[实用新型]一种具有势能补偿功能的机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体是一种具有势能补偿功能的机器人。

背景技术

在机器人领域，机械臂(或者叫机械手)是工业领域最常用到的一种多轴机器人(或称为多关节机器人)，其主要是根据预定的路线从一个初始位置夹取目标物体到目标位置，适用于诸多工业领域的机械自动化作业。

现在市场上的多轴机器人主要包括四轴机器人(具有四个关节)和六轴机器人(具有六个关节)，他们均包括有基座、臂和末端的物体夹持部，关节的多少决定了机器人的“轴”的数量。

名称为“一种可移动搬运六轴机械手”、专利号为201620776796.4的中国实用新型专利公开了一种六轴机器人，该六轴机器人包括有底座，底座可以旋转，底座上设有第一减速机和第一电机(二者共同构成了一个关节的驱动体)，第一电机和第一减速机驱动六轴机械臂，六轴机械臂中的第一肘臂的下端连接第一减速机的输出轴，第一电机带动第一减速机转动、以驱动第一肘臂俯向下运动或后仰运动。第一肘臂的上端设置有垂直旋转驱动装置驱动第二肘臂做旋转运动，第二肘臂上设置有第二电机和第二减速机，第二电机驱动第二减速机控制第三肘臂旋转运动，夹具设置在第三肘臂的末端、可以旋转并夹取物体。

上述六轴机器人是多轴机器人的典型结构，上述六轴机器人在工作时，底座可以360度转动、带动整个六轴机械臂实现大方向的调整，而第一电机带动第一减速机转动则可以带动六轴机械臂实现俯向下运动以抓取物体、后仰向上运动以带起物体，在这个过程中，第一电机和第一减速机需要承受极大的力矩，包括第一肘臂、第二肘臂、第三肘臂和夹具等本身的重力在第一减速机的输出轴处形成的力矩，还包括被抓取的物体的重力在第一减速机的输出轴处形成的力矩，特别是当第一肘臂、第二肘臂、第三肘臂完全伸直在一条线上抓取物体时，第一减速机的输出轴承受的力矩最大。

作为常量，减速机可承受的最大力矩是固定的，当机械臂(包括第一肘臂、第二肘臂、第三肘臂和夹具等)的重力固定后、该机器人可抓取的物体的最大重量随之被确定，该机器人实际能抓取的最大重量还受其他关节的可承受能力的限制，但第一电机和第一减速机可承受的力矩因承受几乎整个机器人的重力、因而限制最大。

以一款市场上存在的ABB公司的七轴机器人YuMi为例，其标注最大载重仅为500g，售价高达百万人民币，在实际应用中十分受限，市场上需要载重更大的机器人，因此如何提高机器人的载重是目前多轴机器人面临的问题之一。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有势能补偿功能的机器人，通过势能补偿技术大大提高了机器人的载重。

本实用新型的具有势能补偿功能的机器人包括有基座、安装在基座上的驱动体，安装在所述驱动体的输出轴上的臂，所述驱动体的输出轴旋转、以带动所述臂转动；

还包括有延伸支架、弹簧、弹簧支板、相互配合的齿轮和齿条、导杆，

所述延伸支架的固定端固定安装在所述驱动体本体上，所述弹簧支板固定安装在所述延伸支架的延伸端上，所述齿轮安装在所述驱动体的输出轴上，所述齿条与所述驱动体本体滑动连接、且所述齿条的一端与所述导杆的一端固定连接，所述导杆的另一端穿过所述弹簧支板上的通孔，所述弹簧套设在所述导杆上、并位于所述齿条和所述弹簧支板之间，所述弹簧在所述齿条和所述弹簧支板的作用下始终处于被压缩状态；

所述驱动体的输出轴旋转以带动所述臂俯向转动时，同时带动所述齿轮转动、以驱动所述齿条进一步压缩所述弹簧；

所述驱动体的输出轴旋转以带动所述臂后仰转动时，同时带动所述齿轮转动、以驱动所述齿条减小对所述弹簧的压缩。