CN110653795A - 一种双臂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双臂机器人，包括底座，所述底座上设置有第一驱动电机，所述驱动电机传动连接有中间轴，所述中间轴上设置有旋转臂，所述旋转臂的旋转轴线沿竖直方向设置，所述旋转臂上转动连接有主动臂与从动臂，所述主动臂上设置有第一执行器，所述从动臂上设置有第二执行器，所述主动臂与所述从动臂之间连接有对称反相同步运动组件，所述主动臂的运动轨迹与所述从动臂的运动轨迹以所述中间轴为中心对称设置，本发明的主、从动臂对称反相同步运动，并实现整个机器人的完全平衡，在高速或重载作业过程中，该机器人具有良好的稳定性。

Description

一种双臂机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种双臂机器人。

背景技术

现有的工业机器人大多是单臂机器人，虽然可以完成喷涂、装配、搬运、分拣等任务，但平衡性较差，在高速或重载运动过程中整个机构的稳定性较差。一方面，由于机器人机械结构的不平衡布局，使得末端负载能力与操作速度难以进一步提高，受弯矩的影响，机器人操作臂长较小，作业范围受到限制，不平衡的惯性力会产生振动，在很大程度上影响机器人工作，减少机器人的寿命，另一方面，在工业生产过程中，大多采用双流水线生产，而单臂的工业机器人不能同时在两条流水线上作业。因此，为了提升机器人在高速或重载作业过程中的稳定性和提高机器人的工作效率，亟待一类稳定性好、工作效率高的完全平衡的对称反相双臂机器人。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：需要一种双臂机器人，具有两个结构平衡、运行稳定的活动臂。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种双臂机器人，包括底座，所述底座上设置有第一驱动电机，所述驱动电机传动连接有中间轴，所述中间轴上设置有旋转臂，所述旋转臂的旋转轴线沿竖直方向设置，所述旋转臂上转动连接有主动臂与从动臂，所述主动臂上设置有第一执行器，所述从动臂上设置有第二执行器，所述主动臂与所述从动臂之间连接有对称反相同步运动组件，所述主动臂的运动轨迹与所述从动臂的运动轨迹以所述中间轴为中心对称设置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述对称反相同步运动组件包括中间杆、第一连杆、第二连杆，所述主动臂的一端设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端连接于所述旋转臂的一端，所述从动臂的一端通过第一转轴连接于所述旋转臂的另一端，所述中间杆通过第一轴承连接于所述中间轴上，所述第一连杆的一端通过第二转轴连接于所述中间杆的一端，所述第一连杆的另一端通过第三转轴与所述主动臂相互连接，所述第一执行器设置于所述主动臂的另一端，所述第二连杆的一端通过第四转轴连接于所述中间杆的另一端，所述第二连杆的另一端通过第五转轴与所述从动臂相互连接，所述第二执行器设置于所述从动臂的另一端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述从动臂上设置有配重块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述中间杆、第一连杆、旋转臂、主动臂形成平行四边形结构，所述中间杆、第二连杆、旋转臂、主动臂形成平行四边形结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述中间杆、第一连杆、旋转臂、主动臂形成反平行四边形结构，所述中间杆、第二连杆、旋转臂、主动臂形成反平行四边形结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述对称反相同步运动组件包括主动齿轮、从动齿轮、齿轮带，所述主动臂的一端设置有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出端连接于所述旋转臂的一端，所述从动臂的一端通过第六转轴连接于所述旋转臂的另一端，所述第一执行器设置于所述旋转臂的另一端，所述第二执行器设置于所述从动臂的另一端，所述主动齿轮传动连接于所述第三驱动电机的输出端上，所述从动齿轮传动连接于所述第六转轴上，所述齿轮带与所述主动齿轮、从动齿轮传动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述对称反相同步运动组件包括主动轮、从动轮、传动带，所述主动臂的一端设置有第四驱动电机，所述第四驱动电机的输出端连接于所述旋转臂的一端，所述从动臂的一端通过第七转轴连接于所述旋转臂的另一端，所述第一执行器设置于所述旋转臂的另一端，所述第二执行器设置于所述从动臂的另一端，所述主动轮传动连接于所述第四驱动电机的输出端上，所述从动轮传动连接于所述第七转轴上，所述传动带与所述主动轮、从动轮传动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一执行器包括设置于所述主动臂上的钻头、喷头、机械手中的一种或多种组合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二执行器包括设置于所述主动臂上的钻头、喷头、机械手中的一种或多种组合。

本发明的有益效果是：提供一种双臂机器人，包括底座，底座上的第一驱动电机带动中间轴自转，中间轴转动的同时带动旋转臂旋转，旋转臂可带动设置于旋转臂上的主动臂、从动臂绕中间轴转动，从而带动主动臂、从动臂上的第一执行器、第二执行器移动，当外力施加在主动臂上时，主动臂绕其与旋转臂的连接处转动，由于主动臂与从动臂之间连接有对称反相同步运动组件，通过对称反相同步运动组件的带动，从动臂绕其与旋转臂的连接处转动，并且主动臂的运动轨迹与从动臂的运动轨迹以中间轴为中心相互对称，如此可形成稳定、平衡的运动结构，主动臂与从动臂上的第一执行器、第二执行器随着主动臂、从动臂的运动而运动，两个活动臂对称反相同步运动，并实现整个机器人的完全平衡，尤其在高速或重载作业过程中，该机器人具有良好的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本发明的实施例一立体图；

图2是本发明的实施例一俯视图；

图3是本发明的实施例二立体图；

图4是本发明的实施例二俯视图；

图5是本发明的实施例三立体图。

附图中：1-底座、2-第一驱动电机、3-中间轴、4-旋转臂、5-主动臂、6-从动臂、7-第一执行器、8-第二执行器、9-中间杆、10-第一连杆、11-第二连杆、12-第二驱动电机、13-配重块、14-主动齿轮、15-从动齿轮、16-齿轮带。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，一种双臂机器人，包括底座1，所述底座1上设置有第一驱动电机2，所述驱动电机传动连接有中间轴3，所述中间轴3上设置有旋转臂4，所述旋转臂4的旋转轴线沿竖直方向设置，所述旋转臂4上转动连接有主动臂5与从动臂6，所述主动臂5上设置有第一执行器7，所述从动臂6上设置有第二执行器8，所述主动臂5与所述从动臂6之间连接有对称反相同步运动组件，所述主动臂5的运动轨迹与所述从动臂6的运动轨迹以所述中间轴3为中心对称设置。

由上述可知，本发明提供一种双臂机器人，包括底座1，底座1上的第一驱动电机2带动中间轴3自转，中间轴3转动的同时带动旋转臂4旋转，旋转臂4可带动设置于旋转臂4上的主动臂5、从动臂6绕中间轴3转动，从而带动主动臂5、从动臂6上的第一执行器7、第二执行器8移动，当外力施加在主动臂5上时，主动臂5绕其与旋转臂4的连接处转动，由于主动臂5与从动臂6之间连接有对称反相同步运动组件，通过对称反相同步运动组件的带动，从动臂6绕其与旋转臂4的连接处转动，并且主动臂5的运动轨迹与从动臂6的运动轨迹以中间轴3为中心相互对称，如此可形成稳定、平衡的运动结构，主动臂5与从动臂6上的第一执行器7、第二执行器8随着主动臂5、从动臂6的运动而运动，两个活动臂对称反相同步运动，并实现整个机器人的完全平衡，尤其在高速或重载作业过程中，该机器人具有良好的稳定性。

机器人在工作时主动臂5和从动臂6始终保持轴对称，整个机构保持完全平衡状态。该类机器人由于结构上的完全平衡布局以及机械臂的抗弯强度大幅增加，其工作的稳定性得到很大提高，机械臂的抗弯强度增加，可以大幅增加臂长范围，其工作时的具有良好的稳定性，可用于大范围、大跨度的高速或者重载等场合，根据其工作特性，适用于装配、分拣等高速场合或用于雕刻、切割等重载场合，并且可以实现双向作业，大大提高了工作效率。

对称反相同步运动组件的结构有多种，在一些实施例中，利用连杆结构作为传动结构，具体的所述对称反相同步运动组件包括中间杆9、第一连杆10、第二连杆11，所述主动臂5的一端设置有第二驱动电机12，所述第二驱动电机12的输出端连接于所述旋转臂4的一端，所述从动臂6的一端通过第一转轴连接于所述旋转臂4的另一端，所述中间杆9通过第一轴承连接于所述中间轴3上，所述第一连杆10的一端通过第二转轴连接于所述中间杆9的一端，所述第一连杆10的另一端通过第三转轴与所述主动臂5相互连接，所述第一执行器7设置于所述主动臂5的另一端，所述第二连杆11的一端通过第四转轴连接于所述中间杆9的另一端，所述第二连杆11的另一端通过第五转轴与所述从动臂6相互连接，所述第二执行器8设置于所述从动臂6的另一端。第二驱动电机12驱动后，主动臂5转动，并带动第一连杆10运动，第一连杆10带动中间杆9转动，中间杆9通过第二连杆11带动从动臂6绕第一转轴转动。

进一步作为优选的实施方式，所述从动臂6上设置有配重块13。配重块13用于平衡第二驱动电机12的重量，使主动臂5、从动臂6上的质量保持平衡。

参照图1、图2，实施例一，此实施例利用上述的连杆结构，并且连杆结构形成平行四边形结构，所述中间杆9、第一连杆10、旋转臂4、主动臂5形成平行四边形结构，所述中间杆9、第二连杆11、旋转臂4、主动臂5形成平行四边形结构。

参照图3、图4，实施例二，此实施例同样利用上述的连杆结构，但连杆结构形成反平行四边形结构，所述中间杆9、第一连杆10、旋转臂4、主动臂5形成反平行四边形结构，所述中间杆9、第二连杆11、旋转臂4、主动臂5形成反平行四边形结构。

参照图5，实施例三，所述对称反相同步运动组件包括主动齿轮14、从动齿轮15、齿轮带16，所述主动臂5的一端设置有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出端连接于所述旋转臂4的一端，所述从动臂6的一端通过第六转轴连接于所述旋转臂4的另一端，所述第一执行器7设置于所述旋转臂4的另一端，所述第二执行器8设置于所述从动臂6的另一端，所述主动齿轮14传动连接于所述第三驱动电机的输出端上，所述从动齿轮15传动连接于所述第六转轴上，所述齿轮带16与所述主动齿轮14、从动齿轮15传动连接。当第三驱动电机启动后，第三驱动电机带动主动齿轮14转动，利用传动带与主动齿轮14、从动齿轮15的相互啮合，从动齿轮15转动，并带动第六转轴转动，从而使从动臂6与主动臂5保持对称运动。

实施例四，所述对称反相同步运动组件包括主动轮、从动轮、传动带，所述主动臂5的一端设置有第四驱动电机，所述第四驱动电机的输出端连接于所述旋转臂4的一端，所述从动臂6的一端通过第七转轴连接于所述旋转臂4的另一端，所述第一执行器7设置于所述旋转臂4的另一端，所述第二执行器8设置于所述从动臂6的另一端，所述主动轮传动连接于所述第四驱动电机的输出端上，所述从动轮传动连接于所述第七转轴上，所述传动带与所述主动轮、从动轮传动连接。当第四驱动电机启动后，第四驱动电机带动主动轮传动，依靠传动带与主动轮、从动轮之间的摩擦力，从动轮转动，并带动第七转轴转动，从而使从动臂6与主动臂5保持对称运动，优选的，传动带为同步带，同步带传动时，传动比准确，对轴作用力小，更好地保持从动臂6与主动臂5的对称运动。

在一些实施例中，所述第一执行器7包括设置于所述主动臂5上的钻头、喷头、机械手中的一种或多种组合，所述第二执行器8包括设置于所述主动臂5上的钻头、喷头、机械手中的一种或多种组合，第一执行器7、第二执行器8可以是钻头、喷嘴、机械手等，用于装配、分拣等高速场合，或加大臂的抗弯强度使其用于雕刻、切割等重载场合。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种双臂机器人，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)上设置有第一驱动电机(2)，所述驱动电机传动连接有中间轴(3)，所述中间轴(3)上设置有旋转臂(4)，所述旋转臂(4)的旋转轴线沿竖直方向设置，所述旋转臂(4)上转动连接有主动臂(5)与从动臂(6)，所述主动臂(5)上设置有第一执行器(7)，所述从动臂(6)上设置有第二执行器(8)，所述主动臂(5)与所述从动臂(6)之间连接有对称反相同步运动组件，所述主动臂(5)的运动轨迹与所述从动臂(6)的运动轨迹以所述中间轴(3)为中心对称设置。

2.根据权利要求1所述的一种双臂机器人，其特征在于：所述对称反相同步运动组件包括中间杆(9)、第一连杆(10)、第二连杆(11)，所述主动臂(5)的一端设置有第二驱动电机(12)，所述第二驱动电机(12)的输出端连接于所述旋转臂(4)的一端，所述从动臂(6)的一端通过第一转轴连接于所述旋转臂(4)的另一端，所述中间杆(9)通过第一轴承连接于所述中间轴(3)上，所述第一连杆(10)的一端通过第二转轴连接于所述中间杆(9)的一端，所述第一连杆(10)的另一端通过第三转轴与所述主动臂(5)相互连接，所述第一执行器(7)设置于所述主动臂(5)的另一端，所述第二连杆(11)的一端通过第四转轴连接于所述中间杆(9)的另一端，所述第二连杆(11)的另一端通过第五转轴与所述从动臂(6)相互连接，所述第二执行器(8)设置于所述从动臂(6)的另一端。

3.根据权利要求2所述的一种双臂机器人，其特征在于：所述从动臂(6)上设置有配重块(13)。

4.根据权利要求2所述的一种双臂机器人，其特征在于：所述中间杆(9)、第一连杆(10)、旋转臂(4)、主动臂(5)形成平行四边形结构，所述中间杆(9)、第二连杆(11)、旋转臂(4)、主动臂(5)形成平行四边形结构。

5.根据权利要求2所述的一种双臂机器人，其特征在于：所述中间杆(9)、第一连杆(10)、旋转臂(4)、主动臂(5)形成反平行四边形结构，所述中间杆(9)、第二连杆(11)、旋转臂(4)、主动臂(5)形成反平行四边形结构。

6.根据权利要求1所述的一种双臂机器人，其特征在于：所述对称反相同步运动组件包括主动齿轮(14)、从动齿轮(15)、齿轮带(16)，所述主动臂(5)的一端设置有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出端连接于所述旋转臂(4)的一端，所述从动臂(6)的一端通过第六转轴连接于所述旋转臂(4)的另一端，所述第一执行器(7)设置于所述旋转臂(4)的另一端，所述第二执行器(8)设置于所述从动臂(6)的另一端，所述主动齿轮(14)传动连接于所述第三驱动电机的输出端上，所述从动齿轮(15)传动连接于所述第六转轴上，所述齿轮带(16)与所述主动齿轮(14)、从动齿轮(15)传动连接。

7.根据权利要求1所述的一种双臂机器人，其特征在于：所述对称反相同步运动组件包括主动轮、从动轮、传动带，所述主动臂(5)的一端设置有第四驱动电机，所述第四驱动电机的输出端连接于所述旋转臂(4)的一端，所述从动臂(6)的一端通过第七转轴连接于所述旋转臂(4)的另一端，所述第一执行器(7)设置于所述旋转臂(4)的另一端，所述第二执行器(8)设置于所述从动臂(6)的另一端，所述主动轮传动连接于所述第四驱动电机的输出端上，所述从动轮传动连接于所述第七转轴上，所述传动带与所述主动轮、从动轮传动连接。

8.根据权利要求1所述的一种双臂机器人，其特征在于：所述第一执行器(7)包括设置于所述主动臂(5)上的钻头、喷头、机械手中的一种或多种组合。

9.根据权利要求1所述的一种双臂机器人，其特征在于：所述第二执行器(8)包括设置于所述主动臂(5)上的钻头、喷头、机械手中的一种或多种组合。

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