[发明专利]一种多功能模块化工业机器人

说明书

本发明提出的多功能模块化工业机器人由机械臂底座、机械臂组装、模块化机械夹具通过插接公头和插接母头配合拼接而成，插接公头内部设有谐波电机和电气滑环，信号线路和流体线路贯通工业机器人内部，实现工业机器人机电气一体化的同时能避免线路交叉缠绕；工业机器人的机械臂和机械夹具模块化设置，可以自由组装和拼接以适应多样化的应用场景，拆卸方便，自由度高；工业机器人多级互联设置，由终端设备建立控制网络完成对多级工业机器人协同控制，显著提高任务执行的精确性和有效性。

技术领域

本发明涉及一种工业机器人，更具体的说是一种多功能模块化工业机器人。

背景技术

随着现代化进程的不断加快，自动化技术在各个领域被广泛应用，其中，工业机器人可以代替人类完成危险、繁重、单调的任务而备受关注。但是，现有的工业机器人往往采用一体化的设计方式，当机械臂出现故障时，需要更换整个机械臂及机械夹具，成本较高且效率低下。倍福自动化有限公司在申请号为202080053383.2的发明专利中提到了一种模块化机器人臂，其内部结构复杂，线路排布混乱，机器人臂独立作业，无法执行高自由度需求的工作，使用场景单一，难以满足工业上高自动化的实际需求。为了解决上述问题，本发明提出了一种多功能模块化工业机器人。

发明内容

本发明提供一种模块化机械夹具。

【关于模块化机械臂】

本发明包括一种高自由度内置式机电气一体的模块化机械臂，为L型模块化机械臂，所述L型模块化机械臂结构包括：呈直角分布的机械臂外壳1、端头4、插接公头2和插接母头3；所述插接公头2内包括电气滑环7和谐波电机8，所述电气滑环7的滑环定子72固定于机械臂外壳1和与所述外壳一体成型的第一支撑板5上，电气滑环7的滑环转子71固定于公头连接块9上，所述谐波电机8的电机转轴84穿过公头连接块9并与之固定，使得谐波电机8能独立控制公头连接块9和滑环转子71的转动，公头插接块10固定在所述公头连接块9上；所述插接母头3与插接公头2配合设置，包括与机械臂外壳1一体设置的第二支撑板6，与第二支撑板6抵接的环形压块15，所述环形压块15和母头连接块16接触，所述母头连接块16和第二支撑板6之间用第三轴承14活动连接，所述母头连接块16和机械臂外壳1之间用第二轴承17活动连接，母头插接块19固定在所述环形压块15之上，与所述公头插接块10配合设置，流体线路和信号线路贯穿所述插接公头2和插接母头3自由转动而不缠绕，所述流体线路用于通过气体或液体，所述信号线路用于传输电和/或信号指令。

进一步的，所述插接公头2部分包括机械臂外壳1，所述机械臂外壳1由金属、铝、钢、钛铝合金、高强度铝合金、AW7075、纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料(GfK)、碳纤维增强塑料(CfK)制成；所述机械臂外壳1在机械臂腔体内部一体成型有第一支撑板5，所述第一支撑板5与机械臂外壳1的配合设置可以固定电气滑环7的滑环定子72以及谐波电机8；所述谐波电机转轴84远离电机主体一侧为圆柱切边形，用于定位滑环动子71和滑环定子72，进入设于公头连接块9上的台阶限位孔96并与公头连接块9固定，使得公头连接块9能在谐波电机8的驱动下发生转动；所述公头连接块9与公头插接块10固定连接；所述公头连接块9与所述电气滑环7的滑环动子71固定连接，由此实现滑环动子71在谐波电机8带动下发生转动，而滑环定子72保持固定；所述滑环动子71上均匀分布有若干个流体进嘴75，滑环定子72上对称分布有若干流体出嘴76，气体由所述公头插接块10上的公头对插流道102经过流管孔93逐级密封接入到流体进嘴75，信号线路73由公头对插针101经过信号孔92接入滑环动子71，并由滑环定子72侧引出进入谐波电机8；所述滑环定子72远离滑环卡槽52的一侧由台阶形压块13包围紧固以确保电气滑环7整体不出现晃动；所述台阶形压块13与公头连接块9在相对应台阶部位设有第一轴承11，第一轴承11的动子侧与公头连接块9接触，第一轴承11的定子侧与台阶形压块13接触，为了防止第一轴承11的垂直移位，在第一轴承11和台阶形压块13的另一侧边之间加设第一卡簧12。