[实用新型]一种三自由度机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

随着人力成本的逐步提高，机器人代替人类作业成为一种趋势，目前自动化生产场景使用的串联或者并联机器人，作为搬运，焊接，喷涂，装配等使用，在一些需要提供较大冲击力，并且在该作用力方向需要有较高的往复直线运动速度，还可以使用一些针对特殊工艺设计的工具，目前尚没有合适的机器人可用。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种三自由度机器人，以至少实现具备机器人空间运动的灵活性，结构紧凑性的优点，同时在某一轴运动方向上又具有较高的运动速度并且还可以提供较高的冲击力。

本实用新型提出的一种三自由度机器人，它具有三个自由度，包括底座、转座和小臂；底座把机器人整体固定在固定式或可移动式平台上，底座的上端与转座铰接，转座相对于底座可做回转运动，转座的上端与小臂铰接，小臂相对于底座可做上下俯仰运动；

所述小臂包括驱动电机，所述驱动电机固定在小臂支架的后端，小臂支架上设有导轨，所述导轨为半圆形长导轨，小臂支架上设有移动组件，移动组件的两端与旋转运动-直线运动转换机构联接，旋转运动-直线运动转换机构与驱动电机铰接，移动组件的下端四个底角处均设有导向轮，移动组件通过导向轮在导轨上做往复直线运动，移动组件的前端固定有工具座，工具座的前端内部为外喇叭口形锥孔结构，工具座上还设有夹爪，夹爪的后端与夹爪气缸的杠杆铰接，夹爪气缸的缸体固定在工具座上。

进一步地：所述旋转运动-直线运动转换机构包括链条，链条的前端通过前部链轮轴安装在小臂支架上，链条的后端通过后部链轮轴安装在小臂支架上，后部链轮轴上安装有从动锥齿轮，驱动电机通过减速器与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，主动锥齿轮的轴线与从动锥齿轮的轴线垂直。驱动电机的旋转运动最终转化为移动组件的直线运动，可以控制驱动电机的速度和转矩从而控制移动组件的直线运动速度和在运动方向的冲击力，在需要冲击力的时候移动组件高速运动，通过驱动电机提供的转矩和移动组件本身的惯性力在运动方向上提供一个需要的冲击力。

进一步地：移动组件每个底角处的导向轮分为上下两部分，上部的导向轮与导轨的上面贴合，下部的导向轮与小臂支架的下端面贴合。上部的导向轮主要起到导向作用，下部的导向轮起到平衡扭转力矩的作用。

进一步地：所述导轨为半圆形长导轨。

进一步地：所述驱动电机为伺服电机，由运动控制器与伺服驱动器控制。具有机器人的运动学和动力学特征，动作灵活，重复定位精度和运动轨迹精度控制精准，结构紧凑，占地面积小，易于维护，便于操作。

本实用新型所达到的效果为：

本实用新型具有三个自由度，转座相对于底座可做回转运动,，小臂相对于底座可做上下俯仰运动，小臂直接铰接在转座上，力臂较小，转座与小臂铰接的RV减速机受力状态较好，耐冲击性更强，旋转运动-直线运动转换机构将驱动电机的旋转运动最终转化为移动组件的直线运动，可以控制驱动电机的速度和转矩从而控制移动组件的直线运动速度和在运动方向的冲击力，在需要冲击力的时候移动组件高速运动，通过驱动电机提供的转矩和移动组件本身的惯性力在运动方向上提供一个需要的冲击力。实现了机器人空间运动的灵活性，结构紧凑性的优点，同时在某一轴运动方向上又具有较高的运动速度并且还可以提供较高的冲击力，参见表1。

表1：机器人冲击力数据表