本實(shí)用新型涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于工業(yè)機(jī)器人的臂桿的重心不通過其轉(zhuǎn)軸的中心，因而會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生重力力矩，它隨機(jī)器人臂桿的運(yùn)動(dòng)位置不同而發(fā)生變化，這種重力力矩的產(chǎn)生不利于機(jī)器人的控制，它不僅增大傳動(dòng)載荷與機(jī)械磨損，同時(shí)還增大對(duì)臂桿轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩的需求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，若要增大轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，要么提高電機(jī)的輸出扭矩，要么增大減速器的減速比。而在保持電機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)提高其輸出扭矩增就意味著電機(jī)重量與成本的增大；目前，國(guó)內(nèi)高減速比的減速器主要依賴進(jìn)口，選用大減速比的減速器減，其成本會(huì)隨之增大。

對(duì)于大負(fù)載的工業(yè)機(jī)器人，在實(shí)際設(shè)計(jì)中往往采用重力平衡裝置來改善其重力矩不平衡問題。常用的平衡方式有配重式、彈簧式、氣缸式等。然而平衡裝置的存在體積大、重量重的問題，進(jìn)一步導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)干涉半徑變大等問題。因此，如何解決這個(gè)問題，是工業(yè)機(jī)器人研制過程中的一個(gè)重要難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于自身重力保持平衡的工業(yè)機(jī)器人，該工業(yè)機(jī)器人無(wú)需采用專門的重力平衡裝置就可具備重力平衡的性能，從而使得該工業(yè)機(jī)器人適用于較大負(fù)荷作業(yè)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于自身重力保持平衡的工業(yè)機(jī)器人，其特征在于：包括基座、與基座可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的機(jī)身、大臂、用于連接負(fù)載的小臂、連桿、臂體一、臂體二、用于驅(qū)動(dòng)大臂的動(dòng)力裝置一和用于驅(qū)動(dòng)小臂的動(dòng)力裝置二；所述臂體一和臂體二分別與機(jī)身兩側(cè)連接；所述大臂一端與臂體一連接，另一端與小臂鉸接；所述連桿一端與臂 體二鉸接，另一端與小臂鉸接；

所述動(dòng)力裝置一設(shè)置在臂體一上并與機(jī)身一側(cè)連接，實(shí)現(xiàn)臂體一與機(jī)身可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，動(dòng)力裝置一包括大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接的減速器一，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的中心軸和減速器一的中心軸相互平行；

所述動(dòng)力裝置二設(shè)置在臂體二上并與機(jī)身另一側(cè)連接，實(shí)現(xiàn)臂體二與機(jī)身可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，動(dòng)力裝置二包括小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接的減速器二，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的中心軸和減速器二的中心軸相互平行。

在上述方案中，本實(shí)用新型的大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器一以及小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器二均不是直接安裝的，而是錯(cuò)開安裝，即大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的中心軸和減速器一的中心軸相互平行，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的中心軸和減速器二的中心軸相互平行。這種將驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器錯(cuò)開安裝的結(jié)構(gòu)，以便可利用這大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重量來平衡機(jī)器人上部的重力力矩。本實(shí)用新型的重力平衡機(jī)器人采用電機(jī)自重來配重的方式，省去了一般工業(yè)機(jī)器人上的重力平衡裝置，使得該工業(yè)機(jī)器人無(wú)需采用專門的重力平衡裝置就可具備重力平衡的性能，從而不僅使得該工業(yè)機(jī)器人適用于較大負(fù)荷作業(yè)，而且降低了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩和減速器減速比的要求，從而降低了機(jī)器人的成本。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)使得機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)更緊湊，可進(jìn)一步降低機(jī)器人的成本。

具體地說，所述臂體一由相互連通的腔體一和腔體二組成，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在腔體一上，減速器一設(shè)置在腔體二內(nèi)。

所述大臂一端與臂體一的腔體二連接。本實(shí)用新型是將機(jī)器人的大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置在大臂的下方，通過大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重量來平衡大臂上部的重量。

本實(shí)用新型還包括設(shè)置在腔體一和腔體二內(nèi)部的傳動(dòng)裝置一，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)裝置一與減速器一連接；所述傳動(dòng)裝置一為齒輪傳動(dòng)裝置一或同步帶傳動(dòng)裝置一。本實(shí)用新型通過設(shè)置作為大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器一連接部件的傳動(dòng)裝置一，可實(shí)現(xiàn)大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的中心軸與減速器一的中心軸相互平行，從而達(dá)到兩者錯(cuò)開一定距離安裝的效果，以便利用大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重量來平衡機(jī)器人上部的重力力矩。

所述減速機(jī)二設(shè)置在臂體二內(nèi)部，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在臂體二上。同樣，本實(shí)用新型是將機(jī)器人的小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置在機(jī)器人下部，可以起到平衡機(jī)器人上部重量的作用。

本實(shí)用新型還包括設(shè)置在臂體二內(nèi)部的傳動(dòng)裝置二；小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)裝置二與減速器二連接；所述傳動(dòng)裝置二為齒輪傳動(dòng)裝置二或同步帶傳動(dòng)裝置二。本實(shí)用新型通過設(shè)置作為小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器二連接部件的傳動(dòng)裝置二，可實(shí)現(xiàn)小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的中心軸與減速器二的中心軸相互平行，從而達(dá)到兩者錯(cuò)開一定距離安裝的效果，以便利用小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重量來平衡機(jī)器人上部的重力力矩。

所述減速器一的中心軸與減速器二的中心軸在同一水平線上，兩者中心軸作為臂體一和臂體二與機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)軸。本實(shí)用新型同一水平線的減速器一的中心軸與減速器二的中心軸可作為臂體一和臂體二與機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的中心軸與減速器一的中心軸平行設(shè)置，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的中心軸與減速器二的中心軸平行設(shè)置，這樣可以利用兩個(gè)電機(jī)重量對(duì)旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力矩來平衡負(fù)載對(duì)旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力矩，從而達(dá)到本實(shí)用新型機(jī)器人采用電機(jī)自重來配重的效果。

所述小臂與大臂和連桿的鉸接處分別為鉸接點(diǎn)一和鉸接點(diǎn)二；所述連桿與臂體二的鉸接處為鉸接點(diǎn)三；所述鉸接點(diǎn)一與鉸接點(diǎn)二的連線、大臂的軸線、連桿的軸線和鉸接點(diǎn)三與旋轉(zhuǎn)軸的中心的連線連接形成平行四連桿結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過平行四連桿結(jié)構(gòu)，將小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)移到臂體二之上，減輕了小臂重力載荷，降低了其對(duì)旋轉(zhuǎn)扭矩的需求，因而可選用輸出扭矩較小的電機(jī)，或者選用減速比較小的減速器，以降低機(jī)器人的成本。

所述小臂的末端設(shè)置有與小臂末端連接的第4軸關(guān)節(jié)和與第4軸關(guān)節(jié)連接的第5軸關(guān)節(jié)；所述第4軸關(guān)節(jié)和第5軸關(guān)節(jié)均可繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的機(jī)器人可通過第4軸關(guān)節(jié)和第5軸關(guān)節(jié)完成碼垛和物資搬運(yùn)等作業(yè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

1、本實(shí)用新型的基于自身重力保持平衡的工業(yè)機(jī)器人通過平行四連桿結(jié)構(gòu)，將小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)移到連桿之上，減輕了小臂重力載荷，降低了其對(duì)旋轉(zhuǎn)扭矩的需求，因而可選用輸出扭矩較小的電機(jī)，或者選用減速比較小的減速器，以降低電機(jī)的成本。

2、本實(shí)用新型的基于自身重力保持平衡的工業(yè)機(jī)器人采用大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重量來平衡機(jī)器人上部重量，省去了一般工業(yè)機(jī)器人上的重力平衡裝置，使得該工業(yè)機(jī)器人無(wú)需采用專門的重力平衡裝置就可具備重力平衡 的性能，從而不僅使得該工業(yè)機(jī)器人適用于較大負(fù)荷作業(yè)，而且降低了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩和減速器減速比的要求，從而降低了機(jī)器人的成本。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)使得機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)更緊湊，可進(jìn)一步降低機(jī)器人的成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型基于自身重力保持平衡的工業(yè)機(jī)器人的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型基于自身重力保持平衡的工業(yè)機(jī)器人的側(cè)面示意圖；

其中，1為基座、2為機(jī)身、3為臂體一、4為小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)、5為臂體二、6為鉸接點(diǎn)三、7為減速器二、8為連桿、9為鉸接點(diǎn)二、10為鉸接點(diǎn)一、11為小臂、12為第4軸關(guān)節(jié)、13為第5軸關(guān)節(jié)、14為大臂、15為減速器一、16為旋轉(zhuǎn)軸、17為大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)、18為傳動(dòng)裝置一、19為傳動(dòng)裝置二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的基于自身重力保持平衡的工業(yè)機(jī)器人包括基座1、與基座1可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的機(jī)身2、大臂14、用于連接負(fù)載的小臂11、連桿8、臂體一3、臂體二5、用于驅(qū)動(dòng)大臂14的動(dòng)力裝置一和用于驅(qū)動(dòng)小臂11的動(dòng)力裝置二，其中，臂體一3和臂體二5分別與機(jī)身2兩側(cè)連接，大臂14一端與臂體一3連接，另一端與小臂11鉸接，連桿8一端與臂體二5鉸接，另一端與小臂11鉸接。

本實(shí)用新型的動(dòng)力裝置一設(shè)置在臂體一3內(nèi)并與機(jī)身2一側(cè)連接，實(shí)現(xiàn)臂體一3與機(jī)身2可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，動(dòng)力裝置一包括大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)17和與大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)17連接的減速器一15，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的中心軸和減速器一15的中心軸相互平行。而動(dòng)力裝置二設(shè)置在臂體二5內(nèi)并與機(jī)身2另一側(cè)連接，實(shí)現(xiàn)臂體二5與機(jī)身2可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，動(dòng)力裝置二包括小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4和與小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4連接的減速器二7，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的中心軸和減速器二7的中心軸相互平行。

本實(shí)用新型的臂體一3由相互連通的腔體一和腔體二組成，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)17設(shè)置在腔體一上，減速器一15設(shè)置在腔體二內(nèi)。大臂14一端與臂體一5的腔體二連接。本實(shí)用新型還包括在腔體一和腔體二內(nèi)部的傳動(dòng)裝置一18，傳動(dòng) 裝置一18為同步帶傳動(dòng)裝置，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)17通過傳動(dòng)裝置一18與減速器一15連接。

本實(shí)用新型的減速機(jī)二7設(shè)置在臂體二5內(nèi)部，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4設(shè)置在臂體二5上。本實(shí)用新型還包括設(shè)置在臂體二5內(nèi)部的傳動(dòng)裝置二19，傳動(dòng)裝置二19為同步帶傳動(dòng)裝置，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4通過傳動(dòng)裝置二19與減速器二7連接。

本實(shí)用新型減速器一15的中心軸與減速器二7的中心軸在同一水平線上，兩者中心軸作為臂體一3和臂體二5與機(jī)身2轉(zhuǎn)動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)軸16。由于大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的中心軸與減速器一15的中心軸平行設(shè)置，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的中心軸與減速器二7的中心軸平行設(shè)置，這樣可以利用兩個(gè)電機(jī)重量對(duì)旋轉(zhuǎn)軸16產(chǎn)生的力矩來平衡負(fù)載對(duì)旋轉(zhuǎn)軸16產(chǎn)生的力矩，從而達(dá)到本實(shí)用新型機(jī)器人采用電機(jī)自重來配重的效果。

而小臂11與大臂14和連桿8的鉸接處分別為鉸接點(diǎn)一10和鉸接點(diǎn)二9，連桿8與臂體二5的鉸接處為鉸接點(diǎn)三6。本實(shí)用新型鉸接點(diǎn)一10與鉸接點(diǎn)二9的連線、大臂14的軸線、連桿8的軸線和鉸接點(diǎn)三6與旋轉(zhuǎn)軸16的中心的連線連接形成平行四連桿結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過平行四連桿結(jié)構(gòu)，將小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4轉(zhuǎn)移到臂體二5之上，減輕了小臂11重力載荷，降低了其對(duì)旋轉(zhuǎn)扭矩的需求，因而可選用輸出扭矩較小的電機(jī)，或者選用減速比較小的減速器，以降低機(jī)器人的成本。

本實(shí)用新型小臂11的末端設(shè)置有與小臂11末端連接的第4軸關(guān)節(jié)12和與第4軸關(guān)節(jié)12連接的第5軸關(guān)節(jié)13，該第4軸關(guān)節(jié)12和第5軸關(guān)節(jié)13均可繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)，以完成碼垛和物資搬運(yùn)等作業(yè)。

實(shí)施例二

本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處僅在于：傳動(dòng)裝置一和傳動(dòng)裝置二為齒輪傳動(dòng)裝置。

本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一一致。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。