六轴机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人领域，主要涉及一种六轴机器人。


背景技术：

2.现在的工业机器人中，各个关节都是采用伺服电机、减速器以及机械传动组件实现对机器人的各个臂的驱动，实现关节的运动。因此，现在的工业机器人结构复杂，重量大。


技术实现要素：

3.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种六轴机器人，通过直驱电机直接连接相邻的两个臂，使得简化了其结构，自重降低。
4.为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
5.一种六轴机器人，包括转座、大臂、肩臂、小臂、腕体；所述六轴机器人还包括：第一电机，与所述转座相连，能驱动所述转座转动；第二电机，设在所述转座上，与所述大臂相连，能驱动所述大臂转动；第三电机，设在所述大臂上，与所述肩臂相连，能驱动所述肩臂转动；第四电机，设在所述肩臂上，与所述小臂相连，能驱动所述小臂转动；第五电机，设在所述小臂上，与所述腕体相连，能驱动所述腕体转动；第六电机，设在所述腕体上；其中，所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述第四电机、所述第五电机和所述第六电机中至少一者为直驱电机。
6.在本技术的一些方案中，所述转座包括第一座板和第二座板，所述第一座板与所述第二座板连接并合围出第一夹角，所述第一电机位于所述第一座板的一侧，且所述第一电机的输出端与所述第一座板相连，所述第一夹角位于所述第一座板背对所述第一电机的一侧，所述第二电机以凸起于所述第二座板表面的形式设置在所述第二座板上，并且容纳于所述第一夹角中。
7.在本技术的一些方案中，所述第二电机远离所述第二座板的一端为所述第二电机的输出端，所述大臂沿长度方向的一端覆盖所述第二电机的输出端，并且与所述第二电机的输出端相连，所述大臂沿长度方向的另一端设有所述第三电机，所述第二电机与所述第三电机位于所述大臂的同一侧，其中，沿所述大臂的长度方向，所述第二电机与所述第三电机之间位置对应并且具有间距；所述第一夹角为直角。
8.在本技术的一些方案中，所述肩臂包括第三座板和第四座板，所述第三座板与所述第四座板连接并合围出第二夹角，所述第三电机以凸起于所述大臂表面的形式设置在所述大臂上，并伸入所述第二夹角中，所述第三电机的输出端与所述第三座板连接并被所述第三座板覆盖，所述第四电机位于所述第四座板背对所述第二夹角的一侧。
9.在本技术的一些方案中，所述第四电机以凸起于所述第四座板表面的形式设置在所述第四座板上，所述第四电机远离所述第四座板的一端为所述第四电机的输出端，所述小臂与所述第四电机的输出端连接；所述第二夹角为直角。
10.在本技术的一些方案中，所述小臂包括相互连接的第五座板与第六座板，所述第
五座板覆盖所述第四电机的输出端并且与所述第四电机的输出端相连，所述第五座板背对所述第四电机的一侧与所述第六座板围成第三夹角；所述第五电机位于所述第三夹角中，并以凸起于所述第六座板表面的形式设置在所述第六座板上，所述第五电机远离所述第六座板的一端为所述第五电机的输出端；所述腕体包括第七座板与第八座板，所述第七座板与所述第八座板连接并合围出第四夹角，所述第五电机伸入所述第四夹角中，所述第五电机的输出端与所述第七座板连接并且被所述第七座板覆盖；所述第八座体背对所述第四夹角的一侧设置有所述第六电机，所述第六电机以凸起于所述第八座板表面的形式设置在所述第八座板上，所述第六电机远离所述第八座板的一端为所述第六电机的输出端。
11.在本技术的一些方案中，所述第三夹角为直角；和/或所述第四夹角为直角。
12.在本技术的一些方案中，所述第一电机的输出端朝上设置，所述转座位于所述第一电机的上方并且与所述第一电机的输出端相连，所述第一电机位于所述六轴机器人的底部用以支撑所述六轴机器人。
13.在本技术的一些方案中，所述六轴机器人还包括：底座，用于支撑所述六轴机器人，所述第一电机安装在所述底座上，所述转座在所述第一电机的驱动下能相对于所述底座转动。
14.在本技术的一些方案中，所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述第四电机、所述第五电机和第六电机上分别设置有连接器，所述连接器用于与外部电源或控制器的连接；或所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机、所述第四电机、所述第五电机和第六电机分别设置有无线充电接收线圈，所述无线充电接收线圈用于与外部电源的无线充电发射线圈以非接触方式电连接；或所述转座、大臂、肩臂、小臂、腕体的内部分别设有用于供线缆穿过的线槽。
15.有益效果：本技术的六轴机器人包括转座、大臂、肩臂、小臂、腕体、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机，第一电机与转座相连；第二电机设在转座上，并与大臂相连；第三电机设在大臂上，并与肩臂相连；第四电机设在肩臂上，并与小臂相连；第五电机设在小臂上，并与腕体相连；第六电机设在腕体上；其中，第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机中至少一者为直驱电机，与传统的六轴机器人相比，本技术的六轴机器人的电机直接与相应的转座、大臂、肩臂、小臂或腕体连接，因此结构更加简单，并使得降低自身重量。
附图说明
16.图1是六轴机器人的立体示意图。
17.图2是六轴机器人的主视示意图一。
18.图3是图2所示的六轴机器人的右视示意图。
19.图4是图2所示的六轴机器人的俯视示意图。
20.图5是六轴机器人的主视示意图二。
21.主要元件符号说明：1、第一电机；2、转座；21、第一座板；22、第二座板；3、第二电机；4、大臂；5、第三电机；6、肩臂；61、第三座板；62、第四座板；7、第四电机；8、小臂；81、第五座板；82、第六座板；9、第五电机；10、腕体；101、第七座板；102、第八座板；11、第六电机；12、连接器；13、底座。
具体实施方式
22.本实用新型提供一种六轴机器人，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，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。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实用新型中的具体含义。
25.参阅图1，一种六轴机器人，包括转座2、大臂4、肩臂6、小臂8、腕体10、第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11。其中，第一电机1与转座2相连，并且第一电机1能驱动转座2转动；第二电机3设在转座2上，第二电机3与大臂4相连，并且第二电机3能驱动大臂4转动；第三电机5设在大臂4上，第三电机5与肩臂6相连，并且第三电机5能驱动肩臂6转动；第四电机7设在肩臂6上，第四电机7与小臂8相连，并且第四电机7能驱动小臂8转动；第五电机9设在小臂8上，第五电机9与腕体10相连，并且第五电机9能驱动腕体10转动；第六电机11设在腕体10上，第六电机11的输出端能够用于与外部的机械手连接，因此，在第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11处形成六轴机器人的六个自由度。也就是说，第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11处形成六轴机器人的六个关节，进而通过控制六个电机的转动，以控制六轴机器人的运动。
26.上述中，第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11中至少一者为直驱电机，直驱电机是指直接驱动式电机，直驱电机的外壳端和输出端均能够直接连接相应的转座2、大臂4、肩臂6、小臂8或腕体10连接，不需要设置减速器以及机械传动组件，机械传动组件是指皮带传动、链条传动和齿轮传动等，因此，使得六轴机器人的结构更加简单，并且六轴机器人的自身重量降低。
27.由于不需要设置机械传动组件，因此与传统的六轴机器人相比，省去机械传动组件带来的精度误差和传动效率，提高六轴机器人的精度和效率。而且直驱电机直接与相应的转座2、大臂4、肩臂6、小臂8或腕体10连接，能省去连接法兰、密封件，减少零件数量，降低成本。
28.本技术的图1所示的实施例中，第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11均为直驱电机，使得整个六轴机器人都不需要设置机械传动组件和减速器，使得结构更加简单。
29.转座2包括第一座板21和第二座板22，第一座板21与第二座板22固定连接在一起或者两者一体成型，并且第一座板21与第二座板22合围出第一夹角，第一电机1和第二电机3分别连接在第一座板21和第二座板22上，因此，使得第一电机1驱动转座2转动的方向与第
二电机3驱动大臂4转动的方向不相同。例如：图1中，第一电机1的输出端朝上设置，使得转座2在水平面上转动，大臂4在竖直平面上转动。
30.其中，第一电机1位于第一座板21的一侧，且第一电机1的输出端与第一座板21相连，因此，第一电机1能够驱动转座2转动。第一夹角位于第一座板21背对第一电机1的一侧，第二电机3以凸起于第二座板22表面的形式设置在第二座板22上，并且容纳于第一夹角中，因此使得第一电机1、转座2和第二电机3之间的结构更加紧凑，以减少安装尺寸。当第一电机1竖直设置时，转座2和第二电机3位于第一电机1的正上方，因此，第二电机3的重心接近或者位于第一电机1的轴线位置，因此，能够减小第二电机3和转座2的重心与第一电机1的扭矩。
31.参阅图1、图2和图3，详细的，第二电机3以凸起于第二座板22表面的形式设置在第二座板22上，即第二电机3的一端固定在于第二座板22表面，因此，第二电机3的重心接近或位于第一电机1的轴线位置，以使得六轴机器人更加平衡。
32.其中，第一夹角为直角，使得第二电机3的轴线与第一座板21位于第一夹角一侧的面平行，因此，第二电机3驱动大臂4运动时，不会与转座2发生干涉，以及使得第二电机3与转座2之间的结构更加紧凑。
33.第一座板21和第二座板22上均开设有螺栓孔，第一电机1的输出端通过螺栓与第一座板21的螺栓孔连接，第二电机3的一端通过螺栓与第二座板22的螺栓孔连接。
34.大臂4呈扁平形状，大臂4沿长度方向的一端与第二电机3的输出端相连，使得第二电机3转动时，能够驱动大臂4转动。其中，第二电机3远离第二座板22的一端为第二电机3的输出端，大臂4沿长度方向的一端覆盖第二电机3的输出端，因此，大臂4沿长度方向的一侧面与第二电机3的轴线垂直，第二电机3驱动大臂4转动时，大臂4沿长度方向的另一端实现升降，并且，使得大臂4以最短的长度，实现最大的升降范围。
35.大臂4沿长度方向的另一端设有第三电机5，即大臂4的两端分别连接第二电机3和第三电机5，在沿大臂4的长度方向上，第二电机3与第三电机5之间位置对应并且具有间距，因此，第二电机3驱动大臂4转动时，能够实现大臂4带着第三电机5升降。六轴机器人在工作时，其机械臂的工作范围需要具备一定的幅度，因此大臂4具有一定的长度，以及第二电机3与第三电机5之间具有距离，使得第二电机3驱动大臂4转动时，第三电机5能够在设定范围内移动。
36.其中，第二电机3和第三电机5位于大臂4的同一侧面，并且第三电机5以凸起于大臂4表面的形式设置在大臂4上，因此，第二电机3和第三电机5的重心位于大臂4的同一侧。结合第二电机3的重心接近或位于第一电机1的轴线上，因此第三电机5的重心、第二电机3的重心以及第一电机1的轴线接近于或位于同一平面上，使得六轴机器人更加稳定。
37.参阅1、图2和图4，肩臂6包括第三座板61和第四座板62，第三座板61和第四座板62固定连接在一起或者两者一体成型，第三座板61与第四座板62连接并合围出第二夹角，第三电机5位于第二夹角中，使得第四座板62位于第三电机5的侧面。第三电机5的输出端与第三座板61连接并被第三座板61覆盖，第四电机7位于第四座板62背对第二夹角的一侧，因此，使得第四电机7的重心接近于或者位于上述的平面上，该平面是指第三电机5的重心、第二电机3的重心以及第一电机1的轴线接近于或位于的同一平面，使得六轴机器人更加稳定。
38.其中，第三电机5的输出端与第三座板61连接并被第三座板61覆盖，使第三电机5的轴线垂直于第三座板61的一侧面，该侧面是与第三电机5连接的一面，第四电机7位于第四座板62背对第二夹角的一侧，并且第三电机5的一端面与第三座板61连接，即第四电机7的轴线经过第三电机5的位置，使得第三电机5和第四电机7的转动方向不同，因此，六轴机器人在第六电机11的位置能够实现更多角度的调节。
39.第四电机7以凸起于第四座板62表面的形式设置在第四座板62上，第四电机7远离第四座板62的一端为第四电机7的输出端，使得第四电机7的输出端与第三电机5的输出端之间具有距离。其中，小臂8与第四电机7的输出端连接，因此，小臂8与第三电机5的输出端之间具有距离，使得六轴机器人在工作时具有更大的活动范围。
40.详细的，第二夹角为直角，因此，第三电机5、肩臂6与第四电机7之间的结构更加紧凑。第三座板61和第四座板62上均开设有螺栓孔，第三电机5的输出端通过螺栓与第三座板61的螺栓孔连接，第四电机7的一端通过螺栓与第四座板62的螺栓孔连接。
41.同样的，小臂8包括第五座板81和第六座板82，第五座板81和第六座板82固定连接在一起或者两者一体成型，第五座板81覆盖第四电机7的输出端，并且第五座板81与第四电机7的输出端相连，第五座板81背对第四电机7的一侧与第六座板82围成第三夹角；第五电机9位于第三夹角中，并且第五电机9与第六座板82相连。因此使得第五电机9的重心接近于或位于上述的平面上，该平面是指第四电机7的重心、第三电机5的重心、第二电机3的重心以及第一电机1的轴线接近于或位于的同一平面，使得六轴机器人结构稳定。
42.第五电机9位以凸起于第六座板82表面的形式设置在第六座板82上，即第五电机9的一端面与第六座板82远离第三夹角的一侧面固定连接，使得第五电机9的转动方向与第四电机7的输出端的转动方向不同，使得六轴机器人能够在多方向进行调节角度。
43.上述中，由于第四电机7的两端分别连接第四座板62和第五座板81，因此能够利用第四电机7的长度作为六轴机器人的臂长的一部分，能够充分利用电机结构，以减小肩臂6和小臂8的尺寸，进而使得能够减轻六轴机器人的重量以及降低成本。
44.其中，第三夹角为直角，使得第四电机7、小臂8与第五电机9之间的结构更加紧凑。第五座板81和第六座板82上均开设有螺栓孔，第四电机7的输出端通过螺栓与第五座板81的螺栓孔连接，第五电机9的一端通过螺栓与第六座板82的螺栓孔连接。
45.腕体10包括第七座板101与第八座板102，第七座板101与第八座板102固定连接在一起或者两者一体成型，第七座板101与第八座板102合围出第四夹角，第五电机9伸入第四夹角中。其中，由于第五电机9既位于第三夹角中，也位于第四夹角中，第六电机11设置在第八座板102上，因此使得第五电机9的旋转方向和第六电机11的旋转方向不同，使得六轴机器人能够在多方向进行调节角度。
46.第六电机11以凸起于第八座板102表面的形式设置在第八座板102上，因此使得连接在第八座板102上的第六电机11的重心接近于或者位于上述的平面上，该平面是指第五电机9的重心、第四电机7的重心、第三电机5的重心、第二电机3的重心以及第一电机1的轴线接近于或位于的同一平面，使得六轴机器人结构稳定。
47.第六电机11以凸起于第八座板102表面的形式设置在第八座板102上，第六电机11远离第八座板102的一端为第六电机11的输出端，因此能够利用第六电机11的长度作为六轴机器人的臂长的一部分，即充分利用电机的长度，以减小肩臂6和小臂8的尺寸，进而使得
能够减轻六轴机器人的重量以及降低成本。
48.第五电机9远离第六座板82的一端为第五电机9的输出端，第五电机9的输出端与第七座板101连接，实现第五电机9能够驱动第七座板101转动。其中，第四夹角为直角，第五电机9的输出端被第七座板101覆盖，使得第五电机9、腕体10以及第六电机11之间的连接结构更加紧凑。
49.参阅图1-4，本技术的六轴机器人中，第一电机1、转座2、第二电机3、大臂4、第三电机5、肩臂6、第四电机7、小臂8、第五电机9、腕体10和第六电机11依次连接，以及转座2、肩臂6、小臂8和腕体10的形状分别呈l形，使得六轴机器人的整体结构简单、紧凑，并且第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11的重心位于或者接近于同一平面上，因此，六轴机器人整体的重心位于或者接近于该平面上，使得六轴机器人更加平衡。
50.其中，六轴机器人应用于轻负载的工作中时，由于负载较轻，因此直驱电机能够直接承受负载的重量，也不会损坏直驱电机，例如抓取重量较轻的物体、应用于焊接机器人上等。换言之，将本技术的六轴机器人应用轻负载工作中，相比于传统的六轴机器人，其结构更加简单，而且减少了机械传动组件，使得能够降低成本、提高运动精度。
51.在一些实施例中，第一电机1的输出端朝上设置，转座2位于第一电机1的上方并且与第一电机1的输出端相连，第一电机1位于六轴机器人的底部用以支撑六轴机器人。该实施例中，直接采用第一电机1作为六轴机器人与安装位置(例如：地面、工作台等)接连，因此能够省去传统的机器人中的底座，减轻六轴机器人的重量，降低成本。
52.参阅图5，另一实施例中，六轴机器人还包括底座13，底座13用于支撑六轴机器人，第一电机1安装在底座13上，并且第一电机1与底座13固定连接，转座2与第一电机1的输出端连接，因此转座2在第一电机1的驱动下能相对于底座13转动。其中，转座2还可以与底座13转动连接，即采用底座13支撑转座2，减轻第一电机1的受力。
53.参阅图1，在一实施例中，第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11上分别设置有连接器12，连接器12用于与外部电源或控制器的连接。其中，第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11在工作时均需要通电以及接收控制信号，因此，在第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11上均设置有连接器12，并且通过连接器12与外部电源或控制器连接，以实现对对应的电机供电以及接收控制信号。
54.在另一实施例中，第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11分别设置有无线充电接收线圈，无线充电接收线圈用于与外部电源的无线充电发射线圈以非接触方式电连接，因此，能够减少线缆的使用，使得组装六轴机器人时更加方便。无线充电发射线圈设置在六轴机器人一侧，并且无线充电发射线圈位于能够与无线充电接收线圈发生响应的位置。
55.进一步的，在六轴机器人上对应无线充电接收线圈处设置有电池，无线充电接收线圈与电池连接，在六轴机器人处于非工作状态时，六轴机器人上的无线充电接收线圈移动至接近无线充电发射线圈位置，使无线充电接收线圈与无线充电发射线圈发生感应而实现对电池充电，第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11分别与对应的电池连接，实现对相应的电机供电。
56.在又一实施例中，转座2、大臂4、肩臂6、小臂8、腕体10的内部分别设有用于供线缆穿过的线槽，第一电机1、第二电机3、第三电机5、第四电机7、第五电机9和第六电机11上均设有用于与外部电源或控制器连接的线缆，线缆穿过线槽实现六轴机器人的排线。例如，第六电机11上的线缆依次穿过腕体10、小臂8、肩臂6、大臂4和转座2后与外部电源或控制器连接，第五电机9的线缆依次穿过小臂8、肩臂6、大臂4和转座2后与外部电源或控制器连接。通过线槽实现六轴机器人的排线，使得线缆整齐。
57.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。