工业机器人的制作方法

1.本发明实施例涉及机械领域，尤其涉及一种工业机器人。


背景技术：

2.随着工业自动化的普及应用和人力成本的不断上升，机器人已经适用于多种工作场景，例如为金属加工机床上下料、物料搬运以及在恶劣环境中替代人工执行重复性重体力工作，在降低企业成本的同时，极大的提高了产品质量。
3.目前市场上，在进行物料传送的过程中，多是运用机器人加传输带的方式进行生产。机器人加传输带的传送方式有利于提高劳动生产率，稳定和提高产品质量。其中，机器人能够胜任高速和高重复性的工作，尤其是在包装应用中，机器人擅长高速取放材料。
4.但是，目前工业机器人的负载能力较低且占地面积较大。


技术实现要素：

5.本发明实施例解决的问题是提供一种工业机器人，有利于提高所述工业机器人的负载能力以及减小占地面积。
6.为解决上述问题，本发明实施例提供一种工业机器人，包括：支撑柱；移动机构，设置于所述支撑柱上，所述移动机构包括移动端；第一驱动机，设置于所述支撑柱上，用于驱动所述移动端沿所述支撑柱的延伸方向移动；第一机械臂，与所述移动端连接且沿垂直于所述支撑柱的方向延伸；第二机械臂，与所述第一机械臂连接；第二驱动机，设置于所述第一机械臂上，用于驱动所述第二机械臂相对于所述第一机械臂旋转；第三机械臂，包括与所述第二机械臂相连的连接端，且所述第三机械臂与所述第二机械臂之间具有贯穿第二机械臂和部分连接端的传动轴；第三驱动机，设置于所述第二机械臂上，用于驱动所述第三机械臂相对于所述第二机械臂围绕所述传动轴旋转；末端执行器，设置于所述第三机械臂的一端；第四驱动机，设置于所述第二机械臂上，用于驱动所述末端执行器相对于所述第三机械臂旋转。
7.可选的，所述第三驱动机包括第一驱动输出端；所述工业机器人还包括：第一传动机构，设置于所述第二机械臂上，所述第一传动机构包括第一传动输入端和第一传动输出端，所述第一传动输入端与所述第一驱动输出端连接，所述第一传动输出端与所述第三机械臂的第一连接端连接，在所述第三驱动机工作时，所述第一传动输出端能够驱动所述第三机械臂旋转；所述第四驱动机包括第二驱动输出端；所述工业机器人还包括：第二传动机构，包括：第一传动部，位于所述第二机械臂上且与所述第二驱动输出端连接；所述传动轴，贯穿所述第二机械臂和部分所述第一连接端，所述传动轴的一端与所述第一传动部连接；第二传动部，位于所述第三机械臂内，所述第二传动部的输入端与所述传动轴的另一端连接，且所述第二传动部的输出端与所述末端执行器连接，在所述第四驱动机工作时，所述第二传动部能够驱动所述末端执行器旋转。
8.可选的，所述第一传动输入端包括第一齿轮；所述第一传动输出端包括第二齿轮，
所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第二齿轮套设于所述传动轴上且所述第二齿轮的内壁与所述传动轴之间具有间隙。
9.可选的，所述第一传动机构还包括：第一轴承，套设于所述传动轴上且所述第一轴承的内圈与所述第二齿轮连接，所述第一轴承的内壁与所述传动轴之间具有间隙；连接部件，套设于所述传动轴上且分别与所述第一轴承的内圈以及所述第一连接端连接，所述连接部件的内部与所述传动轴之间具有间隙。
10.可选的，所述第一传动部包括：第三齿轮，与所述第二驱动输出端连接；第四齿轮，与所述第三齿轮相啮合，且与所述传动轴同轴连接。
11.可选的，所述第二传动机构还包括：第二轴承，套设于所述传动轴上，所述第二轴承的内圈与所述传动轴连接，外圈与所述第二机械臂连接；第三轴承，位于所述第三机械臂内且套设于所述传动轴上，所述第三轴承的内圈与所述传动轴连接，外圈与所述第三机械臂连接。
12.可选的，所述第一轴承包括：交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承或角接触轴承。
13.可选的，所述第二轴承包括：交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承或角接触轴承。
14.可选的，所述第三轴承包括：深沟球轴承、圆锥滚子轴承、角接触球轴承或圆柱滚子轴承。
15.可选的，所述第二传动部包括：同步传送装置，包括同步输入端和同步输出端，所述同步输入端套设于所述传动轴上，所述同步输出端与所述末端执行器连接。
16.可选的，所述第二传动部包括：同步带轮装置、齿轮传送装置或链传动装置。
17.可选的，所述支撑柱的底部设置有：支撑底板，所述支撑底板与配套设备连接。
18.可选的，所述配套设备包括：料仓。
19.可选的，所述移动机构包括：滚珠丝杠，平行设置与所述支撑柱上且与所述第一驱动机连接；所述移动端包括：丝杠螺母，套设于所述滚珠丝杠上；或者，所述移动机构包括：齿条，平行设置与所述支撑柱上；所述移动端包括：齿轮，位于所述齿条上且与所述第一驱动机连接；或者，所述移动机构包括：同步带轮组，与所述第一驱动机连接；所述移动端包括：同步带，套设于所述同步带轮组上。
20.可选的，所述工业机器人还包括：线缆保护套，所述线缆保护套的一端与所述移动机构的移动端连接，另一端与所述第二机械臂连接。
21.可选的，所述第二驱动机包括第三驱动输出端；所述第二机械臂，包括与所述第一机械臂连接的第二连接端；所述工业机器人还包括：第一减速机，第一减速机，包括第一减速输入端和第一减速输出端，所述第一减速输入端与所述第三驱动输出端连接，所述第一减速输出端与所述第二连接端连接。
22.可选的，所述工业机器人还包括：第二减速机，包括第二减速输入端和第二减速输出端，所述第二减速输入端与所述第一驱动输出端相连，所述第二减速输出端与所述第一传动输入端相连。
23.可选的，所述工业机器人还包括：第三减速机，包括第三减速输入端和第三减速输出端，所述第三减速输入端与所述第二传动部的输出端连接，所述第三减速输出端与所述末端执行器相连。
24.可选的，所述末端执行器包括零点快换模块。
25.与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
26.本发明实施例提供的工业机器人，第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂能够跟随移动端一同沿所述支撑柱的延伸方向移动，且所述第二机械臂、第三机械臂和末端执行器能够旋转，从而使本发明实施例提供的工业机器人工作灵活，拥有较大的工作半径，且所述支撑柱的横向占地面积较小，易于安装，有利于缩小所述工业机器人的占地面积；此外，第三驱动机和第四驱动机均设置在所述第二机械臂上，与设置在所述第三机械臂上相比，所述第三驱动机和第四驱动机与所述支撑柱和底座之间的横向距离更小，使工业机器人的重心更靠近所述支撑柱和底座，进而有利于提高所述末端执行器的负载能力。
附图说明
27.图1是一种工业机器人的结构示意图；
28.图2是本发明工业机器人一实施例的外形结构示意图；
29.图3是图2的爆炸视图。
具体实施方式
30.由背景技术可知，目前传送装置的负载能力较低且占地面积较大。
31.现结合一种传送装置分析负载能力较低且占地面积较大的原因。图1是一种传送装置的结构示意图。
32.参考图1，所述工业机器人包括：水平底座20；支撑柱28，立于所述水平底座20上；第一驱动机21，位于所述水平底座20上，用于驱动所述支撑柱28 沿所述水平底座20的延伸方向移动；连接块24，与所述支撑柱28相连且沿垂直于所述支撑柱28的方向延伸；第二驱动机22，位于所述支撑柱28上，用于驱动所述连接块24沿所述支撑柱28的延伸方向移动；机械臂25，与所述连接块24连接；第三驱动机23，位于所述机械臂25上，用于驱动所述机械臂25 旋转；末端连接件27，与所述机械臂25连接；第四驱动机26，位于所述机械臂25与所述末端连接件27连接的一端上，用于驱动所述末端连接件27旋转。
33.所述工业机器人中，所述支撑柱28立于水平底座20上，且所述支撑柱28 和所述连接板24、机械臂25和末端连接件27能够沿水平底座20的延伸方向移动。
34.但是，所述水平底座20所占据的空间较大，相应导致工业机器人的占地面积较大。并且，所述末端连接件27用于连接抓取装置或其他工具，第四驱动机26位于所述机械臂25与所述末端连接件27连接的一端上，相应会占据末端的工作空间，还会使得所述工业机器人的重心朝靠近所述末端连接件27的一侧偏移，进而会影响结构的刚性，使得所述末端连接件27旋转以及所述机械臂25 旋转的难度增加。此外，第四驱动机26位于所述机械臂25与所述末端连接件 27连接的一端上，还容易导致所述机械臂25不能过长，否则所述机械臂25难以承受所述第四驱动机26的重量，进而限制了所述机械臂25的长度，相应限制了工业机器人的工作半径。
35.为了解决所述技术问题，本发明实施例提供一种工业机器人，第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂能够跟随移动端一同沿所述支撑柱的延伸方向移动，且所述第二机械臂、第三机械臂和末端执行器能够旋转，从而使本发明实施例提供的工业机器人工作灵活，拥有较大的工作半径，且所述支撑柱的横向占地面积较小，易于安装，有利于缩小所述工业
机器人的占地面积；此外，第三驱动机和第四驱动机均设置在所述第二机械臂上，与设置在所述第三机械臂上相比，所述第三驱动机和第四驱动机与所述支撑柱和底座之间的横向距离更小，使工业机器人的重心更靠近所述支撑柱和底座，进而有利于提高所述末端执行器的负载能力。
36.为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
37.参考图2至图3，示出了本发明传动系统一实施例的结构示意图。其中，图2为本发明传动系统一实施例的外形结构示意图，图3为图2的爆炸视图。
38.本实施例中，所述工业机器人包括：支撑柱102；移动机构104，设置于所述支撑柱102上，所述移动机构104包括移动端；第一驱动机105，设置于所述支撑柱102上，用于驱动所述移动端沿所述支撑柱102的延伸方向移动；第一机械臂106，与所述移动端连接且沿垂直于所述支撑柱102的方向延伸；第二机械臂107，与所述第一机械臂106连接；第二驱动机105，设置于所述第一机械臂106上，用于驱动所述第二机械臂107相对于所述第一机械臂106旋转；第三机械臂172，包括与所述第二机械臂107相连的第一连接端108，且所述第三机械臂172与所述第二机械臂107之间具有贯穿第二机械臂107和部分第一连接端的传动轴109；第三驱动机110，设置于所述第二机械臂107上，用于驱动所述第三机械臂172相对于所述第二机械臂107围绕所述传动轴109旋转；末端执行器111，设置于所述第三机械臂172的一端；第四驱动机112，设置于所述第二机械臂107上，用于驱动所述末端执行器111相对于所述第三机械臂 172旋转。
39.所述支撑柱102用于支撑与所述第一机械臂106、第二机械臂107和第三机械臂172，从而为第一机械臂106、第二机械臂107和第三机械臂172的移动提供支撑和固定的作用，所述支撑柱102还用于为所述移动机构104提供安装位置。
40.本实施例中，所述支撑柱102的横向占地面积较小，易于安装，有利于缩小所述工业机器人的占地面积。
41.本实施例中，所述支撑柱102的底部设置有：支撑底板101，所述支撑底板101与配套设备连接。
42.本实施例中，所述支撑柱102的底部还设置有：通孔148，贯穿所述支撑底板101。
43.本实施例中，所述支撑底板101上还设置有调平装置113，用于防止工业机器人发生歪斜，进而有利于保证机器人的稳定。
44.相应地，本实施例中，所述调平装置113包括：调平螺杆115，设置于所述通孔148内；锁紧螺母116，套设于所述调平螺杆115上，且与所述支撑底板101紧密接触。
45.所述支撑底板101用于连接所述支撑柱102与所述配套设备，且为所述通孔148和所述调平装置113提供安装空间。
46.作为一种示例，所述配套设备包括：料仓。
47.本实施例中，以所述配套设备为料仓为示例进行说明，当工业机器人与料仓配套使用时，所述支撑底板101固定于所述料仓上，使工业机器人能够从料仓中搬运物料，并且工业机器人与料仓之间的距离较近，有利于节约运输流程。
48.所述通孔148用于为所述调平螺杆115提供安装空间。
49.所述调平螺杆115用于调整所述底座101的高度。
50.所述锁紧螺母116用于固定所述底座101的高度。
51.本实施例中，当所述调平装置113处于调平状态时，即当所述调平螺杆115 的顶面与地面平行时，所述锁紧螺母116与支撑底板101紧密接触，并且与所述调平螺杆115配合，固定所述底座101的高度。
52.所述移动机构104设置于所述支撑柱102上，且移动机构104的移动端与第一机械臂106、第二机械臂107和第三机械臂172相连，从而在所述移动端沿所述支撑柱102的延伸方向移动时，能够带动所述第一机械臂106、第二机械臂107和第三机械臂172移动。
53.作为一实施例，所述移动机构104包括：滚珠丝杠118，平行设置与所述支撑柱102上且与所述第一驱动机105连接；丝杠螺母119，套设于所述滚珠丝杠118上且与所述第一机械臂106连接。
54.相应地，所述丝杠螺母119可以作为所述移动端，从而在所述丝杠螺母119 沿所述支撑柱102的延伸方向移动时，能够带动所述第一机械臂106、第二机械臂107和第三机械臂172移动。
55.本实施例中，所述滚珠丝杠118的两端固定于所述支撑柱102上，所述第一驱动机105的输出端152与所述滚珠丝杠118连接，用于驱动所述滚珠丝杠 118旋转，带动所述丝杠螺母119沿所述支撑柱102延伸方向移动，所述丝杠螺母119与所述第一机械臂106连接，从而所述第一机械臂106沿所述支撑柱 102的延伸方向移动。
56.通过使所述移动机构104包括滚珠丝杠118和丝杠螺母119，所述滚珠丝杠118和丝杠螺母119之间为滚动摩擦，有利于减小所述滚珠丝杠118和丝杠螺母119之间的功率损失，进而提高所述移动机构104的传动效率。
57.需要说明的是，本实施例中，以所述移动机构104包括所述滚珠丝杠118 和丝杠螺母119为示例进行说明，所述移动机构104的具体实施方式不仅限于此。
58.例如：在其他实施例中，所述移动机构还可以包括：齿条，平行设置于所述支撑柱上；齿轮，位于所述齿条上且与所述第一驱动机连接，且与所述第一机械臂连接。相应地，所述齿轮为所述移动端。通过使所述移动机构包括齿轮和齿条，所述齿轮和齿条的负载能力较强，从而对负载重量较大的第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂进行传动。
59.作为一种示例，所述齿条的两端固定于所述支撑柱上，所述第一驱动机设置于所述第一机械臂上，所述第一机械臂与所述齿轮连接，所述第一驱动机驱动所述齿轮和所述第一机械臂沿所述支撑柱延伸方向移动。
60.在另一些实施例中，所述移动机构还可以包括：同步带轮组，与所述第一驱动机连接；同步带，套设于所述同步带轮组上，且与所述第一机械臂连接。相应地，所述同步带为所述移动端。相应地，所述同步带为移动端。通过所述移动机构可以包括：同步带轮组和同步带，从而实现所述移动机构的精密传动。
61.在具体实施中，所述同步带轮组固定于所述支撑柱上，所述第一驱动机驱动所述同步带轮组转动，从而带动同步带移动，进而驱动固定于所述同步带上的第一机械臂沿所述支撑柱延伸方向移动。
62.所述第一驱动机105，用于为所述移动端相对于所述底座101沿所述支撑柱102的延伸方向移动提供驱动力，从而使所述移动端沿所述支撑柱102的延伸方向移动。
63.本实施例中，所述第一驱动机105为驱动电机。在其他实施例中，第一驱动机105还
可为其他类型的驱动机构。
64.本实施例中，所述第一驱动机105通过电机连接板154和联轴器155安装在支撑柱102上。具体地，所述第一驱动机通过所述电机连接板154和联轴器 155设置于所述电机安装座153上，所述第一驱动机的输出端152穿过所述电极连接板154，与所述联轴器155连接，所述联轴器155与所述滚珠丝杠118 的一端相连，从而第一驱动机能够驱动滚珠丝杠118旋转。
65.在其他实施例中，所述电机连接板和联轴器还可以为一体化结构。
66.本实施例中，所述滚珠丝杠118上还设置有丝杠支撑座156，所述丝杠支撑座156安装在所述电机安装座153上，用于对所述滚珠丝杠118起到支撑作用。
67.本实施例中，所述支撑柱102上还设置有所述滚珠丝杠118平行的直线导轨120、以及套设于所述直线导轨120内的滑块121，所述滑块121能够在所述直线导轨120内滑动，所述滑块121与所述第一机械臂106连接。
68.所述直线导轨120用于限定所述滑块121的滑动范围和滑动方向，所述滑块121与所述第一机械臂106连接，进而限定所述第一机械臂106的移动范围和移动方向，还能够对所述第一机械臂106起到支撑的作用。
69.本实施例中，所述工业机器人还包括：机械臂连接件122，位于所述移动端与所述第一机械臂106之间，用于连接所述移动端和所述第一机械臂106。
70.所述机械臂连接件122连接所述移动机构104和第一机械臂106，从而使得所述第一机械臂106随着所述机械臂连接件122沿所述支撑柱102的延伸方向移动。
71.在其他实施例中，所述机械臂连接件122与所述第一机械臂可以为一体化结构。
72.所述第一机械臂106，用于为所述第二驱动机103提供支撑作用和安装空间，并且所述第一机械臂106还为所述第二机械臂107和所述第三机械臂172 提供支撑。
73.所述第一机械臂106与所述移动机构104的移动端连接，从而能够跟随所述移动端沿所述支撑柱102的延伸方向移动。
74.所述第一机械臂106沿垂直于所述支撑柱102的方向延伸，有利于提高所述第一机械臂106与所述支撑柱102连接的连接稳定性，进而有利于提高所述支撑柱102的负载重量，并且，所述第一机械臂106垂直于所述支撑柱102，还有利于使所述工业机器人获得较大的工作半径。
75.所述第二机械臂107，用于为所述第三驱动机110和第四驱动机112提供支撑作用和安装空间，并且还为所述第三机械臂172提供支撑。
76.所述第二机械臂107与所述第一机械臂106连接，当所述第一机械臂106 沿支撑柱102的延伸方向移动时，所述第二机械臂107与所述第一机械臂106 可以同步移动。
77.本实施例中，所述第二机械臂107，包括与所述第一机械臂106连接的第二连接端173。
78.所述第二驱动机103，用于为所述第二机械臂107相对于所述第一机械臂 106旋转提供驱动力，从而使所述第二机械臂107相对于所述第一机械臂106 旋转。
79.本实施例中，所述第二驱动机103为驱动电机。在其他实施例中，第二驱动机还可为其他类型的驱动机构。
80.本实施例中，所述第二驱动机103包括第三驱动输出端174，用于输出所述第二驱
动机103的驱动力。
81.本实施例中，所述工业机器人还包括：第一减速机117，包括第一减速输入端175和第一减速输出端176，所述第一减速输入端175与所述第三驱动输出端连接，所述第一减速输出端176与所述第二连接端173连接。
82.所述第一减速机117通过减小所述第二驱动机103的转速，增加了所述第二驱动机103的输出扭矩，从而增加所述第二驱动机103的输出功率，进而选择功率较小和质量较小的所述第二驱动机103，有利于减小所述第一机械臂106 所负载的重量，进而所述工业机器人能够承受更大的负载重量。
83.所述第一减速输入端175与所述第三驱动输出端174相连，用于承接所述第三驱动输出端174的驱动力。
84.所述第一减速输出端176与所述第二连接端173相连，用于输出所述第三驱动输出端174的驱动力至所述第二连接端173。
85.本实施例中，所述第三驱动输出端174为第一减速输出轴，所述第一减速输轴贯穿部分所述第二连接端173。
86.所述第三机械臂172，用于为所述末端执行器111的放置提供空间位置，还用于对所述末端执行器111的旋转提供支撑作用。
87.其中，所述第一连接端108为连接所述第三机械臂172上与所述第二机械臂107连接的一端。
88.本实施例中，所述第三机械臂172内部设置有第二衬套168和第二衬套支架169，所述第二衬套168用于固定所述工业机器人的线缆，从而使线缆不发生磨损，所述第二衬套支架169用于支撑所述第二衬套168。
89.本实施例中，所述第三机械臂172内部还设置有第三衬套170和第三衬套支架171，所述第三衬套170用于固定所述工业机器人的线缆，从而使线缆不发生磨损，所述第三衬套支架171用于支撑所述第三衬套170。
90.本实施例中，所述支撑柱102为内部空心的结构，从而所述工业机器人的线缆能够从所述支撑柱102的内部穿过。
91.本实施例中，所述线缆包括：气管线缆和信号线缆，所述气管线缆用于控制所述末端执行器111的运行和停止，所述信号线缆用于为各个驱动机供电。
92.具体地，本实施例中，通过所述气管线缆传递气压来控制所述末端执行器 111的运行和停止。
93.本实施例中，所述信号线缆穿过所述支撑柱102，与第一驱动机105电连接，从而向所述第一驱动机105供电。
94.本实施例中，所述工业机器人还包括：线缆保护套180，所述线缆保护套 180的一端与移动机构的移动端连接，另一端与所述第二机械臂107连接。
95.所述线缆保护套180用于为所述气管线缆和信号线缆提供安装空间。
96.本实施例中，所述线缆保护套180的一端与移动机构104的移动端连接，另一端与所述第二机械臂107连接，从而使所述气管线缆和信号线缆直接从移动端至所述第二机械臂107，而不会经过第一机械臂106，有利于避免控制所述第二驱动机105的线缆，与控制所述第三驱动机110和第四驱动机112、以及末端执行器的线缆发生缠绕。
97.具体的，本实施例中，所述移动机构104的移动端与所述机械臂连接件122 连接，因此，所述线缆保护套180的一端与所述机械臂连接件122连接。
98.作为一实施例，所述机械臂连接件122的侧面设置有第一线缆盒183，所述第二机械臂173上设置有第二线缆盒184，所述线缆保护套180的一端与第一线缆盒183连接，另一端与所述第二线缆盒184连接。
99.所述第一线缆盒183和第二线缆盒184，用于固定所述线缆保护套180。
100.具体地，本实施例中，所述气管线缆穿过支撑柱102、第一线缆盒183、线缆保护套180、第二线缆盒184、第二机械臂、以及第三机械臂，来控制所述末端执行器111的运行和停止。
101.本实施例中，所述信号线缆穿过所述支撑柱102、第一机械臂106，并与第二驱动机103电连接，从而向所述第二驱动机103供电。
102.此外，所述信号线缆穿过所述支撑柱102、第一线缆盒183、线缆保护套 180、第二线缆盒184、以及第二机械臂107，并分别与第三驱动机和第四驱动机电连接，以便分别为第三驱动机110和第四驱动机112供电。
103.所述传动轴109用于传递所述第四驱动机112的驱动力。
104.具体地，所述传动轴109贯穿第二机械臂107和部分第一连接端108，从而将所述第四驱动机112的驱动力的传递至设置于第三机械臂172一端的末端执行器111，进而驱动末端执行器111旋转。
105.所述第三驱动机，用于为所述第二机械臂107相对于所述第一机械臂106 旋转提供驱动力，从而使所述第二机械臂107相对于所述第一机械臂106旋转。
106.本实施例中，所述第三驱动机110为驱动电机。在其他实施例中，第三驱动机还可为其他类型的驱动机构。
107.本实施例中，所述第三驱动机110包括第一驱动输出端123，用于输出驱动力。
108.本实施例中，所述工业机器人还包括：第一传动机构124，设置于所述第二机械臂107上，所述第一传动机构124包括第一传动输入端125和第一传动输出端126，所述第一传动输入端125与所述第一驱动输出端123连接，所述第一传动输出端126与所述第三机械臂172的第一连接端108连接，在所述第三驱动机110工作时，所述第一传动输出端126能够驱动所述第三机械臂172 旋转。
109.所述第一驱动输出端123用于输出所述第三驱动机110的驱动力。
110.所述第一传动机构124用于在所述第二机械臂107内传送所述第三驱动机 110的驱动力。
111.所述第一传动输入端125用于承接所述第三驱动机110的驱动力。
112.所述第一传动输出端126用于向所述第三机械臂172传送所述第一传动输入端125的驱动力。
113.所述第一传动输出端126能够驱动所述第三机械臂172旋转，从而增强所述工业机器人的灵活性，从而拥有较大的工作半径。
114.作为一实施例，所述第一传动输入端125包括第一齿轮；所述第一传动输出端126包括第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第二齿轮套设于所述传动轴109上，且所述第二齿轮的内壁与所述传动轴109之间具有间隙。
115.所述第二齿轮的内壁与所述传动轴109之间具有间隙，从而使得所述第一齿轮驱动第二齿轮传动时，不会驱动所述传动轴109旋转，进而使得第二齿轮和传动轴相对独立旋转，实现对所述第一传动机构124和所述传动轴109的分别控制。
116.本实施例中，以所述第一传动机构124为齿轮传动机构为示例进行说明。在其他实施例中，第一传动机构124还可以为其他类型的传动机构，例如：齿轮齿条传动、链传动和同步带传动。
117.本实施例中，所述第一传动机构124还包括：第一轴承127，套设于所述传动轴109上且所述第一轴承127的内圈与所述第二齿轮连接，所述第一轴承 127的内壁与所述传动轴109之间具有间隙；连接部件144，套设于所述传动轴 109上且分别与所述第一轴承127的内圈以及所述连接端108连接，所述连接部件144的内部与所述传动轴109之间具有间隙。
118.所述第一轴承127用于支撑和固定所述连接部件144，从而使所述连接部件144相对固定于所述第二机械臂107内。
119.所述第一轴承127的内圈与所述第二齿轮连接，且外圈与所述第二机械臂 107连接以固定在第二机械臂107上，从而在将述第二齿轮的驱动力传送至所述连接部件144的同时，还对第二齿轮和连接部件144起到支撑的作用。
120.所述第一轴承127的内壁与所述传动轴109之间具有间隙，从而使得所述第一轴承127的内圈转动时，不会驱动所述传动轴109转动，进而使得所述第一轴承内圈的旋转和所述传动轴的旋转相对独立，相应实现对所述第一轴承 127和对所述传动轴109的分别控制。
121.本实施例中，所述第一轴承127为能够同时承受轴向载荷和径向载荷的轴承，包括：交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承或角接触轴承。
122.作为一实施例，所述第一轴承127为交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承能够承受较大的轴向载荷和径向载荷，有利于提高所述第一轴承127支撑的稳定性。
123.所述连接部件144分别连接所述第一轴承127和所述连接端108，从而使所述连接端108能够和所述第一轴承127同步转动。
124.所述连接部件144的内壁与所述传动轴109之间具有间隙，从而在所述连接部件144转动时，不会驱动所述传动轴109转动，进而实现对所述连接部件 144和对所述传动轴109的分别控制。
125.作为一实施例，所述连接部件144为连接法兰。所述连接法兰连接方便且能承受较大负载重量，有利于实现所述第二机械臂107与所述第三机械臂172 之间的连接，并且有利于所述工业机器人承受较大的负载重量。
126.所述工业机器人还包括：第二减速机134，包括第二减速输入端135和第二减速输出端136，所述第二减速输入端135与所述第一驱动输出端123相连，所述第二减速输出端136与所述第一传动输入端125相连。
127.所述第二减速机134通过减小所述第三驱动机110的转速，增加了所述第三驱动机110的输出扭矩，从而增加所述第三驱动机110的输出功率，进而选择功率较小和质量较小的所述第三驱动机110，有利于减小所述第二机械臂107 所负载的重量，进而所述工业机器人能够承受更大的负载重量。
128.所述第一减速输入端175与所述第一驱动输出端123相连，用于承接所述第一驱动输出端123的驱动力。
129.所述第一减速输出端176与所述第一传动输入端125相连，用于输出所述第一驱动输出端123的驱动力至所述第一传动输入端125。
130.本实施例中，所述第一减速输出端176为第一减速输出轴，所述第一减速输出轴套设于所述第一齿轮内。
131.具体地，所述第一齿轮与所述第一减速输出轴之间还设置有涨紧套157，用于夹紧所述第一齿轮与所述第二机械臂107，从而使所述第一齿轮更好的固定于所述第二机械臂107内。
132.本实施例中，所述第二减速机134通过所述第二减速机连接板158固定于所述第二机械臂107上。
133.所述末端执行器111用于执行所述工业机器人的具体作业。
134.本实施例中，所述末端执行器111包括零点快换模块143，所述零点快换模块143用于与末端负载连接，以驱动所述末端负载执行具体的作业。
135.通过选用所述零点快换模块143，从而通过打开零点快换模块143，即可实现零点快换模块143与当前末端负载之间的脱离，再将零点快换模块143与其他的末端负载相匹配并关闭零点快换模块，即可使工业机器人自动实现末端负载的更换，并且无需停机更换，有利于节约更换末端负载的时间，从而提高工作和生产效率。
136.作为一实施例，所述工业机器人用于搬运零件，以实现自动化生产，所述末端负载包括夹爪，所述夹爪用于搬运不同类型的物料，从而使所述工业机器人不用停机就能够更换夹爪，实现不同加工产品间的快速切换，提高机床使用效率，还有利于节约成本。
137.作为一示例，所述物料可以包括夹具、小零件或刀具等。
138.本实施例中，所述末端执行器111包括末端法兰165，所述末端法兰165 用于连接所述零点快换模块143和所述第三机械臂172。
139.所述第四驱动机112，用于为所述末端执行器111相对于所述第三机械臂 172旋转提供驱动力，从而驱动所述末端执行器111相对于所述第三机械臂172 旋转。
140.本实施例中，所述第四驱动机112为驱动电机。在其他实施例中，第四驱动机还可为其他类型的驱动机构。
141.本实施例中，所述第四驱动机112通过电机安装板159安装在所述第二机械臂107上。
142.本实施例中，所述电机安装板159侧面设置有第一衬套166和第一衬套支架167，所述第一衬套166用于固定所述工业机器人的线缆，从而使线缆不发生磨损，所述第一衬套支架167用于支撑所述第一衬套166。
143.与所述第四驱动机112设置在第三机械臂172上相比，本实施例中，所述第四驱动机112位于所述第二机械臂106上，从而使工业机器人的重心更靠近所述支撑柱102和底座101，并且还减小第三机械臂172本身承载的重量，进而有利于提高所述末端执行器111的负载能力。
144.本实施例中，所述第四驱动机112包括第二驱动输出端130，所述第二驱动输出端130用于输出所述第四驱动机112的驱动力。
145.本实施例中，所述工业机器人还包括：第二传动机构131，用于将所述第四驱动机112的驱动力传递至所述末端执行器111，以驱动所述末端执行器111 旋转。
146.本实施例中，所述第二传动机构131包括：第一传动部132，位于所述第二机械臂107上且与所述第二驱动输出端130连接；所述传动轴109，贯穿所述第二机械臂107和部分所述第一连接端，所述传动轴109的一端与所述第一传动部132连接；第二传动部133，位于所述第三机械臂172内，所述第二传动部133的输入端145与所述传动轴109的另一端连接，且所述第二传动部133 的输出端146与所述末端执行器111连接，在第四驱动机112工作时，所述第二传动部133能够驱动所述末端执行器111旋转。
147.所述第一传动部132用于在所述第二机械臂107内传递所述第四驱动机 112的驱动力。
148.本实施例中，所述第一传动部132包括：第三齿轮，与所述第二驱动输出端130连接；第四齿轮，与所述第三齿轮相啮合，且与所述传动轴109同轴连接。
149.所述第三齿轮与所述第二驱动输出端130连接，从而承接所述第四驱动机 112输出的驱动力。
150.所述第四齿轮与所述第三齿轮相啮合，从而传递所述驱动力至所述传动轴 109。
151.所述第四齿轮与所述传动轴109同轴连接，从而所述第四齿轮与所述传动轴109同轴转动。
152.本实施例中，所述第二传动机构131还包括：第二轴承128，套设于所述传动轴109上，所述第二轴承128的内圈与所述传动轴109连接，外圈与所述第二机械臂107连接。
153.所述第二轴承128用于在所述第二轴承128的内圈随着所述传动轴109旋转时，对所述传动轴109起到支撑和固定的作用。
154.所述第二轴承128的内圈与所述传动轴109连接，且外圈与所述第二机械臂107连接以固定在第二机械臂107上，从而在将所述第四齿轮的驱动力传递至所述传动轴109的同时，还对所述第四齿轮和所述传动轴109起到支撑的作用。
155.所述第二轴承128为能够同时承受轴向载荷和径向载荷的轴承，包括：交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承或角接触轴承。
156.本实施例中，所述第二轴承128为交叉滚子轴承，所述交叉滚子轴承能够承受较大的轴向载荷和径向载荷，有利于提高所述第二轴承128支撑的稳定性。
157.本实施例中，所述第二机械臂107上还设置有驱动单元安装座160，用于为所述第四驱动机112和第一传动部132、以及第二轴承128提供支撑作用和安装空间，还用于将所述第一传动部132和第二轴承128，与所述第一传动机构124隔离，防止所述第一传动部132对于所述第四驱动机112的驱动力的传递，与所述第一传动机132构对所述第三驱动机110的驱动力的传递互相影响。
158.本实施例中，所述第二驱动输出端130为第二驱动输出轴，所述第三齿轮套设于所述第二驱动输出轴上。具体地，所述第二驱动输出端130还设置有第一隔套161，所述第一隔套161用于使所述第三齿轮固定在所述第二驱动输出轴上。
159.本实施例中，所述第一隔套161下方还设置有端盖162，用于保护所述第二驱动输出端130。
160.所述传动轴109用于在所述第一传动部132和所述第二传动部133之间传递所述第四驱动机112的驱动力。
161.本实施例中，所述传动轴109的一端与所述第一传动部132连接，从而所述传动轴
109能够与所述第一传动部132同步转动。
162.本实施例中，所述传动轴109还用于作为所述第三机械臂172的转轴，即所述第三机械臂172能够相对于所述第二机械臂107围绕所述传动轴109旋转。
163.本实施例中，所述第二传动机构131还包括：第三轴承129，位于所述第三机械臂172内且套设于所述传动轴109上，所述第三轴承129的内圈与所述传动轴109连接，外圈与所述第三机械臂172连接。
164.所述第三轴承129用于在所述第三轴承129的内圈随着所述传动轴109旋转时，对所述传动轴109起到支撑和固定的作用。
165.所述第三轴承129的内圈与所述传动轴109连接，且外圈与所述第三机械臂172连接以固定在第三机械臂172上，从而在将所述传动轴109的驱动力传递至所述第二传动部133的同时，还对所述传动轴109起到支撑的作用。
166.所述第三轴承129为能够承受径向载荷的轴承，例如：深沟球轴承、圆锥滚子轴承、角接触球轴承或圆柱滚子轴承。
167.本实施例中，所述第三轴承129为深沟球轴承，所述深沟球轴承较易获得，有利于节约所述工业机器人的成本。
168.本实施例中，所述第三轴承129上方设置有第二隔套163，所述第二隔套 163套设于所述传动轴109上，用于填塞所述第三轴承129上方与所述第三机械臂172之间的空间，有利于所述第三轴承129稳定放置于所述第三机械臂172 内。
169.本实施例中，所述第三轴承129下方设置有第三隔套164，所述第三隔套 164套设于所述传动轴109上，用于填塞所述第三轴承129下方与所述第三机械臂172之间的空间，有利于所述第三轴承129稳定放置于所述第三机械臂172 内。
170.所述第二传动部133用于在所述第三机械臂172内传递所述第四驱动机 112的驱动力。
171.所述第二传动部133的输入端145与所述传动轴109的另一端连接，从而所述传动轴109与所述第一传动部132同步转动时，所述第二传动部133的输入端145也与所述第一传动部132同步转动。
172.所述第二传动部133的输出端146与所述末端执行器111连接，从而所述第二传动部133的输出端146与所述末端执行器111同步转动。
173.在第四驱动机112工作时，所述第二传动部133能够驱动所述末端执行器 111旋转，从而增强所述工业机器人的灵活性，扩大工业机器人的工作半径。
174.作为一实施例，所述第二传动部133包括：同步传送装置140，包括同步输入端141和同步输出端142，所述同步输入端141套设于所述传动轴109上，所述同步输出端142与所述末端执行器111连接。
175.所述同步输入端141用于承接所述第四驱动机112的驱动力。
176.所述同步输入端141套设于所述传动轴109上，从而所述同步输入端141 与所述传动轴109同步转动。
177.所述同步输出端142用于输出所述第四驱动机112的驱动力。
178.所述同步输出端142与所述末端执行器111连接，从而所述同步输出端142 与所述末端执行器111同步转动。
179.在具体实施中，所述同步传送装置140可以为同步带轮装置，包括：第一同步带轮，套设于所述传动轴109上；第二同步带轮，与所述末端执行器111 连接；同步带，套设于所述第一同步带轮和第二同步带轮上。
180.相应地，所述第一同步带轮为所述同步输入端141，所述第二同步带轮为所述同步输出端142。
181.本实施例中，所述第一同步带轮、第二同步带轮以及所述同步带设置于所述第三机械臂172内，所述传动轴109驱动所述第一同步带轮，相应驱动同步带移动，以带动所述第二同步带轮旋转，从而传递第四驱动机112的驱动力至所述末端执行器111。
182.本实施例中，所述第一同步带轮、第二同步带轮之间设置有同步带张紧机构181，所述同步带张紧机构181与所述第一同步带轮、第二同步带轮通过所述同步带传动连接。
183.所述同步带张紧机构用于对所述同步带施加张紧力，从而调节所述传动带的松紧度，进而有利于保证所述同步传送装置140的传动比。
184.本实施例中，所述同步传送装置140为同步带轮装置为示例进行说明。
185.在其他实施例中，同步传送装置可以为其他类型的传动机构，
186.例如：所述同步传送装置还可以为齿轮传送装置，相应地，齿轮与所述传动轴连接，所述传动轴驱动所述齿轮旋转，从而传递第四驱动机的驱动力。
187.又例如，所述同步传送装置还可以为链传动装置，第一转轮与所述传动轴连接，所述传动轴驱动所述转轮旋转，相应驱动套设于第一转轮和第二转轮上的链条移动，进而驱动第二转轮旋转，从而传递第四驱动机的驱动力。
188.本实施例中，所述工业机器人还包括：第三减速机137，包括第三减速输入端138和第三减速输出端139，所述第三减速输入端138与所述第二传动部133的输出端连接，所述第三减速输出端139与所述末端执行器111相连。
189.所述第三减速机137通过减小所述第四驱动机112的转速，增加了所述第四驱动机112的输出扭矩，从而增加所述第四驱动机112的输出功率，进而选择功率较小和质量较小的所述第四驱动机112，有利于减小所述第二机械臂107 本身所负载的重量，进而所述工业机器人能够承受更大的负载重量。
190.所述第二减速输入端138与所述同步输出端142连接，用于承接所述第二传动部133输出的所述第四驱动机112的驱动力。
191.所述第二减速输出端139与所述末端执行器111连接，用于输出所述第四驱动机112的驱动力至末端执行器111。
192.本实施例中，所述第二减速输出端139为第二减速输出轴，所述第二减速输出轴套设于所述同步输出端142内。
193.本实施例中，所述末端法兰165、第三减速机137、第二同步带轮、第二衬套168、第二衬套支架169、第三衬套170、第三衬套支架171、第一同步带轮、输入端145、第三隔套164、第二隔套163、第三轴承129、传动轴109、第二轴承128、第四齿轮中心均设置有孔洞(未标示)，用于使所述工业机器人的气管线缆穿过，从而通过所述气管线缆传递气压，进而控制所述零点快换模块143 的运行和停止。
194.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所
限定的范围为准。

技术特征：
1.一种工业机器人，其特征在于，包括：支撑柱；移动机构，设置于所述支撑柱上，所述移动机构包括移动端；第一驱动机，设置于所述支撑柱上，用于驱动所述移动端沿所述支撑柱的延伸方向移动；第一机械臂，与所述移动端连接且沿垂直于所述支撑柱的方向延伸；第二机械臂，与所述第一机械臂连接；第二驱动机，设置于所述第一机械臂上，用于驱动所述第二机械臂相对于所述第一机械臂旋转；第三机械臂，包括与所述第二机械臂相连的第一连接端，且所述第三机械臂与所述第二机械臂之间具有贯穿第二机械臂和部分第一连接端的传动轴；第三驱动机，设置于所述第二机械臂上，用于驱动所述第三机械臂相对于所述第二机械臂围绕所述传动轴旋转；末端执行器，设置于所述第三机械臂的一端；第四驱动机，设置于所述第二机械臂上，用于驱动所述末端执行器相对于所述第三机械臂旋转。2.如权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述第三驱动机包括第一驱动输出端；所述工业机器人还包括：第一传动机构，设置于所述第二机械臂上，所述第一传动机构包括第一传动输入端和第一传动输出端，所述第一传动输入端与所述第一驱动输出端连接，所述第一传动输出端与所述第三机械臂的第一连接端连接，在所述第三驱动机工作时，所述第一传动输出端能够驱动所述第三机械臂旋转；所述第四驱动机包括第二驱动输出端；所述工业机器人还包括：第二传动机构，包括：第一传动部，位于所述第二机械臂上且与所述第二驱动输出端连接；所述传动轴，贯穿所述第二机械臂和部分所述第一连接端，所述传动轴的一端与所述第一传动部连接；第二传动部，位于所述第三机械臂内，所述第二传动部的输入端与所述传动轴的另一端连接，且所述第二传动部的输出端与所述末端执行器连接，在所述第四驱动机工作时，所述第二传动部能够驱动所述末端执行器旋转。3.如权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述第一传动输入端包括第一齿轮；所述第一传动输出端包括第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第二齿轮套设于所述传动轴上且所述第二齿轮的内壁与所述传动轴之间具有间隙。4.如权利要求3所述的工业机器人，其特征在于，所述第一传动机构还包括：第一轴承，套设于所述传动轴上且所述第一轴承的内圈与所述第二齿轮连接，所述第一轴承的内壁与所述传动轴之间具有间隙；连接部件，套设于所述传动轴上且分别与所述第一轴承的内圈以及所述第一连接端连接，所述连接部件的内部与所述传动轴之间具有间隙。5.如权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述第一传动部包括：第三齿轮，与所述第二驱动输出端连接；第四齿轮，与所述第三齿轮相啮合，且与所述传动轴同轴连接。6.如权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述第二传动机构还包括：第二轴承，套设于所述传动轴上，所述第二轴承的内圈与所述传动轴连接，外圈与所述第二机械臂连接；
第三轴承，位于所述第三机械臂内且套设于所述传动轴上，所述第三轴承的内圈与所述传动轴连接，外圈与所述第三机械臂连接。7.如权利要求4所述的工业机器人，其特征在于，所述第一轴承包括：交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承或角接触轴承。8.如权利要求6所述的工业机器人，其特征在于，所述第二轴承包括：交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承或角接触轴承。9.如权利要求6所述的工业机器人，其特征在于，所述第三轴承包括：深沟球轴承、圆锥滚子轴承、角接触球轴承或圆柱滚子轴承。10.如权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述第二传动部包括：同步传送装置，包括同步输入端和同步输出端，所述同步输入端套设于所述传动轴上，所述同步输出端与所述末端执行器连接。11.如权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述第二传动部包括：同步带轮装置、齿轮传送装置或链传动装置。12.如权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述支撑柱的底部设置有：支撑底板，所述支撑底板与配套设备连接。13.如权利要求12所述的工业机器人，其特征在于，所述配套设备包括：料仓。14.如权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述移动机构包括：滚珠丝杠，平行设置与所述支撑柱上且与所述第一驱动机连接；所述移动端包括：丝杠螺母，套设于所述滚珠丝杠上；或者，所述移动机构包括：齿条，平行设置与所述支撑柱上；所述移动端包括：齿轮，位于所述齿条上且与所述第一驱动机连接；或者，所述移动机构包括：同步带轮组，与所述第一驱动机连接；所述移动端包括：同步带，套设于所述同步带轮组上。15.如权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述工业机器人还包括：线缆保护套，所述线缆保护套的一端与所述移动机构的移动端连接，另一端与所述第二机械臂连接。16.如权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述第二驱动机包括第三驱动输出端；所述第二机械臂，包括与所述第一机械臂连接的第二连接端；所述工业机器人还包括：第一减速机，第一减速机，包括第一减速输入端和第一减速输出端，所述第一减速输入端与所述第三驱动输出端连接，所述第一减速输出端与所述第二连接端连接。17.如权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述工业机器人还包括：第二减速机，包括第二减速输入端和第二减速输出端，所述第二减速输入端与所述第一驱动输出端相连，所述第二减速输出端与所述第一传动输入端相连。18.如权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述工业机器人还包括：第三减速机，包括第三减速输入端和第三减速输出端，所述第三减速输入端与所述第二传动部的输出端连接，所述第三减速输出端与所述末端执行器相连。19.如权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述末端执行器包括零点快换模块。

技术总结
一种工业机器人，包括：移动机构，设置于支撑柱上，移动机构包括移动端；第一驱动机，设置于支撑柱上，用于驱动移动端沿支撑柱的延伸方向移动；第一机械臂，与移动端连接且沿垂直于支撑柱的方向延伸；第二机械臂，与第一机械臂连接；第二驱动机，设置于第一机械臂上，用于驱动第二机械臂相对于第一机械臂旋转；第三机械臂，包括与第二机械臂相连的第一连接端，且第三机械臂与第二机械臂之间具有贯穿第二机械臂和部分第一连接端的传动轴；第三驱动机，设置于第二机械臂上，用于驱动第三机械臂相对于第二机械臂围绕传动轴旋转；末端执行器，设置于第三机械臂的一端。本发明实施例有利于提高工业机器人的负载能力以及减小占地面积。工业机器人的负载能力以及减小占地面积。工业机器人的负载能力以及减小占地面积。


技术研发人员：魏振南 闫克英 郭小刚
受保护的技术使用者：无锡微茗智能科技有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8