专利名称：一种机器人手臂前转机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及仿人机器人技术领域，尤其涉及一种机器人手臂前转机构。
背景技术：
仿人机器人是近年来研究的热点，模仿人的形态和行为而设计制造的机器人就是仿人机器人，一般分别或同时具有仿人的四肢和头部。机器人一般根据不同应用需求被设计成不同形状，如运用于工业的机械臂、轮椅机器人、步行机器人等。而仿人机器人研究集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术等多门科学于一体，代表着一个国家的高科技发展水平。目前，国内仿人机器人的研究越来越深入，应用领域也越来越广，逐渐拓展到餐饮、医疗、服务等各行业。仿人机器人不仅会进行图像识别、壁障、人机交流，还具有人类的动作。如仿人机器人的手臂模仿人体手臂的结构制造，具有多个自由度，可以模仿人体手臂动作。随着应用领域的逐渐扩大，仿人机器人的身体、手臂等结构需要具有更多的自由度来实现各种动作，满足多样化的需求。但目前，仿人机器人手臂结构的自由度普遍较低，一般为4-5个自由度，很难实现复杂动作，甚至由于自由度的限制，某些动作无法实施而可能耽误事情，造成意外损失。另夕卜，由于缺少可以实现机器人手臂整体前向偏转的机构，机器人手臂的运动范围大大受限， 无法实现某些特殊的动作。
实用新型内容本实用新型就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种机器人手臂前转机构，使传统的机器人手臂具有更多的自由度，能够实现更多更复杂的动作。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现—种机器人手臂前转机构，安装于机器人上身与机器人手臂之间，所述前转机构包括电机、第一谐波减速器和机加工件，第一谐波减速器与机器人上身固定连接，电机与第一谐波减速器直连并驱动第一谐波速器，第一谐波减速器连接并带动机加工件，机加工件连接机器人手臂。优选的，所述前转机构还包括第二谐波减速器，该第二谐波减速器位于机加工件和机器人手臂之间，所述机加工件连接并驱动该第二谐波减速器，第二谐波减速器连接并带动机器人手臂。优选的，所述机加工件与机器人上身通过轴承连接。优选的，所述第一谐波减速器、机加工件和轴承为转轴同心连接。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果本实用新型的机器人手臂前转机构，可以实现机器人手臂的整体前向偏转，使传统五自由度的机器人手臂增加了两个关键自由度，并且充分利用了机器人手臂原来的长度，使机器人手臂的运动范围扩大，并能够实现更多更复杂或更优美的动作，在第二谐波减速器的带动下，机器人手臂还可向前、向上抬起和放下，完成手臂前交叉、前平举等复杂动作。同时也使得控制系统更加简单，方法更加灵活。
图1为本实用新型一实施例安装于机器人上的结构示意图；图2为图1中机器人手臂前转后的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型。图1所示为本实用新型的一优选实施例安装于机器人上的结构示意图，本实用新型的一种机器人手臂前转机构，安装于机器人上身与机器人手臂之间，机器人上身由机器人头部9、上部固定板8和支撑固定板1组成并简单示意，支撑固定板1和上部固定板8组成机器人上身的框架，机器人头部9固定于上部固定板8上方。机器人手臂2为传统5自由度的机器人手臂。本实施例中，机器人手臂前转机构由依次连接的电机3、第一谐波减速器4、机加工件6和第二谐波减速器5组成，第一谐波减速器4与机器人上身固定连接，第二谐波减速器5与机器人手臂2传动连接。第一谐波减速器4通过螺钉固定在支撑固定板1上，电机 3与第一谐波减速器4直连(两者为一整体)并驱动第一谐波减速器4，第一谐波减速器4通过螺钉连接机加工件6并带动机加工件6同步转动，机加工件6通过螺钉连接第二谐波减速器5并驱动第二谐波减速器5，第二谐波减速器5连接并带动机器人手臂2。优选的，机加工件6与机器人上身的上部固定板8还通过轴承7连接，使前转机构与机器人上身的连接更稳固，运行更平稳。第一谐波减速器4、机加工件6和轴承7为转轴同心连接。电机上电转动后，带动第一谐波减速器向前转动，第一谐波减速器连接机加工件， 带动机加工件同步转动，机加工件通过第二谐波减速器连接机器人手臂，在机加工件的带动下，第二谐波减速器带动机器人手臂实现整体向前偏转，两条机器人手臂前转后的结构示意图见图2。在第二谐波减速器的带动下，机器人手臂还可向前、向上抬起和放下，完成手臂前交叉、前平举等复杂动作。机器人手臂必须有更多的自由度，才能实现更复杂的动作，才能更加像人。本实用新型提供了一种机器人手臂前向偏传机构，在其他关节不动的前提下，可以实现机器人手臂整体前转。本实用新型使传统五自由度的机器人手臂增加了两个自由度，使得手臂在空间运动的时候更加灵活。配合传统手臂的系列动作，可以做出更多的高难度动作，完成更多的任务。在空间运动上，在传统机器人上安装此机构，实现机器人手臂的整体前转，可以有效利用机器人手臂的长度，达到传统手臂所谓的无法触及的点，触及空间更多区域。从机器人整体外形来讲，在过窄小的过道或空间的时候，有了手臂前向偏转机构，手臂前转后，机器人身体总体宽度有效减小，使得机器人可以顺利通过更小的过道或空间去作业，大大提高了机器人的实用性。在机械结构上，采用电机、谐波减速器和轴承的组合，具有运动平稳、 传动可靠、控制简单且精度高、扭矩大等优点，推力球轴承和深沟球轴承的结合，使得摩擦力更小，运动更加灵活，消除了因为自由度问题无法实现某些任务的遗憾。同时，此前转机构可以模块化，互换性高。在前转机构上连接传统5自由度手臂，互换性强。 以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域
的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求1.一种机器人手臂前转机构，安装于机器人上身与机器人手臂之间，其特征在于，所述前转机构包括电机、第一谐波减速器和机加工件，第一谐波减速器与机器人上身固定连接， 电机与第一谐波减速器直连并驱动第一谐波速器，第一谐波减速器连接并带动机加工件， 机加工件连接机器人手臂。
2.如权利要求1所述的机器人手臂前转机构，其特征在于，所述前转机构还包括第二谐波减速器，该第二谐波减速器位于机加工件和机器人手臂之间，所述机加工件连接并驱动该第二谐波减速器，第二谐波减速器连接并带动机器人手臂。
3.如权利要求1或2所述的机器人手臂前转机构，其特征在于，所述机加工件与机器人上身通过轴承连接。
4.如权利要求3所述的机器人手臂前转机构，其特征在于，所述第一谐波减速器、机加工件和轴承为转轴同心连接。
专利摘要本实用新型的一种机器人手臂前转机构，安装于机器人上身与机器人手臂之间，所述前转机构包括电机、第一谐波减速器和机加工件，第一谐波减速器与机器人上身固定连接，电机与第一谐波减速器直连并驱动第一谐波速器，第一谐波减速器连接并带动机加工件，机加工件连接机器人手臂。本实用新型实现机器人手臂的整体前向偏转，使传统五自由度的机器人手臂增加了两个关键自由度，并且充分利用了机器人手臂原来的长度，使机器人手臂的运动范围扩大，并能够实现更多更复杂或更优美的动作，同时也使得控制系统更加简单，方法更加灵活。
文档编号B25J17/00GK202241308SQ20112035041
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者李文华, 沈振华, 潘再生, 郑洪波 申请人:浙江中控研究院有限公司