[实用新型]单臂机器人、机器人控制器和机器人控制系统

说明书

本实用新型公开了一种单臂机器人、机器人控制器和机器人控制系统。单臂机器人包括后臂、前臂、手爪和第一主机箱，后臂的一端活动连接于第一主机箱上，后臂另一端与前臂一端连接，手爪活动连接于前臂的另一端，前臂则由多个活动连接的关节体串联而成。机器人控制器包括第二主机箱和控制臂，控制臂也由多个活动连接的关节体构成，其关节体与前臂的关节体、手爪有一一对应的控制关系。机器人控制系统则由单臂机器人、机器人控制器和连接于两者之间的服务器构成。该机器人垂直作业范围大、占用空间小、结构简单、硬件成本低、控制方便，适合于简单抓取任务中使用。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种单臂机器人、机器人控制器和机器人控制系统。

背景技术

目前，可执行抓取动作的机器人在进入民用领域时仍然面临许多问题，如机械臂作业范围小、占用空间大、结构复杂、硬件成本高、人机交互难度大等，亟需解决。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种单臂机器人和与其配套的机器人控制器和机器人控制系统。该机器人作业范围大、占用空间小、硬件成本低，定位操作简单易用，适合于简单抓取任务中使用。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

单臂机器人，包括后臂、前臂、手爪和第一主机箱，后臂的一端活动连接于第一主机箱上，后臂另一端与前臂一端连接，手爪活动连接于前臂的另一端；前臂由后臂至手爪的方向，由端部之间依次活动相连的关节体甲、关节体乙和关节体丙构成；后臂可绕与第一主机箱之间的关节在垂直面转动，关节体甲可绕与后臂之间的关节在垂直面转动，关节体乙可绕与关节体甲之间的关节在水平面转动，关节体丙可绕与关节体乙之间的关节在水平面转动，手爪可绕关节体丙的轴线转动。

作为上述单臂机器人技术方案的进一步改进：

后臂为两根平行且等长的连杆，两连杆的一端铰接在第一主机箱上，两铰接点连线和水平面垂直，两连杆的另一端铰接在关节体甲一端，两连杆、第一主机箱和关节体甲构成四连杆机构。采用这样的结构使得前臂始终处于水平状态。

第一主机箱上设置有用于推动后臂的推杆电机。推杆电机可以在竖直方向输出较大的功率，可以对抗所抓取物体的重力，相比于直接使用2个转动电机驱动后臂的两端关节，能节省一个电机。

关节体丙下方设置有用于照明的LED灯。在光线较暗的地方，提供照明，以使抓取动作更容易被观察到。

第一主机箱下设置有移动机构，该移动机构包括底盘和设置在底盘上的轮子；所述第一主机箱上端设置有颈部，该颈部上设置有第一音频视频终端。设置这样的结构便于机器人移动靠近目标物体，颈部设置第一音频视频终端可以随时获取机器人前端的音频视频信息，便于控制机器人作业并和远程环境交互。

本实用新型还提供了与该单臂机器人配套的一种机器人控制器：

机器人控制器，用于控制上述的单臂机器人，包括第二主机箱和控制臂，控制臂包括关节体X、关节体Y和手柄，关节体X水平放设置，关节体Y和手柄垂直设置，关节体X的一端活动连接于第二主机箱，关节体Y活动连接于关节体X的另一端，手柄下端活动连接于关节体Y的上端；在各个活动连接处均设置有角度传感器，角度传感器与第二主机箱内部通信连接；关节体X可绕其活动连接的一端在水平面旋转，用于控制关节体乙同步转动相应的角度；关节体Y可绕其活动连接处在垂直面旋转，用于控制手爪同步转动相应的角度；手柄可绕其自身轴线旋转，用于控制关节体丙同步转动相应的角度；手柄前部设置有控制手爪开合的扳机状的拨杆M、手柄背部设有控制后臂转动的拨杆N。

作为上述机器人控制器技术方案的进一步改进：

该控制器还包括有两个十字摇杆，分别用于控制单臂机器人的移动机构和颈部的转向。拨动一个十字摇杆即可控制单臂机器人前进、后退、左转、右转，拨动另一个十字摇杆控制机器人颈部水平转动、俯仰转动。