一種輕型六軸通用機器人的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種輕型六軸通用機器人，包括底座體、樞接在底座體上的腰轉部件、樞接在腰轉部件上的大臂、樞接在大臂上的軸座、安裝在軸座上的小臂，腰轉部件繞底座體轉動。所述腰轉部件包括驅動大臂旋轉的驅動機構；驅動機構包括連接軸、第一驅動單元、第二驅動單元；所述第一驅動單元和第二驅動單元均包括卷軸、與卷軸固定的棘輪、驅動棘輪旋轉的扳手；第一驅動單元的卷軸與第二驅動單元的卷軸及連接軸同軸設置且固定聯接，連接軸與大臂固定連接；第一驅動單元的棘輪與第二驅動單元的棘輪反向設置。上述第一驅動單元驅動大臂順時針旋轉，第二驅動單元驅動大臂逆時針旋轉，棘輪單向旋轉的特性使大臂轉動的穩定性得到提高。
【專利說明】
一種輕型六軸通用機器人
技術領域
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[0001]本發明涉及機器人技術領域，具體而言，涉及一種輕型六軸通用機器人。
【背景技術】
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[0002]申請號為CN201210566463.5的發明專利申請公開了一種輕型六軸通用機器人，包括底座體、腰轉部件、大臂、軸座、小臂，腰轉部件繞底座體轉動，大臂繞腰轉部件轉動。上述輕型六軸通用機器人中，第二軸驅動電機的轉軸固定連接大臂齒輪減速器的輸入軸，大臂齒輪減速器的輸出軸固定在大臂上；即，大臂繞腰轉部件轉動是通過配合使用的電機和齒輪減速器完成的。
【發明內容】
:
[0003]本發明所解決的技術問題:輕型六軸通用機器人中，大臂繞腰轉部件轉動由配合使用的電機和齒輪減速器完成，由于齒輪傳動無自鎖功能，因此，大臂繞腰轉部件轉動存在不穩定性。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案:一種輕型六軸通用機器人，包括底座體、樞接在底座體上的腰轉部件、樞接在腰轉部件上的大臂、樞接在大臂上的軸座、安裝在軸座上的小臂，腰轉部件繞底座體轉動，大臂繞腰轉部件轉動，軸座繞大臂轉動;所述腰轉部件包括殼體、安裝在殼體內的驅動機構;所述驅動機構包括連接軸、第一驅動單元、第二驅動單元;所述第一驅動單元和第二驅動單元均包括固定在殼體內的底座、樞接在底座上的卷軸、固定安裝在卷軸兩端的棘輪、樞接在卷軸上的扳手、驅動扳手擺動的曲柄搖桿機構;所述底座上設有第一彈性卡片、驅使第一彈性卡片脫離與棘輪接觸的第一驅動裝置，所述扳手上設有第二彈性卡片、驅使第二彈性卡片脫離與棘輪接觸的第二驅動裝置；當曲柄搖桿機構驅動扳手圍繞卷軸來回擺動時，第二彈性卡片卡入棘輪的齒中，并驅動棘輪旋轉，棘輪再驅動卷軸旋轉，第一彈性卡片卡入棘輪的齒中以防止棘輪回轉;所述第一驅動單元的卷軸與第二驅動單元的卷軸及連接軸同軸設置且固定聯接，連接軸與大臂固定連接；所述第一驅動單元的棘輪與第二驅動單元的棘輪反向設置。
[0005]按上述技術方案，本發明所述一種輕型六軸通用機器人中，大臂繞腰轉部件轉動的工作原理如下:
[0006]第一，當大臂需相對腰轉部件作順時針旋轉時，第二驅動單元中的第一驅動裝置驅使第一彈性卡片脫離與棘輪接觸，第二驅動單元中的第二驅動裝置驅使第二彈性卡片脫離與棘輪接觸，如此，第二驅動單元中的卷軸不受第二驅動單元中第一彈性卡片和第二彈性卡片的制約；第一驅動單元的曲柄搖桿機構驅動第一驅動單元的扳手來回擺動，扳手逆時針擺動時，第一驅動單元中的第二彈性卡片在棘輪的齒上滑過，扳手順時針擺動時，第二彈性卡片卡入棘輪的齒并驅動棘輪順時針旋轉;在扳手驅動棘輪順時針旋轉的過程中，第一驅動單元中的第一彈性卡片在棘輪的齒上滑過后再卡入棘輪的齒中以止動棘輪。
[0007]第二，當大臂需相對腰轉部件作逆時針旋轉時，第一驅動單元中的第一驅動裝置驅使第一彈性卡片脫離與棘輪接觸，第一驅動單元中的第二驅動裝置驅使第二彈性卡片脫離與棘輪接觸，如此，第一驅動單元中的卷軸不受第一驅動單元中第一彈性卡片和第二彈性卡片的制約;之后，第二驅動單元的曲柄搖桿機構驅動第二驅動單元中的扳手來回擺動，扳手順時針擺動時，第二彈性卡片在棘輪的齒上滑過，扳逆時針擺動時，第二彈性卡片卡入棘輪的齒并驅動棘輪逆時針旋轉；在第二驅動單元中的扳手驅動棘輪逆時針旋轉的過程中，第二驅動單元的第一彈性卡片在棘輪的齒上滑過后再卡入棘輪的齒中以止動棘輪。
[0008]通過上述技術方案，第一驅動單元中的棘輪可驅動與其固定聯接的連接軸順時針旋轉，連接軸帶動與其固定連接的大臂順時針旋轉，第二驅動單元中的棘輪可驅動與其固定聯接的連接軸逆時針旋轉，連接軸帶動與其固定連接的大臂逆時針旋轉，由于棘輪具有單向旋轉的特性，因此，在第一驅動單元和第二驅動單元的驅動下，大臂繞腰轉部件轉動的穩定性可得到提高。
[0009]作為本發明對第一驅動單元和第二驅動單元中第一彈性卡片和第一驅動裝置的一種說明，所述第一彈性卡片包括第一卡片、第一伸縮彈簧、第一固定座;所述底座上開設第一滑槽，所述第一卡片滑動配合在第一滑槽中，所述第一伸縮彈簧一端套設在第一卡片上，第一伸縮彈簧的另一端抵在第一固定座上，第一固定座固定在底座上;所述第一驅動裝置包括固定在底座上的第一氣缸、安裝在第一氣缸活塞桿上的第一驅動塊，在第一氣缸的驅動下，第一驅動塊驅動第一卡片沿第一滑槽滑行，第一卡片沿第一滑槽的滑行驅使第一伸縮彈簧收縮。其中，所述第一卡片設有導向部，所述第一伸縮彈簧套設在導向部上，所述第一固定座開設導向孔，導向部活動插設在導向孔中。
[0010]作為本發明對第一驅動單元和第二驅動單元中第二彈性卡片和第二驅動裝置的一種說明，所述第二彈性卡片包括第二卡片、第二伸縮彈簧、第二固定座;所述扳手上開設第二滑槽，所述第二卡片滑動配合在第二滑槽中，所述第二伸縮彈簧一端套設在第二卡片上，第二伸縮彈簧的另一端抵在第二固定座上，第二固定座固定在扳手上;所述第二驅動裝置包括固定在扳手上的第二氣缸、安裝在第二氣缸活塞桿上的第二驅動塊，在第二氣缸的驅動下，第二驅動塊驅動第二卡片沿第二滑槽滑行，第二卡片沿第二滑槽的滑行驅使第二伸縮彈簧收縮。其中，所述第二卡片設有導向部，所述第二伸縮彈簧套設在導向部上，所述第二固定座開設導向孔，導向部活動插設在導向孔中。
[0011]作為本發明對第一驅動單元和第二驅動單元中曲柄搖桿機構的一種說明，所述曲柄搖桿機構包括鉸接在扳手上的連桿、與連桿鉸接的曲柄、輸出軸與曲柄聯接的第一電機、固定安裝第一電機的第一電機安裝座。
[0012]基于上述說明，作為本發明對第一驅動單元和第二驅動單元的一種改進，所述底座樞接有卷軸的一端設有第一弧形突出部，所述第一弧形突出部上開設可與第二彈性卡片配合的卡口；所述扳手樞接在卷軸上的一端設有可使第一彈性卡片脫離與棘輪齒卡合的第二弧形突出部;所述曲柄搖桿機構連接扳手復位機構，所述扳手復位機構包括固定在殼體內的第一滑軌、滑動配合在第一滑軌上的第一滑塊、固定在第一滑塊上的第一套筒、活動插設在第一套筒內的第一螺桿、樞接在第一套筒上的第一齒輪、與第一齒輪嚙合的第二齒輪、與第二齒輪聯接且固定在第一滑塊上的第二電機;所述第一螺桿的一端與第一電機安裝座固定連接，所述第一齒輪的中央處開設與第一螺桿螺接的螺紋孔，所述第一滑塊上固定有第三氣缸，第三氣缸的活塞桿上設有摩擦片，在第三氣缸的驅動下，摩擦片抵在第一滑軌上。
[0013]上述改進的工作原理如下:當需使第一驅動單元或第二驅動單元中的棘輪不受第一彈性卡片和第二彈性卡片的約束時，第二驅動裝置驅使第二彈性卡片脫離與棘輪的卡合，之后，第二電機驅動第二齒輪旋轉，第二齒輪驅動第一齒輪旋轉，第一齒輪的螺紋孔驅動第一螺桿作相對第一齒輪的豎直向直線運動，同時，第一滑塊在第一滑軌上平移，在第一螺桿的帶動下，扳手向遠離底座的方向旋轉；當第二彈性卡片卡入第一弧形突出部的卡口中時，第二弧形突出部使第一彈性卡片脫離與棘輪齒的卡合，如此，第一彈性卡片與第二彈性卡片均與棘輪齒脫離卡合;而當需使第一驅動單元或第二驅動單元中的扳手復位時，第二電機驅動第二齒輪反向旋轉，第一螺桿作豎直向直線運動的同時，帶動第一滑塊在第一滑軌上平移，當扳手復位時，第三氣缸動作，摩擦片抵在第一滑軌上，以制動第一滑塊；之后，第一螺桿端部的曲柄搖桿機構即可驅動扳手作來回的擺動。
【附圖說明】
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[0014]下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
[0015]圖1為本發明一種輕型六軸通用機器人的結構示意圖；
[0016]圖2為圖1中一種輕型六軸通用機器人隱去腰轉部件20罩殼后的結構示意圖；
[0017]圖3為圖2中驅動機構22的結構示意圖；
[0018]圖4為圖3中第一驅動單元23的結構示意圖；
[0019]圖5為圖4中第一驅動單元23另一視角的結構示意圖。
[0020]圖中符號說明:
[0021]10、底座體；
[0022]20、腰轉部件；21、殼體;22、驅動機構；23、第一驅動單元;230、第二驅動單元;24、底座;240、第一滑槽;241、第一彈性卡片;242、第一驅動裝置;243、第一卡片;244、第一伸縮彈簧;245、第一固定座;246、卡口； 25、卷軸;26、棘輪;27、扳手;270、第二滑槽;271、第二彈性卡片;272、第二驅動裝置;273、第二卡片;274、第二伸縮彈簧;275、第二固定座;276、第二弧形突出部；28、曲柄搖桿機構；281、第一電機;282、第一電機安裝座；29、扳手復位機構；291、第一滑軌；292、第一滑塊；293、第一套筒；294、第一螺桿；295、第一齒輪；296、第二電機;297、第三氣缸；
[0023]30、大臂；
[0024]40、軸座；
[0025]50、小臂。
【具體實施方式】
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[0026]如圖1，一種輕型六軸通用機器人，包括底座體10、樞接在底座體上的腰轉部件20、樞接在腰轉部件上的大臂30、樞接在大臂上的軸座40、安裝在軸座上的小臂50，腰轉部件繞底座體轉動，大臂繞腰轉部件轉動，軸座繞大臂轉動。
[0027]結合圖2至圖5，所述腰轉部件包括殼體21、安裝在殼體內的驅動機構22;所述驅動機構包括連接軸、第一驅動單元23、第二驅動單元230;所述第一驅動單元和第二驅動單元均包括固定在殼體內的底座24、樞接在底座上的卷軸25、固定安裝在卷軸兩端的棘輪26、樞接在卷軸上的扳手27、驅動扳手擺動的曲柄搖桿機構28;所述底座上設有第一彈性卡片241、驅使第一彈性卡片脫離與棘輪接觸的第一驅動裝置242，所述扳手上設有第二彈性卡片271、驅使第二彈性卡片脫離與棘輪接觸的第二驅動裝置272;當曲柄搖桿機構驅動扳手圍繞卷軸來回擺動時，第二彈性卡片卡入棘輪的齒中，并驅動棘輪旋轉，棘輪再驅動卷軸旋轉，第一彈性卡片卡入棘輪的齒中以防止棘輪回轉;所述第一驅動單元的卷軸與第二驅動單元的卷軸及連接軸同軸設置且固定聯接，連接軸與大臂固定連接;所述第一驅動單元的棘輪與第二驅動單元的棘輪反向設置。
[0028]上述驅動機構22中，所述第一彈性卡片241包括第一卡片243、第一伸縮彈簧244、第一固定座245;所述底座24上開設第一滑槽240，所述第一卡片滑動配合在第一滑槽中，所述第一伸縮彈簧一端套設在第一卡片上，第一伸縮彈簧的另一端抵在第一固定座上，第一固定座固定在底座上。所述第一驅動裝置242包括固定在底座上的第一氣缸、安裝在第一氣缸活塞桿上的第一驅動塊，在第一氣缸的驅動下，第一驅動塊驅動第 ^片沿第一滑槽滑行，第一卡片沿第一滑槽的滑行驅使第一伸縮彈簧收縮。所述第一卡片243設有導向部，所述第一伸縮彈簧244套設在導向部上，所述第一固定座245開設導向孔，導向部活動插設在導向孔中。
[0029]上述驅動機構22中，所述第二彈性卡片271包括第二卡片273、第二伸縮彈簧274、第二固定座275;所述扳手27上開設第二滑槽270，所述第二卡片滑動配合在第二滑槽中，所述第二伸縮彈簧一端套設在第二卡片上，第二伸縮彈簧的另一端抵在第二固定座上，第二固定座固定在扳手上。所述第二驅動裝置272包括固定在扳手上的第二氣缸、安裝在第二氣缸活塞桿上的第二驅動塊，在第二氣缸的驅動下，第二驅動塊驅動第二卡片沿第二滑槽滑行，第二卡片沿第二滑槽的滑行驅使第二伸縮彈簧收縮。所述第二卡片273設有導向部，所述第二伸縮彈簧274套設在導向部上，所述第二固定座275開設導向孔，導向部活動插設在導向孔中。
[0030]上述驅動機構22中，所述曲柄搖桿機構28包括鉸接在扳手27上的連桿、與連桿鉸接的曲柄、輸出軸與曲柄聯接的第一電機281、固定安裝第一電機的第一電機安裝座282。
[0031]上述驅動機構22中，所述底座24樞接有卷軸25的一端設有第一弧形突出部，所述第一弧形突出部上開設可與第二彈性卡片271配合的卡口 246;所述扳手27樞接在卷軸上的一端設有可使第一彈性卡片241脫離與棘輪26齒卡合的第二弧形突出部276。所述曲柄搖桿機構28連接扳手復位機構29，所述扳手復位機構包括固定在殼體21內的第一滑軌291、滑動配合在第一滑軌上的第一滑塊292、固定在第一滑塊上的第一套筒293、活動插設在第一套筒內的第一螺桿294、樞接在第一套筒上的第一齒輪295、與第一齒輪嚙合的第二齒輪、與第二齒輪聯接且固定在第一滑塊上的第二電機296;所述第一螺桿的一端與第一電機安裝座固定連接，所述第一齒輪的中央處開設與第一螺桿螺接的螺紋孔，所述第一滑塊上固定有第三氣缸297，第三氣缸的活塞桿上設有摩擦片，在第三氣缸的驅動下，摩擦片抵在第一滑軌上。
[0032]實際操作中，本發明所述一種輕型六軸通用機器人中，大臂30繞腰轉部件20轉動的工作流程如下:
[0033]第一，當大臂30需相對腰轉部件20作順時針旋轉時，第二驅動單元230中的第一驅動裝置242驅使第一彈性卡片241脫離與棘輪26接觸，第二驅動單元中的第二驅動裝置272驅使第二彈性卡片271脫離與棘輪26接觸，如此，第二驅動單元230中的卷軸25不受第二驅動單元中第一彈性卡片和第二彈性卡片的制約;第一驅動單元的曲柄搖桿機構28驅動第一驅動單元的扳手27來回擺動，扳手逆時針擺動時，第一驅動單元中的第二彈性卡片271在棘輪的齒上滑過，扳手27順時針擺動時，第二彈性卡片卡入棘輪26的齒并驅動棘輪順時針旋轉;在扳手驅動棘輪順時針旋轉的過程中，第一驅動單元23中的第一彈性卡片241在棘輪的齒上滑過后再卡入棘輪26的齒中以止動棘輪;順時針旋轉的棘輪驅動連接軸及與連接軸固定連接的大臂順時針旋轉。
[0034]第二，當大臂30需相對腰轉部件20作逆時針旋轉時，第一驅動單元23中的第一驅動裝置242驅使第一彈性卡片241脫離與棘輪26接觸，第一驅動單元中的第二驅動裝置272驅使第二彈性卡片271脫離與棘輪26接觸，如此，第一驅動單元中的卷軸25不受第一驅動單元中第一彈性卡片和第二彈性卡片的制約；之后，第二驅動單元的曲柄搖桿機構28驅動第二驅動單元中的扳手27來回擺動，扳手順時針擺動時，第二彈性卡片在棘輪的齒上滑過，扳逆時針擺動時，第二彈性卡片卡入棘輪26的齒并驅動棘輪逆時針旋轉;在第二驅動單元230中的扳手27驅動棘輪逆時針旋轉的過程中，第二驅動單元的第一彈性卡片在棘輪的齒上滑過后再卡入棘輪的齒中以止動棘輪;逆時針旋轉的棘輪驅動連接軸及與連接軸固定連接的大臂逆時針旋轉。
[0035]以上內容僅為本發明的較佳實施方式，對于本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1.一種輕型六軸通用機器人，包括底座體(10)、樞接在底座體上的腰轉部件(20)、樞接在腰轉部件上的大臂(30)、樞接在大臂上的軸座(40)、安裝在軸座上的小臂(50)，腰轉部件繞底座體轉動，大臂繞腰轉部件轉動，軸座繞大臂轉動;其特征在于: 所述腰轉部件包括殼體(21)、安裝在殼體內的驅動機構(22);所述驅動機構包括連接軸、第一驅動單元(23)、第二驅動單元(230);所述第一驅動單元和第二驅動單元均包括固定在殼體內的底座(24)、樞接在底座上的卷軸(25)、固定安裝在卷軸兩端的棘輪(26)、樞接在卷軸上的扳手(27)、驅動扳手擺動的曲柄搖桿機構(28);所述底座上設有第一彈性卡片(241)、驅使第一彈性卡片脫離與棘輪接觸的第一驅動裝置(242)，所述扳手上設有第二彈性卡片(271)、驅使第二彈性卡片脫離與棘輪接觸的第二驅動裝置(272);當曲柄搖桿機構驅動扳手圍繞卷軸來回擺動時，第二彈性卡片卡入棘輪的齒中，并驅動棘輪旋轉，棘輪再驅動卷軸旋轉，第一彈性卡片卡入棘輪的齒中以防止棘輪回轉； 所述第一驅動單元的卷軸與第二驅動單元的卷軸及連接軸同軸設置且固定聯接，連接軸與大臂固定連接;所述第一驅動單元的棘輪與第二驅動單元的棘輪反向設置。2.如權利要求1所述的一種輕型六軸通用機器人，其特征在于:所述第一彈性卡片(241)包括第一卡片(243)、第一伸縮彈簧(244)、第一固定座(245);所述底座(24)上開設第一滑槽(240)，所述第一卡片滑動配合在第一滑槽中，所述第一伸縮彈簧一端套設在第一卡片上，第一伸縮彈簧的另一端抵在第一固定座上，第一固定座固定在底座上； 所述第一驅動裝置(242)包括固定在底座上的第一氣缸、安裝在第一氣缸活塞桿上的第一驅動塊，在第一氣缸的驅動下，第一驅動塊驅動第一卡片沿第一滑槽滑行，第一卡片沿第一滑槽的滑行驅使第一伸縮彈簧收縮。3.如權利要求2所述的一種輕型六軸通用機器人，其特征在于:所述第一卡片(243)設有導向部，所述第一伸縮彈簧(244)套設在導向部上，所述第一固定座(245)開設導向孔，導向部活動插設在導向孔中。4.如權利要求1所述的一種輕型六軸通用機器人，其特征在于:所述第二彈性卡片(271)包括第二卡片(273)、第二伸縮彈簧(274)、第二固定座(275);所述扳手(27)上開設第二滑槽(270)，所述第二卡片滑動配合在第二滑槽中，所述第二伸縮彈簧一端套設在第二卡片上，第二伸縮彈簧的另一端抵在第二固定座上，第二固定座固定在扳手上； 所述第二驅動裝置(272)包括固定在扳手上的第二氣缸、安裝在第二氣缸活塞桿上的第二驅動塊，在第二氣缸的驅動下，第二驅動塊驅動第二卡片沿第二滑槽滑行，第二卡片沿第二滑槽的滑行驅使第二伸縮彈簧收縮。5.如權利要求4所述的一種輕型六軸通用機器人，其特征在于:所述第二卡片(273)設有導向部，所述第二伸縮彈簧(274)套設在導向部上，所述第二固定座(275)開設導向孔，導向部活動插設在導向孔中。6.如權利要求1所述的一種輕型六軸通用機器人，其特征在于:所述曲柄搖桿機構(28)包括鉸接在扳手(27)上的連桿、與連桿鉸接的曲柄、輸出軸與曲柄聯接的第一電機(281)、固定安裝第一電機的第一電機安裝座(282)。7.如權利要求6所述的一種輕型六軸通用機器人，其特征在于:所述底座(24)樞接有卷軸(25)的一端設有第一弧形突出部，所述第一弧形突出部上開設可與第二彈性卡片(271)配合的卡口(246);所述扳手(27)樞接在卷軸上的一端設有可使第一彈性卡片(241)脫離與棘輪(26)齒卡合的第二弧形突出部(276);所述曲柄搖桿機構(28)連接扳手復位機構(29)，所述扳手復位機構包括固定在殼體(21)內的第一滑軌(291)、滑動配合在第一滑軌上的第一滑塊(292)、固定在第一滑塊上的第一套筒(293)、活動插設在第一套筒內的第一螺桿(294)、樞接在第一套筒上的第一齒輪(295)、與第一齒輪嚙合的第二齒輪、與第二齒輪聯接且固定在第一滑塊上的第二電機(296);所述第一螺桿的一端與第一電機安裝座固定連接，所述第一齒輪的中央處開設與第一螺桿螺接的螺紋孔，所述第一滑塊上固定有第三氣缸(297)，第三氣缸的活塞桿上設有摩擦片，在第三氣缸的驅動下，摩擦片抵在第一滑軌上。
【文檔編號】B25J9/10GK105881523SQ201610370371
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月28日
【發明人】王文慶
【申請人】東莞市聯洲知識產權運營管理有限公司