[发明专利]一种仿人双臂多自由度工业机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人设计领域，特别是一种仿人双臂多自由度工业机器人。

背景技术

仿人机器人的研究是机器人学研究的热点之一，仿人机器人是指模仿人的肌肉构造和器官功能，如仿人的手、手臂、类人机器人等。

目前工业机器人传动机构通常采用电机带动减速器为主的单轴传动模式，这种模式的机器人多采用串联机构组成，虽然串联机构在控制上比较容易实现，但是具有刚度弱、靠近基座一端关节负载大、高速运动过程中各关节惯性大等缺陷，为克服上述缺陷，将并联机构引入到工业机器人的设计，并且结合人手臂的基本行为特征和手臂各关节的生理结构，设计出一种仿人双臂多自由度工业机器人。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿人双臂多自由度工业机器人，他能够克服现有工业机器人刚度较弱、靠近基座一端关节负载大等缺陷；所述一种仿人双臂多自由度工业机器人包括躯干系统、机械臂系统、底座系统，所述躯干系统固定在底座系统上，所述机械臂系统与躯干系统固定连接，所述机械臂系统包括左机械臂系统与右机械臂系统，所述左机械臂系统包括肩关节、上臂杆、肘关节、前臂杆和腕关节，肩关节与肘关节之间通过上臂杆固定连接，肘关节与腕关节之间通过前臂杆固定连接，右机械臂系统与左机械臂系统的机构及连接关系相同；所述一种仿人双臂多自由度工业机器人可以应用在低负载、高精度作业场合，用于装配、焊接等任务。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种仿人双臂多自由度工业机器人，包括躯干系统、机械臂系统、底座系统。

所述躯干系统包括躯干支架，所述底座系统包括躯干安装座，所述机械臂系统包括左机械臂系统与右机械臂系统，所述左机械臂系统包括肩关节、上臂杆、肘关节、前臂杆和腕关节，肩关节与肘关节之间通过上臂杆固定连接，肘关节与腕关节之间通过前臂杆固定连接，所述肩关节包括肩部第一驱动电机、肩部第二驱动电机、肩部第三驱动电机、肩运动平台、圆弧形连杆、运动行星齿轮、固定中心齿轮和水平连杆，肩运动平台与圆弧形连杆铰接，圆弧形连杆与水平连杆铰接，肩部驱动电机固定在水平连杆上，通过运动行星齿轮与固定中心齿轮连接。

所述肘关节包括肘第一驱动电缸、肘第二驱动电缸、第一电缸推杆、第二电缸推杆、第一球形关节、第二球形关节、第三球形关节、第四球形关节、肘运动平台、旋转铰链和电缸安装座，第一驱动电缸和第二驱动电缸通过第一球形关节和第二球形关节连接在电缸安装座上，肘运动平台通过旋转铰链与上臂杆连接，第一电缸推杆通过第三球形关节与肘运动平台连接，第二电缸推杆通过第四球形关节与肘运动平台连接。

所述腕关节包括小齿轮、大齿轮、腕部第一驱动电机、腕部第二驱动电机、铰链、腕部基座、球关节、第一弧形推杆、第二弧形推杆和末端执行器安装杆，腕部第一驱动电机和腕部第二驱动电机固定在腕部基座上，第一弧形推杆末端与大齿轮固定连接，末端执行器安装杆安装在第一弧形推杆和第二弧形推杆中间，末端执行器安装杆与腕部基座通过球关节连接。

本发明的突出优点在于：

1、所述一种仿人双臂多自由度工业机器人在运动的过程中，机械臂腕关节有两个旋转自由度，分别由电机带动小齿轮旋转，小齿轮通过啮合带动半圆形大齿轮运动，大齿轮带动弧形推杆绕铰链旋转，在腕关节固定的情况下，末端执行器安装杆可以多角度运动。

2、所述一种仿人双臂多自由度工业机器人，采用多种并联机构取代原有工业机器人惯用的串联式结构，提高了机器人的操作性能，适用于高精度、复杂作业。

附图说明

图1为本发明所述的一种仿人双臂多自由度工业机器人的整体结构示意图。

图2为本发明所述的一种仿人双臂多自由度工业机器人的机械臂结构示意图。

图3为本发明所述的一种仿人双臂多自由度工业机器人的机械臂肩关节结构示意图。

图4为本发明所述的一种仿人双臂多自由度工业机器人的机械臂肘关节结构示意图。

图5为本发明所述的一种仿人双臂多自由度工业机器人的机械臂腕关节结构示意图。

图中标记所代表的含义：