CN115302484A - 转台结构、驱动组件、轻量级工业桌面机械臂及机器人 - Google Patents

Abstract

涉及轻量级工业桌面机械臂技术领域，提供了一种转台结构、驱动组件、轻量级工业桌面机械臂及机器人，转台结构包括大臂驱动电机、小臂驱动电机、大臂减速器以及小臂减速器；大臂驱动电机传动连接于大臂一级同步带轮组件，通过大臂一级同步带轮组件传动连接于大臂减速器，大臂减速器传动连接有大臂二级同步带轮组件，通过大臂二级同步带轮组件驱动桌面机械臂的大臂；小臂驱动电机与小臂同步带轮组件传动连接，小臂同步带轮组件传动连接小臂减速器，小臂减速器用于驱动桌面机械臂的小臂；其中，大臂一级同步带轮组件、大臂二级同步带轮组件和小臂同步带轮组件的减速比大于1。以解决现有轻量级工业桌面机械臂负载能力不足的问题。

Description

转台结构、驱动组件、轻量级工业桌面机械臂及机器人

技术领域

本申请涉及轻量级工业桌面机械臂技术领域，尤其涉及一种轻量级工业桌面机械臂的转台结构、驱动组件、桌面机械臂以及机器人。

背景技术

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机械臂的概念，工业机械臂要点是借助伺服技术控制机械臂的关节，利用人手对机械臂进行动作示教，机械臂能实现动作的记录和再现。这些工业机械臂主要由类似人的手和臂组成，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、等工业领域。

如CN204235546U所公开的一种工业型多关节机械臂，见图1所示，作为一种比较传统的工业机械臂，其在底座上配置有在转台上的大臂A1与小臂A2，由于关节轴数较多，通常为6至7轴，即需要6至7套电机及减速器、刹车、编码器等组件，虽然负载能力高，驱动控制精度高，但是存在体积大且制造成本高等问题。

基于上述工业机械臂存在的问题，发展出一种如JP2002021807所公开的采用平行四边形组合臂架的四轴工业机械臂，见图2所示，公开的工业级机械臂主要是在固定台B1上可转动连接有转台B2，转台B2上配置有动力同时枢接有大臂B3，大臂B3的末端枢接有小臂B4，小臂B4末端为机械手B5，且明确指出其用于工业方向上的搬运，从附图结构看，其仍旧是电机+减速器直连的简单方案。这种工业机械臂一般用于不追求控制精度且用于平面-平面的码垛搬用工作，由于省掉了2个轴，降低了制造成本，这类机械臂一般采用大功率电机和大减速比减速器直连的动力方案，从而获得较大负载能力，相对如上述的传统的工业机械臂或US16/754874或CN111360787A公开的工业/协作机械臂而言，成本更低。US16/754874见图3所示，其在转台C1上配置大功率电机和大减速比减速器直连，其大臂C2可转动地连接于转台C1，而小臂C3可转动地连接于大臂C2。CN111360787A见图4所示，包括第一关节D1、第二关节D2、第三关节D3、第四关节D4、第五关节D5、第六关节D6以及第七关节D7，每个关节均包括定制的具有减速器与电机的关节电机方案。

在近年来，市场上出现一种轻量型桌面机械臂，与价格高昂、体型巨大的工业机械臂不同，桌面机械臂在保留传统机械臂特征的同时，又衍生出了许多自己的优点。比起工业机械臂几十千克甚至几百千克的重量，大部分桌面机械臂重量仅在10千克甚至3千克以内，占地面积可控制在不到一张A4纸大小，成年人完全可以直接用手搬运。整体上可以视为如CN204235546U所公开的一种工业型多关节机械臂的缩小简配版本，如CN205394539U、CN204868855U及CN110948470A公开的采用平行四边形组合臂架的轻量型桌面机械臂，一般此类机械臂由于精度不足和负载能力差，通常用于要求不高的教育培训场景，如编程教学、写字绘画、轻量级的抓取搬运等，其主要在小型化和降低成本方面有了长足的进展。此类机械臂见图5所示意的结构，但因此类轻量型桌面机械臂，主要采用低精度的齿轮箱或减速同步带进行减速，导致其负载比较小(一般负载在200至500克)，驱动控制精度不高，一般只能适用于教育、教学编程等场景，在工业方向的应用上表现不尽如人意。

而由于上述采用平行四边形组合臂架的轻量型桌面机械臂，具备体积小巧，成本低的特点，发现其在3C数码制造领域具备较好的应用前景，因为3C数码领域生产的零件通常比较轻巧，通常只有数克或数十克，而生产流程繁多，需要其自动化流水线搭建十分紧凑，而前述的工业机械臂虽然负载能力强、且精度高，但由于体积过大往往难以设置，反而这种轻量型机械臂更加适合。同时，由于传统的工业/协作机械臂的价格/成本，是此类轻量型桌面机械臂的数倍，使此类轻量型桌面机械臂能够有效降低机械臂代替人工的成本，因此出现了此类轻量型桌面机械臂大规模应用于3C数码制造等轻工业领域的机会。

因此，发展出如CN112318547A、CN112454329B、CN112454326A、CN112454327A、CN112454328A、CN112454417A、CN112454346B所公开的轻量型桌面机械臂，见图6所示意的结构图，主要包括底座E1,可转动地安装于底座E1上的转台E2，转台E2上配置有电机与同步带减速器组成的动力部分，可转动连接于转台E2的大臂E3,大臂E3末端枢接有小臂E4。这类机械臂采用了电机+二级同步带轮作为传动及减速结构的方案，在保持体积小巧的形态下，进一步扩大了负载(约750克)及保持了较高的控制精度(重复定位精度约0.02mm)，另从CN112466568A案中可见，由于为了保持体积的小巧，在结构上已经逼近了生产工艺的极限，但此结构仍然存在运动系统刚性不佳及惯量比仍然较大的问题。

同时，随着上述轻量型桌面机械臂在利用3C数码制造领域中的不断应用，发现由于3C数码制造领域中的生产需要和提高生产效率的需要，往往需要采用复杂的治具或夹具，如为了同时吸放多个物料，需要采用有多组吸盘的吸盘治具，此时，此类治具或夹具的质量可能达到500克至1000克，甚至更高，再加工件重量等，此时上述如CN112318547A所公开的轻量型桌面机械臂的负载能力会存在不足，不能够适应此类对负载能力要求更高的应用场景。

若希望基于CN112318547A所公开的机械臂动力结构提高负载能力的话，首先需要提高减速比，但这种减速系统若再增加减速比，比如再增加一级同步带减速，会导致由于同步带级数越多，传动系统中低刚性传动环节增加，会导致传动系统刚性进一步降低，当传动系统刚性不佳时，在驱动侧(也就是电机侧)与被驱动侧(负载侧)之间会产生“间隙”或/和“弹性”效应，电机输出的驱动力传输到负载会有迟滞，并且在两侧之间会有相对位移，影响传动精度。另外，若采用扩大同步带的减速比的方式，需要加大同步带轮中的大轮直径，因现有结构在保持体积紧凑的情况下大轮直径已逼近极限，不改变整体结构的话，没有大幅度增大同步带轮中的大轮直径的空间，且加大同步带轮的减速比会导致对同步带的扭矩变大，降低同步带的寿命。

并且，本领域技术人员可以理解的是，电机的惯性矩为Im，负载的惯性矩为Ie，减速比为i，则惯量比＝Ie/(Im*i²)。

而在机械臂运动控制方面，传动系统惯量比越大，机械臂动态性能越差，在非刚性的弹性运动系统的动态加减速运动过程中，由于间隙和弹性效应产生的电机侧与负载侧的“弹性碰撞”，会对惯量较小的电机的运行状态产生较大的“扰动”，这就直接增加了运动系统控制调整的难度，轻则影响控制精度，严重的可能造成机械臂的抖动甚至系统的振动和崩溃。而上面介绍的多关节机械臂，受传动方案的限制，在成本和空间的约束下，无法实现较大减速比，从而只能降低机械臂的负载能力来保证一定的动态性能，或者采用较大负载，牺牲动态性能，在低精度低速的工况下运行。

再一方面，现有技术的桌面机械臂的动力组件一般是包括电机与减速同步带轮组件，大臂与小臂的动力组件一般是对称布置在桌面机械臂的转台上，而若在动力组件中配置减速器，则一般是减速器与减速同步带二者选其一，主要原因是，转台上的安装空间有限，并没有较多的空间供同时配置两种减速装置。

发明内容

本申请的目的在于提供一种新结构的轻量级工业桌面机械臂的转台结构、机械臂及机器人，其可以在保持体积和成本不大幅度提高的情况下，提高负载能力，同时保证高速、快速响应及平稳运行等动态性能。

本申请的另一目的在于，解决现有动力组件减速器与同步带轮组件不便于同时安装，或者说同时安装后占用空间较大的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种轻量级工业桌面机械臂的转台结构，包括大臂驱动电机、小臂驱动电机、大臂减速器以及小臂减速器；大臂驱动电机传动连接于大臂一级同步带轮组件，通过大臂一级同步带轮组件传动连接于大臂减速器，大臂减速器传动连接有大臂二级同步带轮组件，通过大臂二级同步带轮组件驱动桌面机械臂的大臂；小臂驱动电机与小臂同步带轮组件传动连接，小臂同步带轮组件传动连接有小臂减速器，小臂减速器用于驱动桌面机械臂的小臂；其中，大臂一级同步带轮组件、大臂二级同步带轮组件和小臂同步带轮组件的减速比大于1。

再一方面，本申请提供一种桌面机械臂，包括如前的桌面机械臂的驱动组件。

最后一方面，本申请实施例还提供一种机器人，包括如前所述的桌面机械臂，或者包括如前的小型工业用桌面级机械臂。本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的小型工业用桌面级机械臂方案中，利用电机+减速器+同步带的动力方案，克服了小型工业用桌面级机械臂的极限限制，从而可在体积、重量、运控性能以及成本几个方面上达到均衡，在保持体积小巧的形态下，进一步扩大了负载(约1000克以上)及保持了较高的控制精度(重复定位精度约0.02mm)。同时由于减速器与同步带均可以调节减速比，且可调节减速比范围较大，因此使动力架构具有更大更灵活的减速比调整范围，可以适用多种应用场景。

其中，大臂以及小臂的动力均采用电机+减速器+同步带的动力配置，如此，在桌面级机械臂的客观限制条件下，能大幅提升减速比，相同负载情况下，减速比增大，可以使得系统惯量比减小，控制系统更加容易对电机进行控制，机器人运行更平稳，启停加减速动态性能更好；同时对电机的转矩要求更低，能有效避免电机长期在较低速度下运行出现的速度波动大、效率低的问题。同时，可以选择规格更小、转子惯量更低的电机，体积小重量轻的电机，能减轻机器人的负载，符合轻量级工业桌面机械臂的定位。

进一步地，本申请实施例中，在大臂动力组件中，将大臂减速器布置在两组同步带轮组件之间，也就是说大臂实现减速可通过减速器与两级同步带同步组成，所以可以具有较大的减速比，这样可以选择为功率较小的动力电机即可，同时两级同步带之间配置大臂减速器可便于大臂减速器灵活地选择安装位置，不至于受限于安装在电机前端或受驱动轴这些空间较小的部位，对于产品的整体空间安排提供了更宽裕的选择。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为第一种现有机械臂实施例的结构示意图；

图2为第二种现有机械臂实施例的结构示意图；

图3为第三种现有桌面机械臂实施例的结构示意图；

图4为第四种现有桌面机械臂实施例的结构示意图；

图5为第五种现有桌面机械臂实施例的结构示意图；

图6为第六种现有桌面机械臂实施例的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的立体结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的另一视角立体结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的侧视结构示意图；

图10为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的后视结构示意图；

图11为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图一；

图12为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图二；

图13为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图三；

图14为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的立体结构示意图；

图15为本申请一实施例的一种轻量级工业桌面机械臂的另一视角立体结构示意图；

图16为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的侧视结构示意图；

图17为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的后视结构示意图；

图18为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的立体结构示意图；

图19为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图一；

图20为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图二；

图21为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的立体结构示意图；

图22为本申请一实施例的一种轻量级工业桌面机械臂的另一视角立体结构示意图；

图23为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的侧视结构示意图；

图24为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的后视结构示意图；

图25为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的立体结构示意图；

图26为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图一；

图27为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图二。

附图说明：

第一部分实施例的附图标记说明：

11、底座；111、转轴；

12、转台；121、基座；

122、第一侧板；1221、第一驱动轴孔；

123、第二侧板；1231、第二驱动轴孔；124、底板；

13、大臂驱动电机；131、大臂一级同步带轮组件；1311、大臂一级同步带主动轮；

1312、大臂一级同步带；1313、大臂一级同步带从动轮；

132、大臂二级同步带轮组件；1321、大臂二级同步带主动轮；

1322、二级同步带；1323、大臂二级同步带从动轮；1324、大臂二级内轴连部；

134、大臂驱动轴；1314、大臂内轴连部；

14、小臂驱动电机；141、小臂同步带轮组件；1411、小臂同步带主动轮；

1412、小臂同步带；1413、小臂同步带从动轮；

144、小臂驱动轴；1414、小臂内轴连部；

15、大臂减速器；16、小臂减速器；

17、大臂；171、大臂主杆；172、大臂副杆；178、连接件；

18、小臂；181、小臂主杆；182、小臂副杆；

19、末端执行器。

第二部分实施例的附图标记说明：

21、底座211、转轴；

22、转台；221、基座；

222、第一侧板；2221、第一驱动轴孔；

223、第二侧板；2231、第二驱动轴孔；224、底板；

23、大臂驱动电机；231、大臂一级同步带轮组件；2311、大臂一级同步带主动轮；

2312、大臂一级同步带；2313、大臂一级同步带从动轮；

232、大臂二级同步带轮组件；2321、大臂二级同步带主动轮；

2322、二级同步带；2323、大臂二级同步带从动轮；

234、大臂驱动轴；2314、大臂内轴连部；

24、小臂驱动电机；241、小臂同步带轮组件；2411、小臂同步带主动轮；

2412、小臂同步带；2413、小臂同步带从动轮；

244、小臂驱动轴；2414、小臂内轴连部；

25、大臂减速器；26、小臂减速器；

27、大臂；271、大臂主杆；272、大臂副杆；278、连接件；

28、小臂；281、小臂主杆；282、小臂副杆；

29、末端执行器。

第三部分实施例的附图标记说明：

31、底座311、转轴；

32、转台；321、基座；

322、第一侧板；3221、第一驱动轴孔；

323、第二侧板；3231、第二驱动轴孔；324、底板；

33、大臂驱动电机；331、大臂一级同步带轮组件；3311、大臂一级同步带主动轮；

3312、大臂一级同步带；3313、大臂一级同步带从动轮；

332、大臂二级同步带轮组件；3321、大臂二级同步带主动轮；

3322、二级同步带；3323、大臂二级同步带从动轮；

334、大臂驱动轴；3314、大臂内轴连部；

34、小臂驱动电机；341、小臂同步带轮组件；3411、小臂同步带主动轮；

3412、小臂同步带；3413、小臂同步带从动轮；

344、小臂驱动轴；3414、小臂内轴连部；

35、大臂减速器；36、小臂减速器；

37、大臂；371、大臂主杆；372、大臂副杆；378、连接件；

38、小臂；381、小臂主杆；382、小臂副杆；

39、末端执行器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围，因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有桌面机械臂动力组件在成本和空间的约束下，无法实现较大减速比，从而只能降低机械臂的负载能力来保证一定的动态性能，或者采用较大负载，牺牲动态性能，在低精度低速的工况下运行的技术问题。

本申请实施例中主要技术思路在于，本申请实施例提供一种轻量级工业桌面机械臂的转台结构，包括大臂驱动电机、小臂驱动电机、大臂减速器以及小臂减速器；大臂驱动电机传动连接有大臂一级同步带轮组件，通过大臂一级同步带轮组件传动连接于大臂减速器，大臂减速器传动连接有大臂二级同步带轮组件，大臂二级同步带轮组件用于驱动桌面机械臂的大臂；小臂驱动电机与小臂同步带轮组件传动连接，小臂同步带轮组件传动连接有小臂减速器，小臂减速器用于驱动桌面机械臂的小臂；其中，大臂一级同步带轮组件、大臂二级同步带轮组件和小臂同步带轮组件的减速比大于1。其中，大臂以及小臂的动力均采用电机+减速器+同步带的动力配置，如此，在桌面级机械臂的客观限制条件下，能大幅提升电机减速比，相同负载情况下，减速比增大，可以使得系统惯量比减小，控制系统更加容易对电机进行控制，机器人运行更平稳，启停加减速动态性能更好；同时对电机的转矩要求更低，能有效避免电机长期在较低速度下运行出现的速度波动大、效率低的问题。同时，可以选择规格更小、转子惯量更低的电机，体积小重量轻的电机，能减轻机器人的负载，符合轻量级工业桌面机械臂的定位。

同时由于采用了减速器，所以对传动链的整体刚性影响较小，当传动链整体刚性较高时，在驱动侧(也就是电机侧)与被驱动侧(负载侧)之间会降低“间隙”或/和“弹性”效应，电机输出的驱动力传输到负载迟滞减少，从而减少由负载传导到运行状态的电机的“扰动”，控制系统更加容易对电机进行控制，机器人运行更平稳。相较于同级普遍仅使用同步带轮组件进行减速的方案，采用本申请的思路显然可以选用更小的电机或者认为实现了重量更轻、控制精度更高的动力组合。

本申请实施例中，在大臂动力组件中，将大臂减速器布置在两组同步带轮组件之间，也就是说大臂实现减速可通过减速器与两级同步带同步组成，所以可以具有较大的减速比，这样可以选择为功率较小的动力电机即可，同时两级同步带之间配置大臂减速器可便于大臂减速器灵活地选择安装位置，不至于受限于安装在电机前端这些空间较小的部位，对于产品的整体空间安排提供了更宽裕的选择。

为便于更形象地理解本申请解决技术问题的技术思路，以下结合附图对本申请示例性实施例介绍如下：

图7为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的立体结构示意图，本申请实施例提供一种桌面机械臂，主要包括底座11、转台12、大臂驱动电机13、小臂驱动电机14、大臂减速器15、小臂减速器16、大臂17、小臂18以及末端执行器19。其中动力部分的大臂驱动电机13传动连接于大臂一级同步带轮组件131，大臂一级同步带轮组件131传动连接于大臂减速器15(参见图10-图12)，大臂减速器15的另一端传动连接于大臂二级同步带轮组件132，大臂二级同步带轮组件132传动连接于大臂17。小臂18的小臂驱动轴144与小臂减速器16同轴配置小臂驱动电机14传动连接有小臂同步带轮组件141，小臂同步带轮组件141传动连接于小臂减速器16，以小臂减速器16传动连接于桌面机械臂的小臂18，具体地可连接于小臂18的拉杆，从而带动小臂18转动。

其中，大臂以及小臂的动力采用电机+减速器+同步带的动力配置，如此，能大幅提升电机减速比；相同负载情况下，减速比增大，可以使得系统惯量比减小，控制系统更加容易对电机进行控制，机器人运行更平稳，启停加减速动态性能更好；同时对电机的转矩要求更低，能有效避免电机长期在较低速度下运行出现的速度波动大、效率低的问题。相较于同级普遍使用同步带轮组件进行减速的方案，采用本申请的思路显然可以选用更小的电机或者认为实现了重量更轻精度更高的动力组合。

应该理解的是，附图中示出而且在本说明书中描述的桌面机械臂仅仅是能够采用本申请技术思路原理的许多种桌面机械臂中的一个示例。应清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的桌面机械臂的任何细节或桌面机械臂的任何部件。另一方面大臂17、小臂18以及末端执行器19的具体结构有各种现有结构可供选择，本申请人在申请日前也有多个专利记载有可供选择的结构，因此在此不再展开赘述。

本实施例中，底座11可选择为长方体箱体状，箱体状的底座11内构造有容置腔，容置腔用于安装转台驱动电机和配套的减速或传动部件，底座11顶部设置有向上凸出设置的转轴，底座11内的驱动电机和配套的减速或传动部件通过转轴带动转台12转动。转台12包括基座121，基座121的前侧设有用于抓取物品的大臂17和小臂18，基座121的后侧设有大臂驱动电机13以及小臂驱动电机14，且两个电机上下排列，同时两个电机的输出端的朝向相同。可以理解的是，底座11转台驱动电机和配套的减速或传动部件的具体结构有各种现有结构可供选择，本申请人在申请日前也有多个专利记载有可供选择的底座11转台驱动结构，在此不再展开赘述。

根据本实施例，两级同步带之间配置大臂减速器15，可便于大臂减速器灵活地选择安装位置，大臂减速器15与大臂驱动电机13以及小臂驱动电机14平行安装，也就是说，大臂减速器15轴向与大臂驱动电机13以及小臂驱动电机14的轴向基本平行；同时，小臂减速器16直接与小臂18的小臂驱动轴144连接，小臂减速器16位于小臂传动链的末端，小臂减速器16与小臂驱动轴之间传动稳定，这里小臂同步带轮组件141设置于小臂驱动电机14高速输出轴与小臂减速器16的高速输入轴之间，此情形下同步带轮组件高速运行但没有扭力过大的问题，且结构紧凑占用空间小；小臂减速器16的输出端接小臂驱动轴144，而输入端则传动连接小臂同步带轮组件141，典型的同轴传动布置，便可以采用成熟的行星减速器。根据本领域技术常识，一般电机前端为电机输出轴伸出端(轴伸端)，而电机后端为非轴伸端。

图8为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的另一视角立体结构示意图，如本实施例所示意，底座11作为安装基座可以位于整机的底部，且底座11顶面配置有一个转轴111，转轴111可以是一个轴承总成，且该轴承总成不仅可以转动地连接于转台12下部的底板124，并且该轴承总成还可以为一个空心转轴总成，以供信号线、控制线或电源线穿过转轴111向转台12连接。

图9为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的侧视结构示意图；转台12上侧供大臂17可转动地连接，转台12的转轴相较大臂17、小臂18以及末端执行器19的整体重心偏向后侧一些，且大臂驱动电机13以及小臂驱动电机14也可选择配置在转台12的后侧，且大臂驱动电机13以及小臂驱动电机14可以一上一下的布置，以此形成重心的配平。

图10为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的后视结构示意图，结合前述实施例可知，大臂17、小臂18以及末端执行器19组成的臂体由转台12的前侧中部向前伸出，而大臂17的根部可转动地安装于转台12的两个侧板之间，而大臂一级同步带轮组件131以及小臂同步带轮组件141位于第二侧板123的外侧，且大臂一级同步带轮组件131以及小臂同步带轮组件141平行于第二侧板123方向布置，大臂二级同步带轮组件132位于第一侧板122的外侧，且大臂二级同步带轮组件132平行于第一侧板122方向布置。大臂驱动电机13与小臂驱动电机14可均安装在转台12的后侧，同时小臂减速器16安装于第二侧板123外侧。而大臂减速器15可安装在第一侧板122以及第二侧板123之间，大臂减速器15与大臂驱动电机13以及小臂驱动电机14平行安装，也就是说，大臂减速器15轴向与大臂驱动电机13以及小臂驱动电机14的轴向基本平行。大臂驱动电机与减速器均位于两个侧板之间，而大臂的两级同步带轮组件位于两侧，整体形成H形态的稳定构型，同时大臂动力部分可以以此在转台12上形成相互平衡的配置。而小臂动力组合与小臂同步带轮组件141可整体呈L形配置排列。本实施例中，在大臂动力部分采用两级同步带轮组件之间配置减速器的方案，而小臂部分采用减速器加一级同步带轮组件的方案，可以为大臂提供更大的减速比配置空间，能适用于负载更大的大臂。

如本实施例所示意，本实施例中大臂驱动电机13安装在右侧第二侧板123的内侧，且位于下部；小臂驱动电机14安装在右侧第二侧板123的内侧，且位于上部，两个电机上下错位，同时，对应电机的尾端，右侧的第一侧板122开设有让位缺口或者如图7、图8所示意缩短一段距离以让位两个电机，以便于电机尾端可以借此凸出于外。两个侧板上的让位缺口还可以认为是为两个动力组合提供了安装或维修通道，进而方便动力组合的安装与拆换维修。

图11为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图一；图12为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图二；根据本实施例，大臂一级同步带轮组件131还包括大臂一级同步带主动轮1311、大臂一级同步带1312以及大臂一级同步带从动轮1313，大臂一级同步带主动轮1311安装于大臂驱动电机13的输出轴外，大臂一级同步带1312一端套设于大臂一级同步带主动轮1311外，大臂一级同步带1312另一端套设于大臂一级同步带从动轮1313外，以大臂一级同步带1312在大臂一级同步带主动轮1311与大臂一级同步带从动轮1313之间建立减速传动，大臂一级同步带从动轮1313以中心的大臂内轴连部1314套接在大臂减速器15的输入轴上。由于电机输出轴连接外径小的大臂一级同步带主动轮1311，通过同步带连接外径更大的大臂一级同步带从动轮1313，大臂一级同步带从动轮1313设置的在远离电机且靠近大臂的位置，也就是说可以在靠近大臂根部空间较大的区域配置外径更大的同步带轮，因此具有结构紧凑的效果。

大臂二级同步带轮组件132包括大臂二级同步带主动轮1321、二级同步带1322以及大臂二级同步带从动轮1323，其中大臂二级同步带主动轮1321安装于大臂减速器15的输出轴，二级同步带1322一端套设于大臂二级同步带主动轮1321外，二级同步带1322另一端套设于大臂二级同步带从动轮1323外，以大臂二级同步带从动轮1323传动连接于大臂驱动轴134。本实施例中，大臂二级同步带轮组件132位于第一侧板122外侧，也就是说，大臂一级同步带轮组件131与大臂二级同步带轮组件132分别位于第一侧板122两侧，从而便于进行配置与安装，且占用空间较小。

小臂同步带轮组件141还包括小臂同步带主动轮1411、小臂同步带1412以及小臂同步带从动轮1413，小臂同步带主动轮1411安装于小臂驱动电机14的输出轴，小臂同步带1412一端套设于小臂同步带主动轮1411外，小臂同步带1412另一端套设于小臂同步带从动轮1413外，以小臂同步带1412在小臂同步带主动轮1411与小臂同步带从动轮1413之间建立减速传动。可以理解的是，由于电机输出轴连接外径小的小臂同步带主动轮1411，通过同步带连接外径更大的小臂同步带从动轮1413，小臂同步带从动轮1413设置的在远离电机且靠近大臂的位置，也就是说可以在靠近大臂根部空间较大的区域配置外径更大的同步带轮，因此具有结构紧凑的效果。

图13为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图三；根据本实施例，大臂二级同步带从动轮1323还具有大臂二级内轴连部1324，以大臂二级内轴连部1324套接连接于大臂驱动轴134，大臂驱动轴134传动连接于桌面机械臂的大臂17；小臂同步带从动轮1413还具有小臂内轴连部1414，以小臂内轴连部1414传动连接于小臂驱动轴144，小臂驱动轴144传动连接于桌面机械臂的小臂。根据本实施例，其中的，大臂减速器15以及小臂减速器16均选择为行星减速器，行星减速器相对其他减速器，具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97％-98％)、高的扭矩、体积比、终身免维护等特点。可以理解的是，行星减速器单级减速一般最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3/4/5/6/8/10，减速器级数一般不超过3。

该桌面机械臂包括大臂17、小臂18和设于大臂17与小臂18之间的连接件178，大臂17包括相对设置的大臂主杆171和大臂副杆172，小臂18包括相对设置的小臂主杆181和小臂副杆182，可理解的是，本实施例中大臂17与小臂18配置为平行四边形组合臂架。其中大臂主杆171的第一端设有两左右相对间隔布置的第一铰接部，连接件178为左右并列设置的两个且均位于两第一铰接部之间，小臂主杆181的第一端设有第二铰接部，第二铰接部位于两连接件178之间，两第一铰接部、两连接件178以及第二铰接部通过第一铰接轴连接，大臂副杆172的第一端和小臂副杆182的第一端分别与两连接件178的相对两侧相铰接。大臂作为臂体关节结构基础，其通过采用大臂主杆171和大臂副杆172的双杆体的结构设计，以实现双杆联合支撑，与目前大臂所采用的单杆体的结构设计相比，其加强了支撑强度，提高了安全性；并且，大臂17的大臂副杆172与小臂18的小臂副杆182之间通过采用双连接件铰接相连的结构设计，与目前采用单个三角连接件相比，其加强了臂体结构之间的连接强度，提高了配合稳定性以及驱动效果；此外，还通过将大臂主杆171、小臂主杆181和双连接件进行同轴多点铰接设置，以进一步加强臂体结构之间的连接强度。

具体本实施例中，大臂减速器15的减速比选择在3-25之间，大臂一级同步带轮组件131的减速比选择在1.5-6之间，大臂二级同步带轮组件232的减速比在1.5-6之间；小臂减速器16的减速比选择在3-25之间，小臂同步带轮组件141的减速比选择在1.5-6之间。如此，两臂的动力的减速比均可在6.75-500之间选择，在此动力架构下，减速比的选择与提升空间巨大，同时并不会明显提升整体重量与体积。

表1本实施例整机减速比调节范围

根据本申请更具体实施例，在同步带轮组件还保持在减速比在3-5之间的情况下，两个减速器的减速比选择在5-15之间。如此，大臂的动力的减速比均可在45-375之间选择，小臂的动力的减速比均可在15-75之间选择，在此动力架构下，以较简化的减速组件便可以实现较高的减速比，减速比的选择与提升空间巨大，同时并不会提升整体重量与体积。

表2本实施例整机减速比调节范围

根据本申请更具体实施例，大臂减速器15的减速比选择在5-10之间，大臂一级同步带轮组件131的减速比选择在3-5之间；小臂减速器16的减速比选择在5-10之间，小臂同步带轮组件141的减速比选择在3-5之间。如此，大臂动力整体减速比可在45-250之间，小臂动力整体减速比可在15-75之间，在此动力架构下，以较简化的减速组件便可以实现较高的减速比，减速比的选择与提升空间巨大，同时并不会提升整体重量与体积。

表3本实施例整机减速比调节范围

根据本申请实施例，大臂驱动电机13与小臂驱动电机14均安装于转台后侧,且输出端朝向相同。大臂驱动电机13与小臂驱动电机14上下并列布置，或者也可以，将大臂驱动电机13与小臂驱动电机14前后并列布置。

参考图7和图8，其中转台12可通过底部的转轴总成或驱动转轴总成可转动地装配于底座11，转台12主要包括基座121，基座121主要包括第一侧板122、第二侧板123以及底板124。基座121上设置大臂驱动电机13以及小臂驱动电机14，大臂驱动电机13与小臂驱动电机14可以均设置于基座121的后侧。大臂一级同步带轮组件131和小臂同步带轮组件141均位于基座121的右侧的侧板外侧面，而大臂二级同步带轮组件132位于基座121的左侧的侧板外侧面。可以理解的是，大臂驱动电机13与小臂驱动电机14也可以均设置于基座121的前侧。

根据本实施例，第一侧板122设有用于安装传动轴的第一驱动轴孔1221，第二侧板123设有用于安装两个电机的安装座，第二侧板123的安装座上下错开或前后错开。第一驱动轴孔1221位于对应大臂根部驱动轴的位置，据此以配置电机与被驱动轴之间的相对距离和相对方位，便于根据空间和传动距离灵活的配置各动力部件。第二侧板123包括第二驱动轴孔1231，第二驱动轴孔1231位于第二侧板123远离安装座的一侧，据此以配置电机与被驱动轴之间的相对距离和相对方位，便于根据空间和传动距离灵活的配置各动力部件，而且大臂和小臂两套动力系统之间各主要部件间还可以进行相互错开让位，比如两个电机之间可以进行上下错位。

图14为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的立体结构示意图，本申请实施例提供一种桌面机械臂，主要包括底座21、转台22、大臂驱动电机23、小臂驱动电机24、大臂减速器25、小臂减速器26、大臂27、小臂28以及末端执行器29。其中动力部分的大臂驱动电机23传动连接于大臂一级同步带轮组件231，大臂一级同步带轮组件231传动连接于大臂减速器25(参见图17-图18)，大臂减速器25的另一端传动连接于大臂二级同步带轮组件232，大臂二级同步带轮组件232传动连接于大臂27。小臂驱动电机24传动连接有小臂同步带轮组件241，以小臂同步带轮组件241传动连接于小臂减速器26，小臂28的小臂驱动轴244与小臂减速器26同轴传动配置；桌面机械臂的小臂具体地可连接于小臂的拉杆，从而带动小臂转动。

图15为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的另一视角立体结构示意图，如本实施例所示意，底座21作为安装基座可以位于整机的底部，且底座21顶面配置有一个转轴211，转轴211可以是一个轴承总成，且该轴承总成不仅可以转动地连接于转台22下部的底板224，并且该轴承总成还可以为一个空心转轴总成，以供信号线、控制线或电源线穿过转轴211向转台22连接。而转台22上侧供大臂27可转动地连接，转台22的转轴较大臂27、小臂28以及末端执行器29的整体重心居中，且大臂驱动电机23以及小臂驱动电机24也可选择分别配置在转台22的前侧与后侧，以此形成重心的配平。

图16为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的侧视结构示意图；如本实施例所示意，其中大臂减速器25固定安装于转台22中部位置，大臂减速器25两端分别通过同步带进行传动连接；小臂减速器26直接与小臂28的小臂驱动轴244连接，小臂减速器26位于小臂传动链的末端，小臂减速器26与小臂驱动轴之间传动稳定，这里小臂同步带轮组件设置于小臂驱动电机24高速输出轴与小臂减速器26的高速输入轴之间，此情形下小臂同步带轮组件高速运行但没有扭力过大的问题，且结构紧凑占用空间小。并且本实施例中大臂驱动电机23、大臂减速器25以及小臂驱动电机24均平行布置，且均安装在转台底部位置，由转台的后侧到前侧依次排列，且大臂减速器25位于中间，而小臂驱动电机24位于前侧，大臂驱动电机23相对地位于后侧，所以整体上能将这些重量较大的部件固定在转台上重心较低，且占用空间较小。

图17为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的后视结构示意图；结合前述实施例可知，大臂27、小臂28以及末端执行器29组成的臂体由转台22的前侧中部向前伸出，而大臂27的根部可转动地安装于转台22的两个侧板之间，而大臂一级同步带轮组件231以及小臂同步带轮组件241位于第二侧板223的外侧，且大臂一级同步带轮组件231以及小臂同步带轮组件241平行于第二侧板223方向布置，大臂二级同步带轮组件232位于第一侧板222的外侧，且大臂二级同步带轮组件232平行于第一侧板222方向布置。大臂驱动电机23与小臂驱动电机24可分别安装在转台22的后侧与前侧，可以认为，大臂驱动电机23与小臂驱动电机24相对于转台22前后对置，而大臂减速器25可安装在第一侧板222以及第二侧板223之间，大臂减速器25与大臂驱动电机23以及小臂驱动电机24平行安装，也就是说，大臂减速器25轴向与大臂驱动电机23以及小臂驱动电机24的轴向基本平行。大臂驱动电机与减速器均位于两个侧板之间，而大臂的两级同步带轮组件位于两侧，整体形成H形态的稳定构型，同时大臂动力部分可以以此在转台22上形成相互平衡的配置。而小臂动力组合与小臂同步带轮组件241可整体呈L形配置排列。本实施例中，在大臂动力部分采用两级同步带轮组件之间配置减速器的方案，而小臂部分采用减速器加一级同步带轮组件的方案，一方面可以为大臂提供更大的减速比配置空间，能适用于负载更大的大臂。

图18为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的立体结构示意图，图19为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图一，图20为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图二，根据本实施例，大臂一级同步带轮组件231还包括大臂一级同步带主动轮2311、大臂一级同步带2312以及大臂一级同步带从动轮2313，大臂一级同步带主动轮2311安装于大臂驱动电机23的输出轴外，大臂一级同步带2312一端套设于大臂一级同步带主动轮2311外，大臂一级同步带2312另一端套设于大臂一级同步带从动轮2313外，以大臂一级同步带2312在大臂一级同步带主动轮2311与大臂一级同步带从动轮2313之间建立减速传动，大臂一级同步带从动轮2313以中心的大臂内轴连部2314套接在大臂减速器25的输入轴上。由于电机输出轴连接外径小的大臂一级同步带主动轮2311，通过同步带连接外径更大的大臂一级同步带从动轮2313，大臂一级同步带从动轮2313设置的在远离电机且靠近大臂的位置，也就是说可以在靠近大臂根部空间较大的区域配置外径更大的同步带轮，因此具有结构紧凑的效果。

大臂二级同步带轮组件232包括大臂二级同步带主动轮2321、二级同步带2322以及大臂二级同步带从动轮2323，其中大臂二级同步带主动轮2321安装于大臂减速器25的输出轴，二级同步带2322一端套设于大臂二级同步带主动轮2321外，二级同步带2322另一端套设于大臂二级同步带从动轮2323外，以大臂二级同步带从动轮2323传动连接于大臂驱动轴234。本实施例中，大臂二级同步带轮组件232位于第一侧板222外侧，也就是说，大臂一级同步带轮组件231与大臂二级同步带轮组件232分别位于第一侧板222外侧以及第二侧板223外侧，也就是将大臂传动链上的各部件在转台上分布式设置，从而便于进行配置与安装，且占用空间较小。

小臂同步带轮组件241还包括小臂同步带主动轮2411、小臂同步带2412以及小臂同步带从动轮2413，小臂同步带主动轮2411安装于小臂驱动电机24的输出轴，小臂同步带2412一端套设于小臂同步带主动轮2411外，小臂同步带2412另一端套设于小臂同步带从动轮2413外，以小臂同步带2412在小臂同步带主动轮2411与小臂同步带从动轮2413之间建立减速传动。可以理解的是，由于电机输出轴连接外径小的小臂同步带主动轮2411，通过同步带连接外径更大的小臂同步带从动轮2413，小臂同步带从动轮2413设置的在远离电机且靠近大臂的位置，也就是说可以在靠近大臂根部空间较大的区域配置外径更大的同步带轮，因此具有结构紧凑的效果。

该桌面机械臂包括大臂27、小臂28和设于大臂27与小臂之间的连接件278，大臂27包括相对设置的大臂主杆271和大臂副杆272，小臂28包括相对设置的小臂主杆281和小臂副杆282，大臂主杆271的第一端设有两左右相对间隔布置的第一铰接部，连接件278为左右并列设置的两个且均位于两第一铰接部之间，小臂主杆281的第一端设有第二铰接部，第二铰接部位于两连接件278之间，两第一铰接部、两连接件278以及第二铰接部通过第一铰接轴连接，大臂副杆272的第一端和小臂副杆282的第一端分别与两连接件278的相对两侧相铰接。大臂作为臂体关节结构基础，其通过采用大臂主杆和大臂副杆的双杆体的结构设计，以实现双杆联合支撑，与目前大臂所采用的单杆体的结构设计相比，其加强了支撑强度，提高了安全性；并且，大臂的大臂副杆与小臂的小臂副杆之间通过采用双连接件铰接相连的结构设计，与目前采用单个三角连接件相比，其加强了臂体结构之间的连接强度，提高了配合稳定性以及驱动效果；此外，还通过将大臂主杆、小臂主杆和双连接件进行同轴多点铰接设置，以进一步加强臂体结构之间的连接强度。

并且，可以理解的是，大臂二级同步带轮组件232的减速比在1.5-6之间。也就是说，本实施例中还可以对大臂配置二级同步带轮组件，以便于将大臂的减速比进行进一步提升，比如与前一实施例中的三种减速组合搭配，大臂驱动电机的整体减速比可在6.75-900之间，或者，大臂驱动电机的整体减速比可在45-500之间，或者，大臂驱动电机的整体减速比可在56.25-300之间，这样，所需要配置的电机功率还可以进一步降低。

表4第一种实施例整机减速比调节范围

表5第二种实施例整机减速比调节范围

表6第三种实施例整机减速比调节范围

图21为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的立体结构示意图，本申请实施例提供一种桌面机械臂，主要包括底座31、转台32、大臂驱动电机33、小臂驱动电机34、大臂减速器35、小臂减速器36、大臂37、小臂38以及末端执行器39。其中动力部分的大臂驱动电机33传动连接于大臂一级同步带轮组件331，大臂一级同步带轮组件331传动连接于大臂减速器35(参见图24-图25)，大臂减速器35的另一端传动连接于大臂二级同步带轮组件332，大臂二级同步带轮组件332传动连接于大臂37。小臂38的小臂驱动轴344与小臂减速器36同轴配置；大臂减速器35传动连接有大臂一级同步带轮组件331，大臂一级同步带轮组件331传动连接于桌面机械臂的大臂；小臂驱动电机34传动连接有小臂同步带轮组件341，以小臂同步带轮组件341传动连接于小臂减速器36，桌面机械臂的小臂具体地可连接于小臂的拉杆，从而带动小臂转动。

图22为本申请一实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的另一视角立体结构示意图，如本实施例所示意，底座31作为安装基座可以位于整机的底部，且底座31顶面配置有一个转轴311，转轴311可以是一个轴承总成，且该轴承总成不仅可以转动地连接于转台32下部的底板324，并且该轴承总成还可以为一个空心转轴总成，以供信号线、控制线或电源线穿过转轴311向转台32连接。而转台32上侧供大臂37可转动地连接，转台32的转轴较大臂37、小臂38以及末端执行器39的整体重心稍向前偏移，且大臂驱动电机33以及小臂驱动电机34也可选择同时配置在转台32的前侧，以此与转台形成重心的配平。

图23为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的侧视结构示意图，图24为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的后视结构示意图；如本实施例所示意，其中大臂减速器35固定安装于转台32中部位置，大臂减速器35两端分别通过同步带进行传动连接；小臂减速器36直接与小臂38的小臂驱动轴344连接，小臂减速器26位于小臂传动链的末端。减速器与小臂驱动轴之间传动稳定，这里小臂同步带轮组件设置于小臂驱动电机34高速输出轴与小臂减速器36的高速输入轴之间，此情形下同步带轮组件高速运行但没有扭力过大的问题，且结构紧凑占用空间小。并且本实施例中大臂驱动电机33以及小臂驱动电机34一上一下布置，且均安装在转台前部位置，这样，可有效利用大臂37根部前侧的空间，大臂37根部前侧在本构型机械臂中基本利用不到，将电机主要配置在此处，可使得机械臂整体构型更紧凑。

结合前述实施例可知，大臂37、小臂38以及末端执行器39组成的臂体由转台32的前侧中部向前伸出，而大臂37的根部可转动地安装于转台32的两个侧板之间，而大臂一级同步带轮组件331以及小臂同步带轮组件341位于第二侧板323的外侧，且大臂一级同步带轮组件331以及小臂同步带轮组件341平行于第二侧板323方向布置，大臂二级同步带轮组件332位于第一侧板322的外侧，且大臂二级同步带轮组件332平行于第一侧板322方向布置。大臂驱动电机33与小臂驱动电机34可均安装在转台32的前侧，大臂减速器35安装在转台32的中部位置。而大臂减速器35可安装在第一侧板322以及第二侧板323之间，大臂减速器35与大臂驱动电机33以及小臂驱动电机34平行安装，也就是说，大臂减速器35轴向与大臂驱动电机33以及小臂驱动电机34的轴向基本平行。也就是说，大臂驱动电机与减速器均位于两个侧板之间，而大臂的两级同步带轮组件位于两侧，整体形成H形态的稳定构型，同时大臂动力部分可以以此在转台32上形成相互平衡的配置。而小臂动力组合与小臂同步带轮组件341可整体呈L形配置排列。本实施例中，在大臂动力部分采用两级同步带轮组件之间配置减速器的方案，而小臂部分采用减速器加一级同步带轮组件的方案，一方面可以为大臂提供更大的减速比配置空间，能适用于负载更大的大臂。

图25为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的立体结构示意图，图26为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图一，图27为本申请一实施例提供的一种桌面机械臂的转台结构的分解示意图二，根据本实施例，大臂一级同步带轮组件331还包括大臂一级同步带主动轮3311、大臂一级同步带3312以及大臂一级同步带从动轮3313，大臂一级同步带主动轮3311安装于大臂驱动电机33的输出轴外，大臂一级同步带3312一端套设于大臂一级同步带主动轮3311外，大臂一级同步带3312另一端套设于大臂一级同步带从动轮3313外，以大臂一级同步带3312在大臂一级同步带主动轮3311与大臂一级同步带从动轮3313之间建立减速传动，大臂一级同步带从动轮3313以中心的大臂内轴连部3314套接在大臂减速器35的输入轴上。由于电机输出轴连接外径小的大臂一级同步带主动轮3311，通过同步带连接外径更大的大臂一级同步带从动轮3313，大臂一级同步带从动轮3313设置的在远离电机且靠近大臂的位置，也就是说可以在靠近大臂根部空间较大的区域配置外径更大的同步带轮，因此具有结构紧凑的效果。同时，由于本实施例将大臂37的根部配置在转台上侧中部位置，所以，两个一级同步带轮组件的大轮也对应配置在转台上侧中部位置的外侧，而此处空间比较充裕，所以便于安装和使用。

大臂二级同步带轮组件332包括大臂二级同步带主动轮3321、二级同步带3322以及大臂二级同步带从动轮3323，其中大臂二级同步带主动轮3321安装于大臂减速器35的输出轴，二级同步带3322一端套设于大臂二级同步带主动轮3321外，二级同步带3322另一端套设于大臂二级同步带从动轮3323外，以大臂二级同步带从动轮3323传动连接于大臂驱动轴334。本实施例中，大臂二级同步带轮组件332位于第一侧板322外侧，也就是说，大臂一级同步带轮组件331与大臂二级同步带轮组件332分别位于第一侧板322两侧，从而便于进行配置与安装，且占用空间较小。

小臂同步带轮组件341还包括小臂同步带主动轮3411、小臂同步带3412以及小臂同步带从动轮3413，小臂同步带主动轮3411安装于小臂驱动电机34的输出轴，小臂同步带3412一端套设于小臂同步带主动轮3411外，小臂同步带3412另一端套设于小臂同步带从动轮3413外，以小臂同步带3412在小臂同步带主动轮3411与小臂同步带从动轮3413之间建立减速传动。可以理解的是，由于电机输出轴连接外径小的小臂同步带主动轮3411，通过同步带连接外径更大的小臂同步带从动轮3413，小臂同步带从动轮3413设置的在远离电机且靠近大臂的位置，也就是说可以在靠近大臂根部空间较大的区域配置外径更大的同步带轮，因此具有结构紧凑的效果。

该桌面机械臂包括大臂37、小臂38和设于大臂37与小臂之间的连接件378，大臂37包括相对设置的大臂主杆371和大臂副杆372，小臂38包括相对设置的小臂主杆381和小臂副杆382，大臂主杆371的第一端设有两左右相对间隔布置的第一铰接部，连接件378为左右并列设置的两个且均位于两个第一铰接部之间，小臂主杆381的第一端设有第二铰接部，第二铰接部位于两连接件378之间，两个第一铰接部、两连接件378以及第二铰接部通过第一铰接轴连接，大臂副杆372的第一端和小臂副杆382的第一端分别与两连接件378的相对两侧相铰接。大臂作为臂体关节结构基础，其通过采用大臂主杆和大臂副杆的双杆体的结构设计，以实现双杆联合支撑，与目前大臂所采用的单杆体的结构设计相比，其加强了支撑强度，提高了安全性；并且，大臂的大臂副杆与小臂的小臂副杆之间通过采用双连接件铰接相连的结构设计，与目前采用单个三角连接件相比，其加强了臂体结构之间的连接强度，提高了配合稳定性以及驱动效果；此外，还通过将大臂主杆、小臂主杆和双连接件进行同轴多点铰接设置，以进一步加强臂体结构之间的连接强度。

并且，可以理解的是，大臂二级同步带轮组件332的减速比在1.5-6之间。也就是说，本实施例中还可以对大臂配置二级同步带轮组件，以便于将大臂的减速比进行进一步提升，比如与前一实施例中的三种减速组合搭配，大臂驱动电机的整体减速比可在6.75-900之间，或者，大臂驱动电机的整体减速比可在45-500之间，或者，大臂驱动电机的整体减速比可在56.25-300之间，这样，所需要配置的电机功率还可以进一步降低。

表7第一种实施例整机减速比调节范围

表8第二种实施例整机减速比调节范围

表9第三种实施例整机减速比调节范围

可以理解的是，本申请前述实施例中减速器的单级减速比一般最小为3，最大一般到10，常见减速比为：3/4/5/6/7/8/9/10，减速器级数一般不超过3。

本申请前述实施例中的同步带轮组件是由一根内周表面设有等间距齿的封闭环形胶带和相应的带轮所组成。运动时，带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力，是一种啮合传动，因而具有齿轮传动、链传动和平带传动的各种优点。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，可精密传动，传动平稳，能吸震，噪音小，传动减速比范围大，一般可达1：10，比如本申请实施例中单级同步带轮组速比可以为：1.5/2/3.75/4/5/6，允许线速度可达50m/s，传动效率高，一般可达98％-99％。

再一方面，本申请提供一种桌面机械臂，包括前的桌面机械臂的驱动组件。

根据本申请实施例，包括与驱动组件的基座枢接的大臂，以及与大臂另一端枢接的小臂，以及与小臂连接的末端执行器。

又一方面，本申请还可以认为提供一种小型工业用桌面级机械臂，包括如前的桌面机械臂的驱动组件。

最后一方面本申请还认为是提供一种机器人，包括前的桌面机械臂，或者包括如前的小型工业用桌面级机械臂。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明总的发明构思的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种轻量级工业桌面机械臂的转台结构，其特征在于，包括大臂驱动电机、小臂驱动电机、大臂减速器以及小臂减速器；

所述大臂驱动电机传动连接有大臂一级同步带轮组件，通过所述大臂一级同步带轮组件传动连接于所述大臂减速器，所述大臂减速器传动连接有大臂二级同步带轮组件，所述大臂二级同步带轮组件用于驱动桌面机械臂的大臂；

所述小臂驱动电机传动连接有小臂同步带轮组件，所述小臂同步带轮组件与所述小臂减速器传动连接，所述小臂减速器用于驱动桌面机械臂的小臂；

其中，所述大臂一级同步带轮组件、所述大臂二级同步带轮组件和所述小臂同步带轮组件的减速比大于1。

2.如权利要求1所述的轻量级工业桌面机械臂的转台结构，其特征在于，

所述小臂减速器与所述小臂的驱动轴同轴配置。

3.如权利要求1所述的轻量级工业桌面机械臂的转台结构，其特征在于，

所述大臂一级同步带轮组件以及所述大臂二级同步带轮组件分别位于所述大臂减速器的两端，所述大臂减速器与所述大臂驱动电机平行配置，所述小臂驱动电机与所述大臂驱动电机的输出轴均朝向同侧。

4.如权利要求3所述的轻量级工业桌面机械臂的转台结构，其特征在于，

所述大臂一级同步带轮组件包括大臂一级同步带主动轮、大臂一级同步带以及大臂一级同步带从动轮，所述大臂一级同步带主动轮外径小于所述大臂一级同步带从动轮，所述大臂一级同步带主动轮安装于所述大臂驱动电机的输出轴，所述大臂一级同步带一端套设于所述大臂一级同步带主动轮，所述大臂一级同步带另一端套设于所述大臂一级同步带从动轮，以所述大臂一级同步带在所述大臂一级同步带主动轮与所述大臂一级同步带从动轮之间建立减速传动；以及/或者，

所述大臂二级同步带轮组件包括大臂二级同步带主动轮、大臂二级同步带以及大臂二级同步带从动轮，所述大臂二级同步带主动轮的外径小于所述大臂二级同步带从动轮，所述大臂二级同步带主动轮安装于所述大臂减速器的输出轴，所述大臂二级同步带一端套设于所述大臂二级同步带主动轮，所述大臂二级同步带另一端套设于所述大臂二级同步带从动轮，以所述大臂二级同步带在所述大臂二级同步带主动轮与所述大臂二级同步带从动轮之间建立减速传动；以及/或者，

所述小臂同步带轮组件包括小臂同步带主动轮、小臂同步带以及小臂同步带从动轮，所述小臂同步带主动轮的外径小于所述小臂同步带从动轮，所述小臂同步带主动轮安装于所述小臂驱动电机的输出轴，所述小臂同步带一端套设于所述小臂同步带主动轮，所述小臂同步带另一端套设于所述小臂同步带从动轮，以所述小臂同步带在所述小臂同步带主动轮与所述小臂同步带从动轮之间建立减速传动。

5.如权利要求1所述的轻量级工业桌面机械臂的转台结构，其特征在于，

所述大臂减速器的减速比在3-25之间，所述大臂一级同步带轮组件的减速比在1.5-6之间，所述大臂二级同步带轮组件的减速比在1.5-6之间；以及/或者，

所述小臂减速器的减速比在3-25之间，所述小臂同步带轮组件的减速比在1.5-6之间。

6.如权利要求1所述的轻量级工业桌面机械臂的转台结构，其特征在于，

所述大臂减速器的减速比在5-20之间，所述大臂一级同步带轮组件的减速比在3-5之间以及所述大臂二级同步带轮组件的减速比在3-5之间；以及/或者，

所述小臂减速器的减速比在5-20之间，所述小臂同步带轮组件的减速比在3-5之间。

7.如权利要求1所述的轻量级工业桌面机械臂的转台结构，其特征在于，

所述大臂减速器的减速比在5-15之间，所述大臂一级同步带轮组件的减速比在3-5之间以及所述大臂二级同步带轮组件的减速比在3-5之间；以及/或者，

所述小臂减速器的减速比在5-15之间，所述小臂同步带轮组件的减速比在3-5之间。

8.一种轻量级工业桌面机械臂的驱动组件，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的轻量级工业桌面机械臂的转台结构；所述驱动组件还包括：

底座，以及

转台，所述转台可转动地装配于所述底座；所述转台包括基座，所述基座用于安装所述轻量级工业桌面机械臂的转台结构。

9.如权利要求8所述的轻量级工业桌面机械臂的驱动组件，其特征在于，所述转台包括第一侧板、第二侧板以及底板，所述第一侧板与所述第二侧板相互间隔设置于所述底板；所述大臂驱动电机、所述小臂驱动电机以及所述大臂减速器均安装于所述第一侧板与所述第二侧板之间。

10.如权利要求9所述的轻量级工业桌面机械臂的驱动组件，其特征在于，所述大臂二级同步带轮组件位于所述第一侧板外侧，所述大臂一级同步带轮组件以及所述小臂同步带轮组件均位于所述第二侧板外侧。

11.如权利要求10所述的轻量级工业桌面机械臂的驱动组件，其特征在于，

所述大臂驱动电机和所述小臂驱动电机相对于所述基座前后对置，或者，

所述大臂驱动电机和所述小臂驱动电机均设于所述基座的前侧或后侧。

12.一种轻量级工业桌面机械臂，其特征在于，包括如权利要求8-11任一项所述的轻量级工业桌面机械臂的驱动组件。

13.如权利要求12所述的轻量级工业桌面机械臂，其特征在于，还包括与所述驱动组件的基座枢接的大臂，以及与大臂另一端枢接的小臂，以及与所述小臂连接的末端执行器，所述大臂与所述小臂配置为平行四边形组合臂架。

14.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求12或13所述的桌面机械臂。

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