[发明专利]非奇异构型七轴协作的关节机器人

说明书

本发明涉及一种非奇异构型七轴协作的关节机器人，由J1轴～J7轴七个依次连接的关节组成，J1轴～J6轴的关节分别由外壳和驱动芯体组成；J1轴、J3轴和J5轴的关节结构相同，其转轴沿Y轴方向设置；J2轴、J4轴和J6轴的关节结构相同，其转轴沿Z轴方向设置；J7轴的关节转轴沿X轴方向设置；J1轴～J7轴关节的驱动芯体沿对应的转轴方向旋转，J1轴～J7轴关节的外壳与前一个关节的驱动芯体连接。该机器人关节提高了机器人关节速度，同时达到使机器人在工作空间内完全消除奇异的目的，提高机器人的工作能力。

技术领域

本发明创造涉及一种非奇异构型七轴协作的关节机器人，属于机器人领域。

背景技术

现有的工业产品中，越来越多的企业选择机器人取代人工生产，尤其对于装配流水线，机器人运行速度高，精度准确，直接提高了产品质量。在流水线的装配机器人中，关节机器人应用比较广泛，其费用低，精度高，受广大客户的青睐。

在医疗、服务、娱乐等领域，关节型协作机器人能够提供安全方便的人机交互操作体验，并能进行高精度的定位和运动跟踪。其应用也正在变得越来越广泛。

但是，现有的关节机器人，其关节的自由度受限，经常出现空间死点，无法到达，使关节机器人应用受限。

发明内容

本发明创造要解决的技术问题是提供一种非奇异构型七轴协作的关节机器人，该机器人关节提高了机器人关节速度，同时达到使机器人在工作空间内完全消除奇异的目的，提高机器人的工作能力。

为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种非奇异构型七轴协作的关节机器人，由J1轴～J7轴七个依次连接的关节组成，J1轴～J6轴的关节分别由外壳和驱动芯体组成；J1轴、J3轴和J5轴的关节结构相同，其转轴沿Y轴方向设置；J2轴、J4轴和J6轴的关节结构相同，其转轴沿Z轴方向设置；J7轴的关节转轴沿X轴方向设置；J1轴～J7轴关节的驱动芯体沿对应的转轴方向旋转，J1轴～J7轴关节的外壳与前一个关节的驱动芯体连接。

所述的驱动芯体的结构包括，在驱动壳的中心设有沿轴线设置的中心走线管，中心走线管的外圆周同轴间隙配合主轴；主轴的中部设有无框力矩电机，无框力矩电机的转子与主轴连接；在主轴的前端连接谐波减速机，谐波减速机的输出刚性轮与驱动壳连接；在驱动壳的前端内圆周连接轴承座，轴承座内通过轴承Ⅰ同轴设置输出轴。

所述的主轴的后端外圆周设置抱闸制动器，在驱动壳的后端部设置后端盖，抱闸制动器与后端盖的内端面连接。

所述的轴承座的内圆周设有绝对值编码器，绝对值编码器与输出轴外端面产生相对运动。

J1轴、J3轴和J5轴的外壳为左右两端开口的桶型结构，左端具有连接法兰，右端通过轴承II连接端盖法兰，驱动芯体的驱动壳通过螺栓与外壳连接。

J1轴的外壳长度大于驱动壳，在J1轴的外壳内设有驱动器，驱动器的控制线缆通过中空走线管依次与其他轴关节的驱动芯体连接。

J2轴、J4轴、J6轴和J7轴的外壳为U型框体结构，U型框体的两个平行平面连接驱动芯体，驱动芯体的驱动壳连接左侧相邻关节的驱动芯体驱动壳，U型框体的立边连接右侧相邻关节的壳体。

该非奇异构型七轴协作的关节机器人采用七个依次连接的关节，且有三种分别沿X轴、Y轴和Z轴为轴线的关节，实现关节运动灵活，无卡点，从而提高机器人的工作能力。

进步的限定驱动芯体的结构，采用中部设置动力，前端部转动设置编码器和后端部制动结构，最大程度的保证了驱动芯体的体积小，传动精度高，制动性能好的特点。

根据不同关节转轴方向不同，其连接设置不同的外壳结构，保证七个关节的有效连接，同时也保证相互运动是不相互干涉。同时在J1轴关节的壳体内设置驱动器，不仅提供了驱动器的防护外壳，而且节省了外置的空间，使关节结构更加优化。

附图说明