CN108687755B - 一种工业机器人 - Google Patents
一种工业机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108687755B CN108687755B CN201710222760.0A CN201710222760A CN108687755B CN 108687755 B CN108687755 B CN 108687755B CN 201710222760 A CN201710222760 A CN 201710222760A CN 108687755 B CN108687755 B CN 108687755B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- linear driver
- arm
- arms
- connecting rod
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
- B25J9/126—Rotary actuators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提供一种工业机器人，包括基座、直线驱动器、一节或多节臂，以关节形式相连的基座与臂、臂与臂之间的运动依靠直线驱动器提供动力和控制，直线驱动器的两末端分别直接或通过其相铰接的连杆间接地与基座或臂铰接，基座或臂上还可设置用于控制连杆或直线驱动器摆动幅度的限位块。当机器人臂摆角大到一定角度时，连杆触碰到限位块发生折转，直线驱动器对臂的施力点转换至直线驱动器与连杆的铰接点，有效的使直线驱动器出力轴线偏离机器人关节中心，避免其对节臂提供的摆动力矩随摆角增大而衰减，提高机器人的负载能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业机器人，尤其是关节型工业机器人。
背景技术
工业用机器人中的一种类型是关节机器人，如附图1所示，一般通过处于关节位置的RV减速器（100）驱动，由于RV减速器非常昂贵，输出能力有限，限制了机器人负载能力进一步提高。
也有的设计试图采用直线驱动器（例如丝杠等），用推拉驱动的方式代替减速器。如附图2所示，直线驱动器（103）铰接在基座（101）和臂（102）上，推拉驱动使臂摆动。但是，由于直线驱动器出力轴线随臂摆角增大而靠近关节绞支点，造成驱动臂摆动的有效力矩随摆角增大而衰减，不能有效的为臂提供足够大的摆动扭矩，致使机器人在臂伸展时的负载能力下降。
发明内容
为克服上述缺点，本发明目的是提供一种为机械臂大摆角时提供大扭矩，提高机器人负载能力的工业机器人。
本发明采用的技术方案是。
一种工业机器人，包括基座、直线驱动器、一节或多节臂，以关节形式相连的基座与臂、臂与臂之间的运动依靠直线驱动器提供动力和控制，直线驱动器的两末端分别直接或间接地与基座或臂铰接。
直线驱动器还可通过与其相铰接的连杆与基座或臂间接铰接，基座或臂上可设置用于控制连杆或直线驱动器摆动幅度、并使二者在铰接处发生折转的限位块。
直线驱动器通过连杆驱动机器人臂摆动，当摆角大到一定角度时，连杆或直线驱动器触碰到限位块，连杆和直线驱动器的相对角度发生折转，直线驱动器对第一节臂的施力点，由连杆靠近基座或臂的铰接点转换至直线驱动器与连杆的铰接点，有效的使直线驱动器出力轴线偏离机器人关节中心，避免其对机器人臂提供的摆动力矩随摆角增大而衰减。机器人的其他臂与臂之间也可以通过相同的方式来解决该问题。
由于直线驱动器设置在臂和关节之外，所以臂的关节端和臂自身结构可以小型化，减少关节处对外部的干涉半径，并减轻自重，进而节省出更多的驱动力用于提高机器人的负载能力。
本发明的技术方案还可以通过以下的技术措施进一步实现。
相邻的两节机器人臂之间可通过中间体连接，第二节臂可以安装在中间体上，第二节臂的直线驱动器一端与两节臂之间的中间体铰接，另外一端与第二节臂的末端铰接，为第二臂的摆动提供驱动力。
限位块可以固定在基座上，也可以固定在臂上，也可以活动连接于臂、基座或中间体上。
直线驱动器可以是伺服电机驱动的丝杠或伺服推拉杆结构。
直线驱动器还可以是液力推拉杆结构。
连杆可以是一节，也可以是多节串联或并联组成。
各节臂还可以设置辅助动力或储能装置，以便进一步提高机器人的负载能力。
本发明的技术方案还可在其它关节类结构的机械机构中使用。
附图说明
图1是现有技术的一种结构示意图。
图2是现有技术的另一种结构示意图。
图3是实施例1的结构示意图。
图4是实施例1的一种俯姿示意图。
图5是实施例2的结构示意图。
图6是实施例2的一种俯姿示意图。
图7是实施例3的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1。
如图3、图4所示，本例的工业机器人第一节臂（5）铰接设置在基座（1）上，由伺服电机驱动的可伸缩做功的伺服推拉杆（或丝杠）构成直线驱动器（4），其中部铰接在基座（1）上，一端铰接有一个连杆（3），连杆（3）的另一端与第一节臂（5）铰接，直线驱动器（4）通过连杆（3）推拉驱动第一节臂（5）俯仰摆动。
第一节臂（5）上还固定有限位块（2），当第一节臂（5）摆动到一定幅度时，连杆（3）触碰到限位块（2）发生姿态改变，直线驱动器（4）与连杆（3）的出力轴线在二者的铰接处折转，对第一节臂（5）的摆动力矩施加点由连杆（3）靠近臂的铰接点转换至直线驱动器（4）与连杆（3）的铰接点，使直线驱动器（4）出力轴线偏离关节中心，避免其对第一节臂（5）提供的摆动力矩随摆角增大而衰减，有效保障直线驱动器（4）为臂在大摆角时提供充足的扭矩。
第二节臂（6）的近端铰接在第一节臂（5）的远端，伺服电机驱动的丝杠作为第二直线驱动器（7），其一端铰接在第一节臂（5）的延长段，另一端铰接在第二节臂（6）的远端，第二直线驱动器（7）的伸缩驱动第二节臂（6）摆动；在第二节臂（6）的远端还铰接有机器人腕部组件（8），以便于安装机器人抓具及调整抓具姿态。由于第二直线驱动器（7）的施力点在第二节臂（6）的远端，更加接近机器人的腕部组件（8），有效的减小第二节臂（6）的负载强度，有利于第二节臂（6）自身结构小型化，减轻自重，进而节省出更多的驱动力用于提高机器人的负载能力。
实施例2。
如图5、图6所示，本实施例的其他结构与实施例1相同，不同之处在于：直线驱动器（4）的一端铰接在第一节臂（5）上，另一端与连杆（3）的一端铰接，连杆（3）的另一端与基座（1）铰接，限位块（2）固定在基座（1）上。
实施例3。
如图7所示，本实施例的其他结构与实施例1、2相同，不同之处在于：第一节臂（5）和第二节臂（6）是通过中间体（10）间接连接的，两臂分别与中间体铰接，中间体（10）与基座（1）之间还铰接连接有一个与第一节臂（5）平行的拉杆（11），基座（1）、第一节臂（5）、拉杆（11）和中间体（10）共同构成第一平行四杆机构；中间体（10）与机器人腕部组件（8）之间也铰接连接有一个与第二节臂（6）平行的拉杆（9），中间体（10）、第二节臂（6）、拉杆（9）和腕部组件（8）构成第二平行四连杆机构；第二直线驱动器（7）两端，分别铰接在中间体（10）和第二节臂（6）的较远端，为第二节臂（6）的摆动提供驱动力。这样中间体（10）和腕部组件（8）可以在两个四连杆机构的作用下始终保持相对稳定的姿态，也可以进一步的提高机器人的结构强度和负载能力。
以上对本发明所提供的工业机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种工业机器人，其特征在于，包括基座、直线驱动器、多节臂，以关节形式相连的基座与臂、臂与臂之间的运动依靠直线驱动器提供动力和控制；直线驱动器设置在臂和关节之外；
第一节臂铰接设置在基座上，由伺服电机驱动的可伸缩做功的伺服推拉杆构成直线驱动器，其中部铰接在基座上，一端铰接有一个连杆，连杆的另一端与第一节臂铰接，直线驱动器通过连杆推拉驱动第一节臂俯仰摆动；
其中，第一节臂上固定有限位块，当第一节臂摆动到一定幅度时，连杆触碰到限位块发生姿态改变，直线驱动器与连杆的出力轴线在二者的铰接处折转，对第一节臂的摆动力矩施加点由连杆靠近臂的铰接点转换至直线驱动器与连杆的铰接点，使直线驱动器出力轴线偏离关节中心。
2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征还在于，其第二节的直线驱动器一端与两节臂之间的中间体铰接，另外一端与第二节臂的末端铰接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710222760.0A CN108687755B (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 一种工业机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710222760.0A CN108687755B (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 一种工业机器人 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108687755A CN108687755A (zh) | 2018-10-23 |
| CN108687755B true CN108687755B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=63842859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710222760.0A Active CN108687755B (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 一种工业机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108687755B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201695842U (zh) * | 2010-01-11 | 2011-01-05 | 贵阳白云高原紧固件有限公司 | 一种客运索道吊厢门自动开关装置 |
| EP2397279A1 (de) * | 2010-06-15 | 2011-12-21 | EB-invent GmbH | Knickarmroboter mit Armantrieb |
| CN103753526A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-30 | 重庆交通大学 | 可定位补偿的精密重载机械手 |
| CN204712048U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-21 | 吉首大学 | 一种推杆类型的六连杆机械臂装置 |
| CN106313110A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-01-11 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种带电作业用辅助机械臂及机器人 |
| CN106493721A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-15 | 航天科工智能机器人有限责任公司 | 机器人关节液压伺服驱动机构 |
-
2017
- 2017-04-07 CN CN201710222760.0A patent/CN108687755B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201695842U (zh) * | 2010-01-11 | 2011-01-05 | 贵阳白云高原紧固件有限公司 | 一种客运索道吊厢门自动开关装置 |
| EP2397279A1 (de) * | 2010-06-15 | 2011-12-21 | EB-invent GmbH | Knickarmroboter mit Armantrieb |
| CN103753526A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-30 | 重庆交通大学 | 可定位补偿的精密重载机械手 |
| CN204712048U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-21 | 吉首大学 | 一种推杆类型的六连杆机械臂装置 |
| CN106313110A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-01-11 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种带电作业用辅助机械臂及机器人 |
| CN106493721A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-15 | 航天科工智能机器人有限责任公司 | 机器人关节液压伺服驱动机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108687755A (zh) | 2018-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103737578B (zh) | 一种空间多自由度可控机构式微调焊接机器人 | |
| CN109531543A (zh) | 具有双动平台结构的四自由度并联机器人 | |
| CN102060059B (zh) | 基于平行四边形的伸缩四连杆关节传动机构 | |
| US5484031A (en) | Leg structure for walking robot | |
| CN104096998A (zh) | 一种多自由度并联机构式点焊机器人 | |
| CN103722553B (zh) | 一种多自由度并联机构式可控焊接机器人 | |
| CN103419189A (zh) | 一种机器人驱动结构 | |
| CN100581756C (zh) | 双联锥齿轮欠驱动机器人手指 | |
| CN105345826A (zh) | 机械手及机械手臂及机器人 | |
| CN105415392A (zh) | 一种大范围抓取欠驱动多适应机械手 | |
| CN101214659A (zh) | 腱绳齿轮欠驱动机器人手指装置 | |
| CN111482986B (zh) | 混联型三自由度旋转机构 | |
| CN108621197B (zh) | 一种用于绳驱动机器人的变刚度控制装置 | |
| CN100551642C (zh) | 交叉腱绳欠驱动机器人手指装置 | |
| CN108687755B (zh) | 一种工业机器人 | |
| KR101299333B1 (ko) | 상지 근력 지원 시스템 | |
| CN109591038B (zh) | 一种具有被动旋转关节的仿人灵巧手及其操作方法 | |
| CN101214655A (zh) | 齿条欠驱动机器人手指装置 | |
| CN110666835A (zh) | 一种实现柔性缓冲的绳驱动关节和绳驱动机械臂 | |
| CN207953910U (zh) | 一种多连杆纯机械传动三指手爪 | |
| CN210998800U (zh) | 一种实现柔性缓冲的绳驱动关节和绳驱动机械臂 | |
| CN210307811U (zh) | 动力装置及具有此动力装置的机器人 | |
| CN210452807U (zh) | 一种单自由度直线伸缩机械手 | |
| CN106956251A (zh) | 一种九连杆闭链结构点焊机械手 | |
| CN209551749U (zh) | 一种机械手手指自锁装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Fan Hongbing Inventor after: Xing Xiaofeng Inventor after: Cheng Ruixing Inventor before: Fan Hongbing |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240202 Address after: 450000 Guandu town, Zhongmu County, Zhengzhou City, Henan Province Applicant after: Henan oupa industrial robot Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No.8, 2nd Street, Xinghuaying Industrial Park, Kaifeng City, Henan Province Applicant before: Fan Hongbing Country or region before: China |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |