下探式工业机器人的制作方法

本实用新型涉及工业机器人，特别涉及一种下探式工业机器人。

背景技术：

工业机器人本体结构形式对机器人的整体性能和用途起到关键作用。在汽车制造、板材冲压、光伏、仓储物流等行业，通常需要一些中负载、大臂展的工业机器人。同时为了提高现场作业空间的充分利用，减少单个工作站的占地面积，提高生产效率，现场使用中通常将机器人架高甚至侧挂、倒挂使用。

发明人发现，目前机器人在工作过程中，由于大臂在向前旋转至一定角度时便会碰到机器人的底座，导致机器人在基面以下允许转动的角度范围较小，使得机器人在基面以下的工作范围过小，因而使得机器人的适用范围受到限制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种下探式工业机器人，使得扩大下探式工业机器人基面以下允许转动的角度范围，使得机器人的适用范围更广。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种下探式工业机器人，包括：

底座，固定在基面上；

旋转座，可转动地设置在所述底座上；

连接臂，设置在所述旋转座上，所述旋转座用于带动所述连接臂绕第一轴线进行转动，所述第一轴线垂直于所述底座，且所述连接臂的两端分别为与所述旋转座连接的固定端、与所述固定端相对的连接端，且所述固定端到所述第一轴线的垂直距离小于所述连接端到所述第一轴线的垂直距离，且所述旋转座还用于在带动所述连接臂转动至任意位置时，所述连接臂的连接端在所述基面上的正投影，均暴露于所述底座外；

大臂，可转动地设置所述连接臂的连接端上，用于绕第二轴线沿顺时针方向或逆时针方向进行转动，其中，所述第二轴线与所述第一轴线相互垂直，且所述大臂还用于在转动至垂直于所述基面时，与所述底座相互隔开。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，由于下探式工业机器人包括底座、旋转座、连接臂及大臂。其中，底座固定在基面上，旋转座可转动地设置在底座上，连接臂设置在旋转座上，并在旋转座的带动下绕第一轴线进行转动，且第一轴线垂直于底座，连接臂的两端分别为与旋转座连接的固定端及与固定端相对的连接端，同时，固定端到第一轴线的垂直距离小于连接端到第一轴线的垂直距离，且旋转座在带动连接臂转动至任意位置时，连接臂的连接端在基面上的正投影均暴露于底座外，并且，大臂可转动地设置在连接臂的连接端上，并绕第二轴线沿顺时针方向或逆时针方向进行转动，第二轴线与第一轴线相互垂直，且大臂在转动至垂直于基面时与底座相互隔开。从而当将底座固定在基面上时，旋转座可带动连接臂在底座上绕第一轴线进行转动，大臂绕第二轴线进行转动，且大臂在转动至与基面垂直时与底座隔开，因此，使得下探式工业机器人能够允许转动至与基面相互垂直，且不与底座相碰，扩大了下探式工业机器人基面以下的工作范围，也使得下探式工业机器人的适用范围更广。

另外，所述连接臂的长度大于所述底座的长度与所述大臂的宽度之和的一半。

另外，所述下探式工业机器人还包括：

前臂，可转动地设置在所述大臂上；

手腕，可转动地设置在所述前臂上；

末端法兰，可转动地设置在所述手腕上；

第四驱动装置，用于驱动所述手腕进行旋转：

第五驱动装置，用于驱动所述手腕进行摆动；

第六驱动装置，用于驱动所述末端法兰进行旋转。从而使得下探式工业机器人具有六个自由度，活动更加灵活。

另外，所述第四驱动装置包括第四电机、第四传动组件、第四减速器，其中，所述第四电机用于通过所述第四传动组件与所述第四减速器相连，所述第四减速器一端与所述前臂固定连接，另一端与所述手腕连接，且所述第四减速器用于驱动所述手腕进行转动。从而可防止第四驱动装置受到外界灰尘、液体的影响，延长下探式工业机器人的使用寿命。

另外，所述手腕包括第五关节箱体及第六关节箱体，其中，所述第五驱动装置设置在所述第五关节箱体内，所述第六驱动装置设置在所述第六关节箱体内；

所述第五驱动装置包括第五电机、第五传动组件、第五减速器，其中，所述第五电机用于通过所述第五传动组件与所述第五减速器相连，所述第五减速器与所述第五关节箱体固定连接，且所述第五减速器用于驱动所述手腕进行摆动；

所述第六驱动装置包括第六电机、第六传动组件、第六减速器，其中，所述第六电机用于通过所述第六传动组件与所述第六减速器相连，所述第六减速器与所述第六关节箱体固定连接，且所述第六减速器用于驱动所述末端法兰进行转动。从而可防止第五驱动装置及第六驱动装置受到外界灰尘、液体的影响，进一步延长下探式工业机器人的使用寿命。

另外，所述下探式工业机器人还包括连接所述第五关节箱体及所述第六关节箱体的柔性防护管，所述柔性防护管与所述第五关节箱体及所述第六关节箱体共同构成走线通道。从而可使手腕形成完整封闭的空间。

另外，所述下探式工业机器人还包括用于驱动所述前臂进行转动的第三驱动装置。

另外，所述下探式工业机器人还包括保护壳，所述第三驱动装置设置在所述保护壳内。从而可防止第三驱动装置受到外界灰尘及液体的影响，进一步延长下探式工业机器人的使用寿命。

另外，所述大臂长度为600mm。从而可有效缩减机器人使用中在基面投影内的安全范围。

另外，所述前臂的长度和所述手腕的长度之和为1470mm。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式中下探式工业机器人的主视图；

图2是本实用新型第一实施方式中下探式工业机器人的俯视图；

图3是本实用新型第一实施方式中下探式工业机器人的手腕及末端法兰部分的剖视图。

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，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种下探式工业机器人。如图1所示。下探式工业机器人包括底座1、旋转座2、连接臂3及大臂4。其中，底座1固定在基面上，旋转座2可转动地设置在底座1上，连接臂3设置在旋转座2上，旋转座2用于带动连接臂3绕第一轴线进行转动，且第一轴线垂直于底座1，连接臂3的两端分别为与旋转座2连接的固定端31及与固定端31相对的连接端32，并且，旋转座2带动连接臂3转动至任意位置时，连接臂3的连接端32在基面上的正投影均暴露于底座1外；大臂4可转动地设置在连接臂3的连接端32上，且大臂4用于绕第二轴线沿顺时针方向或逆时针方向进行转动，其中，第二轴线与第一轴线相互垂直，且大臂4在转动至垂直于基面时与底座1相互隔开。

通过上述内容不难发现，由于下探式工业机器人包括底座1、旋转座2、连接臂3及大臂4。其中，底座1固定在基面上，旋转座2可转动地设置在底座1上，连接臂3设置在旋转座2上，连接臂3在旋转座2的带动下绕第一轴线进行转动，第一轴线垂直于底座，连接臂3包括与旋转座2连接的固定端31以及与固定端31相对的连接端32，且固定端31与第一轴线的垂直距离小于连接端32与第一轴线的垂直距离，且旋转座2带动连接臂3转动至任意位置时，连接臂3的连接端32在基面上的正投影均暴露于底座外，同时大臂4可转动地设置在连接臂3的连接端32上，并绕第二轴线沿顺时针方向或逆时针方向的方向进行转动，第二轴线垂直于第一轴线，且大臂4转动至垂直于基面时与底座1相互隔开。从而下探式工业机器人在使用过程中，可将底座1固定在基面上，由旋转座2带动连接臂3绕第一轴线进行转动，大臂4绕第二轴线进行转动，且大臂4在转动至与基面垂直时，大臂4与底座1相互隔开，因此使得下探式工业机器人能够允许转动至与基面相互垂直的状态，并能保证始终不与底座1相碰，扩大了下探式工业机器人基面以下的工作范围，使得下探式工业机器人的适用范围更加广阔。

具体的说，在本实施方式中，连接臂3的长度设置为大于底座1的长度和大臂4的宽度之和的一半，因而能有效保证大臂4的工作范围。并且，在实际使用过程中，旋转座2与连接臂3可一体成型，使用时稳定性更高，还可提高下探式工业机器人的使用寿命。

另外，在本实施方式中，下探式工业机器人还包括可转动地设置在大臂4上的前臂5、可转动地设置在前臂5上的手腕6、可转动地设置在手腕6上的末端法兰7、驱动转动座2进行旋转的第一驱动装置8、驱动大臂4进行转动的第二驱动装置9、驱动前臂5进行转动的第三驱动装置10、驱动手腕6进行转动的第四驱动装置11、驱动手腕6进行摆动的第五驱动装置12、驱动末端法兰7进行旋转的第六驱动装置13。通过各驱动装置可使得下探式工业机器人实现六个自由度的自由转动，使得下探式工业机器人的灵活度更高。

另外，值得一提的是，在本实施方式中，第四驱动装置11包括第四电机111、第四传动组件(图中未标示)、第四减速器113，其中，第四电机111通过第四传动组件与第四减速器113相连，由第四减速器113驱动手腕6进行转动。具体的说，在本实施方式中，第四传动组件为齿轮组，通过设置在第四电机111电机轴上的齿轮与设置在第四减速器113输入端上的齿轮之间的相互配合，实现将第四电机111的动力传递至第四减速器113上，且第四减速器113的一端与前臂5固定连接，另一端与手腕6进行连接，实现控制手腕6进行转动。当然在实际使用过程中，第四传动组件也可设置为其他形式，如带轮组件等。并通过第四减速器113降低转速，增加转矩。通过此种设置方式既可保证运行的灵活性，还可防止第四驱动装置11受到外界灰层、液体的影响，有效延长下探式工业机器人的使用寿命。另外，第一驱动装置8、第二驱动装置9、第三驱动装置10的结构均与第四驱动装置11的结构相同，在此不再进行赘述。

而作为优选方案，在本实施方式中，手腕6包括第五关节箱体61及第六关节箱体62，且第五驱动装置12设置在第五关节箱体61内，第六驱动装置13设置在第六关节箱体62内。具体地说，第五驱动装置12包括第五电机121、第五传动组件(图中未标示)、第五减速器123，其中，第五电机121通过第五传动组件与第五减速器123相连，第五减速器123与第五关节箱体61固定连接，并由第五减速器123驱动手腕6进行摆动。第六驱动装置13包括第六电机131、第六传动组件(图中未标示)、第六减速器133，其中，第六电机131通过第六传动组件与第六减速器133相连，第六减速器133与第六关节箱体62固定连接，且由第六减速器133驱动末端法兰7进行转动。

具体的说，在本实施方式中，第五传动组件为同步带传动，具体包括设置在第五电机121上的第一带轮(图中未标示)、设置在第五减速器123上的第二带轮(图中未标示)、连接第一带轮与第二带轮的同步带124，同步带传动的带轮与同步带之间没有相对滑动，能够保证严格的传动比，实现下探式工业机器人的高定位精度，从而通过同步带124与第一带轮和第二带轮之间的传动实现将第五电机121的动力传递至第五减速器123上，且第五减速器123的输出端与第六关节箱体62固定连接，第五减速器123工作时带动第六关节箱体62运动，使得第六关节箱体62在工作中可以绕第五减速器123的轴线进行转动，进而实现带动手腕6进行摆动。当然在实际使用过程中，第五传动组件也可设置为其他形式。并通过第五减速器123降低转速，增加转矩。第六传动组件与第四传动组件的结构类似，第六传动组件为齿轮组，通过设置在第六电机131电机轴上的齿轮与设置在第六减速器133输入端上的齿轮之间的相互配合，实现将第六电机131的动力传递至第六减速器133上，且第六减速器133的输出端与末端法兰进行连接，实现控制末端法兰进行转动。当然在实际使用过程中，第六传动组件也可设置为其他形式，如带轮组件等。并通过第六减速器133降低转速，增加转矩。通过此种设置方式既可保证运行的灵活性，还可防止第五驱动装置12及第六驱动装置13受到外界灰层、液体的影响，进一步有效延长下探式工业机器人的使用寿命。

此外，值得注意的是，下探式工业机器人还包括连接第五关节箱体61及连接第六关节箱体62的柔性防护管14及保护壳15，其中，第三驱动装置10设置在保护壳15内，且柔性防护管14与第五关节箱体61及第六关节箱体62共同构成走线通道，具体地，柔性防护管14可采用橡胶防护管或硅胶防护管等。因而可将第三驱动装置10及连接各部件的线缆20被包围在密闭空间内，既可保证运行的灵活性，还可防止受到外界灰尘及液体的影响，进一步提高对下探式工业机器人的防护功能，延长下探式工业机器人的使用寿命。

另外，在实际使用过程中，还可在各部件之间的连接位置处设置密封圈或密封垫等密封部件对连接处进行密封，并且，大臂4及以下部分在实际工作过程中运动幅度较小，可在大臂4、连接臂3、旋转座2及底座1外套设防护壳，且连接各电器元件的线缆20均在下探式工业机器人的内部，因而可进一步提高下探式工业机器人的防护功能，提高使用寿命，并可使该下探式工业机器人使用于各种场合。当然，在实际使用过程中，还可采用防尘布进行包裹，当然也可采用其他形式的防护措施进行保护。

需要说明的是，在本实施方式中，大臂4的长度为600mm，前臂5的长度和手腕6的长度之和为1470mm。大臂4的长度较短，因而可有效缩减下探式工业机器人使用中在基面投影内的安全范围，而前臂5和手腕6的整体长度较长，能够实现对大臂4的延长作用，保证大臂向下探的工作范围。在实际使用过程中，只需将大臂4的长度做的较短，即可缩减机器人在使用中在基面投影内的安全范围，使得下探式工业机器人在与其他机体配合使用时，间距只要保持在较小的范围内即可避免工作干涉。

例如，若要设计实现2570mm大臂展的下探式工业机器人，可将旋转座2、大臂4、前臂5、手腕第五关节箱体61的总连杆参数之和设计为2570mm，连接大臂4和第二减速器9的轴线和连接底座1和第一减速器8的轴线的公垂线距离为500mm，大臂7设计为600mm，而前臂5的长度和手腕6的长度之和为1470mm，大臂4和旋转座2的长度之和为1100mm，因而即可实现大臂4向下摆动至与底座1垂直而不与机器人的其他位置发生干涉，还可实现向下探的距离达到2070mm，同时，大臂4较短可有效缩减机器人在使用时在基面投影内的安全范围，实现与其他配合机体间距保持在2600mm即可避免工作干涉。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。