CN215240859U - 一种可识别本体结构的模块化工业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可识别本体结构的模块化工业机器人，所述模块化工业机器人包括多个机器人模块和控制模块，所述多个机器人模块可拆卸的连接于一体，所述多个机器人模块包括至少三种不同类型的机器人模块，各所述机器人模块包括特征单元，所述特征单元存储有表征机器人模块特征信息的特征参数，所述控制模块电连接于所述机器人模块以用于识别各机器人模块的特征参数并据此控制机器人的运行。本实用新型的有益效果是：工业机器人的各模块可以被适应性的替换，工业机器人模块化程度高、使用灵活性高。

Description

一种可识别本体结构的模块化工业机器人

技术领域

本实用新型涉及工业机器人领域，特别是涉及一种可识别本体结构的模块化工业机器人。

背景技术

工业机器人是在工业环境中广泛运用的一类机器人，随着科技的高速发展，工业机器人在制造业、服务业等领域都有了广泛的应用。通常，工业机器人出厂时即具有确定的参数、构型，对于大部分单一需求的用户而言，通过选购目标类型的机器人后只需进行简单组装即可执行工作。但当用户的需求较为复杂时或需求发生变化时，原有的机器人不能满足新的需求，此时需要选购不同类型的机器人执行工作，但这样也意味着增加了用户使用机器人的成本。另外，当机器人的安装环境中需要布置多种不同类型的机器人时，用户在进行安装连接时，若发生错误不能及时识别，容易导致机器人错误操作。

因此，有必要设计一种易维护、模块化程度高的工业机器人。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种易维护、模块化程度高的工业机器人，以解决传统的工业机器人模块化程度不够高，后期维护困难且对工作环境适应性不够好的问题。

本实用新型可采用如下技术方案：一种可识别本体结构的模块化工业机器人，包括多个机器人模块和控制模块，所述多个机器人模块可拆卸的连接于一体，所述多个机器人模块包括至少三种不同类型的机器人模块，各所述机器人模块包括特征单元，所述特征单元存储有表征机器人模块特征信息的特征参数，所述控制模块电连接于所述机器人模块以用于识别各机器人模块的特征参数并据此控制机器人的运行。

进一步的，所述机器人模块能够被替换为具有不同特征参数的新机器人模块，所述控制模块用于识别所述新机器人模块的特征参数并至少部分的据此控制机器人的运行。

进一步的，所述控制模块用于识别所述新机器人模块是否与所述工业机器人相匹配，当识别结果为匹配时允许所述工业机器人运行。

进一步的，所述工业机器人为串联型机器人，所述多个机器人模块依次串联形成所述工业机器人的本体。

进一步的，所述特征参数包括所述机器人模块的类型/尺寸信息，所述控制模块识别所述多个机器人模块的特征参数以确定所述机器人的构型。

进一步的，至少部分所述机器人模块的特征参数包括安全运行参数，所述控制模块包括检测元件检测所述工业机器人的运行参数，所述控制模块根据所述检测元件所检测的运行参数控制所述工业机器人在安全运行参数范围内运行。

进一步的，所述多个机器人模块包括相同或相匹配的连接部，所述多个机器人模块的其中任意俩机器人模块可通过所述连接部连接。

进一步的，至少部分所述机器人模块的特征参数包括运动副类型和/或 DH参数，所述控制模块根据所述特征参数确定工业机器人的运动学参数。

进一步的，至少部分所述机器人模块包括固定部分和用于产生旋转运动的运动部分，至少部分所述机器人模块的特征参数包括固定部分和运动部分各自的质量、质心和等效旋转惯量。

进一步的，至少部分所述机器人模块的特征参数包括碰撞体等效模型。进一步的，所述多个机器人模块包括关节、底座、工具法兰、连杆、连接弯头中的至少三种。

与现有技术相比，本实用新型具体实施方式的有益效果为：工业机器人的各机器人模块包括特征单元，控制模块能够识别机器人模块特征单元的特征参数，以确定机器人的相关信息进而据此控制机器人运行，使得能够容易的改变工业机器人的原有形态，用户能够基于需求容易的调整机器人的组成，工业机器人的模块化程度高、使用灵活性好。

附图说明

以上所述的本实用新型的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：

图1是本实用新型一个实施例的模块化工业机器人的模块示意图；

图2是本实用新型一个实施例的多种机器人模块的示意图；

图3a、图3b、图3c是本实用新型一个实施例中模块化工业机器人三种不同形态的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的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。

本实用新型保护一种可识别本体结构的模块化工业机器人，参图1，图1 示出了本实用新型一个实施例的模块化工业机器人的模块图，所述模块化工业机器人100包括多个机器人模块和控制模块50，所述多个机器人模块可拆卸的连接于一体，所述多个机器人模块包括至少三种不同类型的机器人模块，即机器人模块1、机器人模块2、机器人模块3，各机器人模块包括特征单元 10，所述特征单元10存储有表征机器人模块特征信息的特征参数，所述控制模块用于识别各机器人模块的特征参数并据此控制机器人100的运行。具体的，所述多个机器人模块包括至少三种不同类型的机器人模块，不同类型的机器人模块包括不同的特征参数，相同类型的机器人模块包括相同的特征参数或包括不同的特征参数，对应的，所述多个机器人模块包括至少三种特征参数，控制模块通过识别各机器人模块的特征参数，进而根据需求获得工业机器人的各类参数，并据此控制机器人100的运行。具体的，所述多个机器人模块为机器人的机械构件，图2示出了本实用新型一个实施例的多种机器人模块的示意图，所述多个机器人模块包括关节13、底座11、工具法兰15、连杆12、连接弯头14中的至少三种，模块化工业机器人100包括控制模块和至少三种机器人模块。通过为各机器人模块配置特征参数，例如为底座11、关节13、连杆12分别配置特征参数，工业机器人的控制模块能够识别各机器人模块的特征参数并据此控制机器人运行。需要说明的是，模块化工业机器人包括至少三种机器人模块，且其中每种机器人模块的数量可以有多种可能，同一种类的机器人模块可能由于具体参数的不同而在模块化工业机器人的工作中发挥不同的效果。现有技术中，工业机器人通常拥有固定的机型，基于其固定的机型，其相应的参数也可以在出厂时予以确定，虽然市面上的工业机器人大部分已经具备了模块化组装的功能，即能够快速的拆卸及安装机器人的各组成构件，但这种模块化是不够彻底的，工业机器人在更换时只能更换与原来相同的构件，即相同种类、相同参数的构件，而不能更换为不同的构件，否则机器人无法及时更新自身运行参数，从而导致机器人无法正常运行。本实用新型所提供的模块化机器人模块化程度较现有机器人显著提高，各机器人模块均包括特征单元，特征单元存储有表征机器人模块特征信息的特征参数，当各机器人模块连接完毕后，控制模块能够识别所述特征单元所存储的特征参数，进而能够确定当前的工业机器人的组成及其相关运行参数，进而基于对所述特征参数的获取控制机器人的运行，使得用户对工业机器人的使用更为灵活，工业机器人既可更换同种类的机器人模块，也可更换不同种类的机器人模块，工业机器人的模块化程度高。

在本实施例中，如前所述，模块化工业机器人100包括多个机器人模块，即模块化工业机器人初始的具有多个机器人模块，所述机器人模块可以被替换为具有不同特征参数的新机器人模块，所述控制模块能够识别所述新机器人模块的特征参数，从而确定新的模块化工业机器人的组成和相关的运行参数。参图3a—3b，图3a、3b、3c分别示出了模块化工业机器人的不同形态，可理解的，所述机器人模块可以被替换为同类型的不同特征参数的新机器人模块，例如，将图3a中模块化工业机器人100的一连杆12替换为一个新的连杆12即得到图3b所示的模块化工业机器人新连杆与原有的连杆的尺寸不同，所述控制模块50确定替换了新的连杆的模块化工业机器人的构型和相关运行参数，据此控制机器人的运行；或者，可理解的，所述机器人模块可以被替换为不同类型的新机器人模块，例如，将图3a中模块化工业机器人原有的关节13替换为连接弯头14即得到图3c所示的模块化工业机器人，控制模块50识别替换后的模块化工业机器人的组成和相关运行参数，并据此控制机器人运行。可理解的，所述工业机器人的机器人模块的替换，可以将原有的一个机器人模块替换为一个新的机器人模块，进而改变了原有的机器人的组成，或者，可以将原有的一个机器人模块替换为两个及以上的新机器人模块，例如，通过替换原有的机器人模块，可以将一个三轴机器人改变为六轴机器人。可理解的，工业机器人本体包括多个机器人模块，多个机器人模块可拆卸的连接于一体，用户可以通过部分的拆卸所述工业机器人，增加新的机器人模块组成新的工业机器人，或者，也可以去掉原有的工业机器人的部分机器人模块以组成新的工业机器人，所述控制模块始终能够识别工业机器人的各机器人模块的特征参数，并基于此获取工业机器人的相关参数。用户可以根据需求，灵活的增加、减少、替换机器人模块，各机器人模块存储有自身的特征参数，基于控制模块对特征参数的自动识别，能够快速建立新的被调整过机器人模块的工业机器人的构型和相关运行参数，被调整了机器人模块的工业机器人能够基于新的组成发挥新的作用，进而便于用户灵活的使用工业机器人，提高了工业机器人的利用率。

在本实施例中，所述工业机器人100的各机器人模块能够被替换为新机器人模块，所述控制模块50用于识别所述新机器人模块是否与所述工业机器人相匹配，仅当识别结果为匹配时允许所述工业机器人运行。当识别结果不匹配时，不允许机器人运行以避免对机器人可能造成的损伤，以及，发出提示信号以提醒用户调整机器人模块的安装。当工作环境中具有多台不同类型的工业机器人100时，这些不同类型的工业机器人可能具有外观类似的控制模块，若错误的连接控制模块和工业机器人本体时，控制模块往往不能够自动识别工业机器人本体的类型，从而可能错误运行，甚至可能损坏机器人。本实用新型所提供的工业机器人，其各个机器人模块存储有特征参数，所述控制模块能够识别各机器人模块的特征参数进而确定控制箱的连接关系是否正确，发现存在不正确的连接时能够及时止损并通知用户处理。

所述工业机器人100包括多个机器人模块，各机器人模块包括特征单元，示例性的，所述特征单元10形成为存储有信息的电路板，所述特征单元存储有表征机器人模块特征信息的特征参数，所述特征参数包括所述机器人模块的类型/尺寸信息，所述控制模块识别所述多个机器人模块的特征在参数以确定所述机器人的构型，例如，识别所述机器人模块为关节13，根据所述工业机器人的关节个数确定自由度，不同自由度的机器人适于执行不同种类的工作。示例性的，所述特征参数包括安全运行参数，所述控制模块包括检测元件检测所述工业机器人的运行参数，所述控制模块根据所述检测元件所检测的运行参数控制所述工业机器人在安全运行参数范围内运行，以保证工业机器人始终工作于安全的状态下，其中，可理解的，当工业机器人的各模块组成不同时，工业机器人对应的安全运行参数也不同，控制模块能够识别各机器人模块的特征参数，进而获取工业机器人的相关运行参数，包括工业机器人的安全运行参数，进而控制所述工业机器人在安全运行参数范围内执行工作。所述工业机器人包括多个机器人模块，示例性的，至少部分所述机器人模块的特征参数包括运动副类型和/或DH参数，所述控制模块根据所述特征参数确定工业机器人的运动学参数，示例性的，所述机器人模块包括关节，所述关节的特征参数包括运动副类型和/或DH参数，具体的，所述关节包括一个运动副，该运动副为转动副。示例性的，至少部分所述机器人模块包括固定部分和用于产生旋转运动的运动部分，至少部分所述机器人模块的特征参数包括固定部分和运动部分各自的质量、质心和等效旋转惯量，通过分离所述固定部分和运动部分的的参数，固定部分的参数在建立工业机器人模型的时候能够直接并入上一个模块的输出，便于进行动力学的计算，示例性的，所述机器人模块包括关节，即关节包括固定部分和用于产生旋转运动的运动部分，关节的特征参数包括固定部分和运动部分各自的质量、质心和等效旋转惯量。示例性的，至少部分所述机器人模块的特征参数包括碰撞体等效模型，根据所述碰撞体等效模型能够进行碰撞判断，增强工业机器人的安全性。以上优选实施例的有益效果是：工业机器人的各机器人模块存储有特征参数，控制模块能够识别特征参数进而确定工业机器人相关信息并据此控制机器人运行，解决了传统的工业机器人模块化程度不够高，不能根据需求适应性的调整工业机器人的各组成部件的问题，便于用户维护以及提高已有工业机器人的可利用率，工业机器人模块化程度较高、使用灵活性好。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种可识别本体结构的模块化工业机器人，包括多个机器人模块和控制模块，所述多个机器人模块可拆卸的连接于一体，其特征在于，所述多个机器人模块包括至少三种不同类型的机器人模块，各所述机器人模块包括特征单元，所述特征单元存储有表征机器人模块特征信息的特征参数，所述控制模块电连接于所述机器人模块以用于识别各机器人模块的特征参数并据此控制机器人的运行。

2.根据权利要求1所述的模块化工业机器人，其特征在于，所述机器人模块能够被替换为具有不同特征参数的新机器人模块，所述控制模块用于识别所述新机器人模块的特征参数并至少部分的据此控制机器人的运行。

3.根据权利要求2所述的模块化工业机器人，其特征在于，所述控制模块用于识别所述新机器人模块是否与所述工业机器人相匹配，当识别结果为匹配时允许所述工业机器人运行。

4.根据权利要求1所述的模块化工业机器人，其特征在于，所述工业机器人为串联型机器人，所述多个机器人模块依次串联形成所述工业机器人的本体。

5.根据权利要求1所述的模块化工业机器人，其特征在于，所述特征参数包括所述机器人模块的类型和/或尺寸信息，所述控制模块识别所述多个机器人模块的特征参数以确定所述机器人的构型。

6.根据权利要求1所述的模块化工业机器人，其特征在于，至少部分所述机器人模块的特征参数包括安全运行参数，所述控制模块包括检测元件检测所述工业机器人的运行参数，所述控制模块根据所述检测元件所检测的运行参数控制所述工业机器人在安全运行参数范围内运行。

7.根据权利要求1所述的模块化工业机器人，其特征在于，所述多个机器人模块包括相同或互相匹配的连接部，所述多个机器人模块的其中任意俩机器人模块可通过所述连接部连接。

8.根据权利要求1所述的模块化工业机器人，其特征在于，至少部分所述机器人模块的特征参数包括运动副类型和/或DH参数，所述控制模块根据所述特征参数确定工业机器人的运动学参数。

9.根据权利要求1所述的模块化工业机器人，其特征在于，至少部分所述机器人模块包括固定部分和用于产生旋转运动的运动部分，至少部分所述机器人模块的特征参数包括固定部分和运动部分各自的质量、质心和等效旋转惯量。

10.根据权利要求1所述的模块化工业机器人，其特征在于，所述多个机器人模块包括关节、底座、工具法兰、连杆、连接弯头中的至少三种。

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