[發(fā)明專利]一種適用于服務機器人的六自由度機械臂及服務機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811294202.6
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109202954A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 李文威;周廣兵;陳再勵;吳亮生
• 申請（專利權）人: 華南智能機器人創(chuàng)新研究院
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J17/00;B25J9/10;B25J9/12;B25J11/00
• 代理公司: 佛山市廣盈專利商標事務所(普通合伙) 44339
• 代理人: 李俊

本發(fā)明公開了一種適用于服務機器人的六自由度機械臂，其中，所述六自由度機械臂包括：肩關節(jié)組件、大臂結構件、肘關節(jié)組件、小臂結構件和腕關節(jié)組件，上述肩關節(jié)組件、大臂結構件、肘關節(jié)組件、小臂結構件和腕關節(jié)組件依次串聯(lián)連接后作為一個整體與機器人本體連接。本發(fā)明設置有六個轉動自由度，也就是六軸；其中，肩關節(jié)俯仰自由度為第一軸，肩關節(jié)偏擺自由度為第二軸，肘關節(jié)滾轉自由度為第三軸，肘關節(jié)俯仰自由度為第四軸，腕關節(jié)滾轉自由度為第五軸，腕關節(jié)俯仰自由度為第六軸，各軸聯(lián)動完成各類動作。本發(fā)明有仿人的關節(jié)構型布局，結構連接緊湊，可操作性好，動作精度高。

技術領域

本發(fā)明涉及服務機器人領域，具體而言，涉及一種適用于服務機器人的六自由度機械臂。

背景技術

服務機器人是一種半自主或全自主工作的機器人，它能完成有益于人類健康的服務工作，但不包括從事生產(chǎn)的設備。服務機器人應用范圍很廣，主要從事維護保養(yǎng)、修理、運輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護等工作。

機械臂廣泛應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線和服務機器人之中，可擔負操縱物體、人機協(xié)作和人機交互等工作任務。由機械臂衍生出的操作器、機械腿足等已經(jīng)成為構成各類機器人的基本功能模塊。串聯(lián)式機械臂常見的構型包括：七自由度冗余機械臂的SRS型、六自由度機械臂的SRU型和URS型、五自由度機械臂的URU型、四自由度機械臂的URR型和RRU型等。服務機器人機械臂的結構設計需要滿足結構緊湊、動作靈活、運動慣性小等要求。高速、高精度和模塊化是未來機械臂發(fā)展的主要趨勢。

現(xiàn)有的機械臂普遍存在機械臂操作能力欠佳，動作靈活度差以及動作精度低的問題。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有技術中機械臂可操作性差以及動作精度低等不足，本發(fā)明提供了一種適用于服務機器人的六自由度機械臂，該六自由度機械臂可操作性強，動作精度高，可應用在操作物體、人機協(xié)作和手勢交互等場景。

相應的，本發(fā)明實施例提供了一種適用于服務機器人的六自由度機械臂，所述六自由度機械臂包括肩關節(jié)組件、大臂結構件、肘關節(jié)組件、小臂結構件和腕關節(jié)組件，上述肩關節(jié)組件、大臂結構件、肘關節(jié)組件、小臂結構件和腕關節(jié)組件依次串聯(lián)連接后作為一個整體與機器人本體連接；

所述肩關節(jié)組件包括肩關節(jié)俯仰組件、肩關節(jié)結構件以及肩關節(jié)偏擺組件，所述肩關節(jié)俯仰組件與肩關節(jié)結構件相連接，所述肩關節(jié)偏擺組件設置在肩關節(jié)結構件內部，所述肩關節(jié)偏擺組件與大臂結構件相連接；

所述肘關節(jié)組件包括肘關節(jié)滾轉組件、肘關節(jié)結構件以及肘關節(jié)俯仰組件，所述肘關節(jié)滾轉組件與大臂結構件相連接，所述肘關節(jié)滾轉組件與肘關節(jié)結構件相連接，所述肘關節(jié)俯仰組件設置在肘關節(jié)結構件內部，所述肘關節(jié)結構件與小臂結構件相連接；

所述腕關節(jié)組件包括腕關節(jié)滾轉組件、腕關節(jié)結構件、腕關節(jié)俯仰組件以及執(zhí)行組件，所述腕關節(jié)滾轉組件與小臂結構件相連接，所述腕關節(jié)滾轉組件與腕關節(jié)結構件相連接，所述腕關節(jié)俯仰組件設置在腕關節(jié)結構件內部，所述執(zhí)行組件與所述腕關節(jié)結構件相連接。

可選的實施方式，所述肩關節(jié)俯仰組件包括肩關節(jié)俯仰直流伺服電機組件和肩關節(jié)俯仰諧波減速器組件；所述肩關節(jié)偏擺組件包括肩關節(jié)偏擺直流伺服電機組件、肩關節(jié)偏擺直齒輪傳動組件、肩關節(jié)偏擺諧波減速器組件和肩關節(jié)轉軸組件；

所述肘關節(jié)滾轉組件包括肘關節(jié)滾轉直流伺服電機組件和肘關節(jié)滾轉諧波減速器組件；所述肘關節(jié)結構件包括肘關節(jié)第一結構件和肘關節(jié)第二結構件；所述肘關節(jié)俯仰組件包括肘關節(jié)俯仰直流伺服電機組件、肘關節(jié)俯仰直齒輪傳動組件、肘關節(jié)諧波減速器組件和肘關節(jié)轉軸組件；

所述腕關節(jié)滾轉組件包括腕關節(jié)滾轉直流伺服電機組件和腕關節(jié)滾轉諧波減速器組件；所述腕關節(jié)俯仰組件包括腕關節(jié)俯仰直流伺服電機組件、腕關節(jié)俯仰直齒輪傳動組件、腕關節(jié)聯(lián)軸器和腕關節(jié)轉軸組件。