CN109176485A - 水平关节四轴机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平关节四轴机器人，涉及机器人设备技术领域，水平关节四轴机器人，包括底座，底座上固定设有立架，立架上设有升降模组，升降模组上设有固定架，升降模组用于驱动固定架上下移动，固定架下方通过第一关节件连接有中空的大臂，大臂由第一动力装置驱动以第一关节件为轴心旋转，大臂下方通过第二关节件连接有中空的小臂，小臂由第二动力装置驱动以第二关节件为轴心旋转，小臂下方设有由第三动力装置驱动旋转的工装架，工装架上设有工装治具，第一动力装置和第二动力装置均设置在固定架上。本发明步进式上料接驳台，避免了长时间工作产生残渣，可自由控制物料前进距离抽检更为方便，提高工作效率，降低人员疲劳度。
Description
技术领域
本发明涉及机器人设备技术领域，特别涉及水平关节四轴机器人。
背景技术
水平关节四轴机器人目前已被广泛应用，在搬运、加工、装配等环境中有非常重要的作用。水平关节四轴机器人包括大臂、小臂，小臂可以在大臂上旋转，但由于现有水平关节四轴机器人的动力装置多设置在小臂上，有动力装置的障碍原因，小臂相对与大臂不能进行360°旋转，造成水平关节四轴机器人手臂旋转角度小，且大臂和小臂厚度大，搬运物体时不易通过狭窄空间。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种水平关节四轴机器人，大臂和小臂灵活，小臂可以相对于大臂进行360°旋转，大臂和小臂厚度小，可搬运物体通过狭窄空间。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
水平关节四轴机器人，包括底座，所述底座上固定设有立架，所述立架上设有升降模组，所述升降模组上设有固定架，所述升降模组用于驱动所述固定架上下移动，所述固定架下方通过第一关节件连接有中空的大臂，所述大臂由第一动力装置驱动以所述第一关节件为轴心旋转，所述大臂下方通过第二关节件连接有中空的小臂，所述小臂由第二动力装置驱动以所述第二关节件为轴心旋转，所述小臂下方设有由第三动力装置驱动旋转的工装架，所述工装架上设有工装治具，所述第一动力装置和第二动力装置均设置在所述固定架上；
所述第一动力装置包括设置在所述固定架上的第一伺服电机，所述第一关节件包括设置在固定架上的第一谐波减速机，所述第一谐波减速机为中空谐波减速机，所述第一伺服电机的输出轴连接有第一主动轮，所述中空谐波减速机的输入轴上连接有第一从动轮，所述第一主动轮通过皮带与所述第一从动轮传动连接，所述中空谐波减速机的输出轴与所述大臂固定连接；
所述第二动力装置包括设置在所述中空谐波减速机上方的第二伺服电机，所述第二伺服电机通过支撑架固定设置在所述固定架上，所述第二伺服电机的输出轴通过联轴器连接有传动轴，所述传动轴的端部穿过所述中空谐波减速机设置在位于所述大臂内的轴承座上，位于所述大臂内的所述传动轴上设有第二主动轮，所述第二关节件包括第二谐波减速机，所述第二谐波减速机固定在所述大臂上，所述第二谐波减速机的输入轴连接有第二从动轮，所述第一主动轮与所述第二从动轮通过皮带传动连接，所述第二谐波减速机的输出轴与所述小臂固定连接。
作为优选，所述升降模组包括滚珠丝杠，所述滚珠丝杠竖直固定设置在所述立架上，所述滚珠丝杠由第四动力装置驱动旋转，所述滚珠丝杠的螺母连接有滑台，所述滑台滑动设置在所述立架上，所述滑台与所述固定架固定连接。
作为优选，所述立架上设置有两条平行的导轨，所述滑台通过两条所述导轨滑动设置在所述立架上。
作为优选，所述四动力装置为伺服电机。
作为优选，所述固定架包括立板和横板，所述立板与所述滑台固定连接，所述横板设置在所述立板上，所述第一动力装置和所述第二动力装置均设置在所述横板上。
作为优选，所述立板和横板之间设置有加强板。
作为优选，所述第三动力装置为电机，所述电机设置在所述小臂上，所述电机的输出轴与所述工装架固定连接。
作为优选，所述工装治具包括吸盘或夹爪。
作为优选，所述立架为方形柱，所述升降模组设置在所述方形柱的一侧面。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
由于本发明水平关节四轴机器人，包括底座，底座上固定设有立架，其特征在于，立架上设有升降模组，升降模组上设有固定架，升降模组用于驱动固定架上下移动，固定架下方通过第一关节件连接有中空的大臂，大臂由第一动力装置驱动以第一关节件为轴心旋转，大臂下方通过第二关节件连接有中空的小臂，小臂由第二动力装置驱动以第二关节件为轴心旋转，小臂下方设有由第三动力装置驱动旋转的工装架，工装架上设有工装治具，第一动力装置和第二动力装置均设置在固定架上；第一动力装置包括设置在固定架上的第一伺服电机，第一关节件包括设置在固定架上的第一谐波减速机，第一谐波减速机为中空谐波减速机，第一伺服电机的输出轴连接有第一主动轮，中空谐波减速机的输入轴上连接有第一从动轮，第一主动轮通过皮带与第一从动轮传动连接，中空谐波减速机的输出轴与大臂固定连接；第二动力装置包括设置在中空谐波减速机上方的第二伺服电机，第二伺服电机通过支撑架固定设置在固定架上，第二伺服电机的输出轴通过联轴器连接有传动轴，传动轴的端部穿过中空谐波减速机设置在位于大臂内的轴承座上，位于大臂内的传动轴上设有第二主动轮，第二关节件包括第二谐波减速机，第二谐波减速机固定在大臂上，第二谐波减速机的输入轴连接有第二从动轮，第一主动轮与第二从动轮通过皮带传动连接，第二谐波减速机的输出轴与小臂固定连接。各动力装置均与控制器连接，控制器控制升降模组可以驱动固定架上下移动，从而实现大臂和小臂上下移动；控制器控制第一伺服电机的输出轴旋转，并通过第一主动轮、皮带和第一从动轮将动力传递给中空谐波减速器的输入轴，实现中空谐波减速器的输出轴带动大臂旋转，控制器通过控制第一伺服电机的输出轴的正反转，可以实现控制大臂以中空谐波减速器为轴心进行逆时针旋转或顺时针旋转；控制器控制第二伺服电机的输出轴旋转，并通过第二主动轮、皮带和第二从动轮将动力传递给第二谐波减速器的输入轴，实现第二谐波减速器的输出轴带动小臂进行360°旋转，控制器通过控制第二伺服电机的输出轴的正反转，可以实现控制小臂以第二谐波减速器为轴心进行逆时针旋转或顺时针旋转；控制器控制第三动力装置可以直接驱动工装架360°旋转，可以灵活调节工装治具的位置；第一动力装置和第二动力装置均设置在固定架上，，不仅实现了小臂360°旋转，也减小了大臂和小臂的厚度，便于大臂和小臂伸入狭窄空间进行物品运输。
由于第三动力装置为电机，电机设置在小臂上，电机的输出轴与工装架固定连接。工装架在小臂上进行360°旋转，在移取产品时更加灵活。
由于吸嘴架包括两条平行的吸嘴板，两条吸嘴板通过连接板连接并组成个工字型结构，每条吸嘴板的两端部均设置有吸嘴，当吸盘组件在吸附物料时物料会被更加稳固吸附，而且吸嘴架的重量轻结构牢固。
由于工装治具包括吸盘或夹爪，可以根据搬运物品的形状灵活旋转工装治具。
综上，本发明水平关节四轴机器人解决了现有技术中小臂不能进行360°旋转，小臂和大臂厚度大的问题。本发明水平关节四轴机器人，大臂和小臂灵活，小臂可以相对于大臂进行360°旋转，大臂和小臂厚度小，可搬运物体通过狭窄空间。
附图说明
图1是本发明水平关节四轴机器人的第一视角结构示意图；
图2是本发明水平关节四轴机器人的第二视角的结构示意图；
图3是本发明水平关节四轴机器人的剖视结构示意图；
图4是图3的B部分的放大结构示意图；
图中：21-底座，22-立架，23-升降模组，231-滚珠丝杠，232-第四动力装置，233-滑台，234-导轨，24-固定架，241-立板，242-横板，25-第一动力装置，251-第一谐波减速机，252-第一主动轮，26-大臂，27-第二动力装置，271-第二主动轮，272-传动轴，273-第二谐波减速机，274-支撑架，275-联轴器，276-轴承座，28-小臂，281-工装架，282-工装治具，29-第三动力装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
如图1、图2、图3和图4所示，水平关节四轴机器人2包括底座21，底座21上固定设有立架22，立架22上设有升降模组23，升降模组23上设有固定架24，升降模组23用于驱动固定架24上下移动，固定架24下方通过第一关节件连接有中空的大臂26，大臂26由第一动力装置25驱动以第一关节件为轴心旋转，大臂26的下方通过第二关节件连接有小臂28，小臂28由第二动力装置27驱动旋转以第二关节件为轴心旋转，小臂28下方设有由第三动力装置29驱动旋转的工装架281，工装架281上设有工装治具282，第一动力装置25和第二动力装置27均设置在固定架24上；
第一动力装置25包括固定设置在固定架24上的第一伺服电机，第一关节件包括固定设置在固定架24上的第一谐波减速机251，第一谐波减速机251为中空谐波减速机，第一伺服电机的输出轴连接有第一主动轮252，中空谐波减速机的输入轴上连接有第一从动轮，第一主动轮252通过皮带与第一从动轮传动连接，中空谐波减速机的输出轴与大臂26固定连接；
第二动力装置27包括位于中空谐波减速机上方的第二伺服电机，第二伺服电机通过支撑架274固定设置在固定架24的上，第二伺服电机的输出轴通过联轴器275与传动轴272连接，传动轴272的端部穿过中空谐波减速机设置在位于大臂26内的轴承座276上，位于大臂26内的传动轴272上设有第二主动轮271，第二关节件包括第二谐波减速机273，第二谐波减速机273固定在大臂26上，第二谐波减速机273的输入轴连接有第二从动轮，第二主动轮271通过皮带与第二从动轮传动连接，第二谐波减速机273的输出轴与小臂28固定连接。
如图1和图2所示，升降模组23包括滚珠丝杠231，滚珠丝杠231竖直固定设置在立架22上，滚珠丝杠231由第四动力装置232驱动旋转，滚珠丝杠231的螺母连接有滑台233，滑台233滑动设置在立架22上，滑台233与固定架24固定连接。工作时滑台233由滚珠丝杠231的螺母带动上下移动，从而实现固定架24上下移动。立架22上设置有两条平行的导轨234，滑台233通过两条导轨234滑动设置在立架22上。第四动力装置232为伺服电机，从而便于精确控制固定架24上下移动。固定架24包括立板241和横板242，立板241与滑台233固定连接，横板242设置在立板241上，第一动力装置25和第二动力装置均27设置在横板242上。立板241和横板242之间设置有加强板，从而加强立板241和横板242之间的连接。
如图2和图3所示，第三动力装置29为电机，电机设置在小臂28上，电机的输出轴与工装架281固定连接，工装架可以在小臂上进行360°旋转，在移取产品时更加灵活。
如图1工装治具282包括吸盘或夹爪，可以根据冲压工序时产品的形状选择工装治具282。
如图1所示，立架22为方形柱，升降模组23设置在方形柱的一侧面。
本发明水平关节四轴机器人的使用过程进行详细描述如下：
如图1所示，各动力装置均与控制器(图中未画出)连接，控制器控制升降模组23可以驱动固定架24上下移动，从而实现大臂26和小臂28上下移动；控制器控制第一伺服电机的输出轴旋转，并通过第一主动轮252、皮带和第一从动轮将动力传递给中空谐波减速器的输入轴，实现中空谐波减速器的输出轴带动大臂26旋转，控制器通过控制第一伺服电机的输出轴的正反转，可以实现控制大臂26以中空谐波减速器为轴心进行逆时针旋转或顺时针旋转；控制器控制第二伺服电机的输出轴旋转，并通过第二主动轮271、皮带和第二从动轮将动力传递给第二谐波减速器273的输入轴，实现第二谐波减速器273的输出轴带动小臂进行360°旋转，控制器通过控制第二伺服电机的输出轴的正反转，可以实现控制小臂28以第二谐波减速器273为轴心进行逆时针旋转或顺时针旋转；控制器控制第三动力装置29可以直接驱动工装架360°旋转，可以灵活调节工装治具的位置；第一动力装置25和第二动力装置27均设置在固定架24上，不仅实现了小臂360°旋转，也减小了大臂26和小臂28的厚度，便于大臂26和小臂28伸入狭窄空间进行物品运输。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.水平关节四轴机器人，包括底座，所述底座上固定设有立架，其特征在于，所述立架上设有升降模组，所述升降模组上设有固定架，所述升降模组用于驱动所述固定架上下移动，所述固定架下方通过第一关节件连接有中空的大臂，所述大臂由第一动力装置驱动以所述第一关节件为轴心旋转，所述大臂下方通过第二关节件连接有中空的小臂，所述小臂由第二动力装置驱动以所述第二关节件为轴心旋转，所述小臂下方设有由第三动力装置驱动旋转的工装架，所述工装架上设有工装治具，所述第一动力装置和第二动力装置均设置在所述固定架上；
所述第一动力装置包括设置在所述固定架上的第一伺服电机，所述第一关节件包括设置在固定架上的第一谐波减速机，所述第一谐波减速机为中空谐波减速机，所述第一伺服电机的输出轴连接有第一主动轮，所述中空谐波减速机的输入轴上连接有第一从动轮，所述第一主动轮通过皮带与所述第一从动轮传动连接，所述中空谐波减速机的输出轴与所述大臂固定连接；
所述第二动力装置包括设置在所述中空谐波减速机上方的第二伺服电机，所述第二伺服电机通过支撑架固定设置在所述固定架上，所述第二伺服电机的输出轴通过联轴器连接有传动轴，所述传动轴的端部穿过所述中空谐波减速机设置在位于所述大臂内的轴承座上，位于所述大臂内的所述传动轴上设有第二主动轮，所述第二关节件包括第二谐波减速机，所述第二谐波减速机固定在所述大臂上，所述第二谐波减速机的输入轴连接有第二从动轮，所述第一主动轮与所述第二从动轮通过皮带传动连接，所述第二谐波减速机的输出轴与所述小臂固定连接。
2.根据权利要求1所述的水平关节四轴机器人，其特征在于，所述升降模组包括滚珠丝杠，所述滚珠丝杠竖直固定设置在所述立架上，所述滚珠丝杠由第四动力装置驱动旋转，所述滚珠丝杠的螺母连接有滑台，所述滑台滑动设置在所述立架上，所述滑台与所述固定架固定连接。
3.根据权利要求2所述的水平关节四轴机器人，其特征在于，所述立架上设置有两条平行的导轨，所述滑台通过两条所述导轨滑动设置在所述立架上。
4.根据权利要求3所述的水平关节四轴机器人，其特征在于，所述四动力装置为伺服电机。
5.根据权利要求4所述的水平关节四轴机器人，其特征在于，所述固定架包括立板和横板，所述立板与所述滑台固定连接，所述横板设置在所述立板上，所述第一动力装置和所述第二动力装置均设置在所述横板上。
6.根据权利要求5所述的水平关节四轴机器人，其特征在，所述立板和横板之间设置有加强板。
7.根据权利要求1至6任一所述的水平关节四轴机器人，其特征在于，所述第三动力装置为电机，所述电机设置在所述小臂上，所述电机的输出轴与所述工装架固定连接。
8.根据权利要求7所述的水平关节四轴机器人，其特征在于，所述工装治具包括吸盘或夹爪。
9.根据权利要求7所述的水平关节四轴机器人，其特征在于，所述立架为方形柱，所述升降模组设置在所述方形柱的一侧面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190111 |