CN210633670U - 一种带有零位标定块的工业机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种带有零位标定块的工业机器人，包括：多个转轴以及驱动每个转轴动作的电机；多个所述转轴中，至少有两个转轴的外表面设置有标定块；在所述工业机器人处于零位姿态的情况下，多个所述转轴形成至少一个直角结构，所述直角结构的两条侧边分别分布至少一个所述标定块；分布在所述直角结构的两条侧边上的标定块的表面相互垂直。对工业机器人进行零位校准时，选定水平面作为基准面，从距离工业机器人底端最近的直角结构开始依次对各个转轴进行调节，利用直角结构侧边上的标定块调节转轴，使得标定块的表面与基准面形成90°或180°，则能够快速简便地将工业机器人的各个转轴调至标准的零位，完成零位校准工作。

Description

一种带有零位标定块的工业机器人

技术领域

本申请涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种带有零位标定块的工业机器人。

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器装置。工业机器人内部设置有多个电机，通过预先设置的程序控制电机转动，从而带动各个关节转动。在控制电机转动之前，通常为工业机器人的各个关节预先设定零位，即基准位置，后续的转动过程中，各个关节均相对于零位发生位置变换。

在工业机器人投入运行之前，通常要进行零位的调节，如果工业机器人的零位调节不准，则会影响其转动的精确度，进而影响利用工业机器人进行抓取、焊接或其他操作时的精确度。因此工业机器人的零位调节至关重要。然而，现有工业机器人在调节时通常需要借助专门的调节或者校准装置，该校准装置费用昂贵，且校准流程复杂，不适用于大批量的校准。

实用新型内容

本申请提供一种带有零位标定块的工业机器人，以解决现有工业机器人在零位调节时需要借助校准装置，而导致的校准流程复杂的问题。

本申请提供一种带有零位标定块的工业机器人，包括：多个转轴以及驱动每个转轴动作的电机；多个所述转轴中，任意一对相邻的转轴之间可转动地连接；

多个所述转轴中，至少有两个转轴的外表面设置有标定块，所述标定块为表面水平的凸起结构，所述标定块的表面平行于所述标定块所在的转轴的中心线；

在所述工业机器人处于零位姿态的情况下，多个所述转轴形成至少一个直角结构，所述直角结构中的一条侧边平行于基准面，所述直角结构的两条侧边分别分布至少一个所述标定块；分布在所述直角结构的两条侧边上的标定块的表面相互垂直。

可选的，所述转轴包括依次连接的第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴、第五转轴和第六转轴；所述第一转轴安装于底座表面；其中，

所述底座为圆柱体结构，所述第一转轴为凸台结构，所述第一转轴包括与所述底座同轴且直径相等的凸台底座，以及，与所述凸台底座固定连接的凸台顶座，所述第一转轴用于在第一电机的控制下，绕所述第一转轴的中心线旋转；

所述第二转轴包括与所述凸台顶座固定连接的连接轴以及与所述连接轴旋转连接的机械臂，所述连接轴为圆柱体结构，所述连接轴的中心线与所述凸台顶座的中心线垂直，所述机械臂用于在第二电机的控制下，在平行于所述连接轴的中心线所在的平面内转动；

所述第三转轴的中心线与所述连接轴的中心线平行，且所述第三转轴与所述连接轴位于所述机械臂的同一侧，所述第三转轴与所述机械臂的一端固定连接，所述第三转轴用于在第三电机的控制下，绕所述第三转轴的中心线旋转；

所述第四转轴固定连接于所述第三转轴的外表面，所述第四转轴的中心线与所述第三转轴的中心线垂直，所述第四转轴用于在第四电机的控制下，控制第五转轴绕所述第五转轴的中心线旋转，所述第五转轴的中心线与所述第四转轴的中心线重合；

所述第五转轴的末端设置有第六转轴，所述第六转轴用于在第五电机的带动下，在所述第五转轴的中心线所在的平面内转动。

可选的，所述凸台底座的表面设置有基准标定块，所述基准标定块为表面水平的凸起结构，所述基准标定块的表面平行于所述凸台底座的表面；

所述机械臂为长方体结构，所述机械臂的侧面设置有垂直标定块，所述垂直标定块所在的侧面平行于所述第二转轴的中心线；所述垂直标定块均为表面水平的凸起结构，且其表面平行于其所在的侧面；

所述第四转轴的顶端设置有第一水平标定块，所述第五转轴的顶端设置有第二水平标定块，所述第一水平标定块和所述第二水平标定块均为表面水平的凸起结构，所述第一水平标定块和所述第二水平标定块的表面均平行于所述第四转轴的中心线，且平行于所述第三转轴的中心线。

可选的，所述第六转轴的表面设置有表面水平的第三水平标定块，所述第三水平标定块的表面平行于所述第六转轴的表面。

可选的，所述第五转轴包括与所述第四转轴旋转连接的承接轴，以及，与所述承接轴固定连接的L型连接座；

所述L型连接座包括与所述第五转轴的中心线垂直的垂直端，以及，与所述第五转轴的中心线平行的平行端，所述垂直端与所述平行端围成的区域用于放置所述第六转轴；

所述垂直端内部设置有第五电机，所述平行端的内部设置有平行于所述第五电机的轴线的从动轴，所述从动轴用于在所述第五电机的带动下转动，所述从动轴的输出端与所述第六转轴相连接，以便所述第六转轴在所述从动轴的带动下转动。

可选的，所述第一水平标定块和第二水平标定块的数量分别至少为两个。

可选的，所述第二水平标定块沿所述垂直端的径向方向依次设置，多个所述第一水平标定块的连接线垂直于所述第二水平标定块的连接线。

可选的，所述第六转轴的端部设置有连接头，所述连接头用于在第六电机的带动下作旋转运动。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种带有零位标定块的工业机器人，包括：多个转轴以及驱动每个转轴动作的电机；多个所述转轴中，任意一对相邻的转轴之间可转动地连接；多个所述转轴中，至少有两个转轴的外表面设置有标定块，所述标定块为表面水平的凸起结构，所述标定块的表面平行于所述标定块所在的转轴的中心线；在所述工业机器人处于零位姿态的情况下，多个所述转轴形成至少一个直角结构，所述直角结构的两条侧边分别分布至少一个所述标定块；分布在所述直角结构的两条侧边上的标定块的表面相互垂直。对工业机器人进行零位校准时，选定水平面作为基准面，从距离工业机器人底端最近的直角结构开始依次对各个转轴进行调节，利用直角结构侧边上的标定块调节转轴，使得标定块的表面与基准面形成90°或180°，则能够快速简便地将工业机器人的各个转轴调至标准的零位，完成零位校准工作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的一种带有零位标定块的工业机器人一个视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种带有零位标定块的工业机器人另一个视角的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种带有零位标定块的工业机器人中，L型连接座的结构示意图。

图示说明：10-底座；11-第一转轴；12-第二转轴；13-第三转轴；14-第四转轴；15-第五转轴；16-第六转轴；111-凸台底座；112-凸台顶座；113-基准标定块；121-连接轴；122-机械臂；123-垂直标定块；141-第一水平标定块；151-第二水平标定块；152-承接轴；153-L型连接座；161-连接头；162-第三水平标定块；1531-垂直端；1532-平行端；1533-从动轴。

具体实施方式

以下结合附图对本申请进行详细描述。

参见图1和图2，其示出了一种带有零位标定块的工业机器人的结构示意图，包括：多个转轴1以及驱动每个转轴1动作的电机；多个所述转轴1中，任意一对相邻的转轴1之间可转动地连接。具体地，所述转轴1包括依次连接的第一转轴11、第二转轴12、第三转轴13、第四转轴14、第五转轴15和第六转轴16。各个转轴均能够在电机的控制下作旋转或者转动动作，由于本申请提供的工业机器人包括六个转轴，因此可称为六自由度工业机器人。

多个所述转轴1中，至少有两个转轴1的外表面设置有标定块2，所述标定块2为表面水平的凸起结构，所述标定块2的表面平行于所述标定块2所在的转轴1的中心线。

在所述工业机器人处于零位姿态的情况下，多个所述转轴1形成至少一个直角结构，所述直角结构中的一条侧边平行于基准面，所述直角结构的两条侧边分别分布至少一个所述标定块2；分布在所述直角结构的两条侧边上的标定块2的表面相互垂直。

对工业机器人进行零位校准时，选定水平面作为基准面，从距离工业机器人底端最近的直角结构开始依次对各个转轴进行调节，利用直角结构侧边上的标定块调节转轴，使得标定块的表面与基准面形成90°或180°，则能够快速简便地将工业机器人的各个转轴调至标准的零位，完成零位校准工作。

本申请中，所述第一转轴11安装于底座10表面，所述底座10为圆柱体结构，所述第一转轴11为凸台结构，所述第一转轴11包括与所述底座10同轴且直径相等的凸台底座111，以及，与所述凸台底座111固定连接的凸台顶座112，凸台底座111和凸台顶座112均为圆筒状结构，凸台底座111和凸台顶座112的中心线重合，所述第一转轴11用于在第一电机的控制下，绕所述第一转轴11的中心线旋转。第一转轴11的旋转能够带动与其连接的第二转轴12整体旋转。通常情况下，底座10的底表面水平放置于固定位置，例如地面，以地面作为基准，底座10的中心线垂直于地面。

所述第二转轴12包括与所述凸台顶座112固定连接的连接轴121以及与所述连接轴121旋转连接的机械臂122，所述连接轴121为圆柱体结构，所述连接轴121的中心线与所述凸台顶座112的中心线垂直，所述机械臂122用于在第二电机的控制下，在平行于所述连接轴121的中心线所在的平面内转动。机械臂122的一端与连接轴121连接，另一端与第三转轴13连接，机械臂122在第二电机的控制下转动，带动与其连接的第三转轴13转动。

所述第三转轴13的中心线与所述连接轴121的中心线平行，且所述第三转轴13与所述连接轴121位于所述机械臂122的同一侧，所述第三转轴13与所述机械臂122的一端固定连接，所述第三转轴13用于在第三电机的控制下，绕所述第三转轴13的中心线旋转。第三转轴13的旋转带动与其固定连接的第四转轴14的转动。

所述第四转轴14固定连接于所述第三转轴13的外表面，所述第四转轴14的中心线与所述第三转轴13的中心线垂直，所述第四转轴14用于在第四电机的控制下，控制第五转轴15绕所述第五转轴15的中心线旋转，所述第五转轴15的中心线与所述第四转轴14的中心线重合。第四电机设置在所述第四转轴14的边缘，第四电机的轴线与第四转轴14的中心线平行，第四转轴14内部设置有从动轴，第四电机与该从动轴通过传送带连接，从动轴与第五转轴15固定连接，从而带动第五转轴转动。

所述第五转轴15的末端设置有第六转轴16，所述第六转轴16用于在第五电机的带动下，在所述第五转轴15的中心线所在的平面内转动。

所述第五转轴15包括与所述第四转轴14旋转连接的承接轴152，以及，与所述承接轴152固定连接的L型连接座153。参考图3，其示出了L型连接座的结构示意图，所述L型连接座153包括与所述第五转轴15的中心线垂直的垂直端1531，以及，与所述第五转轴15的中心线平行的平行端1532，所述垂直端1531与所述平行端1532围成的区域用于放置所述第六转轴16。本申请中，第五转轴15的中心线即所述承接轴152的中心线，所述承接轴152的直径小于所述第四转轴14的直径。

所述垂直端1531内部设置有第五电机，所述平行端1532的内部设置有平行于所述第五电机的轴线的从动轴1533，所述从动轴1533用于在所述第五电机的带动下转动，所述从动轴1533的输出端与所述第六转轴16相连接，以便所述第六转轴16在所述从动轴1533的带动下转动。第五电机与从动轴之间通过传送带连接，从动轴与第六转轴16的侧面固定连接，从而带动第六转轴16的转动。第六转轴16处于零位状态时，第六转轴16的中心线与所述第四转轴14的中心线重合。

可选的，所述第六转轴16的端部设置有连接头161，所述连接头161用于在第六电机的带动下作旋转运动。所述连接头161可连接机械手等应用装置，连接头161的旋转能够带动应用装置的转动，从而控制应用装置执行其他应用操作。

本申请中，第一转轴11与机械臂122形成第一个直角结构，机械臂122与第四转轴14形成第二个直角结构，因此，在以上各个转轴表面均设置有标定块。

本申请中，标定块包括多个水平标定块和垂直标定块，其中，水平或垂直均是相对于基准面的。

可选的，所述凸台底座111的表面设置有基准标定块113，所述基准标定块113为表面水平的凸起结构，所述基准标定块113的表面平行于所述凸台底座111的表面。所述基准标定块113的数量至少为两个。

所述机械臂122为长方体结构，所述机械臂122的侧面设置有垂直标定块123，所述垂直标定块123所在的侧面平行于所述第二转轴12的中心线；所述垂直标定块123为表面水平的凸起结构，且其表面平行于其所在的侧面。

所述第四转轴14的顶端设置有第一水平标定块141，所述第五转轴15的顶端设置有第二水平标定块151，所述第一水平标定块141和所述第二水平标定块151均为表面水平的凸起结构，所述第一水平标定块141和所述第二水平标定块151的表面均平行于所述第四转轴14的中心线，且平行于所述第三转轴13的中心线。

由于凸台底座111与底座10同轴，且表面水平，因此在底座10水平放置的情况下，基准标定块113的表面也是水平的，即无需对基准标定块113所在的第一转轴进行零位调节。在此情况下，以基准标定块113作为基准面进行其他转轴的零位调节。

本申请中，由于第六转轴16能够在第五转轴15的中心线所在的平面内转动，为了保证在零位姿态时，第六转轴16的表面平行于第五转轴15的中心线，在所述第六转轴16的表面设置有表面水平的第三水平标定块162，所述第三水平标定块162的表面平行于所述第六转轴16的表面。

可选的，所述第一水平标定块141和第二水平标定块151的数量分别至少为两个。

可选的，所述第二水平标定块151沿所述垂直端1531的径向方向依次设置，多个所述第一水平标定块141的连接线垂直于所述第二水平标定块151的连接线。

本申请提供的工业机器人在使用过程中，基于零位所处位置，分别对各个电机进行控制，从而控制工业机器人变换姿态。工业机器人通常设置有复位按钮，在使用完毕后，点击复位按钮，使得工业机器人回归零位。但是，随着使用时间的延长或者操作不当等原因，工业机器人难以回归到标准的零位，此时，则需要对工业机器人进行零位校准。

基于标定块的设计，在底座10水平的情况下，凸台底座111的表面与地面平行，以基准标定块113的表面为基准面，对其他转轴进行零位校准。首先，利用垂直标定块123校准机械臂122，确定机械臂122所处位置是否垂直于基准面，如果垂直标定块123的表面不垂直于基准面，则需要根据倾斜的角度，微调机械臂122的位置，直至垂直标定块123所在的侧面垂直于基准面。然后，利用第一水平标定块141校准第四转轴14，利用第二水平标定块151校准第五转轴15，确定第一水平标定块141或第二水平标定块151的表面是否平行于基准面，如果不平行，则分别调整第四转轴14和第五转轴15所在的位置，直至第一水平标定块141和第二水平标定块151的表面均平行于基准面，将第四转轴14和第五转轴15此时所处位置作为校准后的零位。最后，在前述校准已经完成的情况下，利用第三水平标定块162校准第六转轴16，确定第六转轴16的表面是否平行于基准面，如果第三水平标定块162的表面不平行于基准面，则控制第五电机15带动第六转轴16转动，直至第三水平标定块162平行于基准面。由于第三水平标定块162平行于第六转轴16的表面，则能够确定第六转轴16的表面平行于基准面。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种带有零位标定块的工业机器人，其特征在于，包括：多个转轴(1)以及驱动每个转轴(1)动作的电机；多个所述转轴(1)中，任意一对相邻的转轴(1)之间可转动地连接；

多个所述转轴(1)中，至少有两个转轴(1)的外表面设置有标定块(2)，所述标定块(2)为表面水平的凸起结构，所述标定块(2)的表面平行于所述标定块(2)所在的转轴(1)的中心线；

在所述工业机器人处于零位姿态的情况下，多个所述转轴(1)形成至少一个直角结构，所述直角结构中的一条侧边平行于基准面，所述直角结构的两条侧边分别分布至少一个所述标定块(2)；分布在所述直角结构的两条侧边上的标定块(2)的表面相互垂直。

2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述转轴(1)包括依次连接的第一转轴(11)、第二转轴(12)、第三转轴(13)、第四转轴(14)、第五转轴(15)和第六转轴(16)；所述第一转轴(11)安装于底座(10)表面；其中，

所述底座(10)为圆柱体结构，所述第一转轴(11)为凸台结构，所述第一转轴(11)包括与所述底座(10)同轴且直径相等的凸台底座(111)，以及，与所述凸台底座(111)固定连接的凸台顶座(112)，所述第一转轴(11)用于在第一电机的控制下，绕所述第一转轴(11)的中心线旋转；

所述第二转轴(12)包括与所述凸台顶座(112)固定连接的连接轴(121)以及与所述连接轴(121)旋转连接的机械臂(122)，所述连接轴(121)为圆柱体结构，所述连接轴(121)的中心线与所述凸台顶座(112)的中心线垂直，所述机械臂(122)用于在第二电机的控制下，在平行于所述连接轴(121)的中心线所在的平面内转动；

所述第三转轴(13)的中心线与所述连接轴(121)的中心线平行，且所述第三转轴(13)与所述连接轴(121)位于所述机械臂(122)的同一侧，所述第三转轴(13)与所述机械臂(122)的一端固定连接，所述第三转轴(13)用于在第三电机的控制下，绕所述第三转轴(13)的中心线旋转；

所述第四转轴(14)固定连接于所述第三转轴(13)的外表面，所述第四转轴(14)的中心线与所述第三转轴(13)的中心线垂直，所述第四转轴(14)用于在第四电机的控制下，控制第五转轴(15)绕所述第五转轴(15)的中心线旋转，所述第五转轴(15)的中心线与所述第四转轴(14)的中心线重合；

所述第五转轴(15)的末端设置有第六转轴(16)，所述第六转轴(16)用于在第五电机的带动下，在所述第五转轴(15)的中心线所在的平面内转动。

3.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，

所述凸台底座(111)的表面设置有基准标定块(113)，所述基准标定块(113)为表面水平的凸起结构，所述基准标定块(113)的表面平行于所述凸台底座(111)的表面；

所述机械臂(122)为长方体结构，所述机械臂(122)的侧面设置有垂直标定块(123)，所述垂直标定块(123)所在的侧面平行于所述第二转轴(12)的中心线；所述垂直标定块(123)为表面水平的凸起结构，且其表面平行于其所在的侧面；

所述第四转轴(14)的顶端设置有第一水平标定块(141)，所述第五转轴(15)的顶端设置有第二水平标定块(151)，所述第一水平标定块(141)和所述第二水平标定块(151) 均为表面水平的凸起结构，所述第一水平标定块(141)和所述第二水平标定块(151)的表面均平行于所述第四转轴(14)的中心线，且平行于所述第三转轴(13)的中心线。

4.根据权利要求2或3所述的工业机器人，其特征在于，所述第六转轴(16)的表面设置有表面水平的第三水平标定块(162)，所述第三水平标定块(162)的表面平行于所述第六转轴(16)的表面。

5.根据权利要求3所述的工业机器人，其特征在于，所述第五转轴(15)包括与所述第四转轴(14)旋转连接的承接轴(152)，以及，与所述承接轴(152)固定连接的L型连接座(153)；

所述L型连接座(153)包括与所述第五转轴(15)的中心线垂直的垂直端(1531)，以及，与所述第五转轴(15)的中心线平行的平行端(1532)，所述垂直端(1531)与所述平行端(1532)围成的区域用于放置所述第六转轴(16)；

所述垂直端(1531)内部设置有第五电机，所述平行端(1532)的内部设置有平行于所述第五电机的轴线的从动轴(1533)，所述从动轴(1533)用于在所述第五电机的带动下转动，所述从动轴(1533)的输出端与所述第六转轴(16)相连接，以便所述第六转轴(16)在所述从动轴(1533)的带动下转动。

6.根据权利要求3所述的工业机器人，其特征在于，所述第一水平标定块(141)和第二水平标定块(151)的数量分别至少为两个。

7.根据权利要求5所述的工业机器人，其特征在于，所述第二水平标定块(151)沿垂直端(1531)的径向方向依次设置，多个所述第一水平标定块(141)的连接线垂直于所述第二水平标定块(151)的连接线。

8.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述第六转轴(16)的端部设置有连接头(161)，所述连接头(161)用于在第六电机的带动下作旋转运动。

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