CN206075690U - 工业教学机器人操作平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业教学机器人操作平台，包括用于输送产品的微型自动化生产线以及用于抓取或加工产品的微型工业机器人；所述微型工业机器人至少包括基座、绕竖直方向转动配合于所述基座的旋转座、由旋转座驱动并能在竖直平面内摆动的摆臂以及由摆臂带动并能在空间内移动的机械手，该操作平台能够实现了工业机器人生产线的小型化与轻量化，将大型工业机器人及自动化生产线变成了教学产品，可布置在教室、书房等研究和学习场所，同时该操作平台采用模块化设计，便于拆卸与安装，外形美观，拆卸不伤手，能让使用者更加全面的掌握工业机器人生产线工作的过程。

Description

工业教学机器人操作平台

技术领域

本实用新型涉及机器人教学用具领域，具体为一种工业教学机器人操作平台。

背景技术

随着社会的进步，机械手臂是目前在工业机器人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、教育教学、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。在教育教学方面能让学生了解机械臂的工作过程，了解力的产生到转化的过程；因此，学校经常组织学生到工厂考察学习各种机械臂工作，由于，工厂都是大型机械臂，学生进入学习很不方便，且存在较多安全隐患。

因此，需要一种工业教学机器人操作平台，该操作平台实现了工业机器人生产线的小型化与轻量化，实现了将大型工业机器人及自动化生产线变成了教学产品，可布置在教室、书房等研究和学习场所，同时该操作平台采用模块化设计，便于拆卸与安装，外形美观，拆卸不伤手，能让学生更加全面的掌握工业机器人生产线工作的过程。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种工业教学机器人操作平台，该操作平台能够实现了工业机器人生产线的小型化与轻量化，实现了将大型工业机器人及自动化生产线变成了教学产品，可布置在教室、书房等研究和学习场所，同时该操作平台采用模块化设计，便于拆卸与安装，外形美观，拆卸不伤手，能让学生更加全面的掌握工业机器人生产线工作的过程。

本实用新型公开的一种工业教学机器人操作平台，包括用于输送产品的微型自动化生产线以及用于抓取或加工产品的微型工业机器人；所述微型工业机器人至少包括基座、绕竖直方向转动配合于所述基座的旋转座、由旋转座驱动并能在竖直平面内摆动的摆臂以及由摆臂带动并能在空间内移动的机械手；

进一步，所述微型自动化生产线包括用于依次输送产品的多个输送带以及用于将产品由一个输送带推向另一个输送带的气缸；

进一步，还包括演示桌，所述微型自动化生产线和微型工业机器人均固定于所述演示桌的桌面上；

进一步，所述微型工业机器人还包括沿竖直平面转动配合于所述旋转座的中间臂、设置于所述中间臂与摆臂之间的中间架以及连接于所述机械手与摆臂之间的连接架；

进一步，所述旋转座由轴承支承于基座并通过设置于基座内的第一动力装置驱动其绕竖直方向转动；

进一步，所述旋转座包括用于与基座转动配合的转盘以及固定于转盘顶面的叉形支座，所述叉形支座内固定有第二动力装置；所述第二动力装置的动力输出轴穿过叉形支座的侧板连接于所述中间臂用于驱动所述中间臂摆动；

进一步，所述中间臂包括底板以及围绕底板边缘一体成形的侧围；所述中间架为可拆卸的框架结构；所述中间臂固定有用于驱动中间架摆动的第三动力装置并由第三动力装置的外圆面转动支承所述中间架，所述中间架内固定有第四动力装置，所述摆臂伸入中间架内并与第四动力装置的输出轴传动连接；

进一步，所述连接架为叉形构件，其两侧板铰接于所述摆臂并由固定于摆臂第五动力装置驱动摆动；连接架的两个侧板之间固定有第六动力装置；所述第六动力装置的动力输出轴穿过连接架的底板连接于所述机械手用于驱动机械手自转；

进一步，所述第一动力装置、第二动力装置和第三动力装置均包括伺服电机以及用于将伺服电机的动力减速输出的行星齿轮减速器；所述第四动力装置、第五动力装置和第六动力装置均为步进电机；

进一步，所述第一动力装置的伺服电机位于于演示桌的桌面下方。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的工业教学机器人操作平台，由微型工业机器人抓取或直接对产品进行加工，微型自动化生产线用于将需要加工的产品输向微型工业机器人的加工位置，同时将加工完毕的产品移出加工位置，微型工业机器人的旋转座和摆臂相互配合能够将机械手移动至空间内任意位置，操作平台实现了工业机器人生产线的小型化与轻量化，实现了将大型工业机器人及自动化生产线变成了教学产品，可布置在教室、书房等研究和学习场所，同时该操作平台采用模块化设计，便于拆卸与安装，机器人表面可采用镀锌处理，外形美观，拆卸不伤手，能让学生更加全面的掌握工业机器人生产线工作的过程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的微型工业机器人的主视图；

图3为本实用新型的微型工业机器人的左视图；

图4为本实用新型的微型工业机器人的俯视图；

图5为本实用新型的基座的剖视图；

图6为本实用新型的叉形支座的结构示意图；

图7为本实用新型的中间臂的结构示意图；

图8为本实用新型的中间架的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图；如图所示，本实施例中的工业教学机器人操作平台，包括用于输送产品的微型自动化生产线以及用于抓取或加工产品的微型工业机器人1；所述微型工业机器人1至少包括基座7、绕竖直方向转动配合于所述基座7的旋转座8、由旋转座8驱动并能在竖直平面内摆动的摆臂11以及由摆臂11带动并能在空间内移动的机械手14；本操作平台由微型工业机器人1抓取或直接对产品进行加工，微型自动化生产线用于将需要加工的产品输向微型工业机器人1的加工位置，同时将加工完毕的产品移出加工位置，微型工业机器人1的旋转座8和摆臂11相互配合能够将机械手14移动至空间内任意位置，操作平台实现了工业机器人生产线的小型化与轻量化，实现了将大型工业机器人及自动化生产线变成了教学产品，可布置在教室、书房等研究和学习场所，同时该操作平台采用模块化设计，便于拆卸与安装，机器人表面可采用镀锌处理，外形美观，拆卸不伤手，能让学生更加全面的掌握工业机器人生产线工作的过程。

本实施例中，所述微型自动化生产线包括用于依次输送产品的多个输送带以及用于将产品由一个输送带推向另一个输送带的气缸3；所述输送带为至少两个平行设置的纵向输送带4以及位于两纵向输送带4之间横向输送带2，两个纵向输送带4分别为第一纵向输送带4和第二纵向输送的的6，其中第一纵向输送带4位于机械手14正下方，被加工工件由第二纵向输送的的6向微型工业机器人1一侧输送，当被加工工件输送至靠近横向输送带2时，设置在该第二纵向输送的的6一侧的气缸3动作将被加工工件由第二纵向输送的的6推至横向输送带2，再由横向输送带2将被加工工件输送至第一纵向输送带4，当被加工工件加工完成后，整个输送系统反向运动，加工完的工件依次通过第一纵向输送带4、横向输送带2和第二纵向输送的的6向外输送。

本实施例的工业教学机器人操作平台还包括演示桌5，所述微型自动化生产线和微型工业机器人1均固定于所述演示桌5的桌面上，本实施例中，整个微型工业机器人1生产线与演示桌5一体化设计，便于其直接布置在教室、书房等学习产所。

本实施例中，所述微型工业机器人1还包括沿竖直平面转动配合于所述旋转座8的中间臂9、设置于所述中间臂9与摆臂11之间的中间架10以及连接于所述机械手14与摆臂11之间的连接架13；增加中间臂9、中间架10和连接架13能够进一步增加微型工业机器人1机械臂的自由度，使机械手14能够完成更多复杂动作。

本实施例中，所述旋转座8由轴承23支承于基座7并通过设置于基座7内的第一动力装置驱动其绕竖直方向转动，基座7内设有由第一电机21和第一减速器22组成的第一动力装置，第一减速器22的输入端用于接受第一电机21的输出动力，第一减速器22输出轴传动连接于旋转座8用于驱动旋转座8绕竖直方向旋转，由于旋转座8在工作过程中将会受到一定程度的倾覆力矩，为避免该倾覆力矩直接传递至第一减速器22的输出轴，使该输出轴发生弯曲，本实用新型在基座7和旋转座8之间设置轴承23，将旋转座8受到的倾覆力矩传递至基座7，避免减速器输出转轴弯曲导致整个机械臂发生破坏，提高其可靠性。

本实施例中，所述旋转座8包括用于与基座7转动配合的转盘24以及固定于转盘24顶面的叉形支座，所述叉形支座内固定有第二动力装置；所述第二动力装置的动力输出轴穿过叉形支座的侧板连接于所述中间臂9用于驱动所述中间臂9摆动；所述叉形支座的两个侧板分别设有用于固定安装第二动力装置的方孔28以及用于使第二动力装置的转轴伸出的圆孔29，第二动力装置由第二电机15和第二减速器16组成，且第二电机15与第二减速器16为一体式构造，第二电机15位于叉形支座的侧板的外侧，第二减速器16的壳体固定于侧板的方孔28内，使整个第二动力装置实现固定，第二减速器16的输出轴从叉形支座另一个侧板的圆孔29中伸出并连接于中间臂9上，从而驱动中间臂9相对于旋转座8转动。

本实施例中，所述中间臂9包括底板以及围绕底板25边缘一体成形的侧围26；所述中间架10为可拆卸的框架结构；所述中间臂9固定有用于驱动中间架10摆动的第三动力装置并由第三动力装置的外圆面转动支承所述中间架10，

所述中间架10内固定有第四动力装置19，所述摆臂11伸入中间架10内并与第四动力装置19的输出轴传动连接；所述底板上设有用于固定安装第三动力装置的安装孔27，装配时，中间臂9的底板应朝向旋转座8一侧，本实施例中的中间臂9为金属薄壁零件，其重量轻且结构强度高，不易发生弯折，中间臂9的侧围26的顶面为中间高两侧低的弧面结构，有利于进一步提高其强度以及外观商品性，第三动力装置也由一体化的第三电机17和第三减速器18构成，第三电机17布置于中间臂9开口一侧，第三减速器18的壳体穿过中间臂9上的安装孔并固定于该安装孔内，中间架10的侧板30上设有凹槽，其连接板31上设有凸块，通过凹槽与凸块的配合实现相互定位，再通过螺钉紧固，这种结构形式的肩部支架结构简单，便于教学人员装配和拆卸，有利于达到教学演示的目的。

本实施例中，所述连接架13为叉形构件，其两侧板铰接于所述摆臂11并由固定于摆臂11第五动力装置20驱动摆动；连接架13的两个侧板之间固定有第六动力装置；所述第六动力装置的动力输出轴穿过连接架13的底板连接于所述机械手14用于驱动机械手14自转，机械手14可夹持加工刀具并利用刀具对产品进行加工。

本实施例中，所述第一动力装置、第二动力装置和第三动力装置均包括伺服电机以及用于将伺服电机的动力减速输出的行星齿轮减速器；所述第四动力装置19、第五动力装置20和第六动力装置均为步进电机；现有工业机器人的减速器通常为RV减速器，其体积自重较大，本实施例中的减速器均为行星齿轮减速器，从而达到结构紧凑以及实现较大的减速比；所述第四动力装置19、第五动力装置20和第六动力装置均为步进电机；步进电机的体积小，重量轻，可减小机械臂第四、第五和第六关节处的重量，另外，本机械臂中既设置有伺服电机，又设置有步进电机，利于教学人员分别演示伺服电机和步进电机的结构和工作特性。

本实施例中，所述第一动力装置的伺服电机位于于演示桌5的桌面下方，进而有效利用演示桌5内部的空间。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种工业教学机器人操作平台，其特征在于，包括用于输送产品的微型自动化生产线以及用于抓取或加工产品的微型工业机器人；所述微型工业机器人至少包括基座、绕竖直方向转动配合于所述基座的旋转座、由旋转座驱动并能在竖直平面内摆动的摆臂以及由摆臂带动并能在空间内移动的机械手。

2.根据权利要求1所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：所述微型自动化生产线包括用于依次输送产品的多个输送带以及用于将产品由一个输送带推向另一个输送带的气缸。

3.根据权利要求1所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：还包括演示桌，所述微型自动化生产线和微型工业机器人均固定于所述演示桌的桌面上。

4.根据权利要求2所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：所述微型工业机器人还包括沿竖直平面转动配合于所述旋转座的中间臂、设置于所述中间臂与摆臂之间的中间架以及连接于所述机械手与摆臂之间的连接架。

5.根据权利要求4所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：所述旋转座由轴承支承于基座并通过设置于基座内的第一动力装置驱动其绕竖直方向转动。

6.根据权利要求5所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：所述旋转座包括用于与基座转动配合的转盘以及固定于转盘顶面的叉形支座，所述叉形支座内固定有第二动力装置；所述第二动力装置的动力输出轴穿过叉形支座的侧板连接于所述中间臂用于驱动所述中间臂摆动。

7.根据权利要求6所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：所述中间臂包括底板以及围绕底板边缘一体成形的侧围；所述中间架为可拆卸的框架结构；所述中间臂固定有用于驱动中间架摆动的第三动力装置并由第三动力装置的外圆面转动支承所述中间架，所述中间架内固定有第四动力装置，所述摆臂伸入中间架内并与第四动力装置的输出轴传动连接。

8.根据权利要求7所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：所述连接架为叉形构件，其两侧板铰接于所述摆臂并由固定于摆臂第五动力装置驱动摆动；连接架的两个侧板之间固定有第六动力装置；所述第六动力装置的动力输出轴穿过连接架的底板连接于所述机械手用于驱动机械手自转。

9.根据权利要求8所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：所述第一动力装置、第二动力装置和第三动力装置均包括伺服电机以及用于将伺服电机的动力减速输出的行星齿轮减速器；所述第四动力装置、第五动力装置和第六动力装置均为步进电机。

10.根据权利要求5所述的工业教学机器人操作平台，其特征在于：所述第一动力装置的伺服电机位于演示桌的桌面下方。