CN111347456B - 一种七轴协作机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种七轴协作机器人，包括基座、二轴本体构件、三轴本体构件、四轴本体构件、五轴本体构件、六轴本体构件、七轴本体构件、末端法兰、第一集成一体化关节、第二集成一体化关节、第三集成一体化关节、第四集成一体化关节、第五集成一体化关节、第六集成一体化关节、第七集成一体化关节和力传感器；五轴本体构件、六轴本体构件和七轴本体构件中的至少一个的外表面设有力传感器。上述七轴协作机器人，采用集成一体化关节与本体构件搭建而成，装配方便，采用七轴结构，运动姿态丰富，工作效率高。通过设置力传感器，用以检测外部对本体构件的作用力，可以及时检测碰撞情况，及时停止，协作能力强，提高工作安全性。

Description

一种七轴协作机器人

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种七轴协作机器人。

背景技术

随着社会经济的发展，科学技术的进步，机器人作为一种代替或配合人类实现各类繁重劳动的重要工具，越来越受到整个社会的重视。但是传统机器人无法完成对手臂灵敏度，安全性，协作性的需求，因此社会需要一种高度灵活，高安全性，具有协作能力的机器人，用以协助人类实现某些繁重的工作。

传统机器人手臂运动姿态受限且安全性较弱，无法与人协作工作。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种运动姿态灵活，安全性较强，协作能力强的七轴协作机器人。

一种七轴协作机器人，包括基座、二轴本体构件、三轴本体构件、四轴本体构件、五轴本体构件、六轴本体构件、七轴本体构件、末端法兰、第一集成一体化关节、第二集成一体化关节、第三集成一体化关节、第四集成一体化关节、第五集成一体化关节、第六集成一体化关节、第七集成一体化关节和力传感器；

所述底座与所述第一集成一体化关节的固定端固定连接，所述第一集成一体化关节的输出端与所述二轴本体构件的一端固定连接，所述二轴本体构件的另一端与所述第二集成一体化关节的固定端固定连接，所述第二集成一体化关节的输出端与所述三轴本体构件的一端固定连接，所述三轴本体构件的另一端与所述第三集成一体化关节的固定端固定连接，所述第三集成一体化关节的输出端与所述四轴本体构件的一端固定连接，所述四轴本体构件的另一端与所述第四集成一体化关节的固定端固定连接，所述第四集成一体化关节的输出端与所述五轴本体构件的一端固定连接，所述五轴本体构件的另一端与所述第五集成一体化关节的固定端固定连接，所述第五集成一体化关节的输出端与六轴本体构件的一端固定连接，所述六轴本体构件的另一端与所述第六集成一体化关节的固定端固定连接，所述第六集成一体化关节的输出端与所述七轴本体构件的一端固定连接，所述七轴本体构件的另一端与所述第七集成一体化关节的固定端固定连接，所述第七集成一体化关节的输出端与末端法兰固定连接；

所述五轴本体构件、所述六轴本体构件和所述七轴本体构件中的至少一个的外表面设有所述力传感器。

在一个实施例中，所述五轴本体构件、所述六轴本体构件和所述七轴本体构件中的至少一个的外表面涂有弹性橡胶护罩，所述力传感器安装于所述弹性橡胶护罩内。

在一个实施例中，所述力传感器为薄膜电容力传感器。

在一个实施例中，所述末端法兰内部装有末端板卡和接口组件，所述接口组件和所述末端板卡连接。

在一个实施例中，所述末端法兰上还设有功能按钮。

在一个实施例中，所述接口组件包括气路接口和电气接口。

在一个实施例中，所述气路接口和所述电气接口分别设于所述末端板块的相对两端。

在一个实施例中，还包括二轴后盖外罩、三轴后盖外罩、四轴后盖外罩、五轴后盖外罩、六轴后盖外罩和七轴后盖外罩，所述二轴后盖外罩安装于所述二轴本体构件上，所述三轴后盖外罩安装于所述三轴本体构件上，所述四轴后盖外罩安装于所述四轴本体构件上，所述五轴后盖外罩安装于所述五轴本体构件上，所述六轴后盖外罩安装于所述六轴本体构件，所述七轴后盖外罩安装于所述七轴本体构件。

在一个实施例中，还包括第一关节环罩、第三关节环罩、第五关节环罩和第七关节环罩；

所述第一关节环罩的两端分别连接所述基座和所述二轴本体构件；

所述第三关节环罩的两端分别连接所述三轴本体构件和所述四轴本体构件；

所述第五关节环罩的两端分别连接所述五轴本体构件和所述六轴本体构件；

所述第七关节环罩的两端分别连接所述七轴本体构件和所述末端法兰。

在一个实施例中，还包括末端拉手，所述末端拉手和所述末端法兰固定连接。

上述七轴协作机器人，采用集成一体化关节与本体构件搭建而成，装配方便，维修快捷。上述七轴协作机器人，采用七轴结构，运动姿态丰富，工作效率更高。五轴本体构件、六轴本体构件和七轴本体构件中的至少一个的外表面设有力传感器，用以检测外部对本体构件的作用力，可以及时检测碰撞情况，及时停止，协作能力强，保证七轴协作机器人工作安全，同时为人机协作工作提供了十分安全的必要环境。

附图说明

图1为一实施方式的七轴协作机器人的立体结构示意图；

图2为图1所示的七轴协作机器人的剖面结构示意图；

图3为图1所示的七轴协作机器人的末端法兰处的剖面结构示意图；

图4为一实施方式的七轴本体构件上设有力传感器的剖面结构示意图。

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晰，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。本发明中所说的固定连接，包括直接固定连接和间接固定。

请参考图1、图2和图4，本发明提供一实施方式七轴协作机器人，包括基座1、二轴本体构件3、三轴本体构件6、四轴本体构件8、五轴本体构件11、六轴本体构件13、七轴本体构件16、末端法兰、第一集成一体化关节20、第二集成一体化关节21、第三集成一体化关节22、第四集成一体化关节23、第五集成一体化关节24、第六集成一体化关节25、第七集成一体化关节26和力传感器32。

底座1与第一集成一体化关节20的固定端固定连接，第一集成一体化关节20的输出端与二轴本体构件3的一端固定连接，二轴本体构件3的另一端与第二集成一体化关节21的固定端固定连接，第二集成一体化关节21的输出端与三轴本体构件6的一端固定连接，三轴本体构件6的另一端与第三集成一体化关节22的固定端固定连接，第三集成一体化关节22的输出端与四轴本体构件8的一端固定连接，四轴本体构件8的另一端与第四集成一体化关节23的固定端固定连接，第四集成一体化关节23的输出端与五轴本体构件11的一端固定连接，五轴本体构件11的另一端与第五集成一体化关节24的固定端固定连接，第五集成一体化关节24的输出端与六轴本体构件13的一端固定连接，六轴本体构件13的另一端与第六集成一体化关节25的固定端固定连接，第六集成一体化关节25的输出端与七轴本体构件16的一端固定连接，七轴本体构件16的另一端与第七集成一体化关节26的固定端固定连接，第七集成一体化关节26的输出端与末端法兰18固定连接。

五轴本体构件11、六轴本体构件13和七轴本体构件16中的至少一个的外表面设有力传感器32。

上述七轴协作机器人，采用集成一体化关节与本体构件搭建而成，装配方便，维修快捷。上述七轴协作机器人，采用七轴结构，使得七轴协作机器人运动姿态丰富，工作效率更高。五轴本体构件11、六轴本体构件13和七轴本体构件16中的至少一个的外表面设有力传感器32，用以检测外部对构件的作用力，可以及时检测碰撞情况，通过控制系统，及时停止，协作能力强，保证七轴协作机器人工作安全，同时为人机协作工作提供了十分安全的必要环境。

上述七轴协作机器人，底座1相当于一轴本体构件。

在一个实施例中，底座1、各个本体构件和各个集成一体化关节之间通过螺栓固定连接。

优选的，五轴本体构件11、六轴本体构件13和七轴本体构件16的表面均设有力传感器32。可以在较大工作范围内检测外部对五轴本体构件11、六轴本体构件13和七轴本体构件16的作用力，可以及时检测碰撞情况。

在一个实施例中，五轴本体构件11、六轴本体构件13和七轴本体构件16中的至少一个的外表面涂有弹性橡胶护罩31，力传感器32安装于弹性橡胶护罩32内。使七轴协作机器人与人接触时，手感舒适。优选的，五轴本体构件11、六轴本体构件13和七轴本体构件16中外表面均涂有弹性橡胶护罩31。方便操作人员在不同位置与七轴协作机器人接触。

在一个实施例中，力传感器32为薄膜电容力传感器。薄膜电容力传感器贴覆于五轴本体构件11、六轴本体构件13和七轴本体构件16的外表面。薄膜电容力传感器有高灵敏的力检测功能。

在一个实施例中，请参考图3，末端法兰18内部装有末端板卡29和接口组件，接口组件和末端板卡29连接。通过在末端法兰配置末端板卡29和接口组件，方便末端执行机构的安装和应用。

进一步的，接口组件包括气路接口30和电气接口27。末端法兰18配置多种接口，方便不同末端执行机构的安装和应用。

更进一步的，气路接口30和电气接口27分别设于末端板块29的相对两端。这种设置方便进行气路和电气连接，而不至于气路接口30和电气接口27挤在一起，导致连接不方便。

在图3所示的实施例中气路接口30的数量为两个。

在一个实施例中，末端法兰18上还设有功能按钮28。通过设置功能按钮28可以控制七轴协作机器人的操作。在图3所示的实施例中，功能按钮28的数量为四个。四个功能按钮28分别设于末端板块29的四个角上。

在一个实施例中，七轴协作机器人还包括二轴后盖外罩4、三轴后盖外罩5、四轴后盖外罩9、五轴后盖外罩10、六轴后盖外罩14和七轴后盖外罩15，二轴后盖外罩4安装于二轴本体构件3上，三轴后盖外罩5安装于三轴本体构件6上，四轴后盖外罩9安装于四轴本体构件8上，五轴后盖外罩10安装于五轴本体构件11上，六轴后盖外罩14安装于六轴本体构件13，七轴后盖外罩15安装于七轴本体构件16。通过在各个本体构件上设置后盖外罩，方便对各个本体构件内的集成一体化关节进行安装和检修，便于七轴协作机器人的维修、调试和检测。

在一个实施例中，七轴协作机器人还包括第一关节环罩2、第三关节环罩7、第五关节环罩12和第七关节环罩17。第一关节环罩2的两端分别连接基座1和二轴本体构件3。第三关节环罩7的两端分别连接三轴本体构件6和四轴本体构件8。第五关节环罩12的两端分别连接五轴本体构件11和六轴本体构件13。第七关节环罩17的两端分别连接七轴本体构件16和末端法兰。通过设置第一关节环罩2、第三关节环罩7、第五关节环罩12和第七关节环罩17，可以用于相邻的本体构件的连接处的防尘、防水溅。

在一个实施例中，七轴协作机器人还包括末端拉手19，末端拉手19和末端法兰18固定连接。通过设置末端拉手19便于握住七轴协作机器人末端，进行操作。

上述七轴协作机器人，采用集成一体化关节与本体构件搭建而成，装配方便，维修快捷。采用七轴结构，使得七轴协作机器人运动姿态丰富，工作效率更高。七轴协作机器人末端配置多种接口，方便末端执行机构的安装和应用。应用弹性橡胶护罩31，使七轴协作机器人与人接触时，手感舒适。内部的薄膜电容力传感器32有高灵敏的力检测功能，可以及时检测碰撞情况，通过控制系统，及时停止，保证七轴协作机器人工作安全，同时为人机协作工作提供了十分安全的必要环境。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种七轴协作机器人，其特征在于，包括基座、二轴本体构件、三轴本体构件、四轴本体构件、五轴本体构件、六轴本体构件、七轴本体构件、末端法兰、第一集成一体化关节、第二集成一体化关节、第三集成一体化关节、第四集成一体化关节、第五集成一体化关节、第六集成一体化关节、第七集成一体化关节和力传感器；

所述基座与所述第一集成一体化关节的固定端固定连接，所述第一集成一体化关节的输出端与所述二轴本体构件的一端固定连接，所述二轴本体构件的另一端与所述第二集成一体化关节的固定端固定连接，所述第二集成一体化关节的输出端与所述三轴本体构件的一端固定连接，所述三轴本体构件的另一端与所述第三集成一体化关节的固定端固定连接，所述第三集成一体化关节的输出端与所述四轴本体构件的一端固定连接，所述四轴本体构件的另一端与所述第四集成一体化关节的固定端固定连接，所述第四集成一体化关节的输出端与所述五轴本体构件的一端固定连接，所述五轴本体构件的另一端与所述第五集成一体化关节的固定端固定连接，所述第五集成一体化关节的输出端与六轴本体构件的一端固定连接，所述六轴本体构件的另一端与所述第六集成一体化关节的固定端固定连接，所述第六集成一体化关节的输出端与所述七轴本体构件的一端固定连接，所述七轴本体构件的另一端与所述第七集成一体化关节的固定端固定连接，所述第七集成一体化关节的输出端与末端法兰固定连接；

所述五轴本体构件、所述六轴本体构件和所述七轴本体构件中的至少一个的外表面设有所述力传感器；所述五轴本体构件、所述六轴本体构件和所述七轴本体构件中的至少一个的外表面涂有弹性橡胶护罩，所述力传感器安装于所述弹性橡胶护罩内；

所述机器人还包括第一关节环罩、第三关节环罩、第五关节环罩和第七关节环罩；

所述第一关节环罩的两端分别连接所述基座和所述二轴本体构件；

所述第三关节环罩的两端分别连接所述三轴本体构件和所述四轴本体构件；

所述第五关节环罩的两端分别连接所述五轴本体构件和所述六轴本体构件；

所述第七关节环罩的两端分别连接所述七轴本体构件和所述末端法兰。

2.如权利要求1所述的七轴协作机器人，其特征在于，所述力传感器为薄膜电容力传感器。

3.如权利要求1所述的七轴协作机器人，其特征在于，所述末端法兰内部装有末端板卡和接口组件，所述接口组件和所述末端板卡连接。

4.如权利要求3所述的七轴协作机器人，其特征在于，所述末端法兰上还设有功能按钮。

5.如权利要求4所述的七轴协作机器人，其特征在于，所述接口组件包括气路接口和电气接口。

6.如权利要求5所述的七轴协作机器人，其特征在于，所述气路接口和所述电气接口分别设于所述末端板卡的相对两端。

7.如权利要求1所述的七轴协作机器人，其特征在于，还包括二轴后盖外罩、三轴后盖外罩、四轴后盖外罩、五轴后盖外罩、六轴后盖外罩和七轴后盖外罩，所述二轴后盖外罩安装于所述二轴本体构件上，所述三轴后盖外罩安装于所述三轴本体构件上，所述四轴后盖外罩安装于所述四轴本体构件上，所述五轴后盖外罩安装于所述五轴本体构件上，所述六轴后盖外罩安装于所述六轴本体构件，所述七轴后盖外罩安装于所述七轴本体构件。

8.如权利要求1所述的七轴协作机器人，其特征在于，还包括末端拉手，所述末端拉手和所述末端法兰固定连接。