[实用新型]一种机器人手臂工具组合结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人手臂工具组合结构。

背景技术

近年来，机器人产品的国际市场保持着持续扩大的趋势，在“使机器人更好地服务人类”的需求下，人形机器人以其安全、便捷、智能的特性，与人类相似的外观和运动规律，在与被服务对象交互方面达到了较高的水平，能够实现比非人形机器人更加具有亲和力的功能，因而受到各类人群的广泛青睐。然而，目前市面上已有的人形机器人的功能较为单一，在机构维修方面无法适应使用多种工具的实际需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种能够实现机构维修、自动更换工具的机器人手臂工具组合结构。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种机器人手臂工具组合结构，包括机器人、机械臂、机械手、回转工具架、替换头、替换工具和控制系统，其中，所述机器人包括头部和躯干，所述机械臂与所述机器人的躯干相连接，所述机械手与所述机械臂相连接，所述回转工具架设置在所述机器人躯干的底部，所述替换头和替换工具设置在所述回转工具架上；所述控制系统设置在所述机器人的躯干内；

所述机械臂和机械手内部都设有控制电路，所述机械臂内部的控制电路和机械手内部的控制电路分别与所述控制系统相连接；所述机械手上设有接口，所述接口与机械手内部的控制电路相连接；

所述躯干内设有步进电机，所述步进电机与所述回转工具架相连接，所述回转工具架包括回转圆环和安装架，所述回转圆环与躯干的底部可转动连接，且所述回转圆环与所述步进电机相连接，所述安装架固定在所述回转圆环的一侧；所述步进电机与所述控制系统相连接；

所述替换头和替换工具设置在所述回转工具架的安装架上，所述替换头包括收纳槽、旋转凹槽、驱动电路和直流电机，其中，所述收纳槽设置在所述替换头上，所述旋转凹槽设置在所述替换头的底端，所述直流电机设置在所述替换头的底部并与所述旋转凹槽相连接，所述驱动电路设置在替换头内并与所述直流电机相连接，所述驱动电路设有接口，所述接口设置在所述收纳槽内；所述机械手可嵌入所述收纳槽内固定，且机械手上的接口与收纳槽内的接口相连接；所述旋转凹槽内设有磁石，所述替换工具可嵌入所述旋转凹槽内固定；

所述控制系统包括单片机。

优选地，所述机械臂和机械手的结构框架采用3D打印制成；机械臂的内骨架与外壳系一体化成型，强度、硬度高且重量轻，既能支持各部位舵机正常运转并具有一定的抗冲击抗破坏能力，也能最大限度地减少控制肘部转动及肩部周转、抬升三个大型舵机的载荷；机械手系高精密度自动化机械，其构件的尺寸精确度要求极高，选择3D打印加工的成本低且开发周期短，可方便地进行零件的改进及损坏的修复。相比于机械臂，机械手内置舵机对于材料重量的要求更苛刻：五指及掌部、腕部等关节的动作分别由对应的小型舵机牵引实现，该设计是在3D打印成型件低密度的基础上实现的。

优选地，所述回转工具架的结构框架采用3D打印制成；采用3D打印制作的回转工具架，具有强度、硬度高，重量轻且固定用的孔位、收纳槽位置十分准确的优点，同时当结构框架出现机械性损坏时，可方便地进行修复与再制作。

优选地，所述替换工具设有三个，分别为一字螺丝刀替换工具、十字螺丝刀替换工具和钻头替换工具；机械手从回转工具架上安装并接通电路的替换头可方便地取用安装架上的各类替换工具，在装备螺丝刀替换工具时，控制系统可驱动内置直流电机使工具绕固定轴旋转，将替换头作为电动螺丝刀来使用，而在装备钻头时则可作为电钻使用，拓展应用范围很广。

本实用新型的工作原理：