(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210898181.9 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 伯朗特机 器人股份有限公司 地址 523791 广东省东莞 市大朗镇沙步村 沙富路83号 (72)发明人 周文　杨医华　郭金龙　李子龙　 (74)专利代理 机构 广州骏思知识产权代理有限 公司 44425 专利代理师 龙婷 (51)Int.Cl. B25J 9/12(2006.01) B25J 19/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种重负载机 器人 (57)摘要 一种重负载机器人， 包括一轴关节、 三轴小 臂和三轴电机； 三轴小臂位于一轴关节的上方， 绕与水平 面平行的第一轴线回转； 三轴电机安装 在一轴关节； 还包括机器人平衡负载装置， 包括： 第一转接板、 拉杆和平衡负载块； 三轴电机带动 第一转接板转动； 拉杆铰接在第一转接板与三轴 小臂之间； 随着三轴电机的转动， 第一转接板通 过拉杆带动三轴小臂绕第一轴线回转； 平衡负载 块与第一转接板相对三轴电机输出轴轴线产生 的力矩与三轴小臂所带动的总负载相对第一轴 线产生的力矩方向相反， 且随着平衡负载块与第 一转接板 所形成平衡重心位置的改变， 三轴电机 输出扭矩的峰值变小。 与现有技术相比较， 本发 明的重负载机器人能减低电机扭矩， 实现机器人 的轻量化。 权利要求书2页 说明书8页 附图7页 CN 115091449 A 2022.09.23 CN 115091449 A 1.一种重负载机器人， 包括一轴关节、 三轴 小臂以及三轴电机； 所述一轴关节设置水平 面上； 所述三轴小臂用于带动总负载转动， 且位于所述一轴关节的上方， 绕与水平面平行的 第一轴线回转； 所述三轴电机安装在所述一轴关节， 其输出轴轴线为第二轴线； 其特征在 于： 还包括机器人平衡负载装置， 包括第 一转接板、 拉杆和平衡负载块； 所述三轴电机带动 所述第一转接板转动； 所述拉杆一端与所述第一转接板铰接， 另一端与所述三轴小臂铰接； 所述第二轴线以及所述拉杆两端的铰接轴轴线均与所述第一轴线平行； 随着所述三轴电机 的转动， 所述第一转接板通过所述拉杆带动所述三轴小臂绕所述第一轴线回转； 所述平衡 负载块与所述第一转接板相对所述三轴电机输出轴轴线产生的力矩与所述三轴小臂所带 动的总负载相对所述第一轴线产生的力矩方向相反， 且随着所述平衡负载块与所述第一转 接板所形成平衡重心位置的改变， 所述 三轴电机 输出扭矩的峰值变小。 2.根据权利要求1所述的重负载机器人， 其特征在于： 所述机器人平衡负载装置， 还包 括与所述一轴关节铰接的第二转接板， 所述一轴关节与所述第二转接板的铰接轴轴线平行 于所述第一轴线； 所述平衡负载块 安装在所述第一 转接板与所述第二 转接板之间。 3.根据权利要求1所述的重负载机器人， 其特征在于： 还包括基座和大臂； 所述一轴关 节设置在所述基座上并绕垂 直于水平面的轴线回转； 所述大臂 一端与所述一轴关节铰接并 相对其回转， 所述 三轴小臂铰接在所述大臂的另一端。 4.根据权利要求3所述的重负载机器人， 其特征在于： 所述一轴关节与 所述第二转接板 的铰接轴 轴线、 所述大臂相对于所述 一轴关节转动的回转轴 轴线均与所述第二轴线重合。 5.根据权利要求4所述的重负载机器人， 其特征在于： 沿所述第一轴线投影， 依次连接 所述三轴小臂相对所述大臂回转的第一轴心、 所述大臂相对所述一轴关节回转的第二轴 心、 所述拉杆与所述第一转接板的铰接中心第一铰接点以及所述拉杆与所述三轴小臂的铰 接中心第二铰接点， 形成平行四边形。 6.根据权利要求5所述的重负载机器人， 其特征在于： 沿所述第一轴线投影， 设所述第 二轴心与所述第一铰接点的连线平行于水平面时， 所述重负载机器人处于初始状态； 在所 述初始状态时， 所述平行四边形为矩形。 7.根据权利要求6所述的重负载机器人， 其特征在于： 所述平衡负载块的重心位置与 带 动所述三轴小臂转动的电机扭矩大小根据以下公式决定： N3＝(|mg* cos( α‑X)*L|‑|m1g*cos( β +X)*L1|)|/T 其中， N3为所述三轴电机扭矩； m为所述三轴小臂所承受的总负载； α 为沿所述第一轴线 投影， 初始状态时， 所述总负载 的重心与所述第一轴心之间连线相对于水平面的总负载夹 角； L为沿所述第一轴线投影， 在初始状态 时， 所述总负载的重心与所述第一轴心之间的距 离； m1为平衡负载， 包括所述平衡负载块与所述第一转接板的重量； β 为沿所述第一轴线投 影， 初始状态时， 所述平衡负载的重心与所述第二轴心之 间连线相对于水平面的平衡夹角； X为从初始状态开始， 所述三轴小臂绕所述第一轴线转过的角度； L1为沿所述第一轴线投 影， 在初始状态 时， 所述平衡负载的重心与所述第二轴心之间的距离； T为所述三轴电机以 及与之连接的减速 机之间的减速比； 通过所述公式计算所述平衡夹角β 并调节所述平衡负载块重心位置， 使得所述三轴电 机扭矩的峰值 最小。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115091449 A 28.根据权利要求7所述的重负载机器人， 其特征在于： 所述平衡负载块相对所述第 一转 接板沿水平方向或垂直于水平方向移动以调整所述平衡负载块重心位置 。 9.根据权利要求2所述的重负载机器人， 其特征在于： 所述拉杆位于所述第 一转接板与 所述第二转接板之间； 沿所述第一轴线投影， 在水平方向上， 所述拉杆位于所述三轴电机与 所述平衡负载块之间。 10.根据权利要求2所述的重负载机器人， 其特征在于： 所述拉杆与所述第 一转接板和/ 或所述第二 转接板铰接。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115091449 A 3