CN220030287U - 一种机器人双臂结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人双臂结构，包括支撑组件、手臂组件，支撑组件包括底座、设置在底座顶部的支撑件，手臂组件对称设置在支撑件两端，其包括肩关节件、第一机械臂及第二机械臂，肩关节件的一端连接在支撑件的端部，肩关节件可相对支撑件绕第一方向转动，第一方向与水平面的夹角为10～15°，第一机械臂的一端与肩关节件的另一端连接，第一机械臂可绕第二方向转动，第二机械臂的一端与第一机械臂的另一端连接，第二机械臂可绕第三方向转动。本实用新型的机器人双臂结构具有六个自由度，通过将肩关节件的轴线设置为与水平面呈10～15°的夹角，解决了机器人双臂结构肩部的耦合问题，可实现任意位姿抓取，提升了灵活程度，减少了运动时的惯性，结构简单。

Description

一种机器人双臂结构及机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人双臂结构及机器人。

背景技术

随着科学技术的发展和人类生活水平的提高，机器人制造技术越来越成熟，且越来越多的工作正在由机器人完成。双臂协作机器人是一种常见的服务型机器人，其继承了单臂机器人的自动化优点，并且具有高自律性和学习性，环境适应性强。双臂协作机器人的双臂在一定范围内可进行协调工作，相对于单臂机器人可大大增强对复杂装配任务的适应性，同时可提高工作空间的利用效率，双臂协作机器人可在工业生产、危险处理、国防、航天航空等领域进行推广应用。

由于双臂协作机器人的双臂机构并不是两个机械臂的简单组合，两个机械臂除了各自要实现控制目标外，还需要满足相互之间的协调控制以及对环境的适应性，这使得双臂协作机器人操作的复杂性大大增加，这种高复杂性使得双臂协作机器人需要更先进的集成系统和控制方法，而目前双臂协作机器人所采用的高精度传感器和控制器导致其造价过高。此外，目前常见的自由度较少的双臂机构无法完成多位姿下的运动，而自由度过多的机器人则会产生体积臃肿、机构设计冗余、机构设计不合理等问题，导致其整体结构过于复杂，无法实现批量化生产。

发明内容

本实用新型的一个目的是提供一种机器人双臂结构。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种机器人双臂结构，包括：

支撑组件：所述的支撑组件包括底座、支撑件，所述的支撑件设置在所述的底座的顶部；

手臂组件：所述的手臂组件对称设置在所述的支撑件的两端，所述的手臂组件包括肩关节件、第一机械臂以及第二机械臂，所述的肩关节件的一端连接在所述的支撑件的端部，且所述的肩关节件可相对所述的支撑件绕第一方向转动，所述的第一方向与水平面的夹角为10～15°，所述的第一机械臂的一端与所述的肩关节件的另一端连接，且所述的第一机械臂可相对所述的肩关节件绕第二方向转动，所述的第二机械臂的一端与所述的第一机械臂的另一端连接，且所述的第二机械臂可相对所述的第一机械臂绕第三方向转动。

优选地，所述的支撑件的端部设置有第一舵机，所述的第一舵机的舵盘与所述的肩关节件的一端连接，且所述的第一舵机的舵盘的轴线沿第一方向延伸，使所述的第一舵机的舵盘可绕所述的第一方向转动。

优选地，所述的第一机械臂的一端设置有第二舵机，所述的第二舵机的舵盘与所述的肩关节件的另一端连接，且所述的第二舵机的舵盘可绕所述的第二方向转动。

进一步优选地，所述的第一机械臂包括一对臂板，一对所述的臂板分别设置在所述的第二舵机的相对两侧。

优选地，所述的第一机械臂的另一端设置有第三舵机，所述的第三舵机的舵盘与所述的第二机械臂的一端连接，且所述的第三舵机的舵盘可绕所述的第三方向转动。

优选地，所述的手臂组件还包括机械手，所述的机械手与所述的第二机械臂的另一端可转动地连接。

进一步优选地，所述的机械手的轴线与所述的第二机械臂的轴线相互重合。

优选地，所述的底座包括底板、连接杆，所述的连接杆的一端设置在所述的底板上，所述的连接杆的另一端与所述的支撑件连接，且所述的连接杆、支撑件的轴线相互垂直。

进一步优选地，所述的连接杆的另一端固定连接在所述的支撑件的中部。

本实用新型的另一个目的是提供一种机器人，特别是一种服务型机器人。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种机器人，所述的机器人包括所述的机器人双臂结构。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型中每侧的手臂组件均具有三个自由度，使得机器人双臂结构具有六个自由度，并通过将肩关节件的轴线设置为与水平面呈10～15°的夹角，解决了机器人双臂结构肩部的耦合问题，可实现任意位姿的抓取，提升了灵活程度，便于完成精巧复杂的任务，减少了机器人双臂结构运动时的惯性，且整体结构简单、安装紧凑，手臂组件具备较好的互换性，降低了成本，实用性好。

附图说明

附图1为本实施例的机器人双臂结构的立体示意图；

附图2为本实施例的机器人双臂结构去除支撑件后的立体示意图；

附图3为本实施例的手臂组件的立体示意图；

附图4为本实施例的第一机械臂的立体分解示意图。

以上附图中：

1、支撑组件11、底座；111、底板；112、连接杆；12、支撑件；2、手臂组件；21、第一机械臂；210、臂板；2101、支承部；2102、连接部；22、第二机械臂；23、机械手；31、第一舵机；32、第二舵机；33、第三舵机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种机器人双臂结构，如图1所示，包括支撑组件1、手臂组件2，手臂组件2设置有一对，一对手臂组件2对称设置在支撑组件1两侧，且手臂组件2可相对支撑组件1转动。该机器人双臂结构可应用于机器人上，特别是可应用于服务型机器人上。

以下具体对机器人双臂结构的各个部件及其连接关系做详细介绍：

支撑组件1包括底座11、支撑件12，支撑件12设置在底座11的顶部。具体而言：如图1所示，底座11包括底板111、连接杆112，连接杆112的一端设置在底板111上，连接杆112的另一端与支撑件12连接，且连接杆112和支撑件12的轴线相互垂直，即支撑件12沿水平方向延伸，连接杆112沿竖直方向延伸，且连接杆112的另一端固定连接在支撑件12的中部。

如图2和图3所示，手臂组件2包括肩关节件、第一机械臂21、第二机械臂22以及机械手23，肩关节件的一端与支撑件12的端部连接，第一机械臂21的一端与肩关节件的另一端连接，第二机械臂22的一端与第一机械臂21的另一端连接，机械手23与第二机械臂22的另一端连接。

具体而言：

如图1和图2所示，肩关节件的一端与支撑件12的端部可转动地连接，即肩关节件可相对支撑件12绕第一方向转动，具体地：支撑件12的端部设置有第一舵机31，第一舵机31的舵盘与肩关节件的一端连接，且第一舵机31的舵盘的轴线沿第一方向延伸，即第一舵机31的舵盘可绕第一方向转动，带动肩关节件相对支撑件12绕第一方向转动；第一方向与水平面的夹角为，取10～15°。在本实施例中：支撑件12的端部开设有空腔，第一舵机31设置在该空腔内，且第一舵机31的舵盘伸出至空腔外。

如图3和图4所示，第一机械臂21的一端与肩关节件的另一端可转动地连接，即第一机械臂21可相对肩关节件绕第二方向转动，具体地：第一机械臂21的一端设置有第二舵机32，第二舵机32的舵盘与肩关节件的另一端连接，且第二舵机32的舵盘可绕第二方向转动；第一机械臂21具体包括一对臂板210，一对臂板210分别设置在第二舵机32的相对两侧，即一对臂板210可将第二舵机32覆盖防止其外露。

如图4所示，臂板210具体包括支承部2101、连接部2102，支承部2101呈长条状，连接部2102设置有两个，且两个连接部2102分别连接在支承部2102的两端，连接部2102呈圆形；优选地，支承部2101和连接部2102一体成型制成，以保证臂板210的整体强度；位于臂板210一端的连接部2102连接在第二舵机32的侧部。

如图3和图4所示，第二机械臂22的一端与第一机械臂21的另一端可转动地连接，即第二机械臂22可相对第一机械臂21绕第三方向转动，具体地：第一机械臂21的另一端设置有第三舵机33，第三舵机33的舵盘与第二机械臂22的一端连接，且第三舵机33的舵盘可绕第三方向转动；第一机械臂21的一对臂板210分别连接在第三舵机33的相对两侧，即位于臂板210另一端的连接部2102连接在第三舵机33侧部，一对臂板210可将第三舵机33覆盖防止其外露。

如图3所示，机械手23与第二机械臂22的另一端可转动地连接，且机械手23的轴线与第二机械臂22的轴线相互重合，也就是说，机械手23可绕第二机械臂22的轴线转动。在一些实施例中，可在第二机械臂22的另一端设置第四舵机，第四舵机的舵盘与机械手23连接，以实现机械手23的转动。

本实用新型通过肩关节件、第一机械臂21、第二机械臂22、机械手23构成了手臂组件2，且手臂组件2的各个部件之间通过第一舵机31、第二舵机32以及第三舵机33等连接，通过各个舵机的转动可实现模拟手臂动作，使得手臂组件2至少包含三个自由度，机器人双臂结构至少具有六个自由度，结构简单、动作高效；并通过将肩关节件的轴线设置为与水平面呈10～15°的夹角，解决了机器人双臂结构肩部的耦合问题，可实现任意位姿的抓取，提升了灵活程度，便于完成精巧复杂的任务。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人双臂结构，其特征在于：包括：

支撑组件：所述的支撑组件包括底座、支撑件，所述的支撑件设置在所述的底座的顶部；

手臂组件：所述的手臂组件对称设置在所述的支撑件的两端，所述的手臂组件包括肩关节件、第一机械臂以及第二机械臂，所述的肩关节件的一端连接在所述的支撑件的端部，且所述的肩关节件可相对所述的支撑件绕第一方向转动，所述的第一方向与水平面的夹角为10～15°，所述的第一机械臂的一端与所述的肩关节件的另一端连接，且所述的第一机械臂可相对所述的肩关节件绕第二方向转动，所述的第二机械臂的一端与所述的第一机械臂的另一端连接，且所述的第二机械臂可相对所述的第一机械臂绕第三方向转动。

2.根据权利要求1所述的机器人双臂结构，其特征在于：所述的支撑件的端部设置有第一舵机，所述的第一舵机的舵盘与所述的肩关节件的一端连接，且所述的第一舵机的舵盘的轴线沿第一方向延伸，使所述的第一舵机的舵盘可绕所述的第一方向转动。

3.根据权利要求1所述的机器人双臂结构，其特征在于：所述的第一机械臂的一端设置有第二舵机，所述的第二舵机的舵盘与所述的肩关节件的另一端连接，且所述的第二舵机的舵盘可绕所述的第二方向转动。

4.根据权利要求3所述的机器人双臂结构，其特征在于：所述的第一机械臂包括一对臂板，一对所述的臂板分别设置在所述的第二舵机的相对两侧。

5.根据权利要求1所述的机器人双臂结构，其特征在于：所述的第一机械臂的另一端设置有第三舵机，所述的第三舵机的舵盘与所述的第二机械臂的一端连接，且所述的第三舵机的舵盘可绕所述的第三方向转动。

6.根据权利要求1所述的机器人双臂结构，其特征在于：所述的手臂组件还包括机械手，所述的机械手与所述的第二机械臂的另一端可转动地连接。

7.根据权利要求6所述的机器人双臂结构，其特征在于：所述的机械手的轴线与所述的第二机械臂的轴线相互重合。

8.根据权利要求1所述的机器人双臂结构，其特征在于：所述的底座包括底板、连接杆，所述的连接杆的一端设置在所述的底板上，所述的连接杆的另一端与所述的支撑件连接，且所述的连接杆、支撑件的轴线相互垂直。

9.根据权利要求8所述的机器人双臂结构，其特征在于：所述的连接杆的另一端固定连接在所述的支撑件的中部。

10.一种机器人，其特征在于：所述的机器人包括权利要求1至9中任意一项权利要求所述的机器人双臂结构。