[发明专利]一种平面冗余度机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体涉及一种平面冗余度机器人，属于机器人领域。

背景技术

伴随着机器人技术的不断发展进步，单调重复的工作应该由机器人来完成。尤其是在手机、平板电脑、PC外设等3C产品的劳动密集型的装配过程中，随着3C产品的小型化，其装配作业越来越复杂，传统类型的机器人无法很好的完成此类产品的装配任务，而完全由人工完成这类复杂的装配任务则会导致工人的工作强度大幅提高，也在一定程度上影响3C产品的装配质量。为了更好的配合工人完成装配任务，提高装配的质量，许多代工厂商开始使用平面型机器人，作为人工装配的辅助性装备，从旁协助装配工人完成3C产品的装配任务，构建高速精密装配生产线，用于提高装配效率，提升装配质量。

针对平面型机器人本体设计问题，国内外研究者已经提出了一些设计方案，但其或多或少存在一些问题，例如结构过于复杂，体积庞大，驱动装置布置不合理，转动惯量太大，定位精度低等。经检索公开号为CN101698301的中国发明专利，该专利公开一种平面多自由度机器人，其特征是机器人机械臂之间及机械臂与机架之间均以转动副形式连接，各关节电机与关节中心轴固定连接。从运动到停止过程中，此类结构的机器人需要克服较大的转动惯量，极易造成各关节位置偏差，从而影响机器人定位精度。

用于构建高速精密装配生产线的协作型机器人需要具备速度快、体积小、定位精度高等特点，目前这种高速协作机器人尚无报道。

发明内容

本发明为解决现有平面型机器人定位精度较低的问题，进而提出一种平面冗余度机器人。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括基座、第一驱动单元、关节轴、支撑机构、第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、操作手、第二驱动单元、第三驱动单元、第一中转机构、第二中转机构、传感器和驱动单元支架，所述第一驱动单元安装在基座内，关节轴通过所述支撑机构安装在基座内，所述第一驱动单元与关节轴的下端连接，关节轴的上端与第一连接杆的一端连接，第一连接杆的另一端通过所述第一中转机构与第二连接杆的一端连接，第二连接杆的另一端通过所述第二中转机构与第三连接杆的一端连接，第三连接杆的另一端通过传感器与操作手连接，所述第二驱动单元和所述第三驱动单元通过驱动单元支架并排安装在第一连接杆的一端，所述第二驱动单元和所述第三驱动单元均与所述第一中转机构连接，所述第一中转机构与所述第二中转机构连接。

本发明的有益效果是：1、本发明实现了平面冗余机器人的结构创新，解决了现有技术普遍存在的结构复杂，体积大，驱动单元布局不合理，机器人惯量大等问题。本发明驱动单元集中布置的方案，将第二驱动单元和第三驱动单元布置在基座附近，明显降低了转动惯量，使其在高速运动下或等更好的稳定性及精确度；

2、本发明中各机器人连接杆均采取轻量化设计，去除不必要的部分，降低连接杆质量，进一步降低转动惯量，驱动单元支撑部分采用多圆柱支撑方案，稳定性大大提高，且较传统支撑方案质量降低，进一步减小的转动惯量，从而使机器人获得更好的快速性和稳定性；

3、本发明创新性地采用中转轮的方式，使用第一级同步齿形带传动的方式，将第三驱动单元输出端的旋转运动传递至第一中转机构，然后通过第三同步带将回转运动传递至第二中转轴。完成了在输入输出轴距离变化的情况下，实现高速高精度运动传递；

4、本发明中各关节轴及中转轮均采用双侧轴承支撑的方式，从而使刚度提高，保证了高速运动下的稳定性。各连接杆U型结构尾部均采用斜面加工的方式，减小应力集中，从而使其本身强度提升，不易发生断裂；

5、本发明中机器人末端操作手和最后一根连接杆之间有两维力传感器，其可实时监测操作手和外界环境之间的接触力，并反馈给控制器，从而对外力造成的位置误差进行补偿，从而提升机器人定位精度。

附图说明

图1是本发明的主剖视图，图2是发明上部结构示意图，图3是本发明的立体结构示意图。

具体实施方式