CN108908315A - 小臂和多关节机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人的技术领域，公开了小臂和多关节机器人，其中小臂安装于多关节机器人的大臂末端，所述大臂一端安装有用于驱动所述小臂水平摆动的驱动电机，所述小臂末端设有用于输出转矩的输出电机，所述输出电机的转轴轴线位于水平面。本发明中的小臂和多关节机器人，由于改变了小臂的铰接角度，使得最终的输出电机的转轴轴线位于水平面，当在输出电机的转轴上安装需要控制的目标物时，在输出电机的带动下，目标物即可在纵向平面内摆动。
Description
技术领域
本发明涉及机器人的技术领域，尤其涉及多关节机器人。
背景技术
平面关节机器人是一种成熟的机器人结构，其一般具有铰接的大臂和小臂，其中大臂安装在竖直的底座，小臂末端设置有执行端。大臂和小臂的两段式铰接摆动可以定位覆盖范围内的水平面上任意点(x，y)，而一种机器人将Z轴设置在底座上，大臂沿着底座竖直移动，实现三维定位，另一种机器人(scara)将Z轴设置在小臂的末端，其执行端能够竖直移动，从而实现三维定位。
现有技术中的平面关节机器人其z轴方向只能直线移动，虽然能够在(x，y)平面内大范围摆动，但是无法驱动目标物在(x，z)平面或者(x，y)平面，也纵向平面内摆动，导致一些动作无法胜任，例如倒茶。
发明内容
本发明的目的在于提供小臂和多关节机器人，旨在现有技术中的平面多关节机器人无法在纵向平面内控制目标物摆动动作的问题。
本发明是这样实现的，提供小臂，安装于多关节机器人的大臂末端，所述大臂一端安装有用于驱动所述小臂水平摆动的驱动电机，所述小臂末端设有用于输出转矩的输出电机，所述输出电机的转轴轴线位于水平面。
进一步地，所述小臂一端设有可供所述驱动电机输出端安装的安装座，所述驱动电机与所述安装座共轴线。
进一步地，所述小臂包括多个可拆卸互换的所述安装座，至少一所述安装座的轴线与所述输出电机轴线相互垂直。
进一步地，所述小臂一端设有可供所述驱动电机输出端安装的变形安装座，所述变形安装座具有能够改变轴线角度的变形结构，所述变形结构至少能够实现其轴线与所述输出电机轴线相互垂直。
进一步地，还包括一端安装于所述输出电机的转轴上的摆臂，所述摆臂的另一端设有用于固定外部结构的固定端。
本发明还提供了多关节机器人，包括大臂和铰接于所述大臂末端的小臂，所述大臂末端设有用于驱动所述小臂水平摆动的驱动电机，所述小臂末端设有用于输出转矩的输出电机，所述输出电机的转轴轴线位于水平面。
进一步地，所述小臂一端设有可供所述驱动电机输出端安装的安装座，所述安装座能够通过变形或者替换的方式，改变所述大臂与所述小臂的铰接角度。
与现有技术相比，本发明中的小臂和多关节机器人，由于改变了小臂的铰接角度，使得最终的输出电机的转轴轴线位于水平面，当在输出电机的转轴上安装需要控制的目标物时，在输出电机的带动下，目标物即可在纵向平面内摆动。
附图说明
图1为本发明实施例提供的多关节机器人的爆炸结构示意图；
图2为本发明实施例提供的小臂结构示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述，为了便于叙述，设空间坐标系(x，y，z)，其中z轴为竖直方向。
如图1和图2所示，本实施例中提供小臂2，其安装于多关节机器人4的大臂1末端。在大臂1的一端安装有驱动电机11，驱动电机11用于驱动小臂2在水平面摆动，即(x，y)平面内。在小臂2的末端设有用于输出转矩的输出电机21，输出电机21的转轴轴线位于水平面。也即输出电机21转轴时输出的转矩位于纵向平面内。图1中，在驱动电机11和输出电机21附近，分别以箭头示出转动方向，也即对应驱动物的转动方向。
如图1中所示，在输出电机21转轴上安装茶壶3作为目标物3，在输出电机21的带动下，茶壶3可以在竖直平面内转动，实现倒水的功能。
进一步地的，如图2所示，小臂2一端设有可供驱动电机11输出端安装的安装座23，驱动电机11与安装座23共轴线，通过设置安装座23自身的角度，即可最终实现输出电机21输出轴在水平面内。在其他的实施例中，小臂2可以为专用结构设计，也即将安装座23固定为仅为实现在竖直平面内输出转矩的角度。在本实施例中，小臂2配备了多个安装座23(仅示出一个)，相互之间可以替换，并且采用可拆卸式固定在小臂2上。至少一个安装座23的轴线与输出电机21轴线相互垂直，以实现在竖直平面内输出转矩。其他的安装座23可以设置多种角度，例如轴线与输出电机21轴线平行，使得小臂2能够如现有技术中常规的平面多关机机器人4一样输出水平的转矩，兼顾现有技术中的平面多关节机器人4的全部功能，根据需要替换选择安装座23与小臂2固定即可。
在其他的实施例中，小臂2一端设有可供驱动电机11输出端安装的变形安装座，变形安装座具有能够改变轴线角度的变形结构，变形结构至少能够实现其轴线与输出电机21轴线相互垂直。也即采用自身能够变形的变形安装座取代多个能够拆卸互换的安装座23。变形安装座可以采用多种结构实现，例如可摆动的套筒，将驱动电机11的输出轴插入套筒与其固定，或者整个变形安装座采用铰接且可摆动的方式固定在小臂2上等。
优选的，还包括一端安装于输出电机21的转轴上的摆臂22，摆臂22的另一端设有用于固定目标物3的固定端221。摆臂22的长短，用于调节力臂的长短，以及适应目标物3的形状，其具体的形状结构不做限制。
本实施例中还提供了多关节机器人4，包括大臂1和铰接于大臂1末端的小臂2，大臂1末端设有用于驱动小臂2水平摆动的驱动电机11，小臂2末端设有用于输出转矩的输出电机21，输出电机21的转轴轴线位于水平面。本实施例中的多关节机器人4，其小臂2末端的输出电机21的转轴轴线位于水平面，因此能够带动目标物3在竖直方向转动或摆动，其具体实现方式与前文相似，做赘述。
相似地，小臂2一端设有可供驱动电机11输出端安装的安装座23，安装座23能够通过变形或者替换的方式，改变大臂1与小臂2的铰接角度，实现输出电机21的转轴的角度变化，具体实现方式也不做赘述。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.小臂，安装于多关节机器人的大臂末端，其特征在于，所述大臂一端安装有用于驱动所述小臂水平摆动的驱动电机，所述小臂末端设有用于输出转矩的输出电机，所述输出电机的转轴轴线位于水平面。
2.如权利要求1所述的小臂，其特征在于，所述小臂一端设有可供所述驱动电机输出端安装的安装座，所述驱动电机与所述安装座共轴线。
3.如权利要求2所述的小臂，其特征在于，所述小臂包括多个可拆卸互换的所述安装座，至少一所述安装座的轴线与所述输出电机轴线相互垂直。
4.如权利要求2所述的小臂，其特征在于，所述小臂一端设有可供所述驱动电机输出端安装的变形安装座，所述变形安装座具有能够改变轴线角度的变形结构，所述变形结构至少能够实现其轴线与所述输出电机轴线相互垂直。
5.如权利要求1至4任一项所述的小臂，其特征在于，还包括一端安装于所述输出电机的转轴上的摆臂，所述摆臂的另一端设有用于固定目标物的固定端。
6.多关节机器人，包括大臂和铰接于所述大臂末端的小臂，其特征在于，所述大臂末端设有用于驱动所述小臂水平摆动的驱动电机，所述小臂末端设有用于输出转矩的输出电机，所述输出电机的转轴轴线位于水平面。
7.如权利要求6所述的多关节机器人，其特征在于，所述小臂一端设有可供所述驱动电机输出端安装的安装座，所述安装座能够通过变形或者替换的方式，改变所述大臂与所述小臂的铰接角度。
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