WO2019037364A1 - 机器人连接臂及具有其的机器人 - Google Patents

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arm
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connecting arm
rib
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刘志昌
赵健
叶俊奇
汤易升
邓敏
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珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm

Definitions

  • the present invention relates to the field of robots, and in particular to a robot connecting arm and a robot having the same.
  • the prior art robot has a connecting arm that connects the base and the moving member, and the connecting arm adopts a flat-like structure.
  • the arms of the flat structure have the same width at both ends, and the center of gravity is at the intermediate point.
  • the connecting arm has a large moment of inertia and is easily deformed to cause an error during operation.
  • the invention aims to provide a robot connecting arm and a robot therewith, which solves the problem that the connecting arm has a large moment of inertia and is easily deformed in the prior art.
  • a robot connecting arm includes: an arm body having a first connecting end connected to the base and a second connecting end opposite to the first connecting end, The size of the first connecting end is larger than the size of the second connecting end such that the distance between the center of gravity of the arm body and the first connecting end is smaller than the distance between the center of gravity and the second connecting end.
  • the width of the arm body gradually decreases in the direction from the first connecting end to the second connecting end.
  • a weight reducing groove is disposed on the surface of the arm body, and a reinforcing rib is disposed in the weight reducing groove.
  • the reinforcing rib comprises a main reinforcing rib and a supporting rib which is cross-connected with the main reinforcing rib, and the main reinforcing rib extends along the length direction of the arm body.
  • reinforcing ribs are plural and arranged in parallel with each other.
  • the plurality of support ribs comprise a first support rib and at least one second support rib, and the first support rib is located between the second connection end and the at least one second support rib, the first rib and The connecting portion of the main reinforcing rib is provided with a connecting hole, and the thickness of the first reinforcing rib along the longitudinal direction of the arm body is greater than the thickness of the second reinforcing rib along the longitudinal direction of the arm body.
  • main reinforcing rib and the supporting rib are perpendicular to each other.
  • a robot comprising a base and a first connecting arm disposed on the base, the first connecting arm being the robot connecting arm described above.
  • the robot further includes a second connecting arm disposed between the base and the second connecting arm.
  • a robot comprising a base and a connecting arm disposed on the base, the connecting arm being the robot connecting arm described above, and the weight reducing groove being disposed on a lower surface of the arm body of the connecting arm on.
  • the size of the first connecting end of the arm body connected to the base is larger than the size of the second connecting end corresponding to the first connecting end, such that the center of gravity of the arm body is biased toward the first connecting end, that is, the biasing base , away from the second connection.
  • the above structure can reduce the moment of inertia of the arm body, reduce the deformation of the arm body, and thereby reduce the error of the arm body during operation.
  • Figure 1 shows a schematic perspective view of an embodiment of a connecting arm according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of an embodiment of a robot according to the present invention
  • Figure 3 shows a schematic front view of the robot of Figure 2.
  • the robot connecting arm of the embodiment includes: an arm body 10 having a first connecting end 11 connected to the base 2 and a second connecting end 12 opposite to the first connecting end 11 ,
  • the size of a connecting end 11 is larger than the size of the second connecting end 12 such that the distance between the center of gravity of the arm body 10 and the first connecting end 11 is smaller than the distance between the center of gravity and the second connecting end 12.
  • the size of the first connecting end 11 of the arm body 10 connected to the base 2 is larger than the size of the second connecting end 12 corresponding to the first connecting end 11 , so that the center of gravity of the arm body 10 is biased toward the first A connecting end 11, that is, is biased toward the base 2, away from the second connecting end 12.
  • the above structure can reduce the moment of inertia of the arm body 10, reduce the deformation of the arm body 10, and further reduce the error of the arm body 10 during operation.
  • the arm body 10 gradually decreases in width in the direction from the first connecting end 11 to the second connecting end 12 .
  • the above structure is easy to process and structurally stable.
  • the surface of the arm body 10 is provided with a weight reducing groove 13
  • the weight reducing groove 13 is provided with a reinforcing rib 30 .
  • the weight reducing groove 13 can reduce the weight of the arm body 10.
  • the arrangement of the reinforcing ribs 30 can effectively increase the rigidity of the arm body 10 and effectively reduce the deformation.
  • the arrangement of the weight reducing groove 13 and the reinforcing rib 30 takes into consideration the weight reduction and the rigidity, so that the robot connecting arm achieves a superior design.
  • the reinforcing rib 30 includes a main reinforcing rib 31 and a supporting rib 32 which is cross-connected with the main reinforcing rib 31, and the main reinforcing rib 31 extends along the longitudinal direction of the arm body 10.
  • the above structure has a good reinforcing effect and is easy to process.
  • the supporting ribs 32 are pluralityed and arranged in parallel with each other, and the above structure makes the force of the arm body 10 more uniform and stable, and can further ensure reduction. Deformation.
  • the plurality of support ribs 32 include a first support rib 321 and at least one second support rib 322.
  • the first support rib 321 is located at the second connection end 12 and the at least one second support rib 322.
  • a connecting hole 40 is provided between the first rib 321 and the main rib 31 .
  • the thickness of the first rib 321 along the length of the arm 10 is greater than the length of the second rib 322 along the length of the arm 10. thickness of.
  • the first rib 321 adopts a thickened design, which can ensure that after the connecting hole 40 is punched on the arm body, under the premise of ensuring the rigidity of the arm body 10, the structural deformation of the arm body 10 is not caused.
  • the second reinforcing ribs 322 are two.
  • the main ribs 31 and the support ribs 32 may be disposed perpendicular to each other as needed, or may be disposed at an acute angle.
  • an embodiment of a robot according to the present application includes a base 2 and a first connecting arm 4 disposed on the base 2,
  • a connecting arm 4 is the above-described robot connecting arm.
  • the robot can reduce the moment of inertia of the arm body of the first connecting arm 4, reduce the deformation of the arm body 10, and further reduce the error of the arm body 10 during operation.
  • the robot further includes a second connecting arm 3, and the first connecting arm 4 is disposed between the base 2 and the second connecting arm 3.
  • the first connecting arm 4 and the second connecting arm 3 are pivotally connected, and the two are coupled and coupled by a reducer.
  • An end of the second connecting arm 3 remote from the first connecting arm 4 is used to pass through the axial lifting member 1 , which is preferably an integral ball screw.
  • the material of the first connecting arm 4 is a cast aluminum alloy.
  • the robot of this embodiment is a planar articulated robot having four joints and three rotating joints whose axes are parallel to each other to realize positioning and orientation in a plane.
  • the weight reducing groove 13 is provided on the lower surface of the arm body 10 of the connecting arm. This will not affect the appearance of the robot.
  • the second connecting arm 3 includes an arm body and a reinforcing rib.
  • the arm body has a first connecting end and a second connecting end.
  • the surface of the arm body is provided with a weight reducing groove; the reinforcing rib is disposed in the weight reducing groove, and the reinforcing rib is Both ends are respectively connected to the two groove walls of the weight reducing groove at both ends in the longitudinal direction thereof.
  • the first connecting end of the second connecting arm 3 is pivotally connected to the first connecting arm 4, and the second connecting end is used for threading the axial lifting member 1.
  • the ribs gradually decrease in the direction from the first connection end to the second connection end. As shown in FIG.
  • the reinforcing rib is V-shaped, and is close to the large end of the V-shaped rib of the first connecting end portion, the big end can improve rigidity and reduce deformation; and the second connecting end portion is V-shaped.
  • the small end of the rib can effectively reduce the moment of inertia and also help to reduce the weight.
  • the first connecting end of the arm body and the base is larger in size than the second connecting end corresponding to the first connecting end, such that the center of gravity of the arm body is biased toward the first connecting end, that is, the base is biased away from the second connecting end.

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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

一种机器人连接臂，包括：臂体（10），臂体（10）具有与基座（2）连接的第一连接端（11）和与第一连接端（11）相对的第二连接端（12），第一连接端（11）的尺寸大于第二连接端（12）的尺寸以使臂体（10）的重心与第一连接端（11）之间的距离小于重心与第二连接端（12）之间的距离。上述技术方案有效地解决了现有技术中连接臂转动惯量大，容易变形的问题。

Description

机器人连接臂及具有其的机器人 技术领域
本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人连接臂及具有其的机器人。
背景技术
现有技术中的机器人具有连接基座和运动部件的连接臂，该连接臂采用类似平板状结构。平板状结构的臂体的两端宽度相同，重心在中间点。上述连接臂转动惯量大，容易变形进而在工作时产生误差。
发明内容
本发明旨在提供一种机器人连接臂及具有其的机器人，以解决现有技术中连接臂转动惯量大，容易变形的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种机器人连接臂，包括：臂体，臂体具有与基座连接的第一连接端和与第一连接端相对的第二连接端，第一连接端的尺寸大于第二连接端的尺寸以使臂体的重心与第一连接端之间的距离小于重心与第二连接端之间的距离。
进一步地，臂体在第一连接端至第二连接端方向上宽度逐渐减小。
进一步地，臂体的表面上设置有减重凹槽，减重凹槽内设置有加强筋。
进一步地，加强筋包括主加强筋及与主加强筋交叉连接的支加强筋，主加强筋沿臂体的长度方向延伸。
进一步地，支加强筋为多个且相互之间平行设置。
进一步地，多个支加强筋包括第一支加强筋和至少一个第二支加强筋，第一支加强筋位于第二连接端和至少一个第二支加强筋之间，第一支加强筋和主加强筋的连接处设置有连接孔，第一支加强筋沿臂体长度方向的厚度大于第二支加强筋沿臂体长度方向的厚度。
进一步地，主加强筋与支加强筋相互垂直。
根据本发明的另一方面，提供了一种机器人，包括基座及设置在基座上的第一连接臂，第一连接臂为上述的机器人连接臂。
进一步地，机器人还包括第二连接臂，第一连接臂设置在基座和第二连接臂之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种机器人，包括基座及设置在基座上的连接臂，连接臂为上述的机器人连接臂，减重凹槽设置在连接臂的臂体的下表面上。
应用本发明的技术方案，臂体与基座连接的第一连接端的尺寸大于与第一连接端对应的第二连接端的尺寸，这样使得臂体的重心偏向第一连接端，也即偏向基座，远离第二连接端。上述结构能够减小臂体的转动惯量，减小臂体变形，进而减小臂体在工作时产生误差。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的连接臂的实施例的立体结构示意图；
图2示出了根据本发明的机器人的实施例的立体结构示意图；以及
图3示出了图2的机器人的主视示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、臂体；11、第一连接端；12、第二连接端；13、减重凹槽；20、第二连接臂；30、加强筋；31、主加强筋；32、支加强筋；321、第一支加强筋；322、第二支加强筋；40、连接孔；1、轴向升降件；2、基座；4、第一连接臂；3、第二连接臂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示，本实施例的机器人连接臂包括：臂体10，臂体10具有与基座2连接的第一 连接端11和与第一连接端11相对的第二连接端12，第一连接端11的尺寸大于第二连接端12的尺寸以使臂体10的重心与第一连接端11之间的距离小于重心与第二连接端12之间的距离。
应用本实施例的技术方案，臂体10与基座2连接的第一连接端11的尺寸大于与第一连接端11对应的第二连接端12的尺寸，这样使得臂体10的重心偏向第一连接端11，也即偏向基座2，远离第二连接端12。上述结构能够减小臂体10的转动惯量，减小臂体10变形，进而减小臂体10在工作时产生误差。
如图1所示，在本实施例的技术方案中，臂体10在第一连接端11至第二连接端12方向上宽度逐渐减小。上述结构容易加工，并且结构稳定。
如图1所示，在本实施例的技术方案中，臂体10的表面上设置有减重凹槽13，减重凹槽13内设置有加强筋30。减重凹槽13能够减轻臂体10的重量，加强筋30的设置能够有效地提高臂体10的刚性，有效地减小变形。减重凹槽13和加强筋30的设置兼顾了减轻重量及提高刚性，使得机器人连接臂达到较优的设计。
如图1所示，在本实施例的技术方案中，加强筋30包括主加强筋31及与主加强筋31交叉连接的支加强筋32，主加强筋31沿臂体10的长度方向延伸。上述结构加强效果好并且容易加工。
如图1所示，在本实施例的技术方案中，支加强筋32为多个且相互之间平行设置，上述结构使得臂体10的受力更加均匀，稳定性好，能够进一步保证减小变形。
在本实施例中，多个支加强筋32包括第一支加强筋321和至少一个第二支加强筋322，第一支加强筋321位于第二连接端12和至少一个第二支加强筋322之间，第一支加强筋321和主加强筋31的连接处设置有连接孔40，第一支加强筋321沿臂体10长度方向的厚度大于第二支加强筋322沿臂体10长度方向的厚度。第一支加强筋321处采用加厚设计，可以保证臂体上打连接孔40后，在保证臂体10一定刚度的前提下，不会引起臂体10该部分结构变形。在本实施例中，第二支加强筋322为两个。
主加强筋31与支加强筋32可以根据需要设置成相互垂直，也可以设置为呈锐角夹角。
根据本发明的另一方面，提供了一种机器人，如图2和图3所示，根据本申请的机器人的实施例包括基座2及设置在基座2上的第一连接臂4，第一连接臂4为上述的机器人连接臂。上述机器人能够减小第一连接臂4的臂体的转动惯量，减小臂体10变形，进而减小臂体10在工作时产生误差。
如图2和图3所示，机器人还包括第二连接臂3，第一连接臂4设置在基座2和第二连接臂3之间。第一连接臂4和第二连接臂3之间枢转连接，两者之间通过减速机连接配合。第二连接臂3远离第一连接臂4的一端用以穿设轴向升降件1，该轴向升降件1优选为一体式滚珠丝杠。
优选地，第一连接臂4的材质为铸铝合金。
本实施例的机器人是一种平面关节型机器人，它具有四个关节，三个旋转关节，其轴线 相互平行，可实现平面内的定位与定向。
优选地，减重凹槽13设置在连接臂的臂体10的下表面上。这样不会影响机器人的外观。
第二连接臂3包括臂体和加强筋，臂体具有第一连接端和第二连接端，臂体的表面上设置有减重凹槽；加强筋设置在减重凹槽内，加强筋的两端分别与减重凹槽的沿其长度方向的两端的两个槽壁对应地连接。第二连接臂3的第一连接端与第一连接臂4枢转连接，第二连接端用以穿设轴向升降件1。加强筋在第一连接端至第二连接端的方向上逐渐减小。如图2所示，该加强筋呈V形，靠近第一连接端部分为V形的加强筋的大端，该大端能够提高刚性，减小变形；靠近第二连接端部分为V形的加强筋的小端，能够有效地减小转动惯量，同时对减轻重量也有一定的帮助。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
臂体与基座连接的第一连接端的尺寸大于与第一连接端对应的第二连接端的尺寸，这样使得臂体的重心偏向第一连接端，也即偏向基座，远离第二连接端。上述结构能够减小臂体的转动惯量，减小臂体变形，进而减小臂体在工作时产生误差。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种机器人连接臂，其特征在于，包括：
    臂体(10)，所述臂体(10)具有与基座(2)连接的第一连接端(11)和与所述第一连接端(11)相对的第二连接端(12)，所述第一连接端(11)的尺寸大于所述第二连接端(12)的尺寸以使所述臂体(10)的重心与所述第一连接端(11)之间的距离小于所述重心与所述第二连接端(12)之间的距离。
  2. 根据权利要求1所述的机器人连接臂，其特征在于，所述臂体(10)在所述第一连接端(11)至所述第二连接端(12)方向上宽度逐渐减小。
  3. 根据权利要求1所述的机器人连接臂，其特征在于，所述臂体(10)的表面上设置有减重凹槽(13)，所述减重凹槽(13)内设置有加强筋(30)。
  4. 根据权利要求3所述的机器人连接臂，其特征在于，所述加强筋(30)包括主加强筋(31)及与所述主加强筋(31)交叉连接的支加强筋(32)，所述主加强筋(31)沿所述臂体(10)的长度方向延伸。
  5. 根据权利要求4所述的机器人连接臂，其特征在于，所述支加强筋(32)为多个且相互之间平行设置。
  6. 根据权利要求5所述的机器人连接臂，其特征在于，多个所述支加强筋(32)包括第一支加强筋(321)和至少一个第二支加强筋(322)，所述第一支加强筋(321)位于所述第二连接端(12)和至少一个所述第二支加强筋(322)之间，所述第一支加强筋(321)和所述主加强筋(31)的连接处设置有连接孔(40)，所述第一支加强筋(321)沿所述臂体(10)长度方向的厚度大于所述第二支加强筋(322)沿所述臂体(10)长度方向的厚度。
  7. 根据权利要求4所述的机器人连接臂，其特征在于，所述主加强筋(31)与所述支加强筋(32)相互垂直。
  8. 一种机器人，包括基座(2)及设置在基座(2)上的第一连接臂(4)，其特征在于，所述第一连接臂(4)为所述权利要求1至7中任一项所述的机器人连接臂。
  9. 根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括第二连接臂(3)，所述第一连接臂(4)设置在所述基座(2)和所述第二连接臂(3)之间。
  10. 一种机器人，包括基座(2)及设置在基座(2)上的连接臂，其特征在于，所述连接臂为所述权利要求3至7中任一项所述的机器人连接臂，所述减重凹槽(13)设置在所述连接臂的臂体(10)的下表面上。
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