一種機器人驅動結構制造技術

本實用新型專利技術提供一種機器人驅動結構，包括基座、與基座鉸接的第一節臂、與第一節臂鉸接的第二節臂和至少兩個伺服動力裝置，還包括位于基座上的驅動輪和柔性索具，基座與第一節臂之間或者第一節臂與第二節臂之間設有一伺服動力裝置，驅動輪連接有另一伺服動力裝置，柔性索具與驅動輪嚙合，并且柔性索具的一端與第一節臂或第二節臂或兩節臂的關節處連接，柔性索具在所述驅動輪帶動下拉動第一節臂和第二節臂擺動，所述兩個伺服動力裝置共同驅動第一節臂和第二節臂實現協同運動。由于柔性索具可以使加力點比以前的驅動方式更接近工件或執行機構，因此，可以提供更強的驅動力，減少控制誤差，提高機器人的負載能力和絕對精度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及機械
一種驅動結構，特別是涉及一種關節型機器人的驅動結構。
技術介紹
現有技術中機器人驅動結構的種類很多，關節型機器人驅動結構因其動作的靈活性受到廣泛運用，成為機器人驅動機械結構的主要形式。關節型機器人驅動結構具有運動慣性小、阻力小、姿態變化多等優點，大量應用于碼垛、搬運、焊接和噴涂等方面。請參考圖1，圖I為現有技術的機器人一種設置方式的結構示意圖。關節型機器人驅動結構主要包括可旋轉的基座I、一端與基座鉸接的第一節臂2和一端與第一節臂鉸接的第二節臂3，第二節臂3的另外一端可以安裝其他活動臂或者執 行機構，第一節臂2和第二節臂3的協調擺動構成機器人的伸展和回縮以及各種姿態變換。上述運動可以使機器人第二節臂3的末端和安裝在其上的活動臂或執行機構到達目標位置完成工作目的。上述第一節臂2、第二節臂3和其他活動臂統稱為機器人驅動結構的機械臂。其中，機器人驅動結構的機械臂能夠到達的最遠位置距離基座旋轉中心的距離稱為機器人的工作半徑；機器人機械臂展末端的最大提升重量稱為負載能力。上述現有的關節型機器人驅動結構雖然具有靈活性高等優點，但其結構形式，尤其是第一節臂2和第二節臂3的驅動方式，在很大程度上限制了機器人的負載能力和工作半徑。上述現有的關節型機器人比較典型的驅動方式是第一節臂2的擺動動力來自于其與基座鉸接軸部的電動機和減速機，第二節臂3的驅動動力來自于其與第一節臂2鉸接部的電動機和減速機。結合上述結構設置，我們可以得出，現有的關節型機器人臂的驅動動力均來自于其鉸接樞部(即擺動臂的根部)，而該力的作用點位于擺動臂的末端，根據杠桿原理，這種驅動方式需要動力裝置提供很大的扭矩。尤其是減速機需要承受很大的負載，這也對減速機提出了很高的強度要求。同時，該種結構設置會使得中心部位的動力裝置的微小誤差在擺動臂末端得到放大，降低了操作的精確程度。也就是說，現有的關節型機器人驅動結構的結構和驅動形式不但限制了機器人驅動結構的負載能力和工作半徑，而且影響了機器人驅動結構的定位精度。即使有些關節型機器人的第一節臂2的動力裝置不直接設置在鉸接軸部位，但是其也是通過動力裝置的樞部驅動擺臂或者連桿等帶動第一節臂2運動，由于驅動方式實質上相同，上述驅動產生的缺陷也就依然存在。因此，現有機器人驅動結構的工作半徑和負載能力均難有較大突破；要想提高機器人驅動結構的工作性能必須另辟途徑。如何在耗能較小的情況下有效提高機器人驅動結構的負載能力、工作半徑以及工作精度等性能，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種機器人驅動結構，可以擴展機器人的工作能力(負載能力和工作半徑)和精度，而這種結構還可以配置非耗能驅動的輔助驅動動力，節約驅動動力和能耗。為解決上述技術問題，本技術提供一種機器人驅動結構，包括基座、與基座鉸接的第一節臂、與第一節臂鉸接的第二節臂和至少兩個伺服動力裝置，還包括位于基座上的驅動輪和柔性索具，基座與第一節臂之間或者第一節臂與第二節臂之間設有一伺服動力裝置，用來驅動第一節臂相對基座擺動或者第二節臂相對第一節臂擺動，驅動輪連接有另一伺服動力裝置，柔性索具與驅動輪嚙合，并且柔性索具的一端與第一節臂或第二節臂或兩節臂的關節處連接，柔性索具在所述驅動輪帶動下拉動第一節臂和第二節臂擺動，所述兩個伺服動力裝置共同驅動第一節臂和第二節臂實現協同運動。它是通過動力裝置對機器人機械臂的剛性連接驅動和柔性連接拉動結合的方式完成機械臂的組合運動。優選地，所述驅動輪通過支撐臂連接在所述基座上，支撐臂支撐引導所述柔性索 具伸向柔性索具與第一節臂或第二節臂的連接點。優選地，所述支撐臂含有空心立柱，立柱位于所述基座上，立柱內設有與柔性索具相連的重物。優選地，所述柔性索具的另外一端連接有為所述第一節臂和第二節臂提供輔助驅動力的重物。優選地，所述柔性索具的另外一端連接為所述第一節臂和第二節臂提供輔助驅動力的氣缸或彈簧。本技術的機器人驅動結構，柔性索具與機器人臂的連接部位可以在臂的遠端，遠離鉸接旋轉中心，而接近工件或工作機構，所需要的力量遠遠小于靠近軸心驅動所需要的力量，驅動力可更直接地作用于工作部位，機器人臂發生撓性變形以及撓性變形對工件的位置度影響很小，提高了工作的精度；由于柔性索具的存在減少了機器人臂的撓性變形，機器人臂的結構強度可以更小，從而減少機器人的自重和兩個節臂在運動中因克服自重所消耗的能量，更加節能環保；由于柔性索具的存在減少了機器人臂的撓性變形及機械臂的自重，臂展長度可以更大，從而擴大機器人的工作半徑。附圖說明圖I為現有技術的機器人一種設置方式的結構示意圖；圖2為本技術所提供的機器人驅動結構一種具體實施方式的結構示意圖；圖3為本技術所提供的機器人驅動結構另一種具體實施方式的結構示意圖。具體實施方式本技術的核心是提供一種機器人驅動結構，該機器人驅動結構能夠在耗能較小的情況下顯著提高其工作半徑和工作精度。為了使本
的人員更好地理解本技術的方案，以下結合附圖和具體實施方式對本技術作進一步的詳細說明。請參考圖2，圖2為本技術所提供機器人驅動結構一種具體實施方式的結構示意圖?，F有的機器人驅動結構一般包括基座101和樞裝在基座101上的機械臂。其中，機械臂包括依次相互連接的第一節臂102、第二節臂103和第三節臂104。通常，基座的自旋轉軸被稱為第一軸(圖中未不出)，第一節臂102樞裝在基座101上,第一節臂102和第二節臂103之間相互鉸接，機械臂與基座101之間、第一節臂102與第二節臂103之間、第二節臂103與第三節臂104之間分別設有第二軸202、第三軸203和第四軸204，在第二軸202、第三軸203和第四軸204處分別配備有電動機和減速機，以便為機器人驅動結構提供運動和控制力。第一節臂102的擺動改變其相對水平面的角度，第二節臂103的擺動改變其相對于第一節臂102的角度，機器人的第一節臂102和第二節臂103之間夾角的變化產生整個機器人姿態的變化，從而使得機器人的機械臂伸縮，進而完成機器人工作半徑和高度的變 換。本技術的機器人驅動結構包括基座101、與基座101鉸接的第一節臂102、與第一節臂102鉸接的第二節臂103、位于基座上的支撐臂和柔性索具304，基座101與第一節臂102之間或者第一節臂102與第二節臂103之間設有第一伺服動力裝置105，支撐臂上設置有驅動輪302，驅動輪302連接有第二伺服動力裝置307，柔性索具304與驅動輪302嚙合，柔性索具304的一端與第一節臂102、第二節臂103或兩節臂的關節處連接，柔性索具304在驅動輪302帶動下拉動第一節臂102和第二節臂103擺動，第一伺服動力裝置105和第二伺服動力裝置307接收來自控制器(圖中未示出)的指令動作，驅動所述第一節臂102和第二節臂103實現協同運動，改變第一節臂102與基座101、第一節臂102和第二節臂103之間的夾角，實現機器人的各種姿態變化。柔性索具304與驅動輪302可以采用鏈輪和鏈條形式的設置，也可以采用其他形式的嚙合方式，這樣能夠保證驅動輪302順利實現對柔性索具304的驅動和控制。具體地，機器人驅動結構的第一伺服動力裝置105與第二伺服動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種機器人驅動結構，包括基座、與基座鉸接的第一節臂、與第一節臂鉸接的第二節臂和至少兩個伺服動力裝置，其特征在于，還包括位于基座上的驅動輪和柔性索具，所述基座與第一節臂之間或者所述第一節臂與第二節臂之間設有一伺服動力裝置，驅動輪連接有另一伺服動力裝置，所述柔性索具與驅動輪嚙合，所述柔性索具的一端與所述第一節臂、第二節臂或兩節臂的關節處連接，所述柔性索具在所述驅動輪帶動下拉動所述第一節臂和第二節臂擺動，所述兩個伺服動力裝置共同驅動所述第一節臂和第二節臂實現協同運動。

【技術特征摘要】
1.一種機器人驅動結構，包括基座、與基座鉸接的第一節臂、與第一節臂鉸接的第二節臂和至少兩個伺服動力裝置，其特征在于，還包括位于基座上的驅動輪和柔性索具，所述基座與第一節臂之間或者所述第一節臂與第二節臂之間設有一伺服動力裝置，驅動輪連接有另一伺服動力裝置，所述柔性索具與驅動輪嚙合，所述柔性索具的一端與所述第一節臂、第二節臂或兩節臂的關節處連接，所述柔性索具在所述驅動輪帶動下拉動所述第一節臂和第二節臂擺動，所述兩個伺服動力裝置共同驅動所述第一節臂和第二節臂實現協同運動。2.如權利要求I所述的機器人驅動結構，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范紅兵，
申請(專利權)人：范紅兵，
類型：實用新型
國別省市：