CN107160379A - 一种螺钉装配专用scara机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺钉装配专用SCARA机器人，包括末端执行机构、腕部、肘部、肩部、肩部升降机构和机座，末端执行机构包括螺钉退槽嘴、螺丝刀、端盖、底盖、电动钻末端执行机构升降架，腕部包括腕部副板、腕部复合轴承、腕部连接盖、腕部主板和腕部加强筋，肘部包括第一电动机、第一电机连接盖、肘部主板、肘部复合轴承和肘部连接盖，肩部包括第二电机连接盖、第二电动机、肩部主板、肩部加强筋、肩部副板、肩部滑动板、肩部滑槽和螺纹盖，肩部升降机构包括第三电动机、第三电机连接盖、第三电机联轴器、丝杠、肩部升降机构主板、滑槽固定杆和滑槽等，机座包括第四电动机、机座复合轴承、机座圆筒和机座底板，本结构设计新颖且安全可靠。

Description

一种螺钉装配专用SCARA机器人
技术领域
本发明涉及一种工业装配机器人领域，尤其是一种螺钉装配专用SCARA机器人。
背景技术
随着“中国制造2025”的不断推进中，工业自动化水平迅速提高，越来越多的企业采用机器人代替传统的工人作业，这使得企业的生产效率和经济效益都有明显的提高。但是，对于机器人而言，其自身的稳固性和安全性对生成线的产量起到了关键的作用。
传统的SCARA机器人为“三转动一平移”类型的运动形式，并且其平移运动形式是在机器人的执行末端的位置，由于受力等因素，会影响机器人的工作精度和稳定性。同时在水平方向只有两个自由度确定水平方向的坐标点，虽然也可以确定水平方向的坐标点，但是灵活性不够。此外，传统的SCARA机器人的工作域为扇形面。为了增大机器人的工作域，同时提高机器人的灵活性和稳定性，这就需要设计一种新型的SCARA机器人，来改善以往设计中的不足。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述技术的不足，提供一种结构简单、成本低、操作方便的螺钉装配专用SCARA机器人。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种螺钉装配专用SCARA机器人，包括末端执行机构、腕部、肘部、肩部、肩部升降机构和机座。所述的末端执行机构是由螺钉退槽嘴、螺丝刀、端盖、底盖、电动钻、升降架移动板、升降架顶盖、升降架外支杆、升降架滑动轴、升降架底座、升降架丝杠和螺母组成，螺钉退槽嘴通过螺钉安装在腕部副板上，用来稳固螺丝刀头部和让工作对象自动脱离，电动钻是由端盖和底盖装配固定，底盖和升降架移动板通过螺钉连接，并且螺丝刀安装在电动钻头部，升降架移动板安装在由升降架顶盖、升降架外支杆、升降架滑动轴和升降架底座组成的框架上，并且升降架移动板中间由三个圆柱孔，中间的圆柱孔有内螺纹，用来与升降架丝杠配合，另外两个圆柱孔没有螺纹与升降架滑动轴配合，通过螺母和升降架丝杠的配合调节升降架移动板的位置；所述的腕部是由腕部副板、腕部复合轴承、腕部连接盖、腕部主板和腕部加强筋组成，腕部加强筋用来加固腕部主板和腕部副板，腕部副板与腕部主板通过螺钉连接，同时也与升降架外支杆、螺钉退槽嘴和升降架底座通过螺钉连接，腕部复合轴承和腕部主板通过腕部连接盖连接，同时腕部复合轴承与第一电动机通过第一电机连接盖连接；所述的肘部是由第一电动机、第一电机连接盖、肘部主板、肘部复合轴承和肘部连接盖组成，第一电动机通过第一电机连接盖固定在肘部主板上，肘部复合轴承和肘部主板通过肘部连接盖连接，同时肘部复合轴承与第二电动机通过第二电机连接盖连接；所述的肩部是由第二电机连接盖、第二电动机、肩部主板、肩部加强筋、肩部副板、肩部滑动板、肩部滑槽和螺纹盖组成，第二电动机通过第二电机连接盖固定在肩部主板上，肩部主板与肩部副板通过肩部加强筋加固连接的，肩部滑动板与肩部副板通过螺钉连接，同时肩部滑槽和螺纹盖都是通过螺钉与肩部滑动板而连接；所述的肩部升降机构是由第三电动机、第三电机连接盖、第三电机联轴器、丝杠、肩部升降机构主板、滑槽固定杆、滑槽、丝杠固定块和滑槽固定块组成，第三电动机通过第三电机连接盖固定在肩部升降机构主板上，丝杠通过第三电机联轴器与第三电动机连接，同时丝杠通过丝杠固定块固定位置，并且丝杠与螺纹盖配合连接，滑槽通过滑槽固定杆和滑槽固定块连接在肩部升降机主板上，同时滑槽与肩部滑槽配合连接；所述的机座是由第四电动机、机座复合轴承、机座圆筒和机座底板组成，第四电动机与机座复合轴承通过键连接，并通过螺钉安装在机座圆筒上，机座复合轴承与肩部升降机构主板通过螺钉连接，机座圆筒与机座底板通过螺钉连接，机座底板可以通过地脚螺栓与工作平面连接。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：一种螺钉装配专用SCARA机器人具有结构简单、成本低、操作方便、稳定性好、灵活性高等特点，由于执行末端有升降架可以调节电动钻高度，进而可以更换不同类型的螺丝刀，使用范围更加丰富；由于改变了传统SCARA机器人平移运动的位置分布，由受力分析可知，可以提高机器人操作的稳定性，工作时的精准性；此外，由于增加了一个腕部结构，使得机器人在水平方向的灵活性增加，同时工作域也变大。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的复合轴承示意图；
图3是本发明的执行末端和腕部连接示意图；
图4是本发明的腕部示意图；
图5是本发明的肘部示意图；
图6是本发明的肩部示意图；
图7是本发明的肩部升降机构示意图；
图8是本发明的底座示意图；
图9是本发明的末端执行机构升降架示意图；
图中：1、末端执行机构；2、腕部；3、肘部；4、肩部；5、肩部升降机构；6、机座；101、螺钉退槽嘴；102、螺丝刀；103、端盖；104、底盖；105、电动钻；106、升降架移动板；107、升降架顶盖；108、升降架外支杆；109、升降架滑动轴；110、升降架底座、111、升降架丝杠；112、螺母；201、腕部副板；202、腕部复合轴承；203、腕部连接盖；204、腕部主板；205、腕部加强筋；301、第一电动机；302、第一电机连接盖；303、肘部主板；304、肘部复合轴承；305、肘部连接盖；401、第二电机连接盖；402、第二电动机；403、肩部主板；404、肩部加强筋；405、肩部副板；406、肩部滑动板；407、肩部滑槽；408、螺纹盖；501、第三电动机；502、第三电机连接盖；503、第三电机联轴器；504、丝杠；505、肩部升降机构主板；506、滑槽固定板；507、滑槽；508、丝杠固定块；509、滑槽固定块；601、第四电动机；602、机座复合轴承；603、机座圆筒；604、机座底板。
具体实施方式
为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效简单明了，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参见附图1～9，本发明提供了一种螺钉装配专用SCARA机器人，由末端执行机构1、腕部2、肘部3、肩部4、肩部升降机构5和机座6等组成。所述的末端执行机构1是由螺钉退槽嘴101、螺丝刀102、端盖103、底盖104、电动钻105、升降架移动板106、升降架顶盖107、升降架外支杆108、升降架滑动轴109、升降架底座110、升降架丝杠111和螺母112组成，螺钉退槽嘴1通过螺钉安装在腕部副板201上，用来稳固螺丝刀102头部和让工作对象自动脱离，电动钻105是由端盖103和底盖104装配固定，底盖104和升降架移动板106通过螺钉连接，并且螺丝刀102安装在电动钻105头部，升降架移动板106安装在由升降架顶盖107、升降架外支杆108、升降架滑动轴109和升降架底座110组成的框架上，并且升降架移动板106中间由三个圆柱孔，中间的圆柱孔有内螺纹，用来与升降架丝杠111配合，另外两个圆柱孔没有螺纹与升降架滑动轴109配合，通过螺母112和升降架丝杠111的配合调节升降架移动板106的位置；所述的腕部2是由腕部副板201、腕部复合轴承202、腕部连接盖203、腕部主板204和腕部加强筋205组成，腕部加强筋205用来加固腕部主板204和腕部副板201，腕部副板201与腕部主板204通过螺钉连接，同时也与升降架外支杆108、螺钉退槽嘴101和升降架底座110通过螺钉连接，腕部复合轴承202和腕部主板204通过腕部连接盖203连接，同时腕部复合轴承202与第一电动机301通过第一电机连接盖302连接；所述的肘部3是由第一电动机301、第一电机连接盖302、肘部主板303、肘部复合轴承304和肘部连接盖305组成，第一电动机301通过第一电机连接盖302固定在肘部主板303上，肘部复合轴承304和肘部主板303通过肘部连接盖305连接，同时肘部复合轴承304与第二电动机301通过第二电机连接盖302连接；所述的肩部4是由第二电机连接盖401、第二电动机402、肩部主板403、肩部加强筋404、肩部副板405、肩部滑动板406、肩部滑槽407和螺纹盖408组成，第二电动机402通过第二电机连接盖401固定在肩部主板403上，肩部主板403与肩部副板405通过肩部加强筋404加固连接的，肩部滑动板406与肩部副板405通过螺钉连接，同时肩部滑槽407和螺纹盖408都是通过螺钉与肩部滑动板406而连接；所述的肩部升降机构5是由第三电动机501、第三电机连接盖502、第三电机联轴器503、丝杠504、肩部升降机构主板505、滑槽固定杆506、滑槽507、丝杠固定块508和滑槽固定块509组成，第三电动机501通过第三电机连接盖502固定在肩部升降机构主板505上，丝杠504通过第三电机联轴器503与第三电动机501连接，同时丝杠504通过丝杠固定块508固定位置，并且丝杠504与螺纹盖408配合连接，滑槽507通过滑槽固定杆506和滑槽固定块509连接在肩部升降机主板505上，同时滑槽507与肩部滑槽407配合连接；所述的机座6是由第四电动机601、机座复合轴承602、机座圆筒603和机座底板604组成，第四电动机601与机座复合轴承602通过键连接，并通过螺钉安装在机座圆筒603上，机座复合轴承602与肩部升降机构主板505通过螺钉连接，机座圆筒603与机座底板604通过螺钉连接，机座底板604可以通过地脚螺栓与工作平面连接。
使用时：首先根据不同类型的螺丝刀102来调节升降架移动板106的位置，进而保证电动钻105可以正常工作，第四电动机601用来控制肩部4的旋转，第三电动机501用来控制肩部4平移，第二电动机402用来控制肘部3的旋转，第一电动机301用来控制腕部2的旋转，通过第一电动机301、第二电动机402和第三电动机501的配合控制，进而可保证机器人的末端执行机构1在水平方向的位置，第四电动机601主要用来控制机器人的末端执行机构1的竖直运动，四个电动机相互配合控制，进而保证了工作的稳定性、可靠性、精准性和灵活性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明所要求保护的范围内，本发明所要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种螺钉装配专用SCARA机器人，其特征在于：由末端执行机构(1)、腕部(2)、肘部(3)、肩部(4)、肩部升降机构(5)和机座(6)等组成。所述的末端执行机构(1)是由螺钉退槽嘴(101)、螺丝刀(102)、端盖(103)、底盖(104)、电动钻(105)、升降架移动板(106)、升降架顶盖(107)、升降架外支杆(108)、升降架滑动轴(109)、升降架底座(110)、升降架丝杠(111)和螺母(112)组成，螺钉退槽嘴(1)通过螺钉安装在腕部副板(201)上，用来稳固螺丝刀(102)头部和让工作对象自动脱离，电动钻(105)是由端盖(103)和底盖(104)装配固定，底盖(104)和升降架移动板(106)通过螺钉连接，并且螺丝刀(102)安装在电动钻(105)头部，升降架移动板(106)安装在由升降架顶盖(107)、升降架外支杆(108)、升降架滑动轴(109)和升降架底座(110)组成的框架上，并且升降架移动板(106)中间由三个圆柱孔，中间的圆柱孔有内螺纹，用来与升降架丝杠(111)配合，另外两个圆柱孔没有螺纹与升降架滑动轴(109)配合，通过螺母(112)和升降架丝杠(111)的配合调节升降架移动板(106)的位置；所述的腕部(2)是由腕部副板(201)、腕部复合轴承(202)、腕部连接盖(203)、腕部主板(204)和腕部加强筋(205)组成，腕部加强筋(205)用来加固腕部主板(204)和腕部副板(201)，腕部副板(201)与腕部主板(204)通过螺钉连接，同时也与升降架外支杆(108)、螺钉退槽嘴(101)和升降架底座(110)通过螺钉连接，腕部复合轴承(202)和腕部主板(204)通过腕部连接盖(203)连接，同时腕部复合轴承(202)与第一电动机(301)通过第一电机连接盖(302)连接；所述的肘部(3)是由第一电动机(301)、第一电机连接盖(302)、肘部主板(303)、肘部复合轴承(304)和肘部连接盖(305)组成，第一电动机(301)通过第一电机连接盖(302)固定在肘部主板(303)上，肘部复合轴承(304)和肘部主板(303)通过肘部连接盖(305)连接，同时肘部复合轴承(304)与第二电动机(301)通过第二电机连接盖(302)连接；所述的肩部(4)是由第二电机连接盖(401)、第二电动机(402)、肩部主板(403)、肩部加强筋(404)、肩部副板(405)、肩部滑动板(406)、肩部滑槽(407)和螺纹盖(408)组成，第二电动机(402)通过第二电机连接盖(401)固定在肩部主板(403)上，肩部主板(403)与肩部副板(405)通过肩部加强筋(404)加固连接的，肩部滑动板(406)与肩部副板(405)通过螺钉连接，同时肩部滑槽(407)和螺纹盖(408)都是通过螺钉与肩部滑动板(406)而连接；所述的肩部升降机构(5)是由第三电动机(501)、第三电机连接盖(502)、第三电机联轴器(503)、丝杠(504)、肩部升降机构主板(505)、滑槽固定杆(506)、滑槽(507)、丝杠固定块(508)和滑槽固定块(509)组成，第三电动机(501)通过第三电机连接盖(502)固定在肩部升降机构主板(505)上，丝杠(504)通过第三电机联轴器(503)与第三电动机(501)连接，同时丝杠(504)通过丝杠固定块(508)固定位置，并且丝杠(504)与螺纹盖(408)配合连接，滑槽(507)通过滑槽固定杆(506)和滑槽固定块(509)连接在肩部升降机主板(505)上，同时滑槽(507)与肩部滑槽(407)配合连接；所述的机座(6)是由第四电动机(601)、机座复合轴承(602)、机座圆筒(603)和机座底板(604)组成，第四电动机(601)与机座复合轴承(602)通过键连接，并通过螺钉安装在机座圆筒(603)上，机座复合轴承(602)与肩部升降机构主板(505)通过螺钉连接，机座圆筒(603)与机座底板(604)通过螺钉连接，机座底板(604)可以通过地脚螺栓与工作平面连接。
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