轻量化协作机械臂制造技术

本发明专利技术提供一种轻量化协作机械臂，包括基座、第一电机安装架、第二电机安装架和六个关节及其对应的驱动电机，第一电机安装架安装于基座，第四驱动电机、第五驱动电机以及第六驱动电机固定安装于第一电机安装架，第二驱动电机和第三驱动电机固定安装于第二电机安装架；第一关节的固定部固接于基座，第一关节的旋转部固接于第二电机安装架；第二关节的固定部固接于第二电机安装架，第二关节的旋转部、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节依次通过连杆相连，第六关节的旋转部安装有末端执行器接口。该轻量化协作机械臂利用集中布置驱动电机以及紧凑的传动方式设计，提高了机械臂的稳定性与安全性，同时具有更高的工作效率。同时具有更高的工作效率。同时具有更高的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
轻量化协作机械臂


[0001]本专利技术涉及机械臂
，尤其涉及一种轻量化协作机械臂。

技术介绍

[0002]多关节协作机器人是能够与人共同作业的多自由度机械装置，因为其对小批量多品种生产的快速适应性，以及能够与人共享工作空间的特性，获得了很多生产和生活服务厂家的青睐，有利于提高生产过程自动化程度、促进高质量可持续发展。
[0003]目前的协作机器人结构设计大多比较相似，均是利用多根连杆通过旋转关节连接，在关节处就近安装电机来驱动关节运动。但是，这种结构形式中电机的利用效率不高，机械臂的自重与负载的比例比较大。当增加电机的功率时，负载也进一步加大了，使得速度和加速度的提升有限。而且，电机安装在关节处的方式增大了机械臂的惯性，使得碰撞时的安全性降低了。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种轻量化协作机械臂，用以解决现有技术中协作机械臂难以适应高速作业任务的缺陷，以提供一种安全稳定的高速作业平台。
[0005]本专利技术提供一种轻量化协作机械臂，包括基座、第一电机安装架、第二电机安装架、第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机、第五驱动电机以及第六驱动电机，所述第一电机安装架安装于所述基座，所述第四驱动电机、所述第五驱动电机以及所述第六驱动电机固定安装于所述第一电机安装架，所述第二驱动电机和所述第三驱动电机固定安装于所述第二电机安装架；
[0006]所述第一关节的固定部固接于所述基座，所述第一关节的旋转部固接于所述第二电机安装架，并由所述第一驱动电机带动转动；所述第二关节的固定部固接于所述第二电机安装架，所述第二关节的旋转部由所述第二驱动电机带动转动；所述第三关节的固定部通过第一连杆连接于所述第二关节的旋转部，所述第三关节的旋转部由所述第三驱动电机带动转动；所述第四关节的固定部通过第二连杆连接于所述第三关节的旋转部，所述第四关节的旋转部由所述第四驱动电机带动转动；所述第五关节的固定部通过第三连杆连接于所述第四关节的旋转部，所述第五关节的旋转部由所述第五驱动电机带动转动；所述第六关节的固定部通过第四连杆连接于所述第五关节的旋转部，所述第六关节的旋转部由所述第六驱动电机带动转动，且所述第六关节的旋转部安装有末端执行器接口。
[0007]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，所述第一关节包括固定套筒、支撑套筒、轴承以及锁紧件，所述固定套筒固接于所述基座，所述支撑套筒通过所述轴承可转动地插设于所述固定套筒内，所述第一驱动电机的机壳固定地插设于所述支撑套筒内，所述第一驱动电机的输出轴通过所述锁紧件与所述固定套筒相接；所述第二电机安装架固接于所述支撑套筒。
[0008]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，所述第二驱动电机的机壳固接于所述第二电机安装架，所述第二驱动电机的输出轴通过90度转角减速器连接于所述第二关节的旋转部。
[0009]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，所述第三驱动电机的机壳固接于所述第二电机安装架，所述第三驱动电机的输出轴通过同步带传动机构连接于所述第三关节的旋转部。
[0010]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，还包括安装于所述第三关节的固定部的谐波减速器，所述同步带传动机构的输出轴通过所述谐波减速器与所述第三关节的旋转部相连。
[0011]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，所述同步带传动机构包括第一级带传动组件和第二级带传动组件，所述第一级带传动组件包括第一同步带轮、第二同步带轮以及第一同步带，所述第一同步带轮套接于所述第三驱动电机的输出轴，所述第二同步带轮通过第一转轴可转动地安装于所述第二电机安装架，所述第一同步带绕过所述第一同步带轮和所述第二同步带轮，并首尾相连形成闭合环路；
[0012]所述第二级带传动组件包括第三同步带轮、第四同步带轮以及第二同步带，所述第三同步带轮套接于所述第一转轴；所述第四同步带轮通过第二转轴可转动地安装于所述第三关节的固定部，且所述第二转轴与所述谐波减速器的输入端同轴相接；所述第二同步带绕过所述第三同步带轮和所述第四同步带轮，并首尾相连形成闭合环路。
[0013]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，所述第二级带传动组件还包括张紧轮，所述张紧轮可转动地安装于所述第一连杆，所述张紧轮压设在所述第二同步带上，以使所述第二同步带张紧。
[0014]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，所述第四驱动电机的输出端通过第一绳传动机构与所述第四关节的旋转部相连，所述第一绳传动机构包括第一驱动轮、第一从动轮以及两根第一绳索，所述第一驱动轮安装于所述第四驱动电机的输出轴；所述第一从动轮可转动地安装于所述第四关节的固定部，并固接于所述第四关节的旋转部；两根所述第一绳索分别位于所述第一驱动轮和所述第一从动轮的中心连线的两侧，且所述第一绳索的一端固接所述第一驱动轮，所述第一绳索的另一端固接所述第一从动轮；
[0015]所述第五驱动电机的输出端通过第二绳传动机构与所述第五关节的旋转部相连，所述第二绳传动机构包括第二驱动轮、第二从动轮以及两根第二绳索，所述第二驱动轮安装于所述第五驱动电机的输出轴；所述第二从动轮可转动地安装于所述第五关节的固定部，并固接于所述第五关节的旋转部；两根所述第二绳索分别位于所述第二驱动轮和所述第二从动轮的中心连线的两侧，且所述第二绳索的一端固接所述第二驱动轮，所述第二绳索的另一端固接所述第二从动轮；
[0016]所述第六驱动电机的输出端通过第三绳传动机构与所述第六关节的旋转部相连，所述第三绳传动机构包括第三驱动轮、第三从动轮以及两根第三绳索，所述第三驱动轮安装于所述第六驱动电机的输出轴；所述第三从动轮可转动地安装于所述第六关节的固定部，并固接于所述第六关节的旋转部；两根所述第三绳索分别位于所述第三驱动轮和所述第三从动轮的中心连线的两侧，且所述第三绳索的一端固接所述第三驱动轮，所述第三绳索的另一端固接所述第三从动轮。
[0017]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，所述第一从动轮、所述第二从动轮和所述第三从动轮的旋转轴线相交于一点，且所述第一从动轮和所述第三从动轮的旋转轴线均与所述第二从动轮的旋转轴线垂直。
[0018]根据本专利技术提供的一种轻量化协作机械臂，所述第一绳传动机构还包括两个第一导向轮，两个所述第一导向轮安装于所述第一从动轮的两侧；所述第一导向轮与所述第一绳索一一对应，所述第一绳索绕过所述第一导向轮后缠绕于所述第一从动轮；所述第三绳传动机构还包括两个第三导向轮，两个所述第三导向轮安装于所述第三从动轮的两侧；所述第三导向轮与所述第三绳索一一对应，所述第三绳索绕过所述第三导向轮后缠绕于所述第三从动轮。
[0019]本专利技术提供的轻量化协作机械臂，具有六个旋转关节，每个旋转关节各由一个驱动电机驱动，通过第一电机安装架和第二电机安装架集中安装多个驱动电机，使得驱动电机全部安装于基座附近，相较于传统机械臂把驱动电机安装于关节处，该轻量化协作机械臂降低了整体结构的重心，提升了电机功率的利用效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化协作机械臂，其特征在于，包括基座、第一电机安装架、第二电机安装架、第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节、第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机、第五驱动电机以及第六驱动电机，所述第一电机安装架安装于所述基座，所述第四驱动电机、所述第五驱动电机以及所述第六驱动电机固定安装于所述第一电机安装架，所述第二驱动电机和所述第三驱动电机固定安装于所述第二电机安装架；所述第一关节的固定部固接于所述基座，所述第一关节的旋转部固接于所述第二电机安装架，并由所述第一驱动电机带动转动；所述第二关节的固定部固接于所述第二电机安装架，所述第二关节的旋转部由所述第二驱动电机带动转动；所述第三关节的固定部通过第一连杆连接于所述第二关节的旋转部，所述第三关节的旋转部由所述第三驱动电机带动转动；所述第四关节的固定部通过第二连杆连接于所述第三关节的旋转部，所述第四关节的旋转部由所述第四驱动电机带动转动；所述第五关节的固定部通过第三连杆连接于所述第四关节的旋转部，所述第五关节的旋转部由所述第五驱动电机带动转动；所述第六关节的固定部通过第四连杆连接于所述第五关节的旋转部，所述第六关节的旋转部由所述第六驱动电机带动转动，且所述第六关节的旋转部安装有末端执行器接口。2.根据权利要求1所述的轻量化协作机械臂，其特征在于，所述第一关节包括固定套筒、支撑套筒、轴承以及锁紧件，所述固定套筒固接于所述基座，所述支撑套筒通过所述轴承可转动地插设于所述固定套筒内，所述第一驱动电机的机壳固定地插设于所述支撑套筒内，所述第一驱动电机的输出轴通过所述锁紧件与所述固定套筒相接；所述第二电机安装架固接于所述支撑套筒。3.根据权利要求2所述的轻量化协作机械臂，其特征在于，所述第二驱动电机的机壳固接于所述第二电机安装架，所述第二驱动电机的输出轴通过90度转角减速器连接于所述第二关节的旋转部。4.根据权利要求3所述的轻量化协作机械臂，其特征在于，所述第三驱动电机的机壳固接于所述第二电机安装架，所述第三驱动电机的输出轴通过同步带传动机构连接于所述第三关节的旋转部。5.根据权利要求4所述的轻量化协作机械臂，其特征在于，还包括安装于所述第三关节的固定部的谐波减速器，所述同步带传动机构的输出轴通过所述谐波减速器与所述第三关节的旋转部相连。6.根据权利要求5所述的轻量化协作机械臂，其特征在于，所述同步带传动机构包括第一级带传动组件和第二级带传动组件，所述第一级带传动组件包括第一同步带轮、第二同步带轮以及第一同步带，所述第一同步带轮套接于所述第三驱动电机的输出轴，所述第二同步带轮通过第一转轴可转动地安装于所述第二电机安装架，所述第一同步带绕过所述第一同步带轮和所述第二同步带轮，并首尾相连形成闭合环路；所述第二级带传动组件包括第三同步带轮、第四同步带轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少林，王海涛，王硕，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：