CN108081244A - 一种可上下移动式scara机械臂结构 - Google Patents

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刘长军
宋秋桃
李晓光
张国宏
赵常宁
张书通
冉孟然
刘彦呈
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    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric

Abstract

本发明属于工业机械领域，涉及一种可上下移动式SCARA机械臂结构，包括光杆导轨、丝杆、手臂部分和丝杆步进电机，其特征在于：两个竖向的光杆导轨和一个竖向的丝杆上部设有上顶盖，下部设有下底盖，丝杆步进电机设于丝杆的下端位于下底盖的下部，手臂部分的下端或上端连接有丝杆螺母，丝杆螺母设有与丝杆外螺纹相匹配的内螺纹与丝杆螺纹配合。本机械臂结构运动形式多样，小臂部分体积较小、较轻、整个手臂可沿Z轴上下移动，惯性小，精度高。

Description

一种可上下移动式SCARA机械臂结构
技术领域
本发明属于工业机械领域，涉及一种可上下移动式SCARA机械臂结构。
背景技术
SCARA机械手是实现高精度、快速拾放料作业的机器人解决方案，具有体积小巧，速度快、安装空间小等特点。SCARA机器人还广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。它的主要职能是搬取零件和进行装配工作。
传统SCARA机械臂由于小臂部分的庞大不适合在某些苛刻的条件下工作，运动形式单一，仅限在一个平面运动。由于小臂部分上装有可上下移动式立杆，上下移动范围受到限制。并且小臂部分较大和较重，在运动时难免产生较大的惯性，从而不能够适应在某些要求高精度的环境下工作。
发明内容
发明目的
本发明的目的是提供一种可上下移动式SCARA机械臂结构，运动形式多样，小臂部分体积较小、较轻、整个手臂可沿Z轴上下移动。
技术方案
一种可上下移动式SCARA机械臂结构，包括光杆导轨、丝杆、手臂部分和丝杆步进电机，其特征在于：两个竖向的光杆导轨和一个竖向的丝杆上部设有上顶盖，下部设有下底盖，丝杆步进电机设于丝杆的下端位于下底盖的下部，手臂部分的下端或上端连接有丝杆螺母，丝杆螺母设有与丝杆外螺纹相匹配的内螺纹与丝杆螺纹配合。
所述手臂部分包括支撑台、大臂和小臂，支撑台连接有大臂电机和小臂电机，支撑台包括连接在一起的上支撑台和下支撑台，光杆导轨和丝杆穿过上支撑台和下支撑台，上支撑台的上端设有大臂电机或小臂电机，下支撑台的下端设有小臂电机或大臂电机；大臂电机电机轴的大臂电机齿轮通过第一同步带与大臂减速齿轮组大齿轮传动配合，大臂减速齿轮组小齿轮通过第二同步带与大臂一端的大臂齿轮配合，大臂齿轮固定于大臂上；小臂电机电机轴的小臂电机齿轮通过第三同步带与小臂减速齿轮组大齿轮传动配合，小臂减速齿轮组小齿轮通过第四同步带与大臂一端的小臂传动齿轮组配合，小臂传动齿轮组通过第五同步带与大臂另一端的小臂齿轮配合，小臂齿轮固定于小臂的一端，销轴穿过小臂齿轮将小臂的该端部和大臂铰接在一起；
所述大臂齿轮和小臂传动齿轮组位于上支撑台和下支撑台之间同轴并铰接在一起。
所述大臂为上下两部分分体的机械臂，小臂和小臂齿轮铰接于上下两部分之间。
所述大臂上下两部分之间设有横截面似三角形的加强块。
还包括有工作台，工作台位于手部部分的下方连接于下底盖的一侧，工作台与下底盖通过能够90度向上翻转的合页连接。
还包括有主控盒，主控盒与大臂电机、小臂电机和丝杆步进电机通过导线相连。
所述上支撑台和下支撑台的连接处设有支撑块，将大臂减速齿轮组和小臂减速齿轮组隔开。
所述大臂齿轮与大臂固定配合处设有一条状凸起，大臂与大臂齿轮配合处设有与该条状凸起相匹配的凹槽；小臂齿轮与小臂固定配合处也设有一条状凸起，小臂与小臂齿轮配合处设有与该条状凸起相匹配的凹槽。
优点及效果
1、将手臂多余的重量都移到了导轨处，减轻机械臂部分的重量，使其惯性减小，点对点的精度更高；
2、减小手臂部分体积，更适合狭小环境下工作；
3、将原来平面式SCARA机械臂设计为三维式，整个手臂可沿Z轴上下移动。
附图说明
图1是本SCARA机械臂侧视示意图；
图2是本SCARA机械臂丝杆螺母处结构示意图；
图3是本SCARA机械臂手臂部分结构示意图；
图4是本SCARA机械臂爆炸示意图；
图5是大臂齿轮条状凸起结构示意图；
图6是大臂配合凹槽结构示意图；
图7是大臂齿轮和大臂配合结构示意图。
附图标记说明：1. 上支撑台、2. 下支撑台、3.大臂、4.小臂、5.大臂电机、6.小臂电机、7.大臂电机齿轮、8.第一同步带、9.大臂减速齿轮组大齿轮、10.大臂减速齿轮组小齿轮、11.第二同步带、12.大臂齿轮、13.小臂电机齿轮、14.第三同步带、15.小臂减速齿轮组大齿轮、16.小臂减速齿轮组小齿轮、17.第四同步带、18.小臂传动齿轮组、19.第五同步带、20.小臂齿轮、21.销轴、22.加强块、23.支撑块、201.上顶盖、202.丝杆、203.光杆导轨、204.手臂部分、205.丝杆螺母、206.下底盖、207.丝杆步进电机、208.主控盒、209.工作台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种可上下移动式SCARA机械臂结构，包括光杆导轨203、丝杆202、手臂部分204和丝杆步进电机207，两个竖向的光杆导轨203和一个竖向的丝杆202上部设有上顶盖201，下部设有下底盖206，上顶盖201和下底盖206能够固定光杆导轨203和丝杆202，并能够对手臂部分204移动限位，丝杆步进电机207设于丝杆202的下端位于下底盖206的下部，手臂部分204的下端或上端连接有丝杆螺母205，丝杆螺母205设有与丝杆202外螺纹相匹配的内螺纹与丝杆202螺纹配合。所述手臂部分204包括支撑台、大臂3和小臂4，大臂3为上下两部分分体的机械臂，小臂4和小臂齿轮20铰接于上下两部分之间，大臂3上下两部分之间设有横截面似三角形的加强块22。似三角形的加强结构能够使得大臂结构更加稳定。支撑台包括连接在一起的上支撑台1和下支撑台2，光杆导轨203和丝杆202穿过上支撑台1和下支撑台2，支撑台连接有大臂电机5和小臂电机6，上支撑台1的上端设有大臂电机5，下支撑台2的下端设有小臂电机6；大臂电机5电机轴的大臂电机齿轮7通过第一同步带8与大臂减速齿轮组大齿轮9传动配合，大臂减速齿轮组小齿轮10通过第二同步带11与大臂3一端的大臂齿轮12配合，大臂齿轮12固定于大臂3上；小臂电机6电机轴的小臂电机齿轮13通过第三同步带14与小臂减速齿轮组大齿轮15传动配合，小臂减速齿轮组小齿轮16通过第四同步带17与大臂3一端的小臂传动齿轮组18配合，小臂传动齿轮组18通过第五同步带19与大臂3另一端的小臂齿轮20配合，小臂齿轮20固定于小臂4的一端，销轴21穿过小臂齿轮20将小臂4的该端部和大臂3铰接在一起；所述大臂齿轮12和小臂传动齿轮组18位于上支撑台1和下支撑台2之间同轴并铰接在一起。上支撑台1和下支撑台2的连接处还设有支撑块23，将大臂减速齿轮组和小臂减速齿轮组隔开。本SCARA机械臂结构还包括有工作台209，工作台209位于手部部分204的下方连接于下底盖206的一侧，工作台209与下底盖206通过能够90度向上翻转的合页连接。还包括有主控盒208，主控盒208与大臂电机5、小臂电机6和丝杆步进电机207通过导线相连，控制大臂电机5、小臂电机6和丝杆步进电机207。所述大臂齿轮12与大臂3固定配合处设有一条状凸起，大臂3与大臂齿轮12配合处设有与该条状凸起相匹配的凹槽；小臂齿轮20与小臂4固定配合处也设有一条状凸起，小臂4与小臂齿轮20配合处设有与该条状凸起相匹配的凹槽，该种配合方便加工且配合牢固。
运动原理：由主控盒208控制各部分电机，从而控制大臂3和小臂4的运动。通过控制丝杆步进电机207的旋转，从而控制手臂部分204的上升和下降；通过控制大臂电机5的旋转带动大臂电机齿轮7旋转，大臂电机齿轮7通过第一同步带8带动大臂减速齿轮组大齿轮9和大臂减速齿轮组小齿轮10旋转，大臂减速齿轮组小齿轮10通过第二同步带11带动大臂齿轮12旋转，大臂齿轮12从而带动大臂3旋转；通过控制小臂电机6的旋转带动小臂电机齿轮13旋转，小臂电机齿轮13通过第三同步带14带动小臂减速齿轮组大齿轮15和小臂减速齿轮组小齿轮16旋转，小臂减速齿轮组小齿轮16通过第四同步带17带动小臂传动齿轮组18旋转，小臂传动齿轮组18通过第五同步带19带动小臂齿轮20旋转，小臂齿轮20从而带动小臂4旋转。
大臂电机齿轮7齿数为 Z1、大臂减速齿轮组大齿轮9齿数为 Z2、大臂减速齿轮组小齿轮10齿数为 Z3、大臂齿轮12齿数为 Z4、小臂电机齿轮13齿数为Z5、小臂减速齿轮组大齿轮15齿数为Z6、小臂减速齿轮组小齿轮16齿数为 Z7、小臂传动齿轮组18有上和下两等齿数的部分，齿数分别为Z8 和Z9、小臂齿轮20齿数为Z10 。
为了便于计算和后续程序的更改，大臂3的传动比n1和小臂4的传动比n2的传动比设计相同，由同步轮的齿数可以计算得：
穿过丝杆的构件均采用自润滑轴套，采用轴承套在自润滑轴承上，大臂减速齿轮组和小臂减速齿轮组穿过光杆导轨，配合处也采用自润滑轴套。
此结构上下移动的范围可根据具体使用的环境来更换所需要的光杆导轨203、丝杆202的长度，方便快捷。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种可上下移动式SCARA机械臂结构，包括光杆导轨、丝杆、手臂部分和丝杆步进电机，其特征在于：两个竖向的光杆导轨和一个竖向的丝杆上部设有上顶盖，下部设有下底盖，丝杆步进电机设于丝杆的下端位于下底盖的下部，手臂部分的下端或上端连接有丝杆螺母，丝杆螺母设有与丝杆外螺纹相匹配的内螺纹与丝杆螺纹配合。
2.根据权利要求1所述可上下移动式SCARA机械臂结构，其特征在于：所述手臂部分包括支撑台、大臂和小臂，支撑台连接有大臂电机和小臂电机，支撑台包括连接在一起的上支撑台和下支撑台，光杆导轨和丝杆穿过上支撑台和下支撑台，上支撑台的上端设有大臂电机或小臂电机，下支撑台的下端设有小臂电机或大臂电机；大臂电机电机轴的大臂电机齿轮通过第一同步带与大臂减速齿轮组大齿轮传动配合，大臂减速齿轮组小齿轮通过第二同步带与大臂一端的大臂齿轮配合，大臂齿轮固定于大臂上；小臂电机电机轴的小臂电机齿轮通过第三同步带与小臂减速齿轮组大齿轮传动配合，小臂减速齿轮组小齿轮通过第四同步带与大臂一端的小臂传动齿轮组配合，小臂传动齿轮组通过第五同步带与大臂另一端的小臂齿轮配合，小臂齿轮固定于小臂的一端，销轴穿过小臂齿轮将小臂的该端部和大臂铰接在一起；
所述大臂齿轮和小臂传动齿轮组位于上支撑台和下支撑台之间同轴并铰接在一起。
3.根据权利要求2所述可上下移动式SCARA机械臂结构，其特征在于：所述大臂为上下两部分分体的机械臂，小臂和小臂齿轮铰接于上下两部分之间。
4.根据权利要求3所述可上下移动式SCARA机械臂结构，其特征在于：所述大臂上下两部分之间设有横截面似三角形的加强块。
5.根据权利要求1所述可上下移动式SCARA机械臂结构，其特征在于：还包括有工作台，工作台位于手部部分的下方连接于下底盖的一侧，工作台与下底盖通过能够90度向上翻转的合页连接。
6.根据权利要求2所述可上下移动式SCARA机械臂结构，其特征在于：还包括有主控盒，主控盒与大臂电机、小臂电机和丝杆步进电机通过导线相连。
7.根据权利要求2所述可上下移动式SCARA机械臂结构，其特征在于：所述上支撑台和下支撑台的连接处设有支撑块，将大臂减速齿轮组和小臂减速齿轮组隔开。
8.根据权利要求2所述可上下移动式SCARA机械臂结构，其特征在于：所述大臂齿轮与大臂固定配合处设有一条状凸起，大臂与大臂齿轮配合处设有与该条状凸起相匹配的凹槽；小臂齿轮与小臂固定配合处也设有一条状凸起，小臂与小臂齿轮配合处设有与该条状凸起相匹配的凹槽。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110394787A (zh) * 2019-03-06 2019-11-01 沈阳工业大学 一种轴承环坯搬运机械手

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85108602A (zh) * 1985-11-06 1987-05-13 株式会社小松制作所 螺丝紧固机的改进
JPH0248186A (ja) * 1988-08-11 1990-02-16 Fanuc Ltd 水平関節形ロボット
US6199444B1 (en) * 1998-07-29 2001-03-13 Janome Sewing Machine Co., Ltd. Robot having multi-joint arms movable in horizontal plane
JP2009269122A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Shindengen Electric Mfg Co Ltd ワーク搬送用ロボット
CN101689525A (zh) * 2008-01-31 2010-03-31 佳能安内华股份有限公司 真空输送装置
CN103465263A (zh) * 2013-09-16 2013-12-25 江苏尚诚精密模具科技有限公司 一种智能搬运机器人
CN103978482A (zh) * 2014-05-21 2014-08-13 福州大学 类scara工业机器人
CN104908029A (zh) * 2015-05-14 2015-09-16 浙江理工大学 低成本、模块化scara机器人
CN107420518A (zh) * 2017-09-11 2017-12-01 宁波市鄞州益定机械制造有限公司 一种限滑差速器总成

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85108602A (zh) * 1985-11-06 1987-05-13 株式会社小松制作所 螺丝紧固机的改进
JPH0248186A (ja) * 1988-08-11 1990-02-16 Fanuc Ltd 水平関節形ロボット
US6199444B1 (en) * 1998-07-29 2001-03-13 Janome Sewing Machine Co., Ltd. Robot having multi-joint arms movable in horizontal plane
CN101689525A (zh) * 2008-01-31 2010-03-31 佳能安内华股份有限公司 真空输送装置
JP2009269122A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Shindengen Electric Mfg Co Ltd ワーク搬送用ロボット
CN103465263A (zh) * 2013-09-16 2013-12-25 江苏尚诚精密模具科技有限公司 一种智能搬运机器人
CN103978482A (zh) * 2014-05-21 2014-08-13 福州大学 类scara工业机器人
CN104908029A (zh) * 2015-05-14 2015-09-16 浙江理工大学 低成本、模块化scara机器人
CN107420518A (zh) * 2017-09-11 2017-12-01 宁波市鄞州益定机械制造有限公司 一种限滑差速器总成

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110394787A (zh) * 2019-03-06 2019-11-01 沈阳工业大学 一种轴承环坯搬运机械手

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