机器人和管片拼装系统的制作方法

1.本发明涉及工业机器人技术领域，具体的，涉及一种机器人和一种管片拼装系统。


背景技术：

2.工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种搬运、加工等功能。相关技术中的机器人的作业范围较小。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种机器人，该机器人具有作业范围较大的优点。
4.本发明的实施例还提出了一种管片拼装系统。
5.本发明实施例的机器人包括滑轨和滑台，所述滑台可滑移地装配于所述滑轨；第一回转组件、第一臂和第一驱动，所述第一回转组件设于所述滑台，所述第一臂与所述第一回转组件相连，所述第一驱动连接在所述第一臂和所述第一回转组件之间，所述第一驱动适于驱动所述第一臂摆动，所述第一回转组件适于驱动所述第一臂和所述第一驱动周向转动；第二臂和第二驱动，所述第二臂与所述第一臂转动相连，所述第二驱动连接在所述第一臂和所述第二臂之间，所述第二驱动适于驱动所述第二臂相对于所述第一臂摆动；第一座和第三驱动，所述第一座与所述第二臂转动相连，所述第三驱动连接在所述第一座和所述第二臂之间，所述第三驱动适于驱动所述第一座相对于所述第二臂摆动；伸缩臂，所述伸缩臂设于所述第一座；第二座和第四驱动，所述第二座与所述伸缩臂转动相连，所述第四驱动连接在所述伸缩臂和所述第二座之间，所述第四驱动适于驱动所述第二座相对于所述伸缩臂摆动；第二回转组件和执行组件，所述第二回转组件连接在所述执行组件和所述第二座之间，所述第二回转组件适于驱动所述执行组件相对于所述伸缩臂转动。
6.本发明实施例的机器人具有作业范围较大的优点。
7.在一些实施例中，所述机器人包括第一连杆，所述第一连杆的一端与所述第一臂转动相连，所述第一连杆的另一端与所述第二驱动的一端转动相连并形成第一支点，所述第一支点与所述第二臂传动相连并适于驱动所述第二臂摆动。
8.在一些实施例中，所述机器人包括第二连杆，所述第二连杆的一端与所述第二臂相连，所述第二连杆的另一端与所述第三驱动的一端转动相连并形成第二支点，所述第二支点与所述第一支点传动相连。
9.在一些实施例中，所述机器人包括第三连杆，所述第三连杆的一端与所述第一支点转动相连，所述第三连杆的另一端与所述第二支点转动相连。
10.在一些实施例中，所述第二连杆和所述第三连杆为弧形杆，所述第二连杆对应有第一圆心，所述第三连杆对应有第二圆心，所述第一连杆和所述第一臂的连接位置、所述第一圆心、所述第二圆心均位于所述第二连杆和所述第三连杆的同侧。
11.在一些实施例中，所述第一座包括第一段和第二段，所述第一段和所述第二段成夹角，所述第一段和所述第二段的连接处与所述第二臂转动相连，所述伸缩臂设于所述第一段，所述第三驱动的另一端与所述第二段转动相连，且所述第二连杆和所述第二段位于所述第二臂的同侧。
12.在一些实施例中，所述伸缩臂包括内筒、外筒和第五驱动，所述内筒配合在所述外筒内并相对于所述外筒可滑移，至少部分所述第五驱动设于所述内筒内，所述第五驱动的一端与所述内筒转动相连，所述第五驱动的另一端与所述外筒相连，所述外筒与所述第一座相连，所述内筒与所述第二座相连，所述第四驱动与所述外筒相连，且所述第四驱动的驱动端与所述第二座转动相连。
13.在一些实施例中，所述机器人在使用时包括以下步骤：s1：操控所述第四驱动和所述第五驱动同步伸缩以驱动所述第二座平移；s2：待平移到位后，锁止所述第五驱动，然后操控所述第四驱动伸缩以驱动所述第二座摆动。
14.在一些实施例中，所述机器人包括滑动驱动，所述滑动驱动连接在所述滑轨和所述滑台之间，所述滑动驱动的长度可调以驱动所述滑台沿所述滑轨滑动，所述滑轨包括第一挡块和第二挡块，所述滑台包括限位块，所述限位块可在所述第一挡块和所述第二挡块之间滑动以使所述滑台相对于所述滑轨具有设定行程。
15.本发明实施例的管片拼装系统包括机器人和管片，所述机器人为上述任一项实施例所述的机器人，所述管片设有支座，所述支座设有第一销孔，所述执行组件包括抓举板和销轴，所述抓举板设有第二销孔，所述销轴适于贯穿所述第一销孔和所述第二销孔以将所述管片和所述机器人可拆卸地相连。
附图说明
16.图1是本发明实施例的管片拼装系统的示意图。
17.图2是本发明实施例的机器人的示意图。
18.图3是本发明实施例的机器人的剖视示意图。
19.附图标记：滑轨11；滑台12；滑动驱动13；限位块14；第一挡块15；第二挡块16；第一回转组件21；第一臂22；第一驱动23；第二臂31；第二连杆311；第二驱动32；第一连杆33；第三连杆34；第一座41；第一段411；第二段412；第三驱动42；伸缩臂5；内筒51；外筒52；第五驱动53；第二座61；第四驱动62；第二回转组件7；抓举板8；管片9；支座91。
具体实施方式
20.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考
附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
21.下面结合附图描述本发明实施例的机器人。
22.如图1至图3所示，本发明实施例的机器人包括滑轨11、滑台12、第一回转组件21、第一臂22、第一驱动23、第二臂31、第二驱动32、第一座41、第三驱动42、第二座61、第四驱动62、伸缩臂5、第二回转组件7和执行组件。
23.滑台12可滑移地装配于滑轨11。具体地，滑台12设于滑轨11，滑台12设有滑轮，滑台12可沿滑轨11的长度方向滑动，从而使本发明实施例的机器人可沿滑轨11的长度方向具有第一直线自由度。
24.第一回转组件21设于滑台12，第一臂22与第一回转组件21相连，第一驱动23连接在第一臂22和第一回转组件21之间，第一驱动23适于驱动第一臂22摆动，第一回转组件21适于驱动第一臂22和第一驱动23周向转动。
25.具体地，第一回转组件21的转轴沿竖直方向延伸，第一回转组件21的定子部与滑台12相连，第一回转组件21的转子部与第一臂22相连，从而驱动第一臂22绕第一回转组件21的转轴圆周转动，从而使本发明实施例的机器人具有第一回转自由度。
26.并且，所述第一驱动23连接在第一回转组件21和第一臂22之间，当第一臂22承载较大的应力时，第一驱动23可以分散部分应力从而提高第一臂22和第一驱动23组合体的承载能力，从而提高了本发明实施例的机器人的承载能力。
27.第一臂22的一端与第一回转组件21可转动地相连，第一驱动23的一端与第一回转组件21的转子部可转动地相连，第一驱动23的另一端与第一臂22可转动地相连，第一驱动23的长度可调以驱动第一臂22相对于第一回转组件21的转子部摆动，从而使奔赴买哪个实施例的机器人具有第二回转自由度。
28.第二臂31与第一臂22转动相连，第二驱动32连接在第一臂22和第二臂31之间，第二驱动32适于驱动第二臂31相对于第一臂22摆动。
29.具体地，第一臂22背离第一回转组件21的一端与第二臂31的一端可转动地相连，第二驱动32的一端与第一臂22可转动地相连，第二驱动32的另一端与第二臂31可转动地相连，第二驱动32的长度可调，以驱动第二臂31相对于第一臂22摆动，从而使本发明实施例的机器人具有第三回转自由度。
30.并且，所述第二驱动32连接在第二臂31和第一臂22之间，当第二臂31承载较大的力矩时，第二驱动32可以分散部分应力从而提高第一臂22、第二臂31和第二驱动32组合体的承载能力，从而提高了本发明实施例的机器人的承载能力。
31.第一座41与第二臂31转动相连，第三驱动42连接在第一座41和第二臂31之间，第三驱动42适于驱动第一座41相对于第二臂31摆动。
32.具体地，第一座41设于第二臂31远离第一臂22的一端，且第一座41与第二臂31可转动地相连，第三驱动42的一端与第二臂31可转动地相连，第三驱动42的另一端与第一座41可转动地相连，以驱动第一座41相对于第二臂31摆动，从而使本发明实施例的机器人具有第四回转自由度。
33.伸缩臂5设于第一座41。具体地，伸缩臂5具有固定部和自由部，伸缩臂5的固定部与第一座41固定连接，伸缩臂5的自由部可沿固定部的长度方向相对于伸缩臂5的固定部滑移，从而使伸缩臂5的长度可调，从而使本发明实施例的机器人具有第二直线自由度。
34.第二座61与伸缩臂5转动相连，第四驱动62连接在伸缩臂5和第二座61之间，第四驱动62适于驱动第二座61相对于伸缩臂5摆动。
35.具体地，第二座61设于伸缩臂5的自由端，且第二座61相对于伸缩臂5可转动，第四驱动62的一端与伸缩臂5可转动地相连，第四驱动62的另一端与第二座61可转动地相连，第四驱动62的长度可调以驱动第二座61相对与伸缩臂5摆动，从而是本发明实施例的机器人具有第五回转自由度。
36.第二回转组件7连接在执行组件和第二座61之间，第二回转组件7适于驱动执行组件相对于伸缩臂5转动。
37.具体地，第二回转组件7设于第二座61背离伸缩臂5的一端，第二回转组件7的定子部与第二座61相连，第二回转组件7的转子部与执行组件相连，第二回转组件7的转子部可相对于第二回转组件7的定子部转动，从而使本发明实施例的机器人具有第六回转自由度。
38.本发明实施例的机器人通过设置滑轨11和滑台12具有第一直线自由度，通过设置第一回转组件21具有第一回转自由度，通过设置第一臂22和第一驱动23具有第二回转自由度，通过设置第二臂31和第二驱动32具有第三回转自由度，通过设置第一座41和第三驱动42具有第四回转自由度，通过设置伸缩臂5具有第二直线自由度，通过设置第二座61和第四驱动62具有第五回转自由度，通过设置第二回转组件7具有第六回转自由度。
39.由此，使本发明实施例的机器人在工作时，执行组件具有六个回转自由度和两个直线自由度，相较于相关技术中增加了两个直线自由度，增大了执行组件的摆动运动范围，具有作业范围较大的优点。
40.并且，一方面所述第一驱动23、第二驱动32、第三驱动42和第四驱动62为液压驱动，能够提供较大的驱动力，从而提高了本发明实施例的机器人的承载能力，另一方面第一臂22和第二臂31为中空结构，第一臂22内设有多个第一加强板，第二臂31内设有多个第二加强板，提高了第一臂22和第二臂31的抗弯能力，从而提高了本发明实施例的机器人的承载能力。
41.在一些实施例中，机器人包括第一连杆33，第一连杆33的一端与第一臂22转动相连，第一连杆33的另一端与第二驱动32的一端转动相连并形成第一支点，第一支点与第二臂31传动相连并适于驱动第二臂31摆动。
42.具体地，第一连杆33设于第一臂22，第一连杆33可相对于第一臂22摆动，第二驱动32的连接在第一连杆33的自由端和第一臂22之间，从而第二驱动32、第一连杆33和第一臂22形成三角型结构，在第二驱动32驱动第一连杆33摆动时具有较高的稳定性，从而提高了在第二驱动32承载较大力矩时的稳定性，第一连杆33相对于第一臂22摆动时，第二臂31可随着第一连杆33的摆动而运动，从而使第二臂31相对于第一臂22摆动。
43.由此，通过第二驱动32驱动第一连杆33摆动，通过第一连杆33带动第二臂31相对于第一臂22摆动，第二臂31可视为相对于第一臂22摆动的摇杆，第一连杆33可视为相对于第一臂22摆动的曲柄，从而通过设置第一连杆33可以增大第二臂31相对于第一臂22摆动的角度，从而增大了本发明实施例的机器人在工作时执行组件的摆动范围。
44.在一些实施例中，机器人包括第二连杆311，第二连杆311的一端与第二臂31相连，第二连杆311的另一端与第三驱动42的一端转动相连并形成第二支点，第二支点与第一支点传动相连。
45.具体地，第二连杆311设于第二臂31，第二连杆311伸出第二臂31，第二支点位于第二臂31的一侧，且第二支点与第二臂31之间具有设定距离。当第二驱动32伸缩时，驱动第二支点相对于第一臂22摆动，从而使第二臂31相对于第一臂22摆动。
46.由此，通过设置第二连杆311，使第二支点位于第二臂31的一侧，当第二驱动32伸缩驱动第二支点绕第一臂22摆动时，第二连杆311能够增加第二臂31受力的力臂，从而便于驱动第二臂31绕第一臂22摆动。
47.在一些实施例中，机器人包括第三连杆34，第三连杆34的一端与第一支点转动相连，第三连杆34的另一端与第二支点转动相连。
48.具体地，第三连杆34设于第一连杆33和第二连杆311之间，且第三连杆34与第一连杆33和第二连杆311铰接，从而第三连杆34、第一连杆33、第一臂22和第二连杆311之间形成平面四连杆机构。
49.当第二驱动32驱动第二臂31相对于第一臂22摆动时，第一臂22可视为机架，第一连杆33和第二连杆311可视为双摇杆，从而第二驱动32伸缩时，第二驱动32驱动第一连杆33摆动，通过第三连杆34驱动第二连杆311摆动，从而使第二臂31相对于第一臂22摆动。
50.由此，通过设置第一连杆33、第二连杆311和第三连杆34一方面可以将第二驱动32的长度变化传转化为第二臂31相对于第一臂22的角度变化，从而驱动第二臂31相对于第一臂22摆动，另一方面第一连杆33和第三连杆34可以将第二驱动32伸缩运送的幅度放大并传递至第二臂31，从而增加第二臂31相对于第一臂22摆动的幅度，以增加本发明实施例的机器人的作业范围。
51.在一些实施例中，第二连杆311和第三连杆34为弧形杆，第二连杆311对应有第一圆心，第三连杆34对应有第二圆心，第一连杆33和第一臂22的连接位置、第一圆心、第二圆心均位于第二连杆311和第三连杆34的同侧。
52.具体地，第二连杆311和第三连杆34为弧形，第二连杆311朝向背离第一臂22的一侧弯曲，第三连杆34朝向背离第一臂22的一侧弯曲，且第一连杆33、第二连杆311和第三连杆34位于第一臂22和第二臂31组合体的同一侧。
53.由此，第二连杆311和第三连杆34朝向背离第一臂22的一侧弯曲，一方面增加的第二连杆311和第三连杆34的承载能力，另一方面第二连杆311和第三连杆34朝向背离第一臂22的一侧弯曲可以增加第二连杆311和第三连杆34与第一臂22和第二臂31之间的空间以在第二臂31相对于第一臂22弯曲时避让第一臂22，从而使第二臂31相对于第一臂22摆动时具有较大的摆动行程。
54.在一些实施例中，第一座41包括第一段411和第二段412，第一段411和第二段412成夹角，第一段411和第二段412的连接处与第二臂31转动相连，伸缩臂5设于第一段411，第三驱动42的另一端与第二段412转动相连，且第二连杆311和第二段412位于第二臂31的同侧。
55.具体地，第一座41与第二臂31可转动地相连并具有第三支点，第三支点位于第一段411和第二段412之间，第一段411设有多个加强板以增加第一段411和伸缩臂5之间连接的稳定性，第二段412背离第一段411的一端与第三驱动42可转动地相连。
56.由此，一方面第三驱动42驱动第一座41相对于第二臂31摆动时，第二段412可以增加驱动第一座41摆动的驱动力臂，从而便于第三驱动42驱动第一座41相对于第二臂31摆
动，另一方面第一段411和第二段412具有夹角便于第一座41相对于第二臂31摆动时伸缩臂5可避让第一臂22，避免伸缩臂5和第一臂22之间互相干涉，从而增加了伸缩臂5的摆动范围。
57.在一些实施例中，伸缩臂5包括内筒51、外筒52和第五驱动53，内筒51配合在外筒52内并相对于外筒52可滑移，至少部分第五驱动53设于内筒51内，第五驱动53的一端与内筒51转动相连，第五驱动53的另一端与外筒52相连，外筒52与第一座41相连，内筒51与第二座61相连，第四驱动62与外筒52相连，且第四驱动62的驱动端与第二座61转动相连。
58.具体地，内筒51具有内腔，一部分第五驱动53位于内腔中并与内筒51可转动地相连并具有第一连接位置，另一部分的第五驱动53位于内筒51的外侧并与外筒52固定相连并具有第二连接位置，第五驱动53的长度可调以调整第一连接位置和第二连接位置之间的距离，从而调整伸缩臂5的长度。
59.第四驱动62的一端与外筒52可转动地相连，第四驱动62的另一端与第二座61可转动地相连，第四驱动62的长度可调以驱动第二座61相对于第二臂31摆动。
60.内筒51沿外筒52的长度方向可滑动的装配与外筒52内，内筒51和外筒52之间具有多个滑块，以降低内筒51和外筒52之间的摩擦，内筒51和外筒52的截面形状为沿内筒51的宽度方向对称的六边形。由此，在内筒51和外筒52之间具有较高的导向性的同时，使内筒51可外筒52具有较高的抗弯性能，使伸缩臂5能够承载较大的负载，从而提高了本发明实施例的机器人的承载能力。
61.在一些实施例中，机器人在使用时包括以下步骤：s1：操控第四驱动62和第五驱动53同步伸缩以驱动第二座61平移。具体地，第四驱动62和第五驱动53同步伸缩，使第二座61在伸缩臂5伸缩时与伸缩臂5之间的夹角不变，由此，避免伸缩臂5伸缩时影响第二座61的角度，避免第二直线自由度干涉第五回转自由度。
62.s2：待平移到位后，锁止第五驱动53，然后操控第四驱动62伸缩以驱动第二座61摆动。具体地，当第二座61相对与伸缩臂5摆动时，第五驱动53锁止，使伸缩臂5的长度不变。由此，避免在第二座61摆动时影响伸缩臂5的长度，避免第五回转自由度干涉第二直线自由度。
63.在一些实施例中，机器人包括滑动驱动13，滑动驱动13连接在滑轨11和滑台12之间，滑动驱动13的长度可调以驱动滑台12沿滑轨11滑动，滑轨11包括第一挡块15和第二挡块16，滑台12包括限位块14，限位块14可在第一挡块15和第二挡块16之间滑动以使滑台12相对于滑轨11具有设定行程。
64.具体地，滑动驱动13的一端与滑轨11固定相连，滑动驱动13的另一端与滑台12固定相连，且滑动驱动13沿滑轨11的长度方向延伸，滑动驱动13可伸缩以调整滑台12相对于滑轨11的位置，从而驱动滑台12相对于滑轨11滑动。
65.限位块14位于滑台12垂直于滑轨11的长度方向的一侧，当滑台12相对于滑轨11滑动时，限位块14沿滑轨11的长度方向相对于滑轨11平移，第一挡块15位于限位块14沿滑轨11长度方向的一侧，第二挡块16位于限位块14沿滑轨11长度方向的另一侧。
66.由此，一方面滑动驱动13沿滑轨11的长度方向延伸，增加了滑台12相对于滑轨11滑动的导向性，另一方面第一挡块15和第二挡块16限制限位块14的移动行程，从而避免滑台12滑动超限。
67.并且，滑动驱动13为液压驱动器，当本发明实施例的机器人承载较大负载时，滑动驱动13可以提供较大的驱动力以驱动滑台12相对于滑轨11平移，使本发明实施例的机器人可以承载较大的负载。
68.下面描述本发明实施例的管片拼装系统。
69.本发明实施例的管片拼装系统包括机器人和管片9，机器人可以为上述任一项实施例的机器人，管片9设有支座91，支座91设有第一销孔，执行组件包括抓举板8和销轴，抓举板8设有第二销孔，销轴适于贯穿第一销孔和第二销孔以将管片9和机器人可拆卸地相连。
70.具体地，管片拼装系统还包括板车，机器人的滑轨11设于板车，管片9设于板车，支座91有两个，两个支座91平行间隔布置，第一销孔有多个，多个第一销孔沿支座91的长度方向间隔布置，抓举板8有两个，两个抓举板8平行间隔布置，第二销孔有多个，多个第二销孔沿抓举板8的长度方向间隔布置，且第一销孔和第二销孔可一一对应。
71.由此，支座91设有两个，抓举板8设有两个，第一销孔设有多个，第二销孔设有多个，销轴设置有多个，增加了执行组件与管片9之间的连接点的数量，从而提高了本发明实施例的机器人与管片9之间连接的稳定性。
72.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
73.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
74.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
75.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征
ꢀ“
上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
76.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、
ꢀ“
示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书
中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
77.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。