[发明专利]七自由度机器人

说明书

本申请涉及一种七自由度机器人，属于机器人技术领域包括机械臂和探头，其中：机械臂的本体结构包括基座、腰柱、大臂、小臂、第一腕部、第二腕部、第三腕部和第四腕部；它们之间通过关节依次相连，所述关节可绕其对应的旋转平面H进行旋转。本申请提供的七自由度机器人，可用于轨道车辆转向架等狭窄范围内的机械的检修使用。

技术领域

本申请涉及一种七自由度机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

轨道车辆转向架是列车安全运行的关键系统，是车辆检查的重点。为提高工作效率，利用机器人自动进行图像采集代替人工实现自动检测是未来的一种趋势。虽然目前工业机器人已广泛应用于汽车及汽车制造业、机械加工行业及电子电气行业等领域。在工业生产中，焊接机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。然而，工业机器人大多体积庞大，结构复杂，自由度偏少不够灵活，缺少自动避障功能等特点，面对结构复杂和空间狭窄的转向架系统，此类机器人始终满足不了使用要求。

目前绝大多数工业机器人工作路径均需要提前规划，少许机器人自带限界范围超出报警功能，但是无法做到自动避障功能，即使少量的服务型机器人设计有利用超声波或激光测距传感器技术的避障功能，但受限于结构形式和技术原理，无法达到转向架检测所需的满足狭窄空间和复杂结构内采集图像的工况需求。

发明内容

本申请提出了一种七自由度机器人，可用于轨道车辆转向架的检修使用，本申请的技术方案为：

一种七自由度机器人，包括机械臂和探头，其中：

机械臂的本体结构包括基座、腰柱、大臂、小臂、第一腕部、第二腕部、第三腕部和第四腕部；所述腰柱通过第一关节与所述基座相连，大臂通过第二关节与所述腰柱相连，小臂通过第三关节与所述大臂相连，第一腕部通过第四关节与所述小臂相连，第二腕部通过第五关节与所述第一腕部相连，第三腕部通过第六关节与所述第二腕部相连，第四腕部通过第七关节与所述第三腕部相连，所述第四腕部上设置有探头；

所述关节可绕其对应的旋转平面H进行旋转，第一关节对应第一旋转平面 H1，第二关节对应第二旋转平面H2，第三关节对应第三旋转平面H3，第四关节对应第四旋转平面H4，第五关节对应第五旋转平面H5，第六关节对应第六旋转平面H6，第七关节对应第七旋转平面H7。

作为一种优选的实施方式，各个关节的轴线垂直于其对应的旋转平面。

作为一种优选的实施方式，所述第一关节、第四关节、第五关节和第六关节为旋转关节，可整周旋转；所述第二关节、第三关节和第七关节为摆动关节，可摆动一定角度，不可整周转动。

作为一种优选的实施方式，所述第五关节111的第五旋转平面H5与所述第四关节109的第四旋转平面H4呈45°-75°的夹角，尤其优选其夹角为60°。

作为一种优选的实施方式，所述第五关节111的第五旋转平面H5与所述第六关节113的第六旋转平面H6呈45°-75°的夹角，尤其优选其夹角为60°。

作为一种优选的实施方式，所述第一旋转平面H1垂直于第二旋转平面H2；所述第二旋转平面H2平行于所述第三旋转平面H3，且优选二者重合；所述第四旋转平面H4平行于第六旋转平面H6，且分别垂直于第一旋转平面H1和第三旋转平面H3；所述第六旋转平面H6垂直于所述第七旋转平面H7，且垂直于第一旋转平面H1。

作为一种优选的实施方式，将基座看作机械臂的起始端，第四腕部看作机械臂的末端，机械臂由起始端至末端，各个本体构件的直径不超过90mm，且越靠近末端，其直径越小。

作为一种优选的实施方式，所述基座与腰柱的长度总和与大臂的长度之比大致为2:1，大臂与小臂的长度之比大致为2:1，小臂与第三腕部、第四腕部的长度之比大致为5:2:2。优选第一腕部和第二腕部为过渡腕部，其形状为弯头形。