CN208051924U - 一种可拓展工业教学机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可拓展工业教学机械臂，包括用于固定在固定台上且带动安装在其上结构以竖直轴线转动的底座机构、用于带动安装在其上的结构作俯仰运动的俯仰机构、用于带动安装在其上的结构轴向转动的旋转机构以及末端执行器，所述俯仰机构或所述旋转机构可拆卸安装在所述底座机构上，所述俯仰机构和所述旋转机构可拆卸固定连接，所述末端执行器通过俯仰机构和所述旋转机构与所述底座机构连接。本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将底座机构、俯仰机构以及旋转机构模块化，根据教学的需要设置俯仰机构和旋转机构的数量以及连接安装位置，方便学生学习组装和拓展，突破了传统教学机械臂功能单一的缺点，提高教学效率。

Description

一种可拓展工业教学机械臂

技术领域

本实用新型涉及教学机器人技术领域，尤其涉及一种可拓展工业教学机械臂。

背景技术

随着科学技术的发展，机器人手臂广泛地运用于工业制造领域。为了满足机器人手臂控制的学习，现有技术中会采用六关节示教机器人手臂进行示教，即操作人员通过示教器，手动控制机器人的关节运动，以使机器人运动到预定的位置，同时将该位置进行记录，并传递到机器人控制器中，之后的机器人可根据指令自动重复该任务。现有的示教六轴机器人虽然在一定程度上能够满足使用要求，但仍存在以下不足：机器人手臂的结构固定，无法根据需要设定机械手臂的结构；为了满足针对不同机器人手臂的示教要求，需要的示教机器人手臂较多，造成示教成本大大提升。

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结构简单，可以根据需要调节机械手臂的结构，以适用于不同场景机械手臂需要的控制学习的可拓展工业教学机械臂。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种可拓展工业教学机械臂，包括用于固定在固定台上且带动安装在其上结构以竖直轴线转动的底座机构、用于带动安装在其上的结构作俯仰运动(所述俯仰运动是指在两个连接件铰接，其中一个部件以铰接处为中心转动)的俯仰机构、用于带动安装在其上的结构轴向转动的旋转机构以及末端执行器，所述俯仰机构或所述旋转机构可拆卸安装在所述底座机构上，所述俯仰机构和所述旋转机构可拆卸固定连接，所述末端执行器通过俯仰机构和所述旋转机构与所述底座机构连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将底座机构、俯仰机构以及旋转机构模块化，根据教学的需要设置俯仰机构和旋转机构的数量以及连接安装位置，方便学生学习组装和拓展，突破了传统教学机械臂功能单一的缺点，提高教学效率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述底座机构包括固定座，所述固定座上设有安装座，所述安装座内设有舵机A，所述安装座上通过轴承安装有竖直设置转动轴，所述转动轴的底端与所述舵机A的输出轴传动连接，所述转动轴的顶端通过法兰与所述俯仰机构或所述旋转机构可拆卸连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过舵机A带动转动轴轴向转动，从而带动安装在转动轴上的俯仰机构或旋转机构以转动轴的轴线轴向转动，结构简单；通过法兰进行安装固定，拆卸以及组装方便。

进一步，所述俯仰机构包括U型连接件和舵机座，所述U型连接件的底端通过法兰与所述转动轴的顶端或所述旋转机构可拆卸连接，所述舵机座设在所述U型连接件的两端之间，所述舵机座内安装有舵机B，所述舵机B的输出轴伸出所述舵机座后与所述U型连接件的一端固定连接，所述U型连接件的另一端通过转轴与所述舵机座活动连接，所述转轴与所述舵机B的输出轴同轴线；所述舵机座远离所述U型连接件的端面通过法兰与所述旋转机构或所述末端执行器传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过舵机B的输出轴的轴向转动带动舵机座以转轴和舵机B的输出轴的轴线转动，从而带动安装在舵机座上的旋转机构或末端执行器转动，实现舵机座上的旋转机构或末端执行器的俯仰运动。

进一步，所述旋转机构包括旋转座，所述旋转座内设有舵机C，所述舵机C的输出轴从所述旋转座的一端端面伸出，所述旋转座的另一端的端面通过法兰与所述转动轴的顶端或所述舵机座远离所述U型连接件的端面传动连接，所述舵机C的输出轴通过法兰与所述U型连接件的底端或所述末端执行器传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：舵机C的输出轴的转动带动安装在其上的结构以舵机C的输出轴的轴线轴向转动。

进一步，还包括控制器以及安装在所述末端执行器上的传感器，所述控制器分别于所述传感器、所述舵机A、所述舵机B、所述舵机C电路连接，所述控制器用于接受所述传感器传输的信息并控制所述舵机A、所述舵机B、所述舵机C的开启和关闭。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过控制器接受传感器的信号，对末端执行器的位置进行定位，然后根据接收到的传感器的信号调节舵机A、舵机B、舵机C的开启和关闭，从而实现末端执行器位置的调节。

进一步，所述旋转机构的数量为两个，所述俯仰机构的数量为三个，所述底座机构依次通过所述俯仰机构、所述旋转机构、俯仰机构、所述旋转机构、俯仰机构与所述末端执行器传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：将一底座机构、两个旋转机构以及三个俯仰机构组成六轴机械臂，适用于现有技术中常用的六轴机械臂结构，在示教过程中能有利于提高六轴机械臂的教学。

进一步，所述旋转机构的数量为三个，所述俯仰机构的数量为两个，所述底座机构依次通过所述旋转机构、所述俯仰机构、所述旋转机构、俯仰机构、所述旋转机构与所述末端执行器传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：将一底座机构、三个旋转机构以及两个俯仰机构组成六轴机械臂，适用于现有技术中常用的六轴机械臂结构，在示教过程中能有利于提高六轴机械臂的教学。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底座机构，11、固定座，12、安装座，13、舵机A，14、轴承，15、转动轴，2、俯仰机构，21、U型连接件，22、舵机座，23、舵机B，24、转轴，3、旋转机构，31、旋转座，32、舵机C，4、末端执行器，5、法兰，6、控制器，7、传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型的实施例包括用于固定在固定台上且带动安装在其上结构以竖直轴线转动的底座机构1、用于带动安装在其上的结构作俯仰运动的俯仰机构2、用于带动安装在其上的结构轴向转动的旋转机构3以及末端执行器4，所述俯仰机构2或所述旋转机构3可拆卸安装在所述底座机构1上，所述俯仰机构2和所述旋转机构3可拆卸固定连接，所述末端执行器4通过俯仰机构2和所述旋转机构3与所述底座机构1连接。

在该实施例中，所述旋转机构3的数量为两个，所述俯仰机构2的数量为三个，所述底座机构1依次通过所述俯仰机构2、所述旋转机构3、俯仰机构2、所述旋转机构3、俯仰机构2与所述末端执行器4传动连接。将一底座机构1、两个旋转机构3以及三个俯仰机构2组成六轴机械臂，适用于现有技术中常用的六轴机械臂结构，在示教过程中能有利于提高六轴机械臂的教学。以上为本实用新型的优选实施例，在实际示教的过程中，可以根据实际教学的需要，调节旋转机构3和俯仰机构2的数量以及连接顺序实现不同转动轴15的调整，提高学生的组装能力和拓展能力。

在本实施例中，具体的，所述底座机构1包括固定座11，所述固定座11上设有用于设置螺栓的螺栓孔(附图中未画出)，以便于通过螺栓将所述固定座11固定在固定台上，所述固定座11上设有安装座12，所述安装座12内设有内部空间，所述安装座12的内部空间内设有舵机A13，所述安装座12上通过轴承14安装有竖直设置转动轴15，所述转动轴15的底端与所述舵机A13的输出轴传动连接，在具体的操作中，可以通过皮带或齿轮将转动轴15的底端与舵机A13的输出轴进行传动连接，所述转动轴15的顶端通过法兰5与所述俯仰机构2或所述旋转机构3可拆卸连接。通过舵机A13带动转动轴15轴向转动，从而带动安装在转动轴15上的俯仰机构2或旋转机构3以转动轴15的轴线轴向转动，结构简单；通过法兰5进行安装固定，拆卸以及组装方便。

优选的，所述俯仰机构2包括U型连接件21和舵机座22，所述U型连接件21的底端通过法兰5与所述转动轴15的顶端或所述旋转机构3可拆卸连接，所述舵机座22设在所述U型连接件21的两端之间，所述舵机座22内安装有舵机B23，所述舵机B23的输出轴伸出所述舵机座22后与所述U型连接件21的一端固定连接，所述U型连接件21的另一端通过转轴24与所述舵机座22活动连接，所述转轴24与所述舵机B23的输出轴同轴线；所述舵机座22远离所述U型连接件21的端面通过法兰5与所述旋转机构3或所述末端执行器4传动连接。通过舵机B23的输出轴的轴向转动带动舵机座22以转轴24和舵机B23的输出轴的轴线转动，从而带动安装在舵机座22上的旋转机构3或末端执行器4转动，实现舵机座22上的旋转机构3或末端执行器4的俯仰运动。

所述旋转机构3包括旋转座31，所述旋转座31内固定舵机C32，所述舵机C32的输出轴从所述旋转座31的一端端面伸出，所述旋转座31的另一端的端面通过法兰5与所述转动轴15的顶端或所述舵机座22远离所述U型连接件21的端面传动连接，所述舵机C32的输出轴通过法兰5与所述U型连接件21的底端或所述末端执行器4传动连接。舵机C32的输出轴的转动带动安装在其上的结构以舵机C32的输出轴的轴线轴向转动。

还包括控制器6以及安装在所述末端执行器4上的传感器7，所述控制器6分别于所述传感器7、所述舵机A13、所述舵机B23、所述舵机C32电路连接，所述控制器6用于接受所述传感器7传输的信息并控制所述舵机A13、所述舵机B23、所述舵机C32的开启和关闭。通过控制器6接受传感器7的信号，对末端执行器4的位置进行定位，然后根据接收到的传感器7的信号调节舵机A13、舵机B23、舵机C32的开启和关闭，从而实现末端执行器4位置的调节。在本实用新型的实施例中，可以在控制器6的上预留可扩展接口，学生可利用扩展板实现与机器人传感器7的通信，并利用上位机开发处理与控制代码，实现机器人传感器7开发应用，突破了传统教学机械臂功能单一的缺点。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将底座机构1、俯仰机构2以及旋转机构3模块化，根据教学的需要设置俯仰机构2和旋转机构3的数量以及连接安装位置，方便学生学习组装和拓展，突破了传统教学机械臂功能单一的缺点，提高教学效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可拓展工业教学机械臂，其特征在于，包括用于固定在固定台上且带动安装在其上结构以竖直轴线转动的底座机构(1)、用于带动安装在其上的结构作俯仰运动的俯仰机构(2)、用于带动安装在其上的结构轴向转动的旋转机构(3)以及末端执行器(4)，所述俯仰机构(2)或所述旋转机构(3)可拆卸安装在所述底座机构(1)上，所述俯仰机构(2)和所述旋转机构(3)可拆卸固定连接，所述末端执行器(4)通过俯仰机构(2)和所述旋转机构(3)与所述底座机构(1)传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种可拓展工业教学机械臂，其特征在于，所述底座机构(1)包括固定座(11)，所述固定座(11)上设有安装座(12)，所述安装座(12)内设有舵机A(13)，所述安装座(12)上通过轴承(14)安装有竖直设置的转动轴(15)，所述转动轴(15)的底端与所述舵机A(13)的输出轴传动连接，所述转动轴(15)的顶端通过法兰(5)与所述俯仰机构(2)或所述旋转机构(3)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种可拓展工业教学机械臂，其特征在于，所述俯仰机构(2)包括U型连接件(21)和舵机座(22)，所述U型连接件(21)的底端通过法兰(5)与所述转动轴(15)的顶端或所述旋转机构(3)可拆卸连接，所述舵机座(22)设在所述U型连接件(21)的两端之间，所述舵机座(22)内安装有舵机B(23)，所述舵机B(23)的输出轴伸出所述舵机座(22)后与所述U型连接件(21)的一端固定连接，所述U型连接件(21)的另一端通过转轴(24)与所述舵机座(22)活动连接，所述转轴(24)与所述舵机B(23)的输出轴同轴线；所述舵机座(22)远离所述U型连接件(21)的端面通过法兰(5)与所述旋转机构(3)或所述末端执行器(4)可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种可拓展工业教学机械臂，其特征在于，所述旋转机构(3)包括旋转座(31)，所述旋转座(31)内设有舵机C(32)，所述舵机C(32)的输出轴从所述旋转座(31)的一端端面伸出，所述旋转座(31)的另一端的端面通过法兰(5)与所述转动轴(15)的顶端或所述舵机座(22)远离所述U型连接件(21)的端面可拆卸连接，所述舵机C(32)的输出轴通过法兰(5)与所述U型连接件(21)的底端或所述末端执行器(4)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的一种可拓展工业教学机械臂，其特征在于，还包括控制器(6)以及安装在所述末端执行器(4)上的传感器(7)，所述控制器(6)分别于所述传感器(7)、所述舵机A(13)、所述舵机B(23)、所述舵机C(32)电路连接，所述控制器(6)用于接受所述传感器(7)传输的信息并控制所述舵机A(13)、所述舵机B(23)、所述舵机C(32)的开启和关闭。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种可拓展工业教学机械臂，其特征在于，所述旋转机构(3)的数量为两个，所述俯仰机构(2)的数量为三个，所述底座机构(1)依次通过所述俯仰机构(2)、所述旋转机构(3)、俯仰机构(2)、所述旋转机构(3)、俯仰机构(2)与所述末端执行器(4)传动连接。