[發明專利]七自由度串聯協作機械臂及機器人

在審

• 申請號: 202010197371.9
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111360806A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 高峰;劉仁強;孫競;陳先寶;鄭浩;孫喬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種七自由度串聯協作機械臂，其特征在于，包括依次連接的基座(13)、第一關節(1)、第一連桿(9)、第二關節(2)、第三關節(3)、第二連桿(10)、第四關節(4)、第三連桿(11)、第五關節(5)、第六關節(6)、第四連桿(12)、第七關節(7)和末端執行器連接法蘭(8)；

所述第三關節的軸線(301)、第四關節的軸線(401)、第五關節的軸線(501)相互平行；

所述基座(13)的上部連接法蘭與所述第一關節(1)的輸出連接法蘭固定連接，所述第一連桿(9)連接所述第一關節(1)的輸入連接法蘭和所述第二關節(2)的輸入連接法蘭，所述第二關節(2)的輸出連接法蘭同所述第三關節(3)的輸入連接法蘭連接，所述第二連桿(10)連接所述第三關節(3)的輸出連接法蘭和所述第四關節(4)的輸出連接法蘭，所述第三連桿(11)連接所述第四關節(4)的外殼和所述第五關節(5)的輸出連接法蘭，所述第五關節(5)的輸入連接法蘭同所述第六關節(6)的輸出連接法蘭固定連接，所述第四連桿(12)連接所述第六關節(6)的輸入連接法蘭和所述第七關節(7)的輸入連接法蘭，所述第七關節(7)的輸出連接法蘭同所述末端執行器連接法蘭(8)的輸入端固定連接。

2.根據權利要求1所述的七自由度串聯協作機械臂，其特征在于，所述第一關節(1)的軸線(101)與所述基座(13)同軸心，所述第一關節(1)的軸線(101)、第二關節(2)的軸線(201)、第三關節(3)的軸線(301)在空間相交于一點。

3.根據權利要求1或2所述的七自由度串聯協作機械臂，其特征在于，所述第二關節(2)和所述第三關節(3)等高。

4.根據權利要求1所述的七自由度串聯協作機械臂，其特征在于，所述第五關節(5)的軸線(501)、第六關節(6)的軸線(601)、第七關節(7)的軸線(701)在空間相交于一點，所述第七關節(7)的軸線(701)與所述末端執行器連接法蘭(8)的軸線同軸心。

5.根據權利要求1所述的七自由度串聯協作機械臂，其特征在于，所述第三關節(3)和所述第四關節(4)位于所述第二連桿(10)的同側。

6.根據權利要求1所述的七自由度串聯協作機械臂，其特征在于，所述第五關節(5)和所述第四關節(4)位于所述第三連桿(11)的同側。

7.根據權利要求1所述的七自由度串聯協作機械臂，其特征在于，所述第一關節(1)、第二關節(2)、第三關節(3)、第四關節(4)、第五關節(5)、第六關節(6)以及第七關節(7)的內部結構相同，均包括輸入連接法蘭(G02)、伺服電機驅動器(G06)、伺服電機(G04)、轉軸(G05)、減速機(G07)、力矩傳感器(G10)、輸出連接法蘭(G03)、電磁編碼器和抱閘，所述輸入連接法蘭(G02)將上一關節的輸出扭矩傳遞給所述伺服電機驅動器(G06)，所述伺服電機驅動器(G06)與伺服電機(G04)連接并提供控制電流和輸入功率，所述伺服電機(G04)輸出扭矩和轉速，帶動所連接的轉軸(G05)轉動，所述轉軸(G05)帶動減速機(G07)減速后通過力矩傳感器(G10)測得本級關節的負載力矩，所述力矩傳感器(G10)將力矩和轉速傳遞至輸出連接法蘭(G03)，所述輸出連接法蘭(G03)將本關節的輸出扭矩傳遞給下一關節；所述轉軸(G05)上遠離輸出連接法蘭(G03)的一端還安裝電磁編碼器和抱閘，所述電磁編碼器用于檢測關節的轉角，所述抱閘用于在系統失電后鎖死關節。

8.一種機器人，其特征在于，包括權利要求1至7任一項所述的七自由度串聯協作機械臂。