[發明專利]一種五關節機器人及其控制方法

在審

• 申請號: 201811267345.8
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109079771A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 陳祝權;鄧國山;羅欣
• 申請（專利權）人: 深圳眾為興技術股份有限公司
• 主分類號: B25J9/04
• 分類號: B25J9/04
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種五關節機器人，包括依次連接的四個機械臂以及用于驅動機械臂運動的關節組件，其特征在于，所述機械臂包括：底座；

設置在底座上，用于實現豎直方向上移動的主機械臂；

與所述主機械臂連接，且用于實現水平方向上旋轉的第一水平臂；

與所述第一水平臂連接，且用于實現水平方向上旋轉的第二水平臂；

設置在所述第二水平臂的末端，且用于實現豎直方向上旋轉的的手腕臂；

設置在所述手腕臂的末端，且用于實現軸向旋轉的旋轉部。

2.根據權利要求1所述五關節機器人，其特征在于，所述關節組件包括：設置在所述底座上，用于驅動主機械臂在豎直方向上運動的第一關節組件；

設置在所述主機械臂與所述第一水平臂的連接處，用于驅動所述第一水平臂在水平方向上轉動的第二關節組件；

設置在所述主機械臂與所述第一水平臂的連接處，用于驅動所述第二水平臂在水平方向上轉動的第三關節組件；

設置在所述第二水平臂與所述手腕臂的連接處，用于驅動所述手腕臂在豎直方向上旋轉的第四關節組件。

3.根據權利要求1所述的五關節機器人，其特征在于，所述底座設置為腔體結構，所述主機械臂的至少一部分部件設置在所述底座內。

4.根據權利要求2所述的五關節機器人，其特征在于，所述第一關節組件包括：固定于底座上的第一電機；與所述第一電機的輸出軸固定相連的第一同步帶輪組件；沿豎直方向設置，且末端與所述第一同步帶輪組件緊固連接，用于通過所述輸出軸帶動實現旋轉的絲桿；與所述絲桿適配的絲桿螺母；所述絲桿螺母與主機械臂固定連接。

5.根據權利要求2所述的五關節機器人，其特征在于，所述第二關節組件包括：固定于主機械臂上的第二電機，所述第二電機的輸出軸與第一水平臂固定連接；

固定在所述主機械臂上的第二諧波減速機；

以及連接于所述第二電機與所述第二諧波減速機之間的第二同步帶輪組件。

6.根據權利要求2所述的五關節機器人，其特征在于，所述第三關節組件包括：固定于主機械臂上的第三電機和第三同步帶輪組件A；

位于第一水平臂內的第三同步帶輪組件B；

分別與第三同步帶輪組件A以及第三同步帶輪組件B連接，且用于將第三電機的動力通過第三同步帶輪組件A傳遞至第三同步帶輪組件B的傳動軸；

所述第三同步帶輪組件B的另一端與所述第二水平臂固定連接。

7.根據權利要求6所述的五關節機器人，其特征在于，所述第二水平臂與第三同步帶輪組件B之間設置有第三諧波減速機。

8.根據權利要求2所述的五關節機器人，其特征在于，所述第四關節組件包括：固定在第二水平臂上的第四電機；位于第二水平臂內的第四同步帶輪組件；第四同步帶輪組件的一端與第二水平臂固定連接；另一端與手腕臂固定連接。

9.一種五關節機器人的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

步驟A、分別在所述五關節機器人的首端、末端以及各個機械臂之間的連接點處建立直角坐標系；

步驟B、基于正運動學控制方法或者逆運動學控制方法輸入相應的變量，使各個機械臂完成期望的運動。

10.根據權利要求9所述的五關節機器人的控制方法，其特征在于，所述步驟B包括：

基于正運動學控制方法輸入各個機械臂的運動量，獲得末端坐標系相對于首端坐標系的位置與姿態，控制所述五關節機器人完成期望的運動軌跡；

或者，基于逆運動學控制方法輸入末端坐標系相對于首端坐標系的位置與姿態，獲得各個機械臂的運動量，控制所述五關節機器人完成期望的運動軌跡。