[发明专利]一种混联型机器人

说明书

技术领域

本发明属于工业自动化设备技术领域，特别涉及一种混联型机器人。

背景技术

目前，在企业转型升级和“机器换人”大背景下，工业机器人作为制造装备行业中较为主要的关键装备而被广泛研究。在我国金属加工等行业中广泛采用的传统桁架机器人普遍使用直角坐标结构，虽然其直线运动空间较大，但是末端运动不够灵活，很难进入特定的、狭小的空间进行取件、搬运、切割等动作。而且，传统多关节机器人还存在着工作空间拓展成本较高，空间布局较为困难等问题。为此，结合传统的桁架机器人与关节机器人各自优点，开发线性+关节的混联型机器人，可满足上述特定应用，以达到提高生产效率，降低成本的目的。

现有的直角坐标机器人主要存在以下不足：较多采用4 个自由度，很少有实现6 个自由度的结构。因此其动作简单，末端不够灵活，较难到达特定的应用空间，完成狭小空间内的取出任务或者复杂轨迹要求的动作。而现有的多关节机器人虽然动作灵活但对于工作空间大的应用，这种机器人无法满足，并且其价格较高。

在中国专利公布号为：CN103707292A的文献中公开了一种基于XYZ 直角坐标关节和姿态腕的6 自由度工业机器人，包括直角坐标关节和姿态腕，其中，直角坐标关节实现三个方向的移动自由度，姿态腕实现三个旋转自由度。该工业机器人虽然具有6自由度，但是结构复杂，灵活不够。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有6自由度、直线运动范围广、末端动作灵活、性价比高的混联型机器人，特别适用于金属加工上下料、激光切割等具有特定应用空间动作要求的使用场合。

本发明是这样实现的，提供一种混联型机器人，包括水平直线运动部、上下垂直运动部以及关节运动部，上下垂直运动部安装在水平直线运动部上，水平直线运动部带动上下垂直运动部以及关节运动部作横向水平运动，关节运动部连接于上下垂直运动部的末端，上下垂直运动部带动关节运动部作上下竖直运动；关节运动部主要包括第一中空箱体、三轴伺服电机、三轴RV减速机、四轴伺服电机、四轴RV减速机、四轴输出法兰、连接轴、第二中空箱体、五轴伺服电机、第一同步带传动组件、第一谐波减速器、第三中空箱体、六轴伺服电机、第二同步带传动组件、轴线相互垂直的锥齿轮传动组件、第二谐波减速器以及六轴输出法兰，三轴伺服电机安装在第一中空箱体内部，三轴RV减速机则固定在第一中空箱体外部，三轴伺服电机的电机轴连接到三轴RV减速机的轴输入端，三轴RV减速机输出端连接于上下垂直运动部上，通过三轴伺服电机的旋转带动整个关节运动部沿着三轴RV减速机输出端轴线作摆转运动；四轴伺服电机同样安装在第一中空箱体内部，其电机轴与四轴RV减速机输入端连接在一起，四轴输出法兰连接在四轴RV减速机的输出轴上，并通过连接轴连接第二中空箱体；通过四轴伺服电机以及四轴RV减速机带动连接轴及其上的部件沿着四轴RV减速机的输出轴轴线作回转运动；五轴伺服电机固定安装在第二中空箱体的内部，五轴伺服电机通过第一同步带传动组件与第一谐波减速器的输入轴联接，而第一谐波减速器的输出端又固定联接着第三中空箱体；通过五轴伺服电机最终传动第一谐波减速器，使得连接在其上面的第三中空箱体作回转运动；六轴伺服电机同样安装在第二中空箱体内部，并通过第二同步带传动组件与轴线相互垂直的锥齿轮传动组件联接，锥齿轮传动组件深入到第三中空箱体内部；锥齿轮传动组件的另一端与第二谐波减速器的输入端联接，六轴输出法兰作为最终的输出端固定在第二谐波减速器的输出端上，六轴伺服电机运转，通过第二同步带传动组件以及锥齿轮传动组件配合带动六轴输出法兰作回转运动。

进一步地，第一同步带传动组件包括第一主动同步带轮、第一同步带以及第一被动同步带轮，第一主动同步带轮通过键连接于五轴伺服电机的电机轴上，并与第一同步带以及第一被动同步带轮组成带传动连接，第一被动同步带轮又固定连接在第一谐波减速器的输入轴上；锥齿轮传动组件包括第一锥齿轮轴以及第二锥齿轮轴；第二同步带传动组件包括第二主动同步带轮、第二同步带以及第二被动同步带轮，第二主动同步带轮通过键连接于六轴伺服电机的电机轴上，并与第二同步带以及第二被动同步带轮组成带传动连接，第二被动同步带轮又固定连接在第一锥齿轮轴的前端上。