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一种示教 机械臂

阅读：765发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种示教机械臂专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种示教机械臂，包括：基座，所述基座包括固定板、设置在固定板上的支柱；示教手臂，手臂包括若干个连杆以及设置在相邻连杆之间实现连杆转动的旋转轴，旋转轴偏离连杆的一端与支柱连接；示教手腕，示教手腕包括三个旋转轴，其中一个旋转轴与示教手臂的连杆连接；阻尼器，设置在旋转轴上并在连杆转动时形成阻力；编码器，设置在相邻连杆的连接处用以接收或发送机械臂运动姿态信息。通过在各个关节处增加阻尼装置，以保证在示教过程中，每个关节的运动必须克服一定的阻尼才能运动，从而使每个关节的运动参数的变化幅度都在一个合理稳定的区间内，以保证所编程序能确保机器人不受较大冲击和振动载荷。，下面是一种示教机械臂专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种示教机械臂，其特征在于，包括：
基座，所述基座包括固定板、设置在固定板上的支柱；
示教手臂，所述手臂包括若干个连杆以及设置在相邻连杆之间实现连杆转动的旋转轴，所述旋转轴偏离连杆的一端与所述支柱连接；
示教手腕，所述示教手腕包括三个旋转轴，其中一个旋转轴与示教手臂的连杆连接；
阻尼器，设置在所述旋转轴上并在连杆转动时形成阻力；
编码器，设置在相邻连杆的连接处用以接收或发送机械臂运动姿态信息。
2.根据权利要求1所述的示教机械臂，其特征在于，还包括把持部，所述把持部设置在任意连杆上，其包括固定在连杆上用以驱动示教手臂跟随人体手臂动作的手柄。
3.根据权利要求1所述的示教机械臂，其特征在于，所述支柱以开式运动链方式依次串联若干连杆组成示教手臂。
4.根据权利要求1或3所述的示教机械臂，其特征在于，所述连杆为壁厚1mm的7075 铝合金空心管。
5.根据权利要求1所述的示教机械臂，其特征在于，所述示教手腕的三个旋转轴轴线相交。
6.根据权利要求5所述的示教机械臂，其特征在于，所述手柄表面套设防静电层。

说明书全文

一种示教机械臂

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种示教机械臂。

背景技术

[0002] 目前国内使用机器人示教仍有一定的技术门槛，其中重要的一点是在机器人的编程。如果产品曲面多、结构复杂、型号多的特点，使得机器人编程难度大大提升。针对传统的机器人编程方法(如示教盒示教、离线编程)难以满足此类产品的要求的缺点。

[0003] 离线编程是利用计算机技术，通过轨迹规划算法来获取作业轨迹，再将作业轨迹发送到机器人以实现机器人编程。这种方法对工人技术要求高，且不成熟，因此只作为一种辅助手段，没有得到广泛的应用。

[0004] 示教编程包括示教盒示教和导引式示教。通过操作示教盒,或由人工导引机器人末端执行器，使机器人完成预期的动作，以获取作业轨迹。相对于离线编程实用性强，操作简便，因此大部分机器人都采用示教编程。

[0005] 这两类方法目前共同技术难点是：由于示教关节臂过于灵活，在面向曲面多、结构复杂、型号多样的产品进行示教操作时，人工每次引导操作对机器人结构受力不一致，必然造成机器人控制程序的运动参数变化过大，轨迹控制不合理，影响使用寿命。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种针对现有系统进行合理的运动参数分配，从而解决无动力示教关节臂系统在示教过程所带动各关节运动参数分布随机性大，难以控制等问题。

[0007] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0008] 一种示教机械臂，包括：

[0009] 基座，所述基座包括固定板、设置在固定板上的支柱；

[0010] 示教手臂，所述手臂包括若干个连杆以及设置在相邻连杆之间实现连杆转动的旋转轴，所述旋转轴偏离连杆的一端与所述支柱连接；

[0011] 示教手腕，所述示教手腕包括三个旋转轴，其中一个旋转轴与示教手臂的连杆连接；

[0012] 阻尼器，设置在所述旋转轴上并在连杆转动时形成阻力；

[0013] 编码器，设置在相邻连杆的连接处用以接收或发送机械臂运动姿态信息。

[0014] 进一步的，上述示教机械臂还包括把持部，所述把持部设置在任意连杆上，其包括固定在连杆上用以驱动示教手臂跟随人体手臂动作的手柄。

[0015] 进一步的，所述支柱以开式运动链方式依次串联若干连杆组成示教手臂。

[0016] 进一步的，所述连杆为壁厚1mm的7075 铝合金空心管。

[0017] 进一步的，所述示教手腕的三个旋转轴轴线相交。

[0018] 进一步的，手柄表面套设防静电层。

[0019] 本发明的有益效果为：通过各个关节处安装阻尼器和轴承一起实现关节各类运动，由于阻尼器通过其阻滞作用使得各个关节的运动参数能在一个相对稳定的区间内变化，从而降低机器人运动控制程序编制难度。附图说明

[0020] 图1是本发明示教机械臂的结构示意图；

[0021] 图2是本发明基座结构示意图；

[0022] 图3,是本发明示教手腕结构示意图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0024] 本方案是基于示教关节臂作为机器人工作轨迹的采集装置，关节臂结构是由一系列连杆通过旋转关节连接在一起的开式运动链，其关节只由轴承来传递示教时所传递给各个关节的运动信息，这样造成由于不同人员通过关节臂进行示教时，各个关节的运动参数差别很大，其主要原因是各个关节缺乏阻尼装置，导致关节过于灵活，从而造成示教时各个关节运动参数(速度、加速度等)变化较大，造成后续机器人实际工作时控制难度增大，其骤起骤停造成控制电机使用寿命受到影响。

[0025] 如图1和图2，一种示教机械臂，包括：基座，所述基座包括固定板1、设置在固定板1上的支柱2；支柱2通过旋转轴4依次串联若干个连杆3组成示教手臂；示教手臂的末端为示教手腕5，示教手腕5包括三个旋转轴4，其中一个旋转轴4与示教手臂的连杆3连接；
阻尼器6，设置在旋转轴4上并在连杆4转动时形成阻力；编码器7，设置在相邻连杆3的连接处用以接收或发送机械臂运动姿态信息。通过对示教机械臂(以下称关节臂)予以改进，在各个相关关节臂处增加阻尼装置，以保证在示教过程中，每个关节的运动必须克服一定的阻尼才能运动，从而保证各关节之间运动参数差别不会太大，每个关节的运动参数的变化幅度都在一个合理稳定的区间内，以保证所编程序能确保机器人不受较大冲击和振动载荷。

[0026] 其中，还包括把持部，所述把持部设置在任意连杆3上，其包括固定在连杆3上用以驱动示教手臂跟随人体手臂动作的手柄。

[0027] 进一步的，支柱2以开式运动链方式依次串联若干连杆3组成示教手臂。

[0028] 进一步的，示教过程是由操作者牵引末端手柄完成的，如果示教过程中关节和连杆3的重量全部由操作者来支承的话，不仅影响示教的灵活性，还会使操作者容易产生疲劳。为减轻示教时的重量、保证关节臂的刚度刚度，连杆3采用壁厚1mm的7075 铝合金空心管。

[0029] 进一步的，如图3,示教手腕部分所设计的关节臂手腕5三个旋转轴4轴线是相交在一点，不但提高了手腕的紧凑性，同时能够减少示教关节臂数学建模的计算量。

[0030] 进一步的，手柄表面套设防静电层。

[0031] 以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

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