；第五轴伺服电机输出轴与第一同步带轮连接；小臂罩壳上设置有阶梯用于安装深沟球轴承；第二同步带轮与法兰轴连接，法兰轴上设有螺纹孔，与第五轴谐波减速器的波发生器连接，另一端插入安装在小臂罩壳上的深沟球轴承内圈。