[發(fā)明專利]輕量化協(xié)作機(jī)械臂

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110897203.5
• 申請(qǐng)日: 2021-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN113733150B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張少林;王海濤;王碩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B25J18/00
• 分類號(hào): B25J18/00;B25J17/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 項(xiàng)辰

本發(fā)明提供一種輕量化協(xié)作機(jī)械臂，包括基座、第一電機(jī)安裝架、第二電機(jī)安裝架和六個(gè)關(guān)節(jié)及其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，第一電機(jī)安裝架安裝于基座，第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第五驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及第六驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝于第一電機(jī)安裝架，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝于第二電機(jī)安裝架；第一關(guān)節(jié)的固定部固接于基座，第一關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部固接于第二電機(jī)安裝架；第二關(guān)節(jié)的固定部固接于第二電機(jī)安裝架，第二關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部、第三關(guān)節(jié)、第四關(guān)節(jié)、第五關(guān)節(jié)和第六關(guān)節(jié)依次通過連桿相連，第六關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部安裝有末端執(zhí)行器接口。該輕量化協(xié)作機(jī)械臂利用集中布置驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及緊湊的傳動(dòng)方式設(shè)計(jì)，提高了機(jī)械臂的穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)具有更高的工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械臂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輕量化協(xié)作機(jī)械臂。

背景技術(shù)

多關(guān)節(jié)協(xié)作機(jī)器人是能夠與人共同作業(yè)的多自由度機(jī)械裝置，因?yàn)槠鋵?duì)小批量多品種生產(chǎn)的快速適應(yīng)性，以及能夠與人共享工作空間的特性，獲得了很多生產(chǎn)和生活服務(wù)廠家的青睞，有利于提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度、促進(jìn)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

目前的協(xié)作機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多比較相似，均是利用多根連桿通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接，在關(guān)節(jié)處就近安裝電機(jī)來驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。但是，這種結(jié)構(gòu)形式中電機(jī)的利用效率不高，機(jī)械臂的自重與負(fù)載的比例比較大。當(dāng)增加電機(jī)的功率時(shí)，負(fù)載也進(jìn)一步加大了，使得速度和加速度的提升有限。而且，電機(jī)安裝在關(guān)節(jié)處的方式增大了機(jī)械臂的慣性，使得碰撞時(shí)的安全性降低了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種輕量化協(xié)作機(jī)械臂，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中協(xié)作機(jī)械臂難以適應(yīng)高速作業(yè)任務(wù)的缺陷，以提供一種安全穩(wěn)定的高速作業(yè)平臺(tái)。

本發(fā)明提供一種輕量化協(xié)作機(jī)械臂，包括基座、第一電機(jī)安裝架、第二電機(jī)安裝架、第一關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)、第四關(guān)節(jié)、第五關(guān)節(jié)、第六關(guān)節(jié)、第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第五驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及第六驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第一電機(jī)安裝架安裝于所述基座，所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)、所述第五驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所述第六驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝于所述第一電機(jī)安裝架，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝于所述第二電機(jī)安裝架；

所述第一關(guān)節(jié)的固定部固接于所述基座，所述第一關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部固接于所述第二電機(jī)安裝架，并由所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二關(guān)節(jié)的固定部固接于所述第二電機(jī)安裝架，所述第二關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部由所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第三關(guān)節(jié)的固定部通過第一連桿連接于所述第二關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部，所述第三關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部由所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第四關(guān)節(jié)的固定部通過第二連桿連接于所述第三關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部，所述第四關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部由所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第五關(guān)節(jié)的固定部通過第三連桿連接于所述第四關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部，所述第五關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部由所述第五驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第六關(guān)節(jié)的固定部通過第四連桿連接于所述第五關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部，所述第六關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部由所述第六驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，且所述第六關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部安裝有末端執(zhí)行器接口。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種輕量化協(xié)作機(jī)械臂，所述第一關(guān)節(jié)包括固定套筒、支撐套筒、軸承以及鎖緊件，所述固定套筒固接于所述基座，所述支撐套筒通過所述軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地插設(shè)于所述固定套筒內(nèi)，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)殼固定地插設(shè)于所述支撐套筒內(nèi)，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過所述鎖緊件與所述固定套筒相接；所述第二電機(jī)安裝架固接于所述支撐套筒。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種輕量化協(xié)作機(jī)械臂，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)殼固接于所述第二電機(jī)安裝架，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過90度轉(zhuǎn)角減速器連接于所述第二關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種輕量化協(xié)作機(jī)械臂，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)殼固接于所述第二電機(jī)安裝架，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接于所述第三關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種輕量化協(xié)作機(jī)械臂，還包括安裝于所述第三關(guān)節(jié)的固定部的諧波減速器，所述同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸通過所述諧波減速器與所述第三關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部相連。