智能协同双臂机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种智能协同双臂机器人，包括安装座和两个手臂；两个手臂镜像对称设置在安装座两侧；每个手臂包括依次连接的肩臂组件、后端臂组件、肘臂组件、前端臂组件和用于连接末端执行部件的手腕臂组件；肩臂组件的一端连接安装座，可绕安装座旋转；后端臂组件的一端与肩臂组件另一端的侧面可旋转连接；肘臂组件的一端侧面与后端臂组件的另一端可旋转连接；前端臂组件的一端与肘臂组件的另一端连接，可绕其轴向旋转；手腕臂组件的一端与前端臂组件的另一端连接，并可绕前端臂组件的长度方向摆动，手腕臂组件的另一端用于连接末端执行部件。该机器人结构紧凑和设计合理，从而使得该智能协同双臂机器人机械结构刚性好、体型小和重量较轻。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器人
，更具体地说，涉及一种智能协同双臂机器人。
技术介绍
随着生产自动化水平的提高，应用机器人自动执行生产任务也越来越多。机器人可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等领域。在生产过程中，双臂机器人可以左臂抓住工件，右臂使用相应的工具在同一位置进行工作，不存在碰撞等候区，解决了目前单臂机器人的使用瓶颈，更好地满足了工艺生产过程的人机协助功能。现有的双臂机器人为了达到全内藏式结构，将动力装置均设置在臂体内部，导致机械结构过于庞大、笨重，而且结构复杂、不合理也不紧凑，组装难度大。因此，现有的双臂机器人通常包括支架，通过支架固定于地面上，而无法灵活地吊装或安装在行走轨道上。若为了缩小双臂机器人体积而全部采用小型驱动装置和减速机，则会导致整体刚性不足，稳定性与定位精度差。因此如何设计一种体积小、结构合理紧凑和机械结构刚性好的双臂机器人是应用机器人领域的一个关键课题。在工作过程中，双臂机器人的双臂之间具有共同的工作区域，用于双臂的协同工作，而双臂机器人具有最优范围的共同工作区域不仅可避免双臂相互阻碍实现双臂协同工作，而且可增大双臂的工作范围。因此，如何设计双臂的结构和位置则可优化双臂之间的共同工作区域。在双臂机器人结构中，每条手臂的前端臂相当于人的小臂，是工作的主要执行部件，其作用是用来支撑腕部和肘部，并带动它们一起在空间运动，从而带动手臂按一定轨迹运动。现有机器人末端执行部件的线管会从肘部延伸外置于前臂端，与安装在腕部的末端执行部件连接，由于前端臂分别与肘部位置和腕部位置连接的减速机转动轴线的问题，以及线管不在减速机旋转中心的问题，导致前端臂工作转动时，以及与腕部连接的末端执行部件工作转动时，末端执行部件的线管会缠绕前端臂，从而限制前端臂的运动空间，减小前端臂的运动自由度。同时，当与腕部连接的末端执行部件的运动轨迹是绕前端臂的中心轴摆动时，由于驱动摆动的减速机的输入轴会与前端臂垂直设置，导致设置在前端臂内驱动摆动运动的驱动装置也会沿前端臂的宽度方向设置，使得前端臂的宽度方向增大，从而造成前端臂体积过于庞大。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种体积小、结构合理紧凑和机械结构刚性好的智能协同双臂机器人；该双臂机器人体型小和重量较轻，便于挂装或安装在行走轨道上实现其灵活移动或行走对工件进行加工。更进一步的目的在于提供一种运动自由度大、灵活性高和可使得双臂之间共同工作区域范围最优化的智能协同双臂机器人，从而不仅可避免双臂相互阻碍实现双臂协同工作，而且可增大双臂的工作范围。为了达到上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现：一种智能协同双臂机器人，其特征在于：包括安装座和两个手臂；两个所述手臂镜像对称设置在安装座两侧；每个手臂包括依次连接的肩臂组件、后端臂组件、肘臂组件、前端臂组件和用于连接末端执行部件的手腕臂组件；所述肩臂组件的一端连接安装座，并可绕安装座旋转；所述后端臂组件的一端与肩臂组件另一端的侧面可旋转连接；所述肘臂组件的一端侧面与后端臂组件的另一端可旋转连接；所述前端臂组件的一端与肘臂组件的另一端连接，并可绕其轴向旋转；所述手腕臂组件的一端与前端臂组件的另一端连接，并可绕前端臂组件的长度方向摆动，手腕臂组件的另一端用于连接末端执行部件。在上述方案中，本技术每个手臂的肩臂组件、后端臂组件、肘臂组件、前端臂组件和手腕臂组件之间连接紧凑，而且后端臂组件均与肩臂组件的侧面和肘臂组件的侧面连接，可使得每个手臂结构紧凑和设计合理，从而使得该智能协同双臂机器人机械结构刚性好、体型小和重量较轻，不仅便于挂装或安装在行走轨道上实现其灵活移动或行走对工件进行加工，而且能有效解决12个自由定位控制轴的负载压力，保证双臂机器人的运行灵巧、精度问题。而且，本技术双臂工业机器人，由安装座支撑两个手臂，双臂机器人由12个自由度定位控制轴组合连接组成，整体刚性有较好的机械结构刚性和稳定性高。本技术两个手臂镜像对称设置在安装座两侧，使得设置在安装座上的两个手臂可相互避让，进一步优化协同工作的空间，增大双臂的工作范围。所述安装座包括基座和设置在基座顶部的机箱；所述机箱设置有容纳空间，容纳空间内设置有控制器和用于驱动双臂机器人各驱动装置工作的总驱动机构，总驱动机构与控制器信号连接；两个手臂分别设置在基座的两侧。控制器与总驱动机构均设置在机箱的容纳空间内，则两者连接的信号线均设置在容纳腔体内，则可实现该安装座机电一体化，双臂机器人在行走和工作时无需受到外漏信号线的影响，可有效解决现有机器人信号线外漏导致影响双臂机器人的运动范围和空间的问题，从而增大双臂机器人的运动范围和提高机器人工作的便利性。所述基座为扇环形结构的基座；基座两端部之间具有夹角θ，所述夹角θ为钝角；所述夹角θ的范围为：120°≤θ≤130°。本技术基座设计为扇环形结构不仅便于机箱安装在基座顶部，而且其底部具有一定的弧度使得机器人双臂具有协调的共同工作空间。所述机箱顶部设置有用于安装或吊挂在行走轨道上的安装件；所述安装件包括基板和用于卡扣在行走轨道上并与行走轨道滑动连接的卡扣件；所述卡扣件设置在基板上。由于本技术通过安装座的机箱可实现机电一体化，则信号线无需外漏在安装座外部，使得双臂机器人为一体式的结构，机器人的双臂通过安装座的安装件可安装或吊挂在行走轨道上，实现其灵活移动或行走对工件进行加工，这样可增大双臂机器人的运动范围和提高机器人工作的便利性。所述肩臂组件包括肩臂体、第一驱动装置和第一减速机；所述第一驱动装置设置在肩臂体上，并与第一减速机的输入轴连接，第一减速机的输出轴与安装座连接；所述后端臂组件包括后端臂体、第二驱动装置和第二减速机；所述第二驱动装置设置在肩臂体的侧面，并与第二减速机输入轴连接，第二减速机的输出轴与后端臂体的一端连接；所述肘臂组件包括肘臂体、第三驱动装置和第三减速机；所述第三驱动装置设置在后端臂体的另一端，并与第三减速机输入轴连接，第三减速机的输出轴与肘臂体的一端的侧面连接；所述前端臂组件包括前端臂体、第四驱动装置和第四减速机；所述第四驱动装置设置在肘臂体的另一端，并与第四减速机输入轴连接，第四减速机的输出轴与前端臂体的一端连接；所述手腕臂组件包括手腕臂体、第五驱动装置和第五减速机；所述第五驱动装置设置在前端臂体内部，并与第五减速机输入轴连接，第五减速机的输出轴与手腕臂体的一端连接；所述第五减速机的轴线与前端臂体长度方向垂直；所述手腕臂体的另一端设置有第六驱动装置和用于与末端执行部件连接的第六减速机，第六驱动装置与第六减速机连接。本技术肩臂组件的第一减速机输出轴是相反安装的，即与安装座连接，而且第一驱动装置设置在肩臂体上，因此，在工作时第一驱动装置会跟随肩臂体旋转移动，这样可有效防止线路绕线的问题，从而提高手臂运动的自由度和灵活性。所述第四减速机和第六减速机为中空结构的减速机；工作时，末端执行部件的线管从第四减速机的中空结构伸入第六减速机的中空结构后，与末端执行部件连接；所述第四减速机的中心轴与第六减速机的中心轴在同一轴线上。本技术末端执行部件的线管是穿过第四减速机和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能协同双臂机器人，其特征在于：包括安装座和两个手臂；两个所述手臂镜像对称设置在安装座两侧；每个手臂包括依次连接的肩臂组件、后端臂组件、肘臂组件、前端臂组件和用于连接末端执行部件的手腕臂组件；所述肩臂组件的一端连接安装座，并可绕安装座旋转；所述后端臂组件的一端与肩臂组件另一端的侧面可旋转连接；所述肘臂组件的一端侧面与后端臂组件的另一端可旋转连接；所述前端臂组件的一端与肘臂组件的另一端连接，并可绕其轴向旋转；所述手腕臂组件的一端与前端臂组件的另一端连接，并可绕前端臂组件的长度方向摆动，手腕臂组件的另一端用于连接末端执行部件。

【技术特征摘要】
1.一种智能协同双臂机器人，其特征在于：包括安装座和两个手臂；两个所述手臂镜像对称设置在安装座两侧；每个手臂包括依次连接的肩臂组件、后端臂组件、肘臂组件、前端臂组件和用于连接末端执行部件的手腕臂组件；所述肩臂组件的一端连接安装座，并可绕安装座旋转；所述后端臂组件的一端与肩臂组件另一端的侧面可旋转连接；所述肘臂组件的一端侧面与后端臂组件的另一端可旋转连接；所述前端臂组件的一端与肘臂组件的另一端连接，并可绕其轴向旋转；所述手腕臂组件的一端与前端臂组件的另一端连接，并可绕前端臂组件的长度方向摆动，手腕臂组件的另一端用于连接末端执行部件。2.根据权利要求1所述的智能协同双臂机器人，其特征在于：所述安装座包括基座和设置在基座顶部的机箱；所述机箱设置有容纳空间，容纳空间内设置有控制器和用于驱动双臂机器人各驱动装置工作的总驱动机构，总驱动机构与控制器信号连接；两个手臂分别设置在基座的两侧。3.根据权利要求2所述的智能协同双臂机器人，其特征在于：所述基座为扇环形结构的基座；基座两端部之间具有夹角θ，所述夹角θ为钝角；所述夹角θ的范围为：120°≤θ≤130°。4.根据权利要求2所述的智能协同双臂机器人，其特征在于：所述机箱顶部设置有用于安装或吊挂在行走轨道上的安装件；所述安装件包括基板和用于卡扣在行走轨道上并与行走轨道滑动连接的卡扣件；所述卡扣件设置在基板上。5.根据权利要求1所述的智能协同双臂机器人，其特征在于：所述肩臂组件包括肩臂体、第一驱动装置和第一减速机；所述第一驱动装置设置在肩臂体上，并与第一减速机的输入轴连接，第一减速机的输出轴与安装座连接；所述后端臂组件包括后端臂体、第二驱动装置和第二减速机；所述第二驱动装置设置在肩臂体的侧面，并与第二减速机输入轴连接，第二减速机的输出轴与后端臂体的一端连接；所述肘臂组件包括肘臂体、第三驱动装置和第三减速机；所述第三驱动装置设置在后端臂体的另一端，并与第三减速机输入轴连接，第三减速机的输出轴与肘臂体的一端的侧面连接；所述前端臂组件包括前端臂体、第四驱动装置和第四减速机；所述第四驱动装置设置在肘臂体的另一端，并与第四减速机输入轴连接，第四减速机的输出轴与前端臂体的一端连接；所述手腕臂组件包括手腕臂体、第五驱动装置和第五减速机；所述第五驱动装置设置在前端臂体内部，并与第五减速机输入轴连接，第五减速机的输出轴与手腕臂体的一端连接；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢新建，黄志，陈飞龙，
申请(专利权)人：佛山市三水区诺尔贝机器人研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44