一種具有冗余自由度的機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有冗余自由度的機(jī)器人，包括裝有驅(qū)動裝置的軀干部，兩條臂部和安裝在臂部末端的一個(gè)機(jī)器人手爪部，兩條所述臂部包括七個(gè)關(guān)節(jié)部，該關(guān)節(jié)部呈圓柱狀，相鄰兩關(guān)節(jié)部的軸線相互垂直，相鄰兩關(guān)節(jié)部之間設(shè)置有關(guān)節(jié)連接器；本發(fā)明創(chuàng)造可實(shí)現(xiàn)臂部具有七個(gè)自由度，可以在多個(gè)運(yùn)動軌跡過程中選擇合適的位姿，使臂部具有較好的運(yùn)動靈活性；在作業(yè)時(shí)能夠承受的周期性重力和扭矩較大，具有較高的承重性能；關(guān)節(jié)部和關(guān)節(jié)連接器均形成模塊化，具有易于構(gòu)建和低成本的優(yōu)點(diǎn)；機(jī)器人的臂部重量減輕，使得操作更換靈活，并且本發(fā)明創(chuàng)造的機(jī)器人具有低能耗的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種具有冗余自由度的機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有冗余自由度的機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)器人領(lǐng)域中，具有冗余自由度的機(jī)器人是指具有自由度多于完成某項(xiàng)作業(yè)任務(wù)所需要的最少自由度的機(jī)器人；具有冗余自由度可以用來改善機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特性，可以增加靈活性、優(yōu)化主運(yùn)動任務(wù)、優(yōu)化關(guān)節(jié)的速度和力矩；當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用是為單臂機(jī)器人獨(dú)自工作的能力準(zhǔn)備的，這樣的機(jī)器人只適應(yīng)于特定的產(chǎn)品和工作環(huán)境，并且依賴于所提供的專用設(shè)備和工夾具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明創(chuàng)造要解決的問題是提供一種具有冗余自由度的機(jī)器人。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是:一種具有冗余自由度的機(jī)器人，包括裝有驅(qū)動裝置的軀干部，兩條臂部和安裝在臂部末端的一個(gè)機(jī)器人手爪部，其特征在于:兩條所述臂部包括七個(gè)關(guān)節(jié)部，該關(guān)節(jié)部呈圓柱狀，相鄰兩關(guān)節(jié)部的軸線相互垂直，相鄰兩關(guān)節(jié)部之間設(shè)置有關(guān)節(jié)連接器。
[0005]所述關(guān)節(jié)連接器呈I形，設(shè)有相互垂直的底座和連接壁，底座上表面設(shè)有與所述關(guān)節(jié)部的外側(cè)壁相配合的圓弧形的凹槽，在凹槽的中間區(qū)域開設(shè)有第一導(dǎo)線輸出孔，在連接壁的中間區(qū)域開設(shè)有第二導(dǎo)線輸出孔；該關(guān)節(jié)連接器配合套裝在關(guān)節(jié)部的下部，該關(guān)節(jié)連接器底座凹槽的內(nèi)表面和連接壁的內(nèi)表面與所述關(guān)節(jié)部的外側(cè)壁和下底面相抵接；該關(guān)節(jié)連接器底座外表面與相鄰關(guān)節(jié)部的下底面相抵接。
[0006]所述關(guān)節(jié)連接器的底座和連接壁的邊界整體呈半圓形，所述關(guān)節(jié)連接器的底座和連接壁的邊緣呈波浪形。
[0007]沿所述底座邊界均分有多個(gè)減重通孔。
[0008]所述第一導(dǎo)線孔一側(cè)向著所述連接壁方向開設(shè)有圓弧形導(dǎo)線安裝槽。
[0009]與所述軀干部連接的關(guān)節(jié)部的軸線沿水平設(shè)置，與其相連的關(guān)節(jié)連接部的底座豎向垂直設(shè)置；與所述機(jī)器人手爪部連接的關(guān)節(jié)部的軸線沿水平設(shè)置，與其相連的關(guān)節(jié)連接部的底座沿水平設(shè)置。
[0010]所述關(guān)節(jié)部包括關(guān)節(jié)套筒和設(shè)置關(guān)節(jié)套筒內(nèi)部的伺服電機(jī)及光電編碼器。
[0011]本發(fā)明創(chuàng)造具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0012]1)通過七個(gè)關(guān)節(jié)部以及相鄰兩關(guān)節(jié)部之間的關(guān)節(jié)連接器，相鄰兩關(guān)節(jié)部的軸線相互垂直，可實(shí)現(xiàn)臂部具有七個(gè)自由度，使得機(jī)器人通用性好，動作靈活，臂部可以在多個(gè)運(yùn)動軌跡過程中選擇合適的位姿，使手臂具有較好的運(yùn)動靈活性。
[0013]2)關(guān)節(jié)連接器的底座和連接壁使得，臂部在作業(yè)時(shí)能夠承受的周期性重力和扭矩較大，具有較高的承重性能，并且其具有較高靈活性、精密性。
[0014]3)關(guān)節(jié)部和關(guān)節(jié)連接器均形成模塊化，具有易于構(gòu)建和低成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]4)關(guān)節(jié)連接器上設(shè)置有減重通孔，可以使得臂部重量減輕，使得操作更換靈活，并且是機(jī)器人具有低能耗的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖2是圖1中相鄰兩關(guān)節(jié)部與關(guān)節(jié)連接器連接的立體結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖3是圖1中關(guān)節(jié)連接器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖4是圖3中底座的橫向剖面圖
[0020]圖5是圖3中連接壁的縱向剖面圖
[0021]圖中:軀干部I;關(guān)節(jié)部2;關(guān)節(jié)連接器3;機(jī)器人手爪部4;臂部5;導(dǎo)線輸出孔6 ;減重通孔7 ;導(dǎo)線安裝槽8 ;底座9 ;連接壁10 ;凹槽11 ;邊緣12 ;邊界13。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0023]如圖1至5所示，一種具有冗余自由度的機(jī)器人，包括裝有驅(qū)動裝置的軀干部1，兩條臂部5和安裝在臂部5末端的一個(gè)機(jī)器人手爪部4，兩條所述臂部包括七個(gè)關(guān)節(jié)部2，該關(guān)節(jié)部2呈圓柱狀，相鄰兩關(guān)節(jié)部2的軸線相互垂直，相鄰兩關(guān)節(jié)部2之間設(shè)置有關(guān)節(jié)連接器3 ；
[0024]關(guān)節(jié)連接器3呈L形，設(shè)有相互垂直的底座9和連接壁10，底座9上表面設(shè)有與所述關(guān)節(jié)部2的外側(cè)壁相配合的圓弧形的凹槽11，在凹槽11的中間區(qū)域和連接壁的中間區(qū)域開設(shè)有導(dǎo)線輸出孔6 ;該關(guān)節(jié)連接器3配合套裝在關(guān)節(jié)部2的底部或頂部，該關(guān)節(jié)連接器3底座9凹槽n的內(nèi)表面和連接壁10的內(nèi)表面與所述關(guān)節(jié)部2的外側(cè)壁和下底面相抵接；該關(guān)節(jié)連接器3底座9的外表面與相鄰關(guān)節(jié)部2的下底面相抵接；
[0025]所述關(guān)節(jié)連接器3的底座9和連接壁10的邊界13整體呈半圓形，所述關(guān)節(jié)連接器3的底座9和連接壁10的邊緣12呈波浪形；
[0026]沿所述底座9邊界13均分分布有多個(gè)減重通孔7 ；
[0027]位于所述底座9上的導(dǎo)線輸出孔6—側(cè)向著所述連接壁10方向開設(shè)有圓弧形導(dǎo)線安裝槽8 ；
[0028]與所述軀干部I連接的關(guān)節(jié)部2的軸線沿水平設(shè)置，與其相連的關(guān)節(jié)連接器3的底座9豎向垂直設(shè)置；與所述機(jī)器人手爪部4連接的關(guān)節(jié)部2的軸線沿水平設(shè)置，與其相連的關(guān)節(jié)連接器3的底座9沿水平設(shè)置；
[0029]所述關(guān)節(jié)部2包括關(guān)節(jié)套筒和設(shè)置關(guān)節(jié)套筒內(nèi)部的伺服電機(jī)及光電編碼器。
[0030]以上對本發(fā)明創(chuàng)造的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明創(chuàng)造的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有冗余自由度的機(jī)器人，包括裝有驅(qū)動裝置的軀干部，兩條臂部和安裝在臂部末端的一個(gè)機(jī)器人手爪部，其特征在于:兩條所述臂部包括七個(gè)關(guān)節(jié)部，該關(guān)節(jié)部呈圓柱狀，相鄰兩關(guān)節(jié)部的軸線相互垂直，相鄰兩關(guān)節(jié)部之間設(shè)置有關(guān)節(jié)連接器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有冗余自由度的機(jī)器人，其特征在于:所述關(guān)節(jié)連接器呈I形，設(shè)有相互垂直的底座和連接壁，底座上表面設(shè)有與所述關(guān)節(jié)部的外側(cè)壁相配合的圓弧形的凹槽，在凹槽的中間區(qū)域開設(shè)有第一導(dǎo)線輸出孔，在連接壁的中間區(qū)域開設(shè)有第二導(dǎo)線輸出孔；該關(guān)節(jié)連接器配合套裝在關(guān)節(jié)部的下部，該關(guān)節(jié)連接器底座凹槽的內(nèi)表面和連接壁的內(nèi)表面與所述關(guān)節(jié)部的外側(cè)壁和下底面相抵接；該關(guān)節(jié)連接器底座外表面與相鄰關(guān)節(jié)部的下底面相抵接。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有冗余自由度的機(jī)器人，其特征在于:所述關(guān)節(jié)連接器的底座和連接壁的邊界整體呈半圓形，所述關(guān)節(jié)連接器的底座和連接壁的邊緣呈波浪形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有冗余自由度的機(jī)器人，其特征在于:沿所述底座邊界均分有多個(gè)減重通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有冗余自由度的機(jī)器人，其特征在于:所述第一導(dǎo)線孔一側(cè)向著所述連接壁方向開設(shè)有圓弧形導(dǎo)線安裝槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的一種具有冗余自由度的機(jī)器人，其特征在于:與所述軀干部連接的關(guān)節(jié)部的軸線沿水平設(shè)置，與其相連的關(guān)節(jié)連接部的底座豎向垂直設(shè)置；與所述機(jī)器人手爪部連接的關(guān)節(jié)部的軸線沿水平設(shè)置，與其相連的關(guān)節(jié)連接部的底座沿水平設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的一種具有冗余自由度的機(jī)器人，其特征在于:所述關(guān)節(jié)部包括關(guān)節(jié)套筒和設(shè)置關(guān)節(jié)套筒內(nèi)部的伺服電機(jī)及光電編碼器。
【文檔編號】B25J17/00GK104385265SQ201410309902
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】葉冬森, 陳劍, 王鵬程, 房立龍, 陳丹惠, 張麗華, 孫少明, 駱敏舟 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院, 常州先進(jìn)制造技術(shù)研究所