[发明专利]一种冗余双臂协作机器人在审
| 申请号： | 201910668678.X | 申请日： | 2019-07-23 |
| 公开（公告）号： | CN110434824A | 公开（公告）日： | 2019-11-12 |
| 发明（设计）人： | 杜宇;刘冬 | 申请（专利权）人： | 大连大华中天科技有限公司 |
| 主分类号： | B25J5/00 | 分类号： | B25J5/00;B25J9/00;B25J9/04;B25J17/00;B25J19/00 |
| 代理公司： | 大连理工大学专利中心 21200 | 代理人： | 梅洪玉 |
| 地址： | 116024 辽宁省大*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种冗余双臂协作机器人，属于智能机器人领域。该机器人包括二自由度云台、七自由度机械左臂、七自由度机械右臂、腰部旋转单元、全向移动底盘、上层旋转部分支撑装置和上层电气安装盒。左臂与右臂的结构相同，每条手臂具有七个自由度，该机器人的整体尺寸略低于成年人，全身共有20个自由度。本发明在传统机器人的基础上，通过合理设计全向移动底盘、合理布置腰部旋转单元，扩大机器人的活动范围以及双臂协作的工作空间；本发明基于更加严格的模块化设计思想，各个组成模块相对独立，加工和装配更加简洁。 | ||
| 搜索关键词： | 双臂 机器人 七自由度 全向移动 旋转单元 冗余 底盘 右臂 左臂 腰部 上层 二自由度云台 传统机器人 电气安装盒 模块化设计 协作机器人 智能机器人 工作空间 人本发明 相对独立 协作机器 支撑装置 组成模块 装配 手臂 协作 加工 | ||
【主权项】：
1.一种冗余双臂协作机器人，其特征在于，该冗余双臂协作机器人包括二自由度云台(6)、七自由度机械左臂(5)、七自由度机械右臂(7)、腰部旋转单元(2)、全向移动底盘(1)、上层旋转部分支撑装置(3)和上层电气安装盒(4)；所述全向移动底盘(1)用于机器人在工作区域的移动；所述腰部旋转单元(2)安装在全向移动底盘(1)上，实现水平面内±90°的旋转；腰部旋转方向装有光电限位开关，可使搭载七自由度机械左臂(5)、七自由度机械右臂(7)与二自由度云台(6)的上层旋转部分支撑装置(3)实现固定工位的工作方向的改变；所述上层旋转部分支撑装置(3)安装在腰部旋转单元(2)上方；七自由度机械左臂(5)和七自由度机械右臂(7)对称安装在上层旋转部分支撑装置(3)两侧，七自由度机械左臂(5)、七自由度机械右臂(7)分别具有七个自由度，七个一体化关节由连接装置固定；所述二自由度云台(6)安装在上层旋转部分支撑装置(3)上侧，二自由度云台(6)采用电机直连的驱动方式具有水平旋转与俯仰两个方向的自由度，其中，水平方向旋转角度可以达到±90°，俯仰方向旋转角度可以达到±60°；在水平和俯仰两个方向装有光电限位开关，同时固定在上层旋转部分支撑装置(3)上方，二自由度云台(6)搭载有视觉传感器；所述上层电气安装盒(4)固定于上层旋转部分支撑装置(3)的背面，用于搭载电气装置；在控制系统的控制下，实现冗余双臂协作机器人20个自由度的运动；所述的全向移动底盘(1)包括主体支撑结构、四组电机轮组、电源管理系统(103)、48V电池(106)、开关盒(109)、工控机(110)、激光雷达(115)、底盘电机驱动盒(116)、惯性测量单元(124)、24V电池(125)、底盘电机驱动(129)；所述主体支撑结构包括上层安装板(101)、中层安装板(104)、下层安装板(126)、工控机支撑板(112)、尾部支撑型材(107)和尾部支撑板(108)；所述底盘电机驱动(129)用于驱动电机轮组，安装在底盘电机驱动盒(116)内；所述底盘电机驱动盒(116)安装在下层安装板(126)上；所述电机轮组前后对称分布在下层安装板(126)四周，用于实现机器人的全向移动；所述激光雷达(115)安装在下层安装板(126)前方，所述24V电池(125)安装在下层安装板(126)中间位置，用于给全向移动底盘(1)供电；所述惯性测量单元(124)安装在24V电池(125)上侧，24V电池(125)用于为全向移动底盘(1)供电；所述开关盒(109)通过尾部支撑板(108)安装在全向移动底盘(1)尾部；所述工控机(110)安装在工控机支撑板(112)上，用于机器人控制；所述电源管理系统(103)安装在中层安装板(104)上侧；所述48V电池(106)安装在中层安装板(104)上侧，用于为二自由度云台(6)、七自由度机械左臂(5)、七自由度机械右臂(7)以及腰部旋转单元(2)供电；所述的腰部旋转单元(2)包括轴承上压紧板(201)、腰部轴承座(202)、腰部轴承(216)、腰部旋转主轴(217)、腰部旋转限位(219)、轴承下压紧板(220)、和二级行星减速机；所述腰部轴承座(202)安装在上层安装板(101)上侧；所述腰部轴承(216)安装在腰部轴承座(202)中，上部通过轴承上压紧板(201)压紧腰部轴承(216)外圈，下部通过固定在腰部旋转主轴(217)的轴承下压紧板(220)对腰部轴承(216)内圈进行压紧；所述腰部轴承(216)内环上安装有腰部旋转主轴(217)，腰部轴承(216)支撑腰部旋转主轴(217)转动；所述腰部旋转限位(219)安装在上层安装板(101)上侧，用于限制腰部旋转单元(2)的旋转角度；所述二级行星减速机包括免键同步带轮(203)、右侧连接板(204)、下部连接板(205)、驱动轴套筒(206)、顶紧滑板(207)、顶紧螺柱固定座(208)、顶紧螺柱(209)、惰轮固定轴(210)、惰轮(211)、步进电机(212)、同步带轮(214)、左侧连接板(215)、同步带(221)；所述步进电机(212)安装在下部连接板(205)下侧；所述免键同步带轮(203)通过驱动轴套筒(206)安装在步进电机(212)的转轴上，驱动轴套筒(206)用于免键同步带轮(203)的轴向定位；所述同步带轮(214)安装在腰部旋转主轴(217)上；所述免键同步带轮(203)和同步带轮(214)之间通过同步带(221)传动；所述顶紧滑板(207)安装在下部连接板(205)的通孔处，其在下部连接板(205)上的安装位置可调；所述惰轮固定轴(210)一端悬空，另一端固定安装在顶紧滑板(207)上，顶紧螺柱固定座(208)安装在顶紧滑板(207)下部，用于安装顶紧螺柱(209)，顶紧螺柱(209)通过顶紧螺柱固定座(208)向里旋进顶紧顶紧滑板(207)；所述惰轮(211)安装在惰轮固定轴(210)上，用于对同步带(221)施加压力；所述下部连接板(205)通过右侧连接板(204)和左侧连接板(215)安装在上层安装板(101)下侧；所述上层旋转部分支撑装置(3)包括下部安装板(301)、机械臂支撑型材(302)和机械臂安装板(303)；所述下部安装板(301)安装在腰部旋转主轴(217)上；所述机械臂支撑型材(302)安装在下部安装板(301)上；所述机械臂安装板(303)共有两个，对称安装在机械臂支撑型材(302)侧面，用于安装机械臂；所述七自由度机械左臂(5)和七自由度机械右臂(7)的结构相同，分别安装在机械臂安装板(303)上；所述七自由度机械左臂(5)包括伺服驱动器安装板(514)、七个关节及关节连接件；所述伺服驱动器安装板(514)安装在第Ⅵ关节与第Ⅶ关节连接件(515)上，用于安装伺服驱动器；所述的二自由度云台(6)包括水平旋转驱动电机(601)、水平限位光电开关(602)、云台支撑基座(603)、云台旋转轴承座(604)、云台旋转轴承(605)、云台水平旋转限位(606)、云台旋转主轴(608)、云台俯仰限位(609)、相机平台支撑左臂(610)、带座轴承(611)、假轴(612)、相机平台(613)、旋转平台(614)、相机平台支撑右臂(615)、轴端垫片(616)、水平旋转挡柱(617)、电机驱动盒(618)、电机驱动(619)、云台控制器(620)、云台支撑板(621)、俯仰旋转驱动电机(622)、俯仰限位光电开关(623)；所述云台支撑板(621)安装在上层旋转部分支撑装置(3)上侧，云台支撑基座(603)安装在云台支撑板(621)上侧；所述水平旋转驱动电机(601)安装在云台支撑板(621)下侧，其转轴穿过云台支撑板(621)和云台支撑基座(603)；所述水平限位光电开关(602)安装在云台支撑板(621)上，通过水平旋转挡柱(617)进行水平旋转自由度绝对位置的确定；所述云台旋转轴承座(604)安装在云台支撑基座(603)上侧；所述云台旋转轴承(605)安装在云台旋转轴承座(604)内，用于支撑云台旋转主轴(608)的旋转；所述云台旋转主轴(608)安装在云台旋转轴承(605)的内环上，并于水平旋转驱动电机(601)的转轴相连；所述云台水平旋转限位(606)安装在云台支撑板(621)上，用于限制二自由度云台(6)在水平面内的转动角度；所述旋转平台(614)安装在云台旋转主轴(608)的安装面上，并可随云台旋转主轴(608)在水平面内转动，旋转平台(614)的左右两竖直端分别开有通孔和U形槽；所述俯仰旋转驱动电机(622)安装在旋转平台(614)开有同孔的竖直端内侧，俯仰旋转驱动电机(622)的转轴轴线与通孔的轴线重合，俯仰旋转驱动电机(622)的转轴穿过另一个竖直端的U形槽；所述轴端垫片(616)安装在旋转平台(614)开有U形槽的竖直端，用于支撑旋转平台(614)转动；所述带座轴承(611)安装在旋转平台(614)开有通孔的竖直端；所述假轴(612)带座轴承(611)内，假轴(612)的轴线与通孔的轴线重合；所述相机平台支撑左臂(610)安装在假轴(612)上；所述相机平台支撑右臂(615)安装在俯仰旋转驱动电机(622)的转轴上；所述相机平台(613)的两端分别安装在相机平台支撑左、右臂(610、615)，可在俯仰旋转驱动电机(622)的驱动下转动；所述云台俯仰限位(609)安装在旋转平台(614)开有通孔的竖直端外侧，用于限制二自由度云台(6)在竖直面内的转动角度；所述电机驱动(619)和云台控制器(620)安装在云台支撑板(621)上，用于驱动和控制二自由度云台(6)；所述电机驱动盒(618)安装在云台支撑板(621)上、电机驱动(619)和云台控制器(620)上方，用于保护电机驱动(619)和云台控制器(620)；所述俯仰限位光电开关(623)安装在旋转平台(614)的侧面，实现俯仰自由度绝对位置的确定。
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- 本发明公开了一种工业加工机器人巡检装置，包括底座，所述底座的上表面中部固定连接有PLC控制器，所述底座的上表面对应所述PLC控制器的前端固定连接有第一云台，所述第一云台的上端固定连接有扫描仪，所述底座的上表面对应所述PLC控制器的后端侧固定连接有机械手，所述底座的上表面对应所述PLC控制器的一侧固定连接有第二云台，所述第二云台的上端固定连接有摄像头，所述底座的上表面对应所述PLC控制器的另一侧固定连接有支撑架，所述支撑架的上端固定连接有红外传感器，所述底座的下表面固定连接有减震机构；本发明避免了人工检测不到位或疏漏的情况，提高了产品的质量和巡检的效果，提高了产品的合格率，结构简单。
- 一种稳定性好的工业机器人及方法-201910685800.4
- 余宝;秦宇 - 南京昱晟机器人科技有限公司
- 2019-07-28 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本发明公开了一种稳定性好的工业机器人，包括底座，所述底座底部表面的四角均固定连接有驱动万向轮，所述底座顶部表面的中心处固定连接有定位框，所述定位框内腔底部的中心处固定连接有驱动电机。本发明通过设置支撑杆、滚珠、导向杆、驱动万向轮、导向槽、转动板、定位板、卡板、转动槽、储纳槽、转动螺杆、移动块、定位弧板、转动通孔、转动套、限位杆、电动伸缩杆、固定轴和活动套的配合使用，可使机器人进行稳定移动，这样机器人在使用过程中更加稳定，解决了机器人在使用时，因不能进行稳定移动，使得机器人在移动的过程中整体晃动较大，造成机器人上的物品脱落，从而导致机器人出现使用不稳定的问题。
- 一种自动监控工业机器人及其监控方法-201910685821.6
- 余宝;秦宇 - 南京昱晟机器人科技有限公司
- 2019-07-28 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本发明公开了一种自动监控工业机器人及其监控方法，包括底板，所述底板底部的四角均活动连接有万向轮，所述底板的顶部固定连接有机体，所述机体内腔的顶部固定连接有电机，所述电机转轴的底部固定连接有旋转柱，所述旋转柱的底部贯穿底板，所述旋转柱的底部固定连接有固定块，所述固定块的底部固定连接有双轴电机。本发明具备移动灵活性好，对环境的温湿度进行时时监测，适用性强的优点，解决了现有的监控工业机器人功能较为简单，只具有单一监控的功能，不能够实现对环境的灵活监控，监控机器人的移动灵活性差，不利于避障，不能够对环境的温湿度进行时时监测，降低了监控机器人的适用性，不便于人们使用的问题。
- 一种工业仿真行走装置-201910687468.5
- 国际昌 - 烟台三新新能源科技有限公司
- 2019-07-29 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本发明公开了一种工业仿真行走装置，包括底座、侧板、上安装座、下安装座、转轴、第一轴承、行走座、凹槽、第一滑轨、凹口、第一滑板、滑块、第一弹簧和滑轮等；本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，转轴可以自由进行旋转，从而实现移动时的自由旋转，同时，下T字架上的上T字架可以进行自由旋转；本发明弹簧安装板下端设置第二弹簧可以大大提高整个装置的缓冲性能；本发明需要对安装在安装板上的机器进行倾斜角度调节时，液压缸对滚轮的高度进行调节，进行对安装板角度进行调节。
- 一种移动式码垛机器人-201910742436.0
- 卿兆波;杨惠忠 - 杭州天铭科技股份有限公司
- 2019-08-13 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本发明公开了一种移动式码垛机器人，包括X、Z耦合手臂机构和移动式底盘，X、Z耦合手臂机构固定安装在移动式底盘上，移动式底盘带动X、Z耦合手臂机构移动或原地转动；X、Z耦合手臂机构包括通过运动副相互连接的传动件、驱动件和执行件，驱动件的伸缩运动使传动件以连动的方式运动，带动位于X、Z耦合手臂机构末端的执行件在水平方向和竖直方向作相应运动。解决了关节式机器人整机重量大，电机能耗高，移动困难，执行器定位不准等问题。
- 一种移动式码垛机器人-201910742437.5
- 卿兆波;杨惠忠 - 杭州天铭科技股份有限公司
- 2019-08-13 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 一种移动式码垛机器人，包括机构式伸缩手臂和移动升降柱，移动升降柱与机构式伸缩手臂连接，机构式伸缩手臂通过移动升降柱进行上下往返运动，移动升降柱通过自身的移动和/或转动将机构式伸缩手臂带到工作点。本发明采用移动升降柱的原地转动取代固定式码垛机器人的转盘结构，采用机构式伸缩手臂取代关节式摆动手臂与轨道式移动手臂，从而使得整机结构更加简单，功率质量比更高，机器的整机功率消耗与整机重量大大降低。
- 一种移动式码垛机器人-201910742520.2
- 杨惠忠;卿兆波 - 杭州天铭科技股份有限公司
- 2019-08-13 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 一种移动式码垛机器人，包括：移动升降柱，在地面移动或原地转动；机构式伸缩手臂，固定连接在所述移动升降柱上，移动升降柱带动所述机构式伸缩手臂在竖直方向上做升降运动；机构式伸缩手臂包括驱动杆和伸缩构件，驱动杆与伸缩构件转动连接，伸缩构件末端的执行件在驱动杆的转动下进行水平运动。与固定式码垛机器人相比本发明移动式机器人能实现目标物品的多位置码垛与搬运，应用场景更加灵活。本发明采用移动升降柱的原地转动取代固定式码垛机器人的转盘结构，采用机构式伸缩手臂取代关节式摆动手臂与轨道式移动手臂，从而使得整机结构更加简单，功率质量比更高，机器的整机功率消耗与整机重量大大降低。
- 一种用于立式金属罐容量检定的爬壁机器人-201910745612.6
- 陈贤雷;吴怡平;施浩磊;李存军;郝华东;黄豪彩 - 舟山市质量技术监督检测研究院;浙江大学
- 2019-08-13 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本发明公开了一种用于立式金属罐容量检定的爬壁机器人，属于大型金属容器容积计量技术领域，包括机器人本体，机器人本体包括底盘和外壳，底盘的两侧设有驱动车轮，机器人本体上设有：吸附单元，包括用于吸附金属罐壁的若干磁体，磁体通过连接器连接成网状并活动在底盘的底部；测量单元，包括设置在底盘并露出于外壳顶部的折叠标尺；除锈单元，包括设置在机器人本体前端的除锈铲斗以及驱动除锈铲斗抬起和放下的驱动器；和控制单元，包括微控制器、姿态检测器、障碍检测器、用于检测磁体吸附力的吸力检测器、用于测量外壳顶部到金属罐壁之间距离的距离传感器以及通讯装置。可以避免在金属罐表面留下压痕，避免机器人受到金属罐壁面锈迹影响的问题。
- 一种机房巡检系统及其工作方法-201811448153.7
- 王重山;姚秀军;桂晨光;秦宇;邓超;王超;范涛;银萍;葛华鹏;蔡禹丞 - 北京海益同展信息科技有限公司
- 2018-11-30 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本发明涉及一种机房巡检系统及其工作方法，巡检系统包括：可移动式机器人，包括机械臂(2)；信息拍摄部件(31)，设在机械臂(2)末端，用于拍摄机房内待检设备的状态属性信息；定位检测部件(32)，设在机械臂(2)末端，用于检测信息拍摄部件(31)与待拍摄目标的方位信息；和控制部件，用于在使机器人按照预先规划的路径移动至待检设备之后，根据定位检测部件(32)提供的检测信息，通过控制机械臂(2)运动使信息拍摄部件(31)到达合适的拍摄位置进行拍摄。此种巡检系统可智能地对机房内设备进行巡检，提高巡检效率；在机器人到达待检设备后，通过机械臂运动将信息拍摄部件定位至合适的拍摄位姿，使信息采集更加准确。
- 机器人底盘与身体结构联结装置-201822063454.X
- 李庆民;宋洁;刘春晖;刘磊 - 创泽智能机器人股份有限公司
- 2018-12-10 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 一种机器人底盘与身体结构联结装置，包括定位机构、联结机构和锁紧机构，所述的联结机构是指机器人的身体支架与底盘之间的支撑板、联结座、固定支架；联结座设置于机器人底盘上，薄板状支撑板位于相对应的身体支架下端面与联结座上端面之间，并固定于身体支架的下端面；所述的固定支架为3个，呈环列布置并固定于身体支架下端面；固定支架由垂直的平面和立面构成，平面与身体支架下端面联结，立面有螺丝孔；所述的定位机构是指在联结座内预留有定位孔，定位孔与身体支架下端面对应位置的定位柱相配合；所述的锁紧机构是指联结座侧面预留有操作孔，以及操作孔内部联结座和固定支架立面相对应的螺丝孔。便于操作、省时省力、工作效率高的积极效果。
- 一种幕墙玻璃安装机械车-201822089762.X
- 张虎 - 中铁建工集团有限公司;中铁建工集团山东有限公司
- 2018-12-13 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本申请公开了一种幕墙玻璃安装机械车，包括车体框架，所述车体框架的底部安装有行走及转向轮和设备配重，所述设备配重安装在所述车体框架的底部中央，所述液压油缸支腿安装在所述平衡气泡的旁边，所述支撑座接触地面，所述液压油缸安装在所述车体框架的中部边缘，所述旋转机构底座安装在所述车体框架上表面的中心，所述设备检修保养工具箱安装在所述旋转机构底座的左边，所述设备操作控制平台安装在所述旋转机构底座的右边。本设备和人工配合相比至少节约％的人工和大型设备租赁费。尤其是在大型CBD写字楼及商场进行维修更换玻璃时此设备配合人工即安全又经济且提高了工作效率。
- 一种机器人行走机构-201920007218.8
- 何永忠 - 天津明之洋自动化设备有限公司
- 2019-01-03 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本实用新型属于机器人技术领域，尤其为一种机器人行走机构，包括底板和机器人固定平台，所述底板的顶部固定连接有两个导轨，所述导轨的右侧面固定连接有齿条，所述机器人固定平台的内部固定连接有电动机，所述机器人固定平台的底部开设有通孔，所述电动机的输出轴穿过通孔固定连接有齿轮；当需要机器人固定平台移动时，此时通过开关控制电动机工作，电动机带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而能够通过齿条带动电动机前后移动，进而通过电动机带动机器人固定平台前后移动，此时滚轮在导轨的外表面滚动，从而能够减小导轨与固定架之间的摩擦力，同时拖链跟随机器人固定平台前后移动，从而能够使运行的更加稳定，精确度高。
- 一种结构紧凑的机器人-201920128547.8
- 杨春云 - 梅州云海网络科技有限公司
- 2019-01-24 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本实用新型提供一种结构紧凑的机器人，所述机器人包括机器人主体以及设于所述机器人主体下方的行走驱动装置，所述行走驱动装置包括安装板、至少三个行走轮以及与相应所述行走轮连接的行走驱动组件，所述行走轮安装在所述安装板上，所述行走驱动组件包括旋转电机、万向接头、旋转轴，所述旋转轴连接在相应的所述行走轮上，所述万向接头的一端连接所述旋转轴，其另一端连接所述旋转电机的输出轴上，所述输出轴与所述旋转轴之间角度大于0度并小于90度。本实用新型结构紧凑，传动方式更加新颖。
- 一种用于功能测试六轴抓取机械手-201920220208.2
- 黄文涛 - 成都国润通科技发展有限公司
- 2019-02-21 - 2019-11-05 - B25J5/00
- 本实用新型公开了一种用于功能测试六轴抓取机械手，包括底座，所述底座的下侧设置有移动机构，所述底座的内侧设置有安装螺孔，所述底座的上侧安装有轴基座，所述轴基座的上侧设置有第一肘臂，所述第一肘臂的上侧设置有第二肘臂，所述第二肘臂的一端安装有第三肘臂；第四肘臂的上侧设置有净化箱，肘手腕一端的外侧设置有净化环板，净化环板的一侧设置有伸缩软管，净化箱与净化环板通过伸缩软管进行内部连通，便于通过净化环板收集废气并经伸缩软管传递到净化箱内侧，经净化箱净化后排出，避免机械手抓取物料时，因灰尘过大影响使用者的健康，底座的下侧设置有便于拆卸与安装的万向轮，提高了移动后对机械手固定的便捷性。
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