[實(shí)用新型]一種七自由度協(xié)作機(jī)械臂

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721615035.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207448507U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖聚亮;張秋隆;洪鷹;王國(guó)棟;張智濤;劉宏業(yè);段文斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津揚(yáng)天科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J17/02
• 分類(lèi)號(hào): B25J17/02;B25J9/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗英

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種七自由度協(xié)作機(jī)械臂，它包含七個(gè)模塊化關(guān)節(jié)、兩個(gè)連接臂和底座。第一模塊化關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)端與底座固定相連，第一模塊化關(guān)節(jié)的固定端和第二模塊化關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)端固定相連，第二模塊化關(guān)節(jié)的固定端和第一連接臂一端固定相連，第一連接臂的另一端和第三模塊化關(guān)節(jié)的固定端固定相連，第三模塊化關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)端和第四模塊化關(guān)節(jié)的固定端固定相連，第四模塊化關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)端和第二連接臂一端固定相連，第二連接臂的另一端和第五模塊化關(guān)節(jié)的固定端固定相連，第五模塊化關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)端和第六模塊化關(guān)節(jié)的固定端固定相連，第六模塊化關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)端和第七模塊化關(guān)節(jié)的固定端固定相連。采用本實(shí)用新型能有效提高負(fù)載/自重比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及由模塊化關(guān)節(jié)和連接臂構(gòu)建的中空串聯(lián)協(xié)作機(jī)械臂的新型構(gòu)型結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，協(xié)作機(jī)械臂在各行業(yè)不斷普及。隨著人們對(duì)機(jī)械臂的能力要求以及工作場(chǎng)合的要求越來(lái)越高，協(xié)作機(jī)械臂的模塊化、輕量化要求也逐步提高。現(xiàn)有協(xié)作機(jī)械臂往往較為笨重，難以實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作，組裝、操作都受到極大影響。而小型化設(shè)計(jì)后，協(xié)作機(jī)械臂的負(fù)載能力大幅下降，如何提高輕量化機(jī)械臂的負(fù)載/自重比，提高結(jié)構(gòu)緊湊性成為急需解決的問(wèn)題。另外，傳統(tǒng)機(jī)械臂自由度不大于6個(gè)，如何合理構(gòu)建冗余自由度的機(jī)械臂，以實(shí)現(xiàn)更好的靈活性和避障性需要得到解決。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510530984.9的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了“可多方位連接的座載模塊化機(jī)械臂”，該機(jī)械臂包含多個(gè)關(guān)節(jié)模塊，分為底座模塊、俯仰模塊、旋轉(zhuǎn)模塊等，采用連接法蘭相串聯(lián)。整個(gè)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，模塊化程度低，關(guān)節(jié)模塊采用直驅(qū)伺服電機(jī)、諧波減速器等機(jī)構(gòu)，采用聯(lián)軸器連接，緊湊性差，自重較大，缺乏散熱。

申請(qǐng)?zhí)枮?01210363694.6的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了“一種仿人型七自由度機(jī)械臂”，該機(jī)械臂包含兩個(gè)肩關(guān)節(jié)、兩個(gè)肘關(guān)節(jié)和三個(gè)腕關(guān)節(jié)。每個(gè)關(guān)節(jié)內(nèi)部采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)包含失電制動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)摩擦片、傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)板、控制板、伺服電機(jī)構(gòu)成。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，仿人設(shè)計(jì)使機(jī)械臂有一定局限性，工作范圍小，外部走線，影響美觀和壽命，缺少外殼，人機(jī)協(xié)作受影響。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510181151.6的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了“一種可變自由度的模塊化機(jī)械臂”，該機(jī)械臂采用模塊化關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，每個(gè)關(guān)節(jié)包含中空伺服電機(jī)、諧波減速器、剎車(chē)裝置、雙碼盤(pán)定位裝置等結(jié)構(gòu)。諧波減速器和輸出法蘭固定，同時(shí)與伺服電機(jī)中空軸固定，剎車(chē)裝置采用剎車(chē)片和摩擦擋片制動(dòng)。整體結(jié)構(gòu)精度較高，模塊化程度好，但沒(méi)有冗余自由度，缺乏靈活性，中空伺服電機(jī)成本高，不利于大批量生產(chǎn)，且性能受到影響，剎車(chē)裝置較復(fù)雜。

申請(qǐng)?zhí)枮?01110333688.1的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了“多自由度機(jī)械臂模塊化關(guān)節(jié)”，該關(guān)節(jié)包含兩個(gè)以上的串聯(lián)模塊。關(guān)節(jié)一包含動(dòng)力輸入軸并設(shè)有第一諧波減速器以及第一離合器；關(guān)節(jié)二包含與關(guān)節(jié)一動(dòng)力輸入軸相連的傳動(dòng)軸，該傳動(dòng)軸固連于第一離合器，第二離合器和分動(dòng)的傳動(dòng)軸相連，且分別和第二諧波減速器相連。所闡述的模塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且有部分結(jié)構(gòu)和線纜等裸露在外，整體自重較大，連接方式只有一種，可重構(gòu)性差，構(gòu)建的機(jī)械臂工作范圍小，自由度少，缺乏靈活性，沒(méi)有制動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)精確控制。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410392360.0的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了“中空串聯(lián)機(jī)械臂”，該機(jī)械臂包含模塊化關(guān)節(jié)和基座結(jié)構(gòu)，模塊化關(guān)節(jié)內(nèi)部采用制動(dòng)器、伺服電機(jī)、諧波減速器結(jié)構(gòu)，依靠同步帶傳遞力矩。缺點(diǎn)是自重較高，同步帶需要張緊，使結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，內(nèi)部空間有一定空余，缺乏散熱。整個(gè)機(jī)械臂沒(méi)有冗余自由度，缺乏靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種七自由度協(xié)作機(jī)械臂，本機(jī)械臂空間布局更加合理緊湊，減少自重，提高性能，使協(xié)作機(jī)械臂安裝維護(hù)更加便捷，同時(shí)七自由度設(shè)計(jì)使得工作范圍增大，靈活性提高。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：