[發明專利]一種具有雙七自由度模塊化手臂的移動機器人結構

在審

• 申請號: 202011588927.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112775963A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 李憲華;劉碧珊;劉鳳義;王昶茹;焦陽;王殿博;吳亮
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;上海機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/02;B25J5/00;B25J17/00
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

本發明涉及一種具有雙七自由度模塊化手臂的移動機器人結構，包括視覺機構、上軀干、兩只七自由度手臂、腰部機構、下軀干、移動平臺；視覺機構配合與上軀干相連，兩個七自由度手臂分別安裝在上軀干兩邊；上軀干和下軀干中間由腰部機構連接；腰部機構下接移動平臺；視覺機構內置視覺傳感器，感知路徑和障礙物，作出路徑規劃，兩七自由度模塊化手臂由七個模塊組成，內置電機驅動，拆裝方便，且七自由度手臂靈活性高，末端位姿可達范圍更加廣泛，上肢可通過腰部機構進行彎曲，配合手臂進行抓取、搬運等工作，移動平臺可進行全方位移動，每個輪子各配有一個輪轂電機和轉向電機，驅動機器人整體移動或旋轉，所有連接均為可動連接，方便組裝和拆卸。

技術領域

本發明涉及智能機器人領域，尤其涉及一種具有雙七自由度模塊化手臂的移動機器人結構。

背景技術

機器人是智能制造系統中制造技術的重要組成部分，也是人工智能技術用于制造業的主要方式之一，各國在機器人的研發、制造、采購等方面都幵展了諸多工作，機器人的研發、制造和應用已經成為衡量國家科技創新實力和高端制造業水平的重要標志。

傳統的機器人結構只針對于某一單一結構進行優化和設計，涉及的方面不夠廣闊，涉及的技術比較單一，靈活性低，且拆裝不便；因其結構單一致使機器人的工作效率低下。鑒于機器人移動不便，設計并搭建了移動平臺，使機器人可以進行相應的運動；鑒于機器人手臂工作空間范圍小設計了多自由度機械臂，提升了機器人手臂的末端可達范圍；鑒于機器人上肢運動靈活性低，設計了腰部結構，增加了上肢的靈活性；然后關于機器人整體結構的設計較少，機器人的綜合能力不強，且對于路徑規劃和視覺控制涉及的不多。基于上述機器人存在的問題，不能滿足高效、靈活的需要。

發明內容

本發明為了解決現有機器人結構實際中存在的問題，提供了一種具有雙七自由度模塊化手臂的移動機器人結構。

本發明是通過以下技術方案實現：

一種具有雙七自由度模塊化手臂的移動機器人結構，包括視覺機構、上軀干、兩只七自由度手臂、腰部機構、下軀干、移動平臺；視覺機構與上軀干相連，進行環境探測、感知；兩手臂分別對稱連接在上軀干兩邊；上軀干和下軀干通過腰部機構進行連接；下軀干連接移動平臺；各連接均為可動連接，可輕易實現零件拆裝，提高了機器人靈活性。

作為本發明的優選方案，所述兩手臂自由度均為七自由度，且為模塊化連接。

作為本發明的優選方案，所述視覺機構由頭部和頸部組成，配有視覺系統。

作為本發明的優選方案，所述腰部機構可進行旋轉和彎曲。

作為本發明的優選方案，所述移動平臺由支撐機構、伸縮機構和輪式機構組成，伸縮機構連接支撐機構和輪式機構。

作為本發明的優選方案，所述移動平臺有四個輪子，四個輪子分別配有輪轂電機控制驅動，轉向電機控制轉動，可實現全方位的移動。

在安裝前，應進行整體壓力測試仿真，并檢測各零部件的強度，對視覺系統進行單獨試驗。在運動過程中，移動平臺支撐整個機器人整體，并由輪轂電機和轉向電機驅動機器人整體前進或旋轉，通過對伸縮機構進行調整，可以改變機器人整體高度和輪子間距，經視覺系統中的相機進行拍照，傳至上位機，上位機圖像處理程序對圖像進行預處理、分割、特征提取等處理，通過機器人程序設定最佳路徑，反饋給機器人，使機器人按照預定路徑行走，機器人到達指定位置后，運用左右臂及末端手爪配合腰部實施進一步的抓取動作，在抓取過程中，根據視覺圖像處理確定手臂運動軌跡，可以進行相應的避障工作。