一種機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種機器人，包括底座、機身、支架、移動組件和轉動組件，機身安裝在底座上，包括第一機身和第二機身，第一機身沿長度方向設置安裝腔體，第二機身有一部分容納在安裝腔體內；支架位于安裝腔體內，通過移動組件與第一機身可移動連接，第二機身安裝在支架上；移動組件設置在安裝腔體內，位于支架以及第一機身上，限制支架的周向自由度；轉動組件位于支架上，連接第二機身，用于驅動第二機身相對第一機身轉動。由于移動組件限制支架的周向自由度，進而支架帶動第二機身相對于第一機身發生移動；同時轉動組件帶動第二機身相對第一機身轉動，進而使第二機身相對第一機身的轉動和移動互不干涉，從而提高了機身的靈活性。
【專利說明】
一種機器人
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及機器人領域。
【背景技術】
[0002]機器人是自動執行工作的機器裝置，它既可以接收人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術指定的原則綱領行動。傳統單臂形式的工業機器人在制造行業中已經取得了較好的發展和應用，其主要包括執行沖壓、焊接、拋光、涂裝、碼垛等操作，但是在一些工序復雜、裝配精度高、工作效率高的場合，傳統單臂機器人已經無法滿足要求，進而雙臂機器人應運而生。
[0003]如圖1所示，中國專利文獻CN104647337A公開了一種雙臂機器人，包括集成于一個工作平臺上的播種功能模塊、灌溉功能模塊和采摘功能模塊，所述工作平臺主要由底座V、滾輪2'、腰關節3'、肩關節4'、大臂關節5'、小臂關節6'、機械手和箱體7'組成，其中，腰關節37、肩關節4'、大臂關節5'、小臂關節6'通過運動副相互串聯，使小臂關節6'末端具有六個自由度，底座用于安裝各模塊以及相關組件，滾輪2'安裝在底座V下，用于實現行走，箱體I'安裝在底座V上，用于儲存蔬菜，機械手安裝在小臂關節6'上，用于完成采摘。雙臂機器人相對于傳統的單臂機器人而言，實現了雙臂分別操作、行走以及存儲的功能。該雙臂機器人由于采用按照預先設定的程序進行操作，無法實時的根據當前工作環境進行有效的偵測以及操作程式的相應更改，其智能化程度低。
[0004]對此，如圖2所示，中國專利文獻CN1053131303A公開了一種雙臂機器人，包括基臺I"、能夠轉動地連接于基臺1〃的機身2〃以及連接在軀干2〃兩側的第一臂3〃和第二臂4〃，其中，機身2〃的正面設置有立體攝像頭5〃，分別設置于第一臂3〃和第二臂4〃的手部攝像頭(圖未示)，設置于機身2〃背面側的顯示器6〃。該雙臂機器人通過立體攝像頭5〃對周邊的工作環境進行實時的偵測，通過手部攝像頭對第一臂3〃和第二臂4〃的周邊工作環境進行實時的偵測，同時通過設置顯示器6〃能夠對操作程式進行相應的更改，進而該雙臂機器人智能化程度得到了很大的改善。
[0005]上述第二種雙臂機器人僅僅實現了機身2〃相對于基臺1〃的轉動，但是在工作場所的環境高度變換的環境中，該雙臂機器人的機身2〃在高度方向上不具備相對于轉動獨立的移動，進而降低了雙臂機器人的機身的靈活程度從而如何提高雙臂機器人的機身的靈活性成為了一個亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0006]為此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現有技術的雙臂多功能機器人由于機身在高度方向上不具備相對于轉動獨立的移動所帶來的靈活性低的技術缺陷。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型提供一種機器人，包括:
[0008]底座；
[0009]機身，安裝在底座上，包括第一機身和第二機身，第一機身沿長度方向設置安裝腔體，第二機身有一部分容納在安裝腔體內；
[0010]支架，位于安裝腔體內，通過移動組件與第一機身可移動連接，第二機身安裝在支架上；
[0011]移動組件，設置在安裝腔體內，位于支架以及第一機身上，限制支架的周向自由度；
[0012]轉動組件，位于支架上，連接第二機身，用于驅動第二機身相對第一機身轉動。
[0013]作為優選，移動組件包括豎直固定設置在第一機身上的導軌，以及設置在支架上的滑塊，滑塊在導軌上配合滑動。
[0014]作為優選，移動組件還包括移動伺服電機，與移動伺服電機連接的用于傳遞扭矩的移動同步帶，以及被移動同步帶驅動的滾珠絲杠，滾珠絲杠與導軌同向且平行設置，滾珠絲杠的另一端與支架套接且螺紋配合。
[0015]作為優選，轉動組件包括旋轉伺服電機以及旋轉減速器，旋轉伺服電機固定安裝在支架上，旋轉減速器固定安裝在第二機身容納在安裝腔體內的一部分上，旋轉伺服電機與旋轉減速器配合帶動第二機身相對支架轉動。
[0016]作為優選，機身上設置有至少兩個工具箱，工具箱通過合頁安裝在機身上，合頁設置在機身的側表面的前側邊沿或者后側邊沿上，工具箱通過合頁可活動的設置在機身的側邊或者前、后表面。
[0017]作為優選，機身上設置有可設定指令的人機交互界面以及對周邊工作環境進行偵測的三維掃描裝置。
[0018]作為優選，機身上兩側還設置有機器手，機器手包括與機身相連接的手臂以及與手臂末端相連接的仿生機械手，手臂由若干節組成，并且每一節之間通過運動副相互依次串聯，仿生機械手安裝在手臂的末端上。
[0019]作為優選，底座內設置兩個行走裝置，兩個行走裝置豎直對稱的設置在底座的左右兩側，每一行走裝置包括行走步進電機、行走同步帶和行走輪，行走步進電機通過行走同步帶帶動行走輪轉動，以使機器人移動。
[0020]作為優選，底座內還設置有兩萬向球輪，兩個萬向球輪沿兩個行走裝置的對稱面對稱設置。
[0021 ]本實用新型提供的一種機器人具有如下優點:
[0022]1.由于支架通過移動組件與第一機身移動連接，移動組件限制支架的周向自由度，進而支架相對于第一機身僅僅能夠發生移動，并且通過將第二機身安裝在支架上，從而支架帶動第二機身相對于第一機身發生移動；同時，設置轉動組件連接第二機身，轉動組件驅動第二機身相對支架轉動，以帶動第二機身相對第一機身轉動，進而通過分別設置移動組件和轉動組件使第二機身相對第一機身的轉動和移動互不干涉，從而提高了機身的靈活性。
[0023]2.由于移動組件包括豎直固定設置在第一機身上的導軌，以及設置在支架上的滑塊，滑塊在導軌上配合滑動，進而實現了支架沿導軌方向上的移動，從而帶動第二機身相對第一機身移動。
[0024]3.由于移動組件還包括移動伺服電機，與移動伺服電機連接的用于傳遞扭矩的移動同步帶以及被移動同步帶驅動的滾珠絲杠，滾珠絲杠與導軌同向且平行設置，滾珠絲杠的另一端與支架套接且螺紋配合，進而通過移動伺服電機驅動滾珠絲杠旋轉，使配合安裝在滾珠絲杠上的支架沿滾珠絲杠的軸線方向發生移動，從而實現了支架沿導軌方向上的移動，即實現了第二機身相對于第一機身的移動。
[0025]4.由于轉動組件包括旋轉伺服電機以及旋轉減速器，轉動伺服電機固定安裝在支架上，旋轉減速器固定安裝在第二機身容納在安裝腔體內的一部分上，旋轉伺服電機與旋轉減速器配合帶動第二機身相對支架轉動，同時移動組件限制支架的周向自由度，進而在實現了第二機身相對于第一機身旋轉的同時，也保證了第二機身的旋轉運動與移動互不干涉。
[0026]5.通過在機身上設置有至少兩個工具箱，工具箱通過合頁安裝在機身上，合頁設置在機身的側表面的前側邊沿或者后側邊沿上，工具箱通過合頁可活動的設置在機身的側邊或者前、后表面，從而在增加了機器人收容能力的同時，可以通過靈活改變工具箱的位置來改變機器人的整體寬度，以適應不同的工作環境。
[0027]6.通過機身上設置有可設定指令的人機交互界面以及對周邊工作環境進行偵測的三維掃描裝置，進而可通過人機交互界面方便實時的對機器人進行指令的修改和設定；同時，也可通過三維掃描裝置對周邊的工作環境進行實時偵測，使機器人根據周邊環境做出相應的動作響應以自動調節間距，進而靈活性高，智能化程度高。
[0028]7.由于機身上還設置有機器手，機器手包括與機身相連接的手臂以及與手臂末端相連接的仿生機械手，手臂由若干節組成，并且每一節之間通過運動副相互依次串聯，仿生機械手安裝在手臂的末端上，進而通過手臂在各個自由度上的運動實現對仿生機械手位置的精密控制。
[0029]8.由于行走裝置為兩豎直對稱設置的行走裝置，每一行走驅動裝置包括行走步進電機、行走同步帶和行走輪，進而當兩行走步進電機同向運行時，可實現機器人前進或者后退;當兩行走步進電機運行方向相反時，可實現機器人轉彎。
[0030]9.通過在底座內還設置有兩萬向球輪，兩個萬向球輪沿兩個行走裝置的對稱面對稱設置，進而保證了智能機器人行走平衡的穩定性。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本實用新型【具體實施方式】的技術方案，下面根據本實用新型的具體實施例并結合附圖，對實用新型作進一步詳細說明。
[0032]圖1為現有技術的雙臂機器人的立體圖。
[0033]圖2為另一現有技術的雙臂機器人的立體圖。
[0034]圖3為本實用新型機器人的立體圖。
[0035]圖4為圖1所示機器人的底座的示意圖。
[0036]圖5為圖1所示機器人的下機身的示意圖。
[0037]圖6為圖1所示機器人的下機身的內部結構的示意圖。
[0038]圖7為圖1所示機器人的上機身和大臂相連接的內部示意圖。
[0039]圖8為圖1所示機器人的仿生機械手的示意圖。
[0040]圖中各附圖標記說明如下。
[0041 ]I'-底座;7:-滾輪;37 -腰關節;47 -肩關節;5'-大臂關節；
[0042]67 -小臂關節;T -箱體;1〃-基臺；2〃-機身;3〃-第一臂；
[0043]4〃 -第二臂;5〃 -立體攝像頭;6〃 -顯示器;1-底座；11-行走裝置；
[0044]111-行走步進電機;112-行走同步帶；113-行走輪;12-萬向球輪；
[0045]2-機身;21-第一機身;211-安裝腔體;22-第二機身；
[0046]221-第一伺服電機;222-第一同步帶;223-第一減速器;23-工具箱；
[0047]231-合頁;24-人機交互界面;25-三維掃描裝置;3_支架;31-滑塊；
[0048]41-導軌;42-滾珠絲杠;43-移動伺服電機;44-移動同步帶；
[0049 ]51 -旋轉伺服電機;52-旋轉減速器;6-機器手;61 -手臂;611 -大臂；
[0050]6111-第二伺服電機;6112-第二同步帶;6113-第二減速器；
[0051 ]6114-第三伺服電機;6115-第三同步帶;6116-第三減速器；
[0052]612-第一小臂;6121-第四伺服電機;6122-第四減速器；
[0053]613-第二小臂;6131-第五伺服電機;6132-第一齒輪;614-手腕；
[0054]6141-第六伺服電機;6142-第二齒輪;6143-第三齒輪；
[0055]62-仿生機械手;621-手掌;622-手指;63-法蘭。
【具體實施方式】
[0056]下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0057]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“上”、“左”、“右”、“豎直”、“內”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0058]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是直接安裝，也可以通過中間媒介間接安裝，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0059]此外，下面所描述的本實用新型不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。
[0060]實施例1
[0061]本實施例提供的一種機器人，包括:
[0062]底座I;
[0063]機身2，安裝在底座I上，包括第一機身21和第二機身22，第一機身21沿長度方向設置安裝腔體211，第二機身22有一部分容納在安裝腔體211內；
[0064]支架3，位于安裝腔體211內，通過移動組件與第一機身21可移動連接，第二機身22安裝在支架3上；
[0065]移動組件，設置在安裝腔體211內，位于支架3以及第一機身21上，限制支架3的周向自由度；
[0066]轉動組件，位于支架3上，連接第二機身22，用于驅動第二機身22相對第一機身21轉動。
[0067]上述機器人，由于支架3通過移動組件與第一機身21移動連接，移動組件限制支架3的周向自由度，進而支架3相對于第一機身21僅僅能夠發生移動，并且通過將第二機身22安裝在支架3上，從而支架3帶動第二機身22相對于第一機身21發生移動；同時，設置轉動組件連接第二機身22，轉動組件驅動第二機身22相對支架3轉動，以帶動第二機身22相對第一機身21轉動，進而通過分別設置移動組件和轉動組件使第二機身22相對第一機身21的轉動和移動互不干涉，從而提高了機身2的靈活性。
[0068]作為優選的實施方式，移動組件包括豎直固定設置在第一機身21上的導軌41，以及設置在支架3上的滑塊31，滑塊31在導軌41上配合滑動。進而實現了支架3沿導軌41方向上的移動，從而帶動第二機身22相對第一機身21移動。
[0069]作為優選的實施方式，移動組件還包括移動伺服電機43，與移動伺服電機43連接的用于傳遞扭矩的移動同步帶44，以及被移動同步帶44驅動的滾珠絲杠42，滾珠絲杠42與導軌41同向且平行設置，滾珠絲杠42的另一端與支架3套接且螺紋配合。進而通過移動伺服電機43驅動滾珠絲杠42旋轉，使配合安裝在滾珠絲杠42上的支架3沿滾珠絲杠42的軸線方向發生移動，從而實現了支架3沿導軌41方向上的移動，即實現了第二機身22相對于第一機身21的移動。
[0070]作為優選的實施方式，轉動組件包括旋轉伺服電機51以及旋轉減速器52，旋轉伺服電機51固定安裝在支架3上，旋轉減速器52固定安裝在第二機身22容納在安裝腔體211內的一部分上，旋轉伺服電機51與旋轉減速器52配合帶動第二機身22相對支架3轉動。同時移動組件限制支架3的周向自由度，進而在實現了第二機身22相對于第一機身21旋轉的同時，也保證了第二機身22的旋轉運動與移動互不干涉。
[0071]作為優選的實施方式，機身2上設置有至少兩個工具箱23，工具箱23通過合頁231安裝在機身2上，合頁231設置在機身2的側表面的前側邊沿或者后側邊沿上，工具箱23通過合頁231可活動的設置在機身2的側邊或者前、后表面。從而在增加了機器人收容能力的同時，可以通過靈活改變工具箱23的位置來改變機器人的整體寬度，以適應不同的工作環境。
[0072]作為優選的實施方式，機身2上設置有可設定指令的人機交互界面24以及對周邊工作環境進行偵測的三維掃描裝置25。
[0073]通過機身2上設置有可設定指令的人機交互界面24以及對周邊工作環境進行偵測的三維掃描裝置25，進而可通過人機交互界面24方便實時的對機器人進行指令的修改和設定；同時，也可通過三維掃描裝置25對周邊的工作環境進行實時偵測，使機器人根據周邊環境做出相應的動作響應以自動調節間距，進而靈活性高，智能化程度高。
[0074]作為優選的實施方式，機身2上兩側還設置有機器手6，機器手6包括與機身2相連接的手臂61以及與手臂61末端相連接的仿生機械手62，手臂61由若干節組成，并且每一節之間通過運動副相互依次串聯，仿生機械手62安裝在手臂61的末端上。進而通過手臂61在各個自由度上的運動實現對仿生機械手62位置的精密控制。
[0075]具體的，手臂61包括大臂611、第一小臂612、第二小臂613以及手腕614，機身2與手臂61的連接處設置有受第一伺服電機221、第一同步帶222和第一減速器223，手臂61繞第一減速器223的中心軸轉動。
[0076]大臂611上端與機身2的連接處設置有第二伺服電機6111、第二同步帶6112和6113第二減速器，大臂611繞6113第二減速器的中心軸轉動。
[0077]大臂611與第一小臂612的連接處設置有第三伺服電機6114、第三同步帶6115和第三減速器6116，第一小臂612繞第三減速器6116的中心軸轉動。
[0078]第一小臂612與第二小臂613的連接處設置有第四伺服電機6121和第四減速器6122，第二小臂613繞第四減速器6122的中心軸轉動;第二小臂613與手腕614的連接處設置有第五伺服電機6131以及第一齒輪6132，以實現手腕614的轉動。
[0079]手腕614的末端設置有與仿生機械手62相連接的法蘭63，手腕614內設置有受控制器控制的第六伺服電機、第二齒輪和第三齒輪，第二齒輪和第三齒輪嚙合傳動，第三齒輪的輪軸與法蘭63連接，進而帶動法蘭63轉動。
[0080]上述手臂61，通過設置相應的伺服電機、同步帶以及減速器等傳動元件，進而實現了手臂61各個關節的自由度，從而使手臂61的末端具備多個自由度，從而使安裝在手臂61末端的仿生機械手62位置變化更為精準。
[0081 ]作為優選的實施方式，仿生機械手62包括手掌621，手掌621上連接有分別作為拇指、食指、中指、無名指和小指的仿生機械手指622，每一只仿生機械手指622都具有15個自由度。進而使其更加接近于人手，從而使仿生機械手62能夠準確、穩固的抓取物品，通用性更強。
[0082]作為優選的實施方式，底座I內設置兩個行走裝置11，兩個行走裝置11豎直對稱的設置在底座I的左右兩側，每一行走裝置11包括行走步進電機111、行走同步帶112和行走輪113，行走步進電機111通過行走同步帶112帶動行走輪113轉動，以使機器人移動。進而當兩行走步進電機111同向運行時，可實現機器人前進或者后退；當兩行走步進電機111運行方向相反時，可實現機器人轉彎。
[0083]作為優選的實施方式，底座I內還設置有兩萬向球輪12，兩個萬向球輪12沿兩個行走裝置11的對稱面對稱設置。進而保證了智能機器人行走平衡的穩定性。
[0084]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種機器人，其特征在于，包括: 底座(I); 機身(2)，安裝在所述底座(I)上，包括第一機身(21)和第二機身(22)，所述第一機身(21)沿長度方向設置安裝腔體(211)，所述第二機身(22)有一部分容納在安裝腔體(211)內； 支架(3)，位于所述安裝腔體(211)內，通過移動組件與所述第一機身(21)可移動連接，所述第二機身(22)安裝在所述支架(3)上； 移動組件，設置在所述安裝腔體(211)內，位于所述支架(3)以及所述第一機身(21)上，限制所述支架(3)的周向自由度； 轉動組件，位于所述支架(3)上，連接所述第二機身(22)，用于驅動所述第二機身(22)相對所述第一機身(21)轉動。2.根據權利要求1所述的機器人，其特征在于:所述移動組件包括豎直固定設置在所述第一機身(21)上的導軌(41)，以及設置在所述支架(3)上的滑塊(31)，所述滑塊(31)在所述導軌(41)上配合滑動。3.根據權利要求2所述的機器人，其特征在于:所述移動組件還包括移動伺服電機(43)，與所述移動伺服電機(43)連接的用于傳遞扭矩的移動同步帶(44)，以及被所述移動同步帶(44)驅動的滾珠絲杠(42)，所述滾珠絲杠(42)與所述導軌(41)同向且平行設置，所述滾珠絲杠(42)的另一端與所述支架(3)套接且螺紋配合。4.根據權利要求1-3中任一項所述的機器人，其特征在于:所述轉動組件包括旋轉伺服電機(51)以及旋轉減速器(52)，所述旋轉伺服電機(51)固定安裝在所述支架(3)上，所述旋轉減速器(52)固定安裝在所述第二機身(22)容納在所述安裝腔體(211)內的一部分上，所述旋轉伺服電機(51)與所述旋轉減速器(52)配合帶動所述第二機身(22)相對所述支架(3)轉動。5.根據權利要求1-3中任一項所述的機器人，其特征在于:所述機身(2)上設置有至少兩個工具箱(23)，所述工具箱(23)通過合頁(231)安裝在所述機身(2)上，所述合頁(231)設置在所述機身(2)的側表面的前側邊沿或者后側邊沿上，所述工具箱(23)通過所述合頁(231)可活動的設置在所述機身(2)的側邊或者前、后表面。6.根據權利要求1-3中任一項所述的機器人，其特征在于:所述機身(2)上設置有可設定指令的人機交互界面(24)以及對周邊工作環境進行偵測的三維掃描裝置(25)。7.根據權利要求1-3中任一項所述的機器人，其特征在于:所述機身(2)上兩側還設置有機器手(6)，所述機器手(6)包括與所述機身(2)相連接的手臂(61)以及與所述手臂(61)末端相連接的仿生機械手(62)，所述手臂(61)由若干節組成，并且每一節之間通過運動副相互依次串聯，所述仿生機械手(62)安裝在所述手臂(61)的末端上。8.根據權利要求1-3中任一項所述的機器人，其特征在于:所述底座(I)內設置兩個行走裝置(11)，兩個所述行走裝置(11)豎直對稱的設置在所述底座(I)的左右兩側，每一所述行走裝置(11)包括行走步進電機(111)、行走同步帶(I 12)和行走輪(113)，所述行走步進電機(111)通過所述行走同步帶(112)帶動所述行走輪(113)轉動，以使所述機器人移動。9.根據權利要求8所述的機器人，其特征在于:所述底座(I)內還設置有兩萬向球輪(12)，兩個所述萬向球輪(12)沿兩個所述行走裝置(11)的對稱面對稱設置。
【文檔編號】B25J15/10GK205438530SQ201620301177
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】何偉湛
【申請人】佛山市羅庚機器人有限公司