高负载大臂展的机械臂、协作机器人制造技术

本实用新型专利技术属于机器人技术领域，具体涉及一种高负载大臂展的机械臂、协作机器人。其中协作机器人用机械臂包括：依次串联设置的若干个关节组件、位于各关节组件之间的连接件；其中首端关节组件适于引入工作力矩；中间关节组件或连接件适于传导工作力矩；以及末端关节组件适于连接操作工具，以输出工作力矩。在保证高负载量的前提下，增大了协作机器人的臂长。

【技术实现步骤摘要】
高负载大臂展的机械臂、协作机器人
本技术属于机器人
，具体涉及一种高负载大臂展的机械臂、协作机器人。
技术介绍
工业机器人虽然负载大，但是占地面积大、不易操作、部署不灵活，同时出于安全考虑，操作人员与工业机器人之间通常需要隔离栏分开，这也限制了生产力以及生产线的灵活性。因此，设计与操作人员在共同工作空间中有近距离互动的机器人，即协作机器人。目前市场上存在的协作机器人主要存在以下几个缺点：(1)协作机器人为降低自身重量，机壳采用铝合金材料。由于铝合金的屈服强度要比高强螺栓屈服强度低很多，当负载高、臂展较大时，铝合金件螺纹易脱扣。(2)协作机器人结构空间有限，为了节约空间且装配方便，关节与臂管的连接处通常采用螺栓连接，在大负载条件下其连接表面易压溃。(3)大负载的协作机器人，由于自重要比小负载的协作机器人要大，其惯性也大，因此需要更好的设置灵敏性，以便完成协作机器人与操作人员之间的协同工作。因此，现有的协作机器人负载一般比较小，如3kg，5kg等，限制了协作机器人的负载量和臂展长度，严重影响了协作机器人的发展和应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高负载大臂展的协作机器人，以通过串联设置的关节组件、连接件配合，增加协作机器人的臂长。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种协作机器人用机械臂，包括：依次串联设置的若干个关节组件、位于各关节组件之间的连接件；其中首端关节组件适于引入工作力矩；中间关节组件或连接件适于传导工作力矩；以及末端关节组件适于连接操作工具，以输出工作力矩。进一步，所述首端关节组件包括串联设置的至少两个关节；所述中间关节组件包括串联设置的至少一个关节；以及所述末端关节组件包括串联设置的至少三个关节。进一步，各关节均包括：设有底盖的壳体，位于壳体内部的电机、复用编码器、刹车装置、谐波减速器和驱动器；其中所述谐波减速器作为力矩输出端，通过法兰与连接件或下一关节壳体的底盖相连。进一步，所述法兰的外圈分布有若干葫芦状的螺栓孔，以适于螺栓头从法兰外侧沿螺栓孔的大孔处卡入。进一步，所述螺栓头与法兰之间设有异形垫片；所述异形垫片包括对接于法兰表面的两个半圆形垫片；各半圆形垫片上均开设有若干通孔，以与法兰上的螺栓孔对应匹配。进一步，所述连接件包括：直臂管或弯头臂管；其中直臂管的首末两端分别连接首端关节组件、中间关节组件；弯头臂管的首末两端分别连接中间关节组件、末端关节组件。进一步，所述中间关节组件的数量为至少两个；两个中间关节组件通过弯头臂管连接。进一步，所述末端关节组件还连接有力传感器，以检测末端关节组件输出的工作力矩。第二方面，本技术还提供了一种高负载大臂展的协作机器人，包括：输出电机和如前所述的机械臂；以及所述输出电机的输出轴适于通过底座与机械臂连接，以向机械臂提供工作力矩。本技术的有益效果是，本技术的高负载大臂展的机械臂、协作机器人，通过串联设置的若干个关节组件，各关节组件之间通过连接件相连，在保证协作机器人高负载量的前提下，还可以增加臂长，保证机械臂的灵活性，便于协作机器人操作施工。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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的附图。图1是本技术的机械臂的结构示意图；图2是本技术的法兰的结构示意图；图3是本技术的异形垫片的结构示意图；图中：关节组件1，首端关节组件11，第一关节111，第二关节112，中间关节组件12，第三关节121，末端关节组件13，第四关节131，第五关节132，第六关节133；连接件2，直臂管21，弯头臂管22；法兰3，螺栓孔31；异形垫片4，通孔41；底座5。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1图1是本技术的机械臂的结构示意图。如图1所示，本实施例1的协作机器人用机械臂包括：依次串联设置的若干个关节组件1、位于各关节组件之间的连接件2；其中首端关节组件11适于引入工作力矩；中间关节组件12或连接件2适于传导工作力矩；以及末端关节组件13适于连接操作工具，以输出工作力矩。可选的，所述操作工具例如但不限于夹爪、机械手、焊枪等直接作用于工件的工具。作为关节组件的一种可选的实施方式。所述关节组件(即末端关节组件、中间关节组件、首端关节组件)包括：串联设置的至少一个关节；各关节均包括：设有底盖的壳体，位于壳体内部的电机、复用编码器、刹车装置、谐波减速器和驱动器；其中所述谐波减速器作为力矩输出端，通过法兰3与连接件或下一关节壳体的底盖相连，以传递下一关节组件输出的工作力矩。其中，关节中的电机、复用编码器、刹车装置、谐波减速器和驱动器等部件均属于现有技术，本实施例未对其做出任何改进，略有不同的是其安装位置上，将谐波减速器放置于壳体的开口处，以便于通过法兰3与连接件或下一关节壳体的底盖相连。可选的，见图1，所述首端关节组件11包括至少两个关节，即第一关节111、第二关节112，由于首端关节组件所承受的弯矩或扭矩较大，因此，第一关节111与第二关节112之间通过法兰3直接连接，即第一关节的谐波减速器通过法兰3与第二关节的壳体底盖相连。可选的，见图1，所述中间关节组件12包括至少一个关节，即第三关节121，第二关节112的谐波减速器通过法兰与连接件(大臂管)的一端相连，连接件(大臂管)的另一端通过法兰与第三关节121的壳体底盖相连，然后第三关节121通过连接件(弯头臂管)与末端关节组件相连，以传导工作力矩。可选的，见图1，所述末端关节组件13包括至少三个关节，即第四关节131、第五关节132、第六关节133，三个关节依次首尾串联，三个关节之间不加设连接件，可以保证结构紧凑，便于连接操作工具。不同姿态的各关节所承受的弯矩或扭矩是不同的，距离负载越远的关节，承受载荷越大。整体来讲，末端关节组件、中间关节组件、首端关节组件三者所承受的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高负载大臂展的机械臂，其特征在于，包括：/n依次串联设置的若干个关节组件、位于各关节组件之间的连接件；其中/n首端关节组件适于引入工作力矩；/n中间关节组件或连接件适于传导工作力矩；以及/n末端关节组件适于连接操作工具，以输出工作力矩。/n

【技术特征摘要】
1.一种高负载大臂展的机械臂，其特征在于，包括：
依次串联设置的若干个关节组件、位于各关节组件之间的连接件；其中
首端关节组件适于引入工作力矩；
中间关节组件或连接件适于传导工作力矩；以及
末端关节组件适于连接操作工具，以输出工作力矩。


2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，
所述首端关节组件包括串联设置的至少两个关节；
所述中间关节组件包括串联设置的至少一个关节；以及
所述末端关节组件包括串联设置的至少三个关节。


3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，
各关节均包括：设有底盖的壳体，位于壳体内部的电机、复用编码器、刹车装置、谐波减速器和驱动器；其中
所述谐波减速器作为力矩输出端，通过法兰与连接件或下一关节壳体的底盖相连。


4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，
所述法兰的外圈分布有若干葫芦状的螺栓孔，以适于螺栓头从法兰外侧沿螺栓孔的大孔处卡入。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张世亮，马树国，牟联树，魏洪兴，
申请(专利权)人：遨博江苏机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32