CN207841320U - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人，包括基座、大臂、移动臂、小臂、腕部、输出臂，大臂安装在基座上且绕第一转动轴转动，大臂包括与底板、顶板、至少两根立柱；移动臂安装在相邻的两根立柱上，且沿垂直于大臂的方向延伸，做远离或靠近基座的移动；小臂安装在移动臂底侧且沿平行于移动臂的方向延伸，绕第二转动轴转动；腕部安装在小臂的端部且沿平行于小臂的方向延伸，腕部绕第三转动轴转动；输出臂安装在腕部的底侧且沿垂直于腕部的方向延伸，输出臂绕第四转动轴转动，第一转动轴与立柱平行，第二转动轴、第四转动轴平行于第一转动轴，第三转动轴垂直于第一转动轴，具有较小的质量，结构合理，安装灵活，且具有较高的末端定位精度。

Description

一种机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种具有五自由度的机器人。

背景技术

现有机器人设置有不同数量的自由度以适用不同工作要求，其中应用较为广泛的是具有五个自由度的机器人，该种类机器人因为具有较多的关节故自身质量较大，运输安装困难，同时现有五自由度机器人在具有移动自由度时，往往具有较重的移送质量，从而需要更大的动力，以及导致移动精度不高使所述机器人末端定位精度较差。

有鉴于此，有必要提供一种改进的机器人，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机器人，轻便，结构合理，安装灵活，且具有较高的末端定位精度，工作空间大，适用性强，具有较小的移动质量。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种机器人，包括基座；大臂，所述大臂安装在所述基座上且绕第一转动轴相对于所述基座转动，所述大臂包括与底板、顶板、位于所述底板和所述顶板之间的间隔设置的至少两根立柱，所述基座位于所述底板背离所述顶板的一侧；移动臂，所述移动臂安装在相邻的两根立柱上，且沿垂直于所述大臂的方向延伸，所述移动臂在所述大臂上做远离或靠近所述基座的移动；小臂，所述小臂安装在所述移动臂远离所述大臂的底侧且沿平行于所述移动臂的方向延伸，所述小臂绕第二转动轴相对于所述移动臂转动；腕部，所述腕部安装在所述小臂背离所述大臂的端部且沿平行于所述小臂的方向延伸，所述腕部绕第三转动轴相对所述小臂旋转；输出臂，所述输出臂安装在所述腕部远离所述小臂的底侧且沿垂直于所述腕部的方向延伸，所述输出臂绕第四转动轴相对于所述腕部转动，所述第一转动轴与所述立柱平行，所述第二转动轴、第四转动轴平行于所述第一转动轴，所述第三转动轴垂直于所述第一转动轴。

作为本实用新型的进一步改进，所述基座上设有与所述基座固定的第一凸块，所述第一凸块呈圆环形，所述第一凸块的外壁凹陷形成有第一环形槽；所述底板的底侧设有与所述大臂固定的第二凸块、与所述第二凸块背离所述底板的一侧相固定的第三凸块，所述第二凸块与所述第三凸块都呈圆环形，所述第二凸块的内径不小于所述第一凸块的外径，所述第二凸块的厚度不小于所述第一凸块背离所述基座的侧面到第一环形槽的距离，所述第三凸块的内径不小于所述环形槽的直径且小于所述第一凸块的外径，所述第三凸块的厚度不大于所述第一环形槽的宽度。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人还包括第一转动机构，所述第一转动机构包括与所述基座固定的第一内齿轮、与所述底板固定的第一RV减速机、与所述第一RV减速机的输入轴相连的第一电机、与所述第一RV减速机的输出轴固定相连且朝向所述基座凸伸入所述第一内齿轮中以与所述第一内齿轮啮合的第一外齿轮，所述第一内齿轮位于所述第一凸块内环中。

作为本实用新型的进一步改进，相邻的两根所述立柱垂直于所述基座的同一侧面上凸伸有两条平行的导轨，所述导轨朝向所述基座延伸，所述移动臂靠近所述大臂的一侧设有与所述移动臂固定的滑板，所述滑板背离所述移动臂的一侧设有两条分别对应所述导轨安装的滑槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人包括平动机构，所述平动机构包括固定在所述顶板背离所述底板一侧的第一行星减速机、与所述第一行星减速机的输入轴相连的伺服电机、与所述第一行星减速机的输出轴固定相连且朝向基座延伸的丝杆，所述滑板背离所述移动臂的一侧固定有与所述丝杆配合的螺母。

作为本实用新型的进一步改进，所述移动臂远离所述大臂的底侧上固定有第四凸块，所述第四凸块为环形；所述小臂背离所述基座的侧面上固定有第五凸块，所述第五凸块为环形，所述第五凸块的外径等于所述第四凸块的内径，所述第四凸块的内壁设有向内凹陷的第一凹槽，所述第五凸块外壁设有向内凹陷的第二凹槽，位于所述第一凹槽和所述第二凹槽内安装有若干滚珠。

作为本实用新型的进一步改进，所述第五凸块的内壁设有第二内齿形，所述机器人包括第二转动机构，所述第二转动机构包括固定在所述移动臂上的第二行星减速机、与所述第二行星减速机的输入轴相连的第二电机、与第二所述行星减速机的输出轴相连凸伸入所述第二内齿形中以与所述第二内齿形啮合的第二外齿轮。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人包括所述机器人包括第三转动机构，所述第三转动机构包括固定在所述小臂上的第二RV减速机、与所述第二RV减速机的输入轴相连的第三电机，所述第二RV减速机的输出轴与所述腕部相固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述机器人包括第四转动机构，所述第四转动机构包括与所述腕部固定的第四电机、与所述第四电机的输出轴固定连接的第一锥齿轮、与所述锥齿轮啮合的第二锥齿轮、输入轴与所述第二锥齿轮固定的第三RV减速机，所述第二锥齿轮位于所述第一锥齿轮的底部且与所述第一锥齿轮垂直，所述第三RV减速机固定在所述腕部上，所述输出臂与所述第三RV减速机的输出轴固定。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的的机器人具有较轻的质量，更为轻便，灵活度更高，具有五个自由度，结构合理，且具有较高的末端定位精度，所述移动臂带动所述小臂和腕部和所述输出臂在所述大臂上移动，不仅具有更大的定位空间，还具有较轻的移动质量，移动更为方便快捷，且需要更小的动力，节省成本。

附图说明

图1是本实用新型机器人的结构示意图；

图2是图1所示机器人的另一角度的结构示意图；

图3是图1所示机器人的正视图；

图4是图1所示机器人沿A-A方向的剖视图；

图5是图4中的B处局部放大图；

图6是图4中的C处局部放大图；

图7是图4中的D处局部放大图；

图8是图1所示机器人的滑板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1至图8所示，本实用新型的一种机器人100，包括基座1、大臂2、移动臂3、小臂4、腕部5、输出臂6、实现所述大臂2相对所述基座1转动的第一转动机构7、实现所述移动臂3相对所述大臂2移动的平动机构8、实现所述小臂4相对所述移动臂3转动的第二转动机构9、实现所述腕部5相对所述小臂4转动的第三转动机构10、实现所述输出臂6相对所述腕部5转动的第四转动机构11。

所述基座1相对于地面固定或者安装在其他移动平台上。优选的，所述基座1为中空结构，以减轻所述基座1的重量，以使所述机器人100更轻便。

所述大臂2安装在所述基座1上且绕所述第一转动轴相对所述基座1转动，所述大臂2包括底板23、顶板24、位于所述底板23和所述顶板24之间的间隔设置的至少两根立柱25，该大臂2结构稳定且具有较轻的质量，以使所述机器人100更为轻便。本实用新型具有四根立柱25，呈矩形分布。所述基座1位于所述底板23背离所述所述顶板24的一侧。所述第一转定轴平行于所述立柱25。

所述基座1上设有与所述基座1固定的第一凸块110，所述第一凸块110呈圆环形，所述第一凸块110的外壁凹陷形成有第一环形槽1101。所述底板23的底侧设有与所述底板23固定的第二凸块21、与所述第二凸块21背离所述底板23的一侧相固定的第三凸块22，所述第二凸块21与所述第三凸块22都呈圆环形。所述第二凸块21的内径不小于所述第一凸块110的外径，所述第二凸块21的厚度不小于所述第一凸块110背离所述基座1的侧面到第一环形槽1101的距离。所述第三凸块22的内径不小于所述第一环形槽1101的直径且小于所述第一凸块110的外径，所述第三凸块22的厚度不大于所述第一环形槽1101的宽度。安装完成后，所述第三凸块22容置在所述第一环形槽1101内，以实现所述大臂2与所述基座1的转动连接。优选的，所述第二凸块21的内壁和所述第一环形槽1101之间还安装有滚珠，更好的实现所述大臂2与所述基座1的转动。所述第一转动轴为所述第一凸块110的中心轴。

所述第一转动机构7包括与所述基座1固定的第一内齿轮71、所述第一内齿轮71位于所述第一凸块110内环中，所述第一内齿轮71的中心轴与所述第一凸块110的中心轴重合。所述第一转动机构7还包括与所述底板23固定的第一RV减速机72、与所述第一RV减速机72的输入轴相连的第一电机73、与所述第一RV减速机72的输出轴固定相连且朝向所述基座1凸伸入所述第一内齿轮71中以与所述第一内齿轮71啮合的第一外齿轮74。具体的，所述第一RV减速机72的输入轴位于所述底板23靠近所述立柱25的一侧，所述第一RV减速机72的输出轴位于所述底板23背离所述立柱25的一侧，故所述第一电机73位于所述底板23靠近所述立柱25的一侧。

所述第一电机73转动带动所述第一RV减速机72的输入轴转动，所述第一RV减速机72的输出轴带动所述第一外齿轮74转动。因所述第一外齿轮74与所述第一内齿轮71始终啮合且所述第一内齿轮71固定，故所述第一外齿轮74的整体绕所述第一内齿轮71的中心轴旋转以带动所述大臂2相对所述基座1转动，以使所述大臂2与所述基座1之间具有第一转动自由度。

所述移动臂3安装在相邻的两根所述立柱25上沿垂直于所述大臂2的方向延伸，所述移动臂3在所述大臂2上做远离或靠近所述基座1的移动。

相邻的两根所述立柱25垂直于所述基座1的同一侧面上凸伸有两条平行的导轨26，所述导轨26朝向所述基座1延伸。具体的，所述导轨26位于两根所述立柱25上。所述移动臂3靠近所述大臂2的一侧设有与所述移动臂3固定的滑板31，所述滑板31背离所述移动臂3的一侧设有两条分别对应所述导轨26安装的滑槽32。所述移动臂3与所述大臂2通过所述导轨26和所述滑板31上的滑槽32配合安装实现移动连接，所述滑板31带动所述移动臂3沿所述导轨26座远离或靠近所述基座1的运动。

所述平动机构8包括固定在所述顶板24背离所述底板23一侧的第一行星减速机81、与所述第一行星减速机81的输入轴相连的伺服电机82、与所述第一行星减速机81的输出轴固定相连且朝向基座1延伸的丝杆83，所述滑板31背离所述移动臂3的一侧固定有与所述丝杆83配合的螺母33。具体的，第一行星减速机81的输入轴位于所述顶板24背离所述立柱25的一侧，第一行星减速机81的输出轴位于所述顶板24靠近所述立柱25的一侧，故所述伺服电机82位于所述顶板24背离所述立柱25的一侧。

所述伺服电机82带动所述第一行星减速机81的输入轴转动，所述第一行星减速机81的输出轴带动所述丝杆83转动，所述丝杠转动带动所述螺母33沿所述丝杆83朝向或背离所述基座1移动，所述螺母33带动所述滑板31从而带动所述移动臂3运动，以实现移动臂3在所述大臂2上做远离或靠近所述基座1的移动，从而在所述移动臂3和所述大臂2之间设置移动自由度。

所述移动臂3具有移动臂空腔，为中空结构，以减轻所述移动臂3的质量，使所述机器人100更为轻便。

所述小臂4安装在所述移动臂3远离所述大臂2的底侧且沿平行于所述移动臂3的方向延伸，所述小臂4绕第二转动轴相对于所述移动臂3转动，所述第二转动轴平行于所述第一转动轴。

所述移动臂3远离所述大臂2的底侧上固定有第四凸块34，所述第四凸块34为环形；所述小臂4背离所述基座1的侧面上固定有第五凸块41，所述第五凸块41为环形，所述第五凸块41的外径等于所述第四凸块34的内径，所述第四凸块34的内壁设有向内凹陷的第一凹槽341，所述第五凸块41外壁设有向内凹陷的第二凹槽411，位于所述第一凹槽341和所述第二凹槽411内安装有若干滚珠，以使所述第五凸块41与所述第四凸块34转动连接，从而实现所述小臂4与所述移动臂3的转动连接。

所述第五凸块41内壁设有第二内齿形，所述第五凸块41实际为第二内齿轮。所述第二转动机构9包括固定在所述移动臂3上的第二行星减速机91、与所述第二行星减速机91的输入轴相连的第二电机92、与第二所述行星减速机的输出轴相连凸伸入所述第二内齿形中以与所述第二内齿形啮合的第二外齿轮93。具体的，所述第二行星减速机91与所述移动臂3固定，所述第二行星减速机91的输入轴位于所述移动臂3移动臂空腔内，所述第二行星减速机91的输出轴位于所述移动臂3的外侧且位于所述移动臂3的底侧。所述第二电机92的输出轴与所述第二行星减速机91的输入轴相连，所述第二电机92部分容置在所述移动臂3空腔内，部分凸伸出所述移动臂3的顶侧。

所述第二电机92带动所述第二行星减速机91的输入轴转动，所述第二行星减速机91的输出轴带动所述第二外齿轮93转动，所述第二外齿轮93则绕所述第二内齿轮的中心轴相对所述第二内齿轮旋转，因所述第二外齿轮93相对所述移动臂3固定相连，所述第二内齿轮相对所述移动臂3转动相连，故所述第二外齿轮93转动时带动所述第二内齿轮绕第二内齿轮的中心轴相对所述移动臂3转动，同时所述第二内齿轮带动所述小臂4相对所述移动臂3转动。以使所述小臂4与所述移动之间具有第二转动自由度。

所述小臂4具有小臂空腔，为中空结构，以减轻所述质量，以使所述机器人100更为轻便，转动更为灵活。

所述腕部5安装在所述小臂4背离所述大臂2的端部且沿平行于所述小臂4的方向延伸，所述腕部5绕第三转动轴相对所述小臂4旋转。所述第三转动轴垂直于所述第一转动轴。

第三转动机构10包括固定在所述小臂4上的第二RV减速机101、与所述第二RV减速机101的输入轴相连的第三电机102，所述第二RV减速机101的输出轴与所述腕部5相固定。所述第二RV减速机101的固定在所述小臂空腔内，所述第二RV减速机101的输入轴位于所述小臂空腔内，所述第三电机102位于所述小臂空腔内于所述第二RV减速机101的输入轴相连，所述第二RV减速机101的输出轴凸伸出所述小臂4位于外侧，且所述第二RV减速机101的输出轴位于所述小臂4背离所述大臂2的端部的中心。第二RV减速机101的输出轴与所述腕部5朝向所述大臂2的端部的中心相固定。

所述第三电机102转动带动所述第二RV减速机101的输入轴转动，所述第二RV减速机101的输出轴带动所述腕部5转动，以使所述腕部5与所述小臂4之间具有第三转动自由度，结构简单可靠，所述第三转动轴为所述第二RV减速机101的输出轴的中心轴。

所述腕部5具有腕部空腔，为中空结构，以减轻所述腕部5的质量，以减轻质量。

所述输出臂6安装在所述腕部5远离所述小臂4的底侧且沿垂直于所述腕部5的方向延伸，所述输出臂6绕第四转动轴相对于所述腕部5转动，所述第四转动轴平行于所述第一转动轴。

所述第四转动机构11包括与所述腕部5固定的第四电机111、与所述第四电机111的输出轴固定连接的第一锥齿轮112、与所述第一锥齿轮112啮合的第二锥齿轮113、输入轴与所述第二锥齿轮113固定的第三RV减速机114，所述第二锥齿轮113位于所述第一锥齿轮112的底部且与所述第一锥齿轮112垂直，所述第三RV减速机114固定在所述腕部5上，所述输出臂6与所述第三RV减速机114的输出轴固定。所述第四电机111、与所述第四电机111的输出轴固定连接的第一锥齿轮112、与所述锥齿轮啮合的第二锥齿轮113均位于所述腕部空腔内，所述第三RV减速机114的输入轴位于所述腕部空腔内，所述第三RV减速机114的输出轴位于所述腕部5外侧以与所述输出臂6。

所述第四电机111转动带动所述第一锥齿轮112转动，所述第一锥齿轮112带动所述第二锥齿轮113转动，所述第二锥齿轮113带动所述第三RV减速机114的输入轴转动，所述第三RV减速机114的输出轴带动所述输出臂6转动，从而使所述输出臂6与所述腕部5之间具有第四转动自由度，所述第四转动轴为所述第三RV减速机114的输出轴的中心轴。

所述输出臂6为实现抓取、搬运、装配的执行机构。

综上所述，本实用新型的机器人100具有较轻的质量，更为轻便，灵活度更高，具有五个自由度，结构合理，且具有较高的末端定位精度，工作空间大，适用性强，所述移动臂3带动所述小臂4和腕部5和所述输出臂6在所述大臂2上移动，具有较轻的移动质量，移动更为方便快捷，且需要更小的动力，节省成本；所述机器人100根据所需设置有3个RV减速机和2个行星减速机，分配更为合理，节省成本。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种机器人，其特征在于：包括

基座；

大臂，所述大臂安装在所述基座上且绕第一转动轴相对于所述基座转动，所述大臂包括与底板、顶板、位于所述底板和所述顶板之间的间隔设置的至少两根立柱，所述基座位于所述底板背离所述顶板的一侧；

移动臂，所述移动臂安装在相邻的两根立柱上，且沿垂直于所述大臂的方向延伸，所述移动臂在所述大臂上做远离或靠近所述基座的移动；

小臂，所述小臂安装在所述移动臂远离所述大臂的底侧且沿平行于所述移动臂的方向延伸，所述小臂绕第二转动轴相对于所述移动臂转动；

腕部，所述腕部安装在所述小臂背离所述大臂的端部且沿平行于所述小臂的方向延伸，所述腕部绕第三转动轴相对所述小臂转动；

输出臂，所述输出臂安装在所述腕部远离所述小臂的底侧且沿垂直于所述腕部的方向延伸，所述输出臂绕第四转动轴相对于所述腕部转动，

所述第一转动轴与所述立柱平行，所述第二转动轴、第四转动轴平行于所述第一转动轴，所述第三转动轴垂直于所述第一转动轴。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述基座上设有与所述基座固定的第一凸块，所述第一凸块呈圆环形，所述第一凸块的外壁凹陷形成有第一环形槽；所述底板的底侧设有与所述底板固定的第二凸块、与所述第二凸块背离所述底板的一侧相固定的第三凸块，所述第二凸块与所述第三凸块都呈圆环形，所述第二凸块的内径不小于所述第一凸块的外径，所述第二凸块的厚度不小于所述第一凸块背离所述基座的侧面到第一环形槽的距离，所述第三凸块的内径不小于所述环形槽的直径且小于所述第一凸块的外径，所述第三凸块的厚度不大于所述第一环形槽的宽度。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：所述机器人还包括第一转动机构，所述第一转动机构包括与所述基座固定的第一内齿轮、与所述底板固定的第一RV减速机、与所述第一RV减速机的输入轴相连的第一电机、与所述第一RV减速机的输出轴固定相连且朝向所述基座凸伸入所述第一内齿轮中以与所述第一内齿轮啮合的第一外齿轮，所述第一内齿轮位于所述第一凸块内环中。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：相邻的两根所述立柱垂直于所述基座的同一侧面上凸伸有两条平行的导轨，所述导轨朝向所述基座延伸，所述移动臂靠近所述大臂的一侧设有与所述移动臂固定的滑板，所述滑板背离所述移动臂的一侧设有两条分别对应所述导轨安装的滑槽。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于：所述机器人包括平动机构，所述平动机构包括固定在所述顶板背离所述底板一侧的第一行星减速机、与所述第一行星减速机的输入轴相连的伺服电机、与所述第一行星减速机的输出轴固定相连且朝向基座延伸的丝杆，所述滑板背离所述移动臂的一侧固定有与所述丝杆配合的螺母。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述移动臂远离所述大臂的底侧上固定有第四凸块，所述第四凸块为环形；所述小臂背离所述基座的侧面上固定有第五凸块，所述第五凸块为环形，所述第五凸块的外径等于所述第四凸块的内径，所述第四凸块的内壁设有向内凹陷的第一凹槽，所述第五凸块外壁设有向内凹陷的第二凹槽，位于所述第一凹槽和所述第二凹槽内安装有若干滚珠。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于：所述第五凸块的内壁设有第二内齿形，所述机器人包括第二转动机构，所述第二转动机构包括固定在所述移动臂上的第二行星减速机、与所述第二行星减速机的输入轴相连的第二电机、与第二所述行星减速机的输出轴相连凸伸入所述第二内齿形中以与所述第二内齿形啮合的第二外齿轮。

8.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述机器人包括第三转动机构，所述第三转动机构包括固定在所述小臂上的第二RV减速机、与所述第二RV减速机的输入轴相连的第三电机，所述第二RV减速机的输出轴与所述腕部相固定。

9.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述机器人包括第四转动机构，所述第四转动机构包括与所述腕部固定的第四电机、与所述第四电机的输出轴固定连接的第一锥齿轮、与所述锥齿轮啮合的第二锥齿轮、输入轴与所述第二锥齿轮固定的第三RV减速机，所述第二锥齿轮位于所述第一锥齿轮的底部且与所述第一锥齿轮垂直，所述第三RV减速机固定在所述腕部上，所述输出臂与所述第三RV减速机的输出轴固定。