CN206465095U - 六自由度工业机器人及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种六自由度工业机器人及设备，涉及工业机器人技术领域。六自由度工业机器人包括能够绕自身轴线旋转的基座组件、与基座组件转动连接的二轴组件、与二轴组件远离基座组件的一端转动连接的三轴组件、与三轴组件远离二轴组件的一端转动连接的四轴组件、与四轴组件远离三轴组件的一端转动连接的五轴组件以及与五轴组件相连的能够绕自身轴线旋转的六轴组件，解决了现有技术中存在的工业机器人的平衡性差、灵活性差，无法达到3C行业精密加工要求的技术问题，通过设置两个腰转连杆及两个二轴连杆，结构设计合理，大大提高了六自由度工业机器人运作时的平衡性和灵活性，保证了工业机器人作业的精度，降低了生产成本。

Description

六自由度工业机器人及设备

技术领域

本实用新型涉及工业机器人技术领域，尤其是涉及一种六自由度工业机器人及设备。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机械系统，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，它集成了机械工程、电子技术、材料科学、软件控制和人工智能等多种学科，是自动化机械的典型代表产物，随着工业机器人技术的发展，需要工业机器人进行的处理越来越多，动作也越来越复杂，对工业机器人的运动和控制也都提出了更高的要求，目前，具有六自由度的工业机器人因其具有较好的灵活性及较为优越的通用性，从而占据了相当大的市场份额，六自由度工业机器人已经广泛应用于工业的各个领域，如焊接、喷涂、搬运等，它不仅大幅度地降低了人力成本，还可以代替人工进行危险作业。

但是，对于结合电脑、通讯和消费性电子三大科技产品整合应用的资讯家电产业而言的3C产业及其他的新兴科技产业，往往需要利用工业机器人进行精密加工制造，普通工业领域的六自由度工业机器人的结构体积相对偏大，工作时机械手臂的平衡性差，运行精度低，且由于结构设计不合理，导致机器人的工作半径小，灵活性差，无法达到3C行业精密加工的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种六自由度工业机器人及设备，以解决现有技术中存在的工业机器人的平衡性差、灵活性差，无法达到3C行业精密加工要求的技术问题。

本实用新型提供的六自由度工业机器人包括能够绕自身轴线旋转的基座组件、与所述基座组件转动连接的二轴组件、与所述二轴组件远离所述基座组件的一端转动连接的三轴组件、与所述三轴组件远离所述二轴组件的一端转动连接的四轴组件、与所述四轴组件远离所述三轴组件的一端转动连接的五轴组件以及与所述五轴组件相连的能够绕自身轴线旋转的六轴组件；

所述基座组件包括基座本体以及设于所述基座本体上的能够绕所述基座本体的轴线旋转的腰转部件，所述腰转部件包括与所述基座本体相连的旋转台以及设置于所述旋转台上方的相对且间隔设置的两个腰转连杆；

所述二轴组件包括设于两个所述腰转连杆之间的并与两个所述腰转连杆转动连接的二轴本体以及分别设置于所述二轴本体的两侧并且与所述二轴本体相连的两个二轴连杆；

所述三轴组件设于两个所述二轴连杆之间并与所述二轴连杆转动连接。

进一步的，所述基座组件还包括设于所述基座本体内的用于驱动所述旋转台转动的第一驱动机构。

进一步的，所述二轴组件还包括设于所述基座本体内的用于驱动所述二轴组件转动的第二驱动机构。

进一步的，所述三轴组件包括设于两个所述二轴连杆之间并与所述二轴连杆转动连接的三轴本体以及设于所述三轴本体内的用于驱动所述三轴组件转动的第三驱动机构。

进一步的，所述四轴组件包括与所述三轴本体转动连接的四轴本体以及设于所述四轴本体内的用于驱动所述四轴组件转动的第四驱动机构。

进一步的，所述五轴组件包括设于所述四轴本体端部的并与所述四轴本体转动连接的五轴本体以及设于所述四轴本体内的用于驱动所述五轴组件转动的第五驱动机构。

进一步的，所述六轴组件包括与所述五轴本体的中部相连的六轴本体、设于所述六轴本体的端部并能够绕所述六轴本体的轴线旋转的转接件以及设于所述四轴本体内的用于驱动所述六轴组件转动的第六驱动机构。

进一步的，所述旋转台的旋转角度范围是+170～-170°，所述二轴本体的转动角度范围是+135～-95°，所述三轴本体的转动角度范围是+66～-210°，所述四轴本体的转动角度范围是+170～-170°，所述五轴本体的转动角度范围是+135～-135°，所述转接件的旋转角度范围是+360～-360°。

进一步的，还包括用于控制所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构以及第六驱动机构运动的电控装置。

本实用新型提供的设备，包括如上述技术方案中任一项所述的六自由度工业机器人。

本实用新型提供的六自由度工业机器人通过基座组件、二轴组件、三轴组件、四轴组件、五轴组件及六轴组件之间的连接与配合来实现工业机器人的正常作业，基座组件能够绕其自身的轴线旋转，二轴组件能够绕其与基座组件连接处的轴线转动，三轴组件能够绕其与二轴组件连接处的轴线转动，四轴组件能够绕其与三轴组件连接处的轴线转动，五轴组件能够绕其与四轴组件连接处的轴线转动，六轴组件与五轴组件相连，并能够绕其自身的轴线旋转，从而使工业机器人具有六个自由度，因而工业机器人具有较高的灵活性，并且能够正常稳定的完成各种复杂的动作。

基座组件的旋转运动由基座本体及设于基座本体上的能够绕基座本体的轴线旋转的腰转部件来实现，腰转部件包括与基座本体相连的旋转台及设置于旋转台上方的相对且间隔设置的两个腰转连杆，为使工业机器人具有良好的平衡性，腰转连杆设置有两个，二轴本体设于两个腰转连杆之间并与两个腰转连杆转动连接，从而实现了二轴组件的转动，二轴连杆与二轴本体相连且分别于二轴本体的两侧设置有两个，三轴组件设于两个二轴连杆之间并与两个二轴连杆转动连接，从而实现了三轴组件的转动，由于设置了两个腰转连杆及两个二轴连杆，使得二轴本体在两个腰转连杆之间转动，三轴组件在两个二轴连杆之间转动，相比现有技术中采用单个腰转连杆与单节大臂、单节大臂与小臂轴座的转动连接来实现机器人的正常作业，大大提高了工业机器人运作时的平衡性，且省去了平衡装置的设计和安装，降低了生产成本，且由于结构设计合理，平衡性好，保证了工业机器人作业的精度，提高了工业机器人作业的灵活性，并且能够保证工业机器人具有最大的工作半径，使得六自由度工业机器人能够满足3C行业精密加工的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的六自由度工业机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的六自由度工业机器人的结构主视图；

图3为本实用新型实施例提供的六自由度工业机器人的结构左视图；

图4为本实用新型实施例提供的六自由度工业机器人的结构俯视图。

图标：100-基座组件；200-二轴组件；300-三轴组件；400-四轴组件；500-五轴组件；600-六轴组件；110-基座本体；120-腰转部件；121-旋转台；122-腰转连杆；210-二轴本体；220-二轴连杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对实施例1及实施例2进行详细描述：

图1为本实用新型实施例提供的六自由度工业机器人的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的六自由度工业机器人的结构主视图；图3为本实用新型实施例提供的六自由度工业机器人的结构左视图；图4为本实用新型实施例提供的六自由度工业机器人的结构俯视图。

实施例1

请一并参照图1-4，本实施例提供了一种六自由度工业机器人，包括能够绕自身轴线旋转的基座组件100、与基座组件100转动连接的二轴组件200、与二轴组件200远离基座组件100的一端转动连接的三轴组件300、与三轴组件300远离二轴组件200的一端转动连接的四轴组件400、与四轴组件400远离三轴组件300的一端转动连接的五轴组件500以及与五轴组件500相连的能够绕自身轴线旋转的六轴组件600，具体而言：

六自由度工业机器人通过基座组件100、二轴组件200、三轴组件300、四轴组件400、五轴组件500及六轴组件600之间的连接与配合来实现工业机器人的正常作业，基座组件100能够绕其自身的轴线旋转，二轴组件200能够绕其与基座组件100连接处的轴线转动，三轴组件300能够绕其与二轴组件200连接处的轴线转动，四轴组件400能够绕其与三轴组件300连接处的轴线转动，五轴组件500能够绕其与四轴组件400连接处的轴线转动，六轴组件600与五轴组件500相连，并能够绕其自身的轴线旋转，从而使工业机器人具有六个自由度，因而工业机器人具有较高的灵活性，并且能够正常稳定的完成各种复杂的动作，更为具体地：

基座组件100包括基座本体110以及设于基座本体110上的能够绕基座本体110的轴线旋转的腰转部件120，腰转部件120包括与基座本体110相连的旋转台121以及设置于旋转台121上方的相对且间隔设置的两个腰转连杆122，二轴组件200包括设于两个腰转连杆122之间的并与两个腰转连杆122转动连接的二轴本体210以及分别设置于二轴本体210的两侧并且与二轴本体210相连的两个二轴连杆220，三轴组件300设于两个二轴连杆220之间并与二轴连杆220转动连接，基座组件100的旋转运动由基座本体110及设于基座本体110上的能够绕基座本体110的轴线旋转的腰转部件120来实现，腰转部件120包括与基座本体110相连的旋转台121及设置于旋转台121上方的相对且间隔设置的两个腰转连杆122，为使工业机器人具有良好的平衡性，腰转连杆122设置有两个，二轴本体210设于两个腰转连杆122之间并与两个腰转连杆122转动连接，从而实现了二轴组件200的转动，二轴连杆220与二轴本体210相连且分别于二轴本体210的两侧设置有两个，三轴组件300设于两个二轴连杆220之间并与两个二轴连杆220转动连接，从而实现了三轴组件300的转动，由于设置了两个腰转连杆122及两个二轴连杆220，使得二轴本体210在两个腰转连杆122之间转动，三轴组件300在两个二轴连杆220之间转动，相比现有技术中采用单个腰转连杆122与单节大臂、单节大臂与小臂轴座的转动连接来实现机器人的正常作业，大大提高了工业机器人运作时的平衡性，且省去了平衡装置的设计和安装，降低了生产成本，且由于结构设计合理，平衡性好，保证了工业机器人作业的精度，提高了工业机器人作业的灵活性，并且能够保证工业机器人具有最大的工作半径，使得六自由度工业机器人能够满足3C行业精密加工的要求。

为保证六自由度工业机器人能够正常地作业从而完成各种复杂的动作，基座组件100还包括设于基座本体110内的用于驱动旋转台121转动的第一驱动机构，第一驱动机构可与第一传动机构相连，第一传动机构与旋转台121相连，通过第一驱动机构将驱动力传递给第一传动机构，由第一传动机构带动旋转台121及腰转连杆122绕基座本体110的轴线旋转，从而实现工业机器人基座组件100的旋转运动；二轴组件200还包括设于基座本体110内的用于驱动二轴组件200转动的第二驱动机构，第二驱动机构可与第二传动机构相连，第二传动机构与二轴本体210相连，通过第二驱动机构将驱动力传递给第二传动机构，由第二传动机构带动二轴本体210及二轴连杆220绕腰转连杆122与二轴本体210连接处的轴线转动，从而实现工业机器人二轴组件200的转动；三轴组件300包括设于两个二轴连杆220之间并与二轴连杆220转动连接的三轴本体以及设于三轴本体内的用于驱动三轴组件300转动的第三驱动机构，第三驱动机构可与第三传动机构相连，第三传动机构与三轴本体相连，通过第三驱动机构将驱动力传递给第三传动机构，由第三传动机构带动三轴本体绕三轴本体与二轴连杆220连接处的轴线转动，从而实现工业机器人三轴组件300的转动；四轴组件400包括与三轴本体转动连接的四轴本体以及设于四轴本体内的用于驱动四轴组件400转动的第四驱动机构，第四驱动机构可与第四传动机构相连，第四传动机构与四轴本体相连，通过第四驱动机构将驱动力传递给第四传动机构，由第四传动机构带动四轴本体绕三轴本体与四轴本体连接处的轴线转动，从而实现工业机器人四轴组件400的转动；五轴组件500包括设于四轴本体端部的并与四轴本体转动连接的五轴本体以及设于四轴本体内的用于驱动五轴组件500转动的第五驱动机构，第五驱动机构可与第五传动机构相连，第五传动机构与五轴本体相连，通过第五驱动机构将驱动力传递给第五传动机构，由第五传动机构带动五轴本体绕五轴本体与四轴本体连接处的轴线转动，从而实现工业机器人五轴组件500的转动；六轴组件600包括与五轴本体的中部相连的六轴本体、设于六轴本体的端部并能够绕六轴本体的轴线旋转的转接件以及设于四轴本体内的用于驱动六轴组件600转动的第六驱动机构，第六驱动机构可与第六传动机构相连，第六传动机构与转接件相连，通过第六驱动机构将驱动力传递给第六传动机构，由第六传动机构带动转接件绕六轴本体的轴线旋转，从而实现工业机器人六轴组件600的旋转运动，使工业机器人具有六个自由度，使得工业机器人具有较高的灵活性，且通过各组件之间的相互连接和配合，共同完成工业机器人的各种运动，保证机器人能够正常稳定运行，转接件可与相应的执行机构连接以使工业机器人具备打磨、抛光等多种功能，从而扩大六自由度工业机器人的应用范围，大幅降低生产成本，提高作业效率。

一种具体的实施方式中，当六自由度机器人位于图2的主视图所示的工位时，基于此时工业机器人各组件所在的位置，旋转台121的旋转角度范围是+170～-170°，二轴本体210的转动角度范围是+135～-95°，三轴本体的转动角度范围是+66～-210°，四轴本体的转动角度范围是+170～-170°，五轴本体的转动角度范围是+135～-135°，转接件的旋转角度范围是+360～-360°，此处的“+”“-”表示旋转方向，在这里，规定以顺时针旋转为“+”，以逆时针旋转为“-”，以使工业机器人具有最大的工作半径，能够满足3C行业精密加工的要求，且工业机器人在工作时应保证运作灵敏，各组件的运动应具有较高的运动速度，同时定位准确，保证作业精度，提高作业效率。

为使工业机器人能够正常稳定运行，六自由度工业机器人应连接有电控装置，具体地，第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构以及第六驱动机构均应分别连接电控装置，通过电控装置为工业机器人的运动提供驱动信号，并根据驱动信号分别控制第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构以及第六驱动机构的动作以完成六自由度工业机器人的设定动作，从而保证六自由度工业机器人的灵活性，使其能够正常稳定运行。

实施例2

本实施例提供了一种设备，包括实施例1中的六自由度工业机器人。该设备可为与六自由度工业机器人相连组合而成的焊接、搬运、喷涂、打磨、抛光等工种的机器人，也可为联合作业的多台工业机器人，于生产流水线上共同完成产品的加工，由于六自由度机器人省去了平衡装置的设计和安装，通过设置两个腰转连杆122及两个二轴连杆220，使得二轴本体210在两个腰转连杆122之间转动，三轴组件300在两个二轴连杆220之间转动，结构设计合理，平衡性好，降低了生产成本，保证了工业机器人作业的精度，提高了工业机器人作业的灵活性，根据工业机器人应用的工业领域，合理设计各组件的结构，能够使六自由度工业机器人的结构灵巧，保证工业机器人具有最大的工作半径，使六自由度工业机器人能够满足3C行业精密加工的要求，且使得结构布局紧凑，运作更为灵巧，更利于联合作业，提高设备的作业效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种六自由度工业机器人，其特征在于，包括能够绕自身轴线旋转的基座组件(100)、与所述基座组件(100)转动连接的二轴组件(200)、与所述二轴组件(200)远离所述基座组件(100)的一端转动连接的三轴组件(300)、与所述三轴组件(300)远离所述二轴组件(200)的一端转动连接的四轴组件(400)、与所述四轴组件(400)远离所述三轴组件(300)的一端转动连接的五轴组件(500)以及与所述五轴组件(500)相连的能够绕自身轴线旋转的六轴组件(600)；

所述基座组件(100)包括基座本体(110)以及设于所述基座本体(110)上的能够绕所述基座本体(110)的轴线旋转的腰转部件(120)，所述腰转部件(120)包括与所述基座本体(110)相连的旋转台(121)以及设置于所述旋转台(121)上方的相对且间隔设置的两个腰转连杆(122)；

所述二轴组件(200)包括设于两个所述腰转连杆(122)之间的并与两个所述腰转连杆(122)转动连接的二轴本体(210)以及分别设置于所述二轴本体(210)的两侧并且与所述二轴本体(210)相连的两个二轴连杆(220)；

所述三轴组件(300)设于两个所述二轴连杆(220)之间并与所述二轴连杆(220)转动连接。

2.根据权利要求1所述的六自由度工业机器人，其特征在于，所述基座组件(100)还包括设于所述基座本体(110)内的用于驱动所述旋转台(121)转动的第一驱动机构。

3.根据权利要求2所述的六自由度工业机器人，其特征在于，所述二轴组件(200)还包括设于所述基座本体(110)内的用于驱动所述二轴组件(200)转动的第二驱动机构。

4.根据权利要求3所述的六自由度工业机器人，其特征在于，所述三轴组件(300)包括设于两个所述二轴连杆(220)之间并与所述二轴连杆(220)转动连接的三轴本体以及设于所述三轴本体内的用于驱动所述三轴组件(300)转动的第三驱动机构。

5.根据权利要求4所述的六自由度工业机器人，其特征在于，所述四轴组件(400)包括与所述三轴本体转动连接的四轴本体以及设于所述四轴本体内的用于驱动所述四轴组件(400)转动的第四驱动机构。

6.根据权利要求5所述的六自由度工业机器人，其特征在于，所述五轴组件(500)包括设于所述四轴本体端部的并与所述四轴本体转动连接的五轴本体以及设于所述四轴本体内的用于驱动所述五轴组件(500)转动的第五驱动机构。

7.根据权利要求6所述的六自由度工业机器人，其特征在于，所述六轴组件(600)包括与所述五轴本体的中部相连的六轴本体、设于所述六轴本体的端部并能够绕所述六轴本体的轴线旋转的转接件以及设于所述四轴本体内的用于驱动所述六轴组件(600)转动的第六驱动机构。

8.根据权利要求7所述的六自由度工业机器人，其特征在于，所述旋转台(121)的旋转角度范围是+170～-170°，所述二轴本体(210)的转动角度范围是+135～-95°，所述三轴本体的转动角度范围是+66～-210°，所述四轴本体的转动角度范围是+170～-170°，所述五轴本体的转动角度范围是+135～-135°，所述转接件的旋转角度范围是+360～-360°。

9.根据权利要求8所述的六自由度工业机器人，其特征在于，还包括用于控制所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构以及第六驱动机构运动的电控装置。

10.一种设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的六自由度工业机器人。