双臂协作机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双臂协作机器人，包括机器人基座及对称分布的两个机器人手臂，机器人手臂包括依次串联连接的一个模块化双关节及五个模块化单关节：模块化双关节包括L管关节座及两个舵机，两个舵机保持垂直；模块化单关节包括直管关节座及一个舵机，五个模块化单关节分别为依次串联连接的第一、二、三、四与五单关节，第一单关节与第二舵机垂直连接，第一、三与五单关节的中心轴互不平行并共面，第一舵机的中心轴位于分布平面外并与分布平面平行，第二舵机、第二单关节与第四单关节的中心轴相互平行。该双臂协作机器人具有空间位置与姿态的任意性，可回避工作空间奇异及躲避工作空间中的障碍物，结构简单、易于实现精确装配。

Two arm cooperative robot

【技术实现步骤摘要】
双臂协作机器人
本技术涉及机器人
，特别涉及一种双臂协作机器人。
技术介绍
机械臂是一种多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统，因其独特的灵活性，在工业领域的应用日益广泛。目前使用较为普遍的机械臂多为六自由度单臂，空间位置与姿态的任意性较为受限，无法满足复杂的工作要求。也有一些双臂机器人，在一定程度上满足任意性运动要求，但存在空间奇异、避障能力差等问题。同时，现有的机械臂往往结构复杂，安装比较困难、装配精度无法保证，装配制造成本高昂。在协作机器人应用领域，机械臂需要与人类在共同工作空间中发生近距离互动，使现有机械臂的不足更为突出，亟待解决。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种双臂协作机器人，具有空间位置与姿态的任意性，可回避工作空间奇异及躲避工作空间中的障碍物，结构简单、易于实现精确装配，满足协作机器人的应用要求。本技术提供的双臂协作机器人，包括机器人基座及对称分布的两个机器人手臂，所述机器人手臂包括依次串联连接的一个模块化双关节及五个模块化单关节：所述模块化双关节包括L管关节座及两个舵机，所述两个舵机分别为第一舵机与第二舵机，所述第一舵机与所述第二舵机分别安装于所述L管关节座两端的开口部内，所述第一舵机与所述机器人基座连接，所述第一舵机与所述第二舵机保持垂直；所述模块化单关节包括直管关节座及一个舵机，所述舵机安装于所述直管关节座一端的开口部内，所述五个模块化单关节分别为依次串联连接的第一单关节、第二单关节、第三单关节、第四单关节与第五单关节，所述第一单关节与所述第二舵机垂直连接，所述第一单关节、所述第三单关节与所述第五单关节的中心轴互不平行并位于同一分布平面内，所述第一舵机的中心轴位于所述分布平面之外并与所述分布平面平行，所述第二舵机、所述第二单关节与所述第四单关节的中心轴相互平行，所述第二舵机的中心轴与所述分布平面垂直。进一步地，所述机器人手臂具有L型转接座，所述第二舵机与所述第一单关节之间、相邻的模块化单关节之间分别通过所述L型转接座连接。进一步地，所述L型转接座具有L型板式构造，所述L型板式构造包括相互垂直的第一端板与第二端板：当所述第二舵机与所述第一单关节之间通过所述L型转接座连接时，所述第二舵机安装于所述第二端板面向所述第一端板的一侧表面，所述第一单关节安装于所述第一端板背对所述第二端板的一侧表面；当相邻的模块化单关节之间通过所述L型转接座连接时，所述相邻的模块化单关节中，一者安装于所述第一端板背对所述第二端板的一侧表面，另一者安装于所述第二端板面向所述第一端板的一侧表面。进一步地，当两个所述L型转接座连接于同一模块化单关节时：所述两个L型转接座的第一端面保持相对并通过所述模块化单关节连接，或所述两个L型转接座的第二端面保持相对并通过所述模块化单关节连接。进一步地，所述L型转接座与所述模块化单关节之间通过止口定位连接；和/或，所述L型转接座与所述第二舵机之间通过止口定位连接。进一步地，所述模块化双关节的两个舵机分别包括驱动电机、编码器与谐波减速器，所述第一舵机的驱动电机与所述第二舵机的驱动电机分别安装于所述L管关节座两端的开口部内，所述编码器安装于所述驱动电机的定子端，所述谐波减速器安装于所述驱动电机的转子端，所述第一舵机的谐波减速器与所述机器人基座连接，所述第二舵机的谐波减速器与第一单关节的直管关节座连接。进一步地，所述模块化单关节的舵机包括驱动电机、编码器与谐波减速器，所述驱动电机安装于所述直管关节座一端的开口部内，所述编码器安装于所述驱动电机的定子端，所述谐波减速器安装于所述驱动电机的转子端，所述谐波减速器与另一模块化单关节的直管关节座连接。进一步地，所述L管关节座具有一体成型的第一管段与第二管段，所述第一管段与所述第二管段相互垂直并保持贯通，所述第一管段远离所述第二管段的一端开口形成第一开口端，所述第二管段远离所述第一管段的一端开口形成第二开口端，所述第一管段与所述第二管段的连接处开口形成操作开口端，所述第一舵机安装于所述第一开口端内，所述第二舵机安装于所述第二开口端内。进一步地，所述机器人基座具有T型构造，所述两个机器人手臂对称地安装于所述T型构造的两翼。进一步地，所述机器人基座具有中空贯通构造，所述机器人基座与所述第一舵机之间通过止口定位连接，所述L管关节座与所述机器人基座保持贯通。本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：以机器人基座及对称分布于机器人基座两侧的两个机器人手臂组成双臂协作机器人的基本构型，可到达工作空间中的任意位置及实现各类工作姿态，完成各类复杂的协同工作；以严格限定空间分布关系的七个关节组成机器人手臂的基本构型，具有理想的运动灵活性，有效地回避了于工作空间中的奇异位形，防止运动失效与控制失效，并可灵活躲避工作空间中的障碍物，从而保证对周围人类的安全防护，满足协作式作业的安全要求；以七个关节形成一个模块化双关节及五个模块化单关节的模块化构造，模块化程度高，各模块结构简洁、易于实现精确装配及后期便利式更换维护，降低装配制造成本并保证机械精度，满足批量快速生产的要求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例提供的双臂协作机器人的主视结构示意图；图2为本技术实施例提供的双臂协作机器人的轴测结构示意图；图3为本技术实施例提供的双臂协作机器人的机器人手臂的左视结构示意图；图4为本技术实施例提供的双臂协作机器人的机器人手臂的轴测结构示意图；图5为本技术实施例提供的双臂协作机器人的机器人手臂的模块化双关节的轴测结构示意图；图6为本技术实施例提供的双臂协作机器人的机器人手臂的模块化双关节的L管关节座的轴测结构示意图；图7为本技术实施例提供的双臂协作机器人的机器人手臂的模块化双关节的剖视轴测结构示意图；图8为本技术实施例提供的双臂协作机器人的机器人手臂的模块化双关节的直管关节座的剖视轴测结构示意图。主要元件符号说明：1-机器人基座，11-底部承载盘，12-纵向承载轴，13-横向承载轴，2-机器人手臂，21-模块化双关节，211-L管关节座，2111-第一开口端，2112-第二开口端，2113-操作开口端，212-操作端盖板，22-第一单关节，221-直管关节座，23-第二单关节，24-第三单关节，25-第四单关节，26-第五单关节，27-L型转接座，271-第一端板，272-第二端板，28-舵机，281-驱动电机，282-编码器，283-谐波减速器，28A-第一舵机，28B-第二舵机。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双臂协作机器人，其特征在于，包括机器人基座及对称分布的两个机器人手臂，所述机器人手臂包括依次串联连接的一个模块化双关节及五个模块化单关节：/n所述模块化双关节包括L管关节座及两个舵机，所述两个舵机分别为第一舵机与第二舵机，所述第一舵机与所述第二舵机分别安装于所述L管关节座两端的开口部内，所述第一舵机与所述机器人基座连接，所述第一舵机与所述第二舵机保持垂直；/n所述模块化单关节包括直管关节座及一个舵机，所述舵机安装于所述直管关节座一端的开口部内，所述五个模块化单关节分别为依次串联连接的第一单关节、第二单关节、第三单关节、第四单关节与第五单关节，所述第一单关节与所述第二舵机垂直连接，所述第一单关节、所述第三单关节与所述第五单关节的中心轴互不平行并位于同一分布平面内，所述第一舵机的中心轴位于所述分布平面之外并与所述分布平面平行，所述第二舵机、所述第二单关节与所述第四单关节的中心轴相互平行，所述第二舵机的中心轴与所述分布平面垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种双臂协作机器人，其特征在于，包括机器人基座及对称分布的两个机器人手臂，所述机器人手臂包括依次串联连接的一个模块化双关节及五个模块化单关节：
所述模块化双关节包括L管关节座及两个舵机，所述两个舵机分别为第一舵机与第二舵机，所述第一舵机与所述第二舵机分别安装于所述L管关节座两端的开口部内，所述第一舵机与所述机器人基座连接，所述第一舵机与所述第二舵机保持垂直；
所述模块化单关节包括直管关节座及一个舵机，所述舵机安装于所述直管关节座一端的开口部内，所述五个模块化单关节分别为依次串联连接的第一单关节、第二单关节、第三单关节、第四单关节与第五单关节，所述第一单关节与所述第二舵机垂直连接，所述第一单关节、所述第三单关节与所述第五单关节的中心轴互不平行并位于同一分布平面内，所述第一舵机的中心轴位于所述分布平面之外并与所述分布平面平行，所述第二舵机、所述第二单关节与所述第四单关节的中心轴相互平行，所述第二舵机的中心轴与所述分布平面垂直。


2.根据权利要求1所述的双臂协作机器人，其特征在于，所述机器人手臂具有L型转接座，所述第二舵机与所述第一单关节之间、相邻的模块化单关节之间分别通过所述L型转接座连接。


3.根据权利要求2所述的双臂协作机器人，其特征在于，所述L型转接座具有L型板式构造，所述L型板式构造包括相互垂直的第一端板与第二端板：
当所述第二舵机与所述第一单关节之间通过所述L型转接座连接时，所述第二舵机安装于所述第二端板面向所述第一端板的一侧表面，所述第一单关节安装于所述第一端板背对所述第二端板的一侧表面；
当相邻的模块化单关节之间通过所述L型转接座连接时，所述相邻的模块化单关节中，一者安装于所述第一端板背对所述第二端板的一侧表面，另一者安装于所述第二端板面向所述第一端板的一侧表面。


4.根据权利要求3所述的双臂协作机器人，其特征在于，当两个所述L型转接座连接于同一模块化单关节时：所述两个L型转接座的第一端面保持相对并通过所述模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：高山，孔翔，汪云涛，刘艳玲，郑宁靖，
申请(专利权)人：深圳航天科技创新研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44