CN116025679A - 一种丝杆组件和机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种丝杆组件和机器人，丝杆组件包括：丝杆、第一传动轮、第二传动轮、丝杆螺母内圈、花键螺母内圈和磁力装置，第一传动轮能带动丝杆螺母内圈转动，第二传动轮能带动花键螺母内圈转动，磁力装置能产生磁力使得第一传动轮与第二传动轮产生相背方向的力，进而使得花键螺母内圈产生朝远离丝杆螺母内圈方向的运动或运动趋势，丝杆螺母内圈产生朝远离花键螺母内圈方向的运动或运动趋势。根据本发明能够对花键螺母内外圈施加轴向预紧力，减小花键螺母内圈的径向跳动，同时对丝杆螺母内外圈施加轴向预紧力，减小丝杆螺母内圈的径向跳动，从而提高SCARA机器人J3、J4关节重复性定位精度。

Description

一种丝杆组件和机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种丝杆组件和机器人。

背景技术

SCARA机器人J3、J4轴由滚珠丝杆花键构成，滚珠丝杆花键有丝杆、花键螺母、丝杆螺母组成，其存在以下缺陷：(1)花键螺母和丝杆螺母分为内圈和外圈，内外圈类似于轴承的配合，其具有轴承同样的径向跳动问题，造成J3、J4轴重复性差；(2)负载所带来的径向力，全部由丝杆螺母承受，一定程度上影响丝杆的寿命。

由于现有技术中的水平多关节机器人的花键螺母和丝杆螺母的内外圈存在径向跳动，而导致SCARA机器人J3、J4关节重复性定位精度低等技术问题，因此本发明研究设计出一种丝杆组件和机器人。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的水平多关节机器人的花键螺母和丝杆螺母的内外圈存在径向跳动，而导致J3、J4关节重复性定位精度低的缺陷，从而提供一种丝杆组件和机器人。

为了解决上述问题，本发明提供一种丝杆组件，其包括：

丝杆、第一传动轮、第二传动轮、丝杆螺母内圈、花键螺母内圈和磁力装置，所述第一传动轮能带动所述丝杆螺母内圈转动，第二传动轮能带动所述花键螺母内圈转动，所述磁力装置能产生磁力使得所述第一传动轮与所述第二传动轮产生相背方向的力，进而使得所述花键螺母内圈产生朝远离所述丝杆螺母内圈方向的运动或运动趋势，所述丝杆螺母内圈产生朝远离所述花键螺母内圈方向的运动或运动趋势。

在一些实施方式中，所述磁力装置包括第一磁性结构和第二磁性结构，所述第一磁性结构与所述第一传动轮连接为一体，所述第二磁性结构与所述第二传动轮连接为一体，所述第一磁性结构与所述第二磁性结构之间产生磁性斥力。

在一些实施方式中，所述第一磁性结构为电磁铁或永磁体，所述第二磁性结构为电磁铁或永磁体。

在一些实施方式中，所述第一磁性结构设置于所述第一传动轮的朝向所述第二传动轮的一侧的端面上，所述第二磁性结构设置于所述第一传动轮的朝向所述第二传动轮的一侧的端面上；所述第一磁性结构与所述第二磁性结构相对且间隔设置。

在一些实施方式中，所述第一磁性结构和所述第二磁性结构均为环形结构，均能允许所述丝杆从中穿过。

在一些实施方式中，还包括丝杆螺母外圈，所述丝杆螺母外圈套设于所述丝杆螺母内圈的外周，所述丝杆螺母内圈能相对于所述丝杆螺母外圈转动，所述丝杆螺母外圈还对所述丝杆螺母内圈的轴向运动进行限位，所述丝杆螺母内圈和所述丝杆螺母外圈组成丝杆螺母；

所述丝杆螺母内圈的内周壁上设置有内螺纹，所述丝杆的外周壁上设置有外螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹匹配相接，使得所述丝杆螺母内圈与所述丝杆之间形成配合的螺旋副，所述丝杆螺母内圈被单独驱动转动时其带动所述丝杆相对于所述丝杆螺母内圈沿轴向运动的同时还能转动。

在一些实施方式中，还包括花键螺母外圈，所述花键螺母外圈套设于所述花键螺母内圈的外周，所述花键螺母内圈相对于所述花键螺母外圈转动，所述花键螺母外圈还对所述花键螺母内圈的轴向运动进行限位，所述花键螺母内圈和所述花键螺母外圈组成花键螺母；

所述花键螺母内圈的内周壁上设置有花键槽，所述丝杆的外周壁上设置有花键，所述花键与所述花键槽匹配相接，使得所述花键螺母内圈与所述丝杆之间形成配合的转动副，所述花键螺母内圈被单独驱动转动时其带动所述丝杆跟随所述花键螺母内圈一体转动，所述丝杆能相对于所述花键螺母内圈沿轴向运动。

本发明还提供一种机器人，其包括前述的丝杆组件。

在一些实施方式中，当所述丝杆组件还包括丝杆螺母外圈和花键螺母外圈时：

所述机器人还包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的一端形成为第一旋转轴，即J1轴，所述第一机械臂能绕着所述J1轴转动，所述第一机械臂的另一端与所述第二机械臂的一端转动连接，形成第二旋转轴，即J2轴，所述第二机械臂能绕着所述J2轴转动，所述第二机械臂的另一端设置所述丝杆、所述第一传动轮、所述第二传动轮、所述丝杆螺母内圈和所述花键螺母内圈；所述丝杆螺母外圈与所述第二机械臂固接，所述花键螺母外圈与所述第二机械臂固接。

在一些实施方式中，所述第二机械臂上还设置有第三电机和第四电机，所述第三电机能够驱动所述第一传动轮转动，所述第四电机能够驱动所述第二传动轮转动；所述第一传动轮为丝杆螺母带轮，所述第二传动轮为花键螺母带轮，通过同时驱动所述第一传动轮和所述第二传动轮转动，以驱动所述丝杆进行轴向运动和/或转动。

本发明提供的一种丝杆组件和机器人具有如下有益效果：

本发明通过设置磁力装置，对第一和第二传动轮产生相背方向的力，进而使得花键螺母内圈产生远离丝杆螺母内圈方向的运动或运动趋势，丝杆螺母内圈产生远离花键螺母内圈方向的运动或运动趋势，能够对花键螺母内外圈施加轴向预紧力，减小花键螺母内圈的径向跳动，同时对丝杆螺母内外圈施加轴向预紧力，减小丝杆螺母内圈的径向跳动，从而提高SCARA机器人J3、J4关节重复性定位精度。另一方面，本发明还通过磁力装置产生的磁力有效地将滚珠丝杆花键末端负载产生的轴向力分散到花键螺母上，减轻丝杆螺母的受力，提高丝杆螺母的寿命。

附图说明

图1是本发明的多关节机器人(SCARA机器人)的正面结构图；

图2是图1中的丝杆组件部分的局部放大图。

附图标记表示为：

1、机座；2、第一电机；3、第一减速机；4、第一机械臂；5、第二减速机；6、第二电机；7、第二机械臂；8、第三电机；9、第四电机；10、丝杆；11、丝杆螺母；111、丝杆螺母内圈；112、丝杆螺母外圈；12、花键螺母；121、花键螺母内圈；122、花键螺母外圈；13、第一传动轮；14、第二传动轮；15、第一磁性结构；16、第二磁性结构；17、滚珠。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一部分：SCARA机器人工作原理

如图1所示，SCARA机器人，其包括机座1、第一电机2、第一减速机3、第一机械臂4、第二减速机5、第二电机6、第二机械臂7、第三电机8、第四电机9、丝杆10、丝杆螺母11、花键螺母12；

如图1所示，第一电机2固定于机座1上；电机输出轴与第一减速机3连接；第一减速机3，输入端与第一电机2输出轴连接，输出端与第一机械臂4连接；第一机械臂4，一端与第一减速机3的输出端连接。在第一减速机3的减速作用下，第一电机2驱动第一机械臂4及安装于其上的零部件，绕J1轴旋转运动。

如图1所示，第二电机6安装在第二机械臂7上。第二减速机5输入端与第二电机6电机输出轴连接，输出端与第一机械臂4连接。在第二减速机5的减速作用下，第二电机6驱动第二机械臂7及安装于其上的零部件，绕J2轴旋转运动。

如图1所示，第三电机8安装在第二机械臂7上，第三电机8驱动丝杆螺母11，丝杆螺母11与丝杆10装配在一起，控制丝杆10沿着J3轴往复直线运动。

如图1所示，第四电机9安装在第二机械臂7上，第四电机9驱动花键螺母12旋转运动，花键螺母12与丝杆10装配在一起，在丝杆螺母11的配合下，可控制丝杆10绕J4轴旋转运动。

第二部分：SCARA机器人J1或J2轴工作原理

一般SCARA机器人J3轴和J4轴由第三电机8和第四电机9分别驱动丝杆螺母内圈111和花键螺母内圈121，使丝杆10上下、旋转运动；

如图1-2所示，丝杆螺母11由丝杆螺母内圈111和丝杆螺母外圈112组成，丝杆螺母外圈112和丝杆螺母内圈111之间仅存在一个转动副。丝杆螺母外圈112与丝杆螺母安装板固定，再一同固定在第二机械臂7上。丝杆10与丝杆螺母内圈111的配合是螺旋副。丝杆螺母内圈111与丝杆螺母带轮(第一传动轮13)固定，第三电机8驱动丝杆螺母带轮，实现对丝杆螺母内圈111的运动控制。

如图1-2所示，花键螺母12由花键螺母内圈121和花键螺母外圈122组成，花键螺母外圈122和花键螺母内圈121之间仅存在一个转动副。花键螺母外圈122与第二机械臂7固定。丝杆10与花键螺母内圈121是花键配合，两者之间可轴向运动，不可旋转运动。花键螺母内圈121与花键螺母带轮(第二传动轮14)固定，第四电机9驱动花键螺母带轮，实现对花键螺母内圈121的运动控制。

J3轴运动：丝杆10旋转运动被限制(由于丝杆10和花键螺母内圈121为花键配合，因此丝杆10的旋转被限制，即花键螺母内圈121、花键螺母带轮(第二传动轮14)的旋转运动被限制)。转动丝杆螺母内圈111，丝杆螺母内圈111将在丝杆10上一边旋转、一边轴向运动(因为：丝杆10和丝杆螺母内圈111采用螺旋副配合)，然而，由于丝杆螺母内圈111轴向运动被限制(原因：丝杆螺母外圈112与第二机械臂7固定，且与丝杆螺母内圈111之间仅存在转动副)，因此丝杆螺母内圈111的在丝杆10上的轴向运动，转变为丝杆10在丝杆螺母内圈111上轴向运动。

J4轴运动：丝杆10与丝杆螺母内圈111同步转动时(即，花键螺母内圈121+花键螺母带轮(第二传动轮14)，带动着丝杆10，随着丝杆螺母内圈+丝杆螺母带轮同步旋转)，丝杆10与丝杆螺母内圈111之间的相对位置将不会发生变化，丝杆10与丝杆螺母内圈111，相对于丝杆螺母外圈，仅存在旋转运动。因此丝杆10相对于第二机械臂7，仅存在旋转运动，即J4轴。

合理控制J3轴和J4轴一同运动，可实现丝杆一边旋转一边上下运动。

第三部分：本发明——一种SCARA机器人滚珠丝杆花键轴

如图1-2所示，本发明提供一种一种丝杆组件，其包括：

丝杆10、第一传动轮13、第二传动轮14、丝杆螺母内圈111、花键螺母内圈121和磁力装置，所述第一传动轮13能带动所述丝杆螺母内圈111转动，第二传动轮14能带动所述花键螺母内圈121转动，所述磁力装置能产生磁力使得所述第一传动轮13与所述第二传动轮14产生相背方向的力，进而使得所述花键螺母内圈121产生朝远离所述丝杆螺母内圈111方向的运动或运动趋势，所述丝杆螺母内圈111产生朝远离所述花键螺母内圈121方向的运动或运动趋势。

本发明通过设置磁力装置，对第一和第二传动轮产生相背方向的力，进而使得花键螺母内圈产生远离丝杆螺母内圈方向的运动或运动趋势，丝杆螺母内圈产生远离花键螺母内圈方向的运动或运动趋势，能够对花键螺母内外圈施加轴向预紧力，减小花键螺母内圈的径向跳动，同时对丝杆螺母内外圈施加轴向预紧力，减小丝杆螺母内圈的径向跳动，从而提高SCARA机器人J3、J4关节重复性定位精度。另一方面，本发明还通过磁力装置产生的磁力有效地将滚珠丝杆花键末端负载产生的轴向力分散到花键螺母上，减轻丝杆螺母的受力，提高丝杆螺母的寿命。

在一些实施方式中，所述磁力装置包括第一磁性结构15和第二磁性结构16，所述第一磁性结构15与所述第一传动轮13连接为一体，所述第二磁性结构16与所述第二传动轮14连接为一体，所述第一磁性结构15与所述第二磁性结构16之间产生磁性斥力。这是本发明的磁力装置的优选结构形式，即包括第一和第二磁性结构，二者之间产生磁性斥力，从而对花键螺母内圈产生轴向预紧力，以减小花键螺母内圈的径向跳动，对丝杆螺母内圈产生轴向预紧力，以减小丝杆螺母内圈的径向跳动，提高J3、J4关节重复性定位精度；并且减小丝杆螺母的受力，提高其使用寿命。

本发明提出一种SCARA机器人滚珠丝杆组件结构，其包括滚珠丝杆花键(丝杆+花键螺母+丝杆螺母)、花键螺母带轮(即第二传动轮)、丝杆螺母带轮(第一传动轮)、第一电磁铁(即第一磁性结构)、第二电磁铁(即第二磁性结构)。

花键螺母外圈、丝杆螺母外圈固定；

第一电磁铁、花键螺母带轮、花键螺母内圈安装固定在一起，可相对与花键螺母外圈旋转；第二电磁铁、丝杆螺母带轮、丝杆螺母内圈固定在一起，可相对与丝杆螺母外圈旋转。

一定条件下，第一电磁铁和第二电磁铁相互作用，产生方向相反的轴向力，使花键螺母内圈与外圈，丝杆螺母内圈与外圈产生相反的作用力，实现轴向预紧，减弱径向跳动。

第一电磁铁和第二电磁铁产生的相互作用力，可将丝杆螺母承受的来自负载的轴向力，部分转移到花键螺母上，一定程度上减轻丝杆螺母内、外圈之间滚珠的受力。

在一些实施方式中，所述第一磁性结构15为电磁铁或永磁体，所述第二磁性结构16为电磁铁或永磁体。这是本发明的第一和第二磁性结构的进一步优选结构形式，二者可以都为永磁体或都为电磁铁或者一个为电磁铁另一个为永磁体，均能产生同性磁斥力。

在一些实施方式中，所述第一磁性结构15设置于所述第一传动轮13的朝向所述第二传动轮14的一侧的端面上，所述第二磁性结构16设置于所述第一传动轮13的朝向所述第二传动轮14的一侧的端面上；所述第一磁性结构15与所述第二磁性结构16相对且间隔设置。这是本发明的第一和第二磁性结构的进一步优选结构和位置形式，二者相对且间隔设置，能够增大二者之间的磁斥力的强度，提高对花键螺母内圈和丝杆螺母内圈的轴向预紧力，进一步提高重复性定位精度，进一步减小丝杆螺母的受力。

在一些实施方式中，所述第一磁性结构15和所述第二磁性结构16均为环形结构，均能允许所述丝杆10从中穿过。本发明的第一和第二磁性结构进一步优选均为环形结构能够允许丝杆穿过，使得形成一个完整的整体性结构。

如图1所示，当丝杆10末端存负载时，力的传递过程为丝杆10→丝杆螺母内圈111→滚珠17→丝杆螺母外圈。因为丝杆10与花键螺母内圈121为花键配合，存在轴向自由度，因此，负载所施加的力全部由丝杆螺母承受。一定程度上降低了丝杆螺母的寿命。由于花键螺母内圈121、花键螺母外圈122以及两者之间的滚珠配合存在游隙，因此存在一定的径向跳动，这在一定程度上降低重复定位精度。

因此本发明提出一种新的SCARA机器人滚珠丝杆花键轴，其特征包括滚珠花键丝杆(丝杆10+花键螺母12+丝杆螺母11)、花键螺母带轮(第二传动轮14)、丝杆螺母带轮(第一传动轮13)、第一电磁铁(第一磁性结构15)、第二电磁铁(第二磁性结构16)。

第二磁性结构16与花键螺母内圈121、第二传动轮14固定在一起，一些情况下，可以是电磁铁，一些情况下，可以是永磁体，其与第一磁性结构15之间产生一个轴向上、方向相反的作用力。(在运行过程中第一和第二电磁铁一直通电产生斥力)

第一磁性结构15与丝杆螺母内圈111、第一传动轮13固定在一起，一些情况下，可以是电磁铁，一些情况下，可以是永磁体，其与第二磁性结构16之间产生一个轴向上、方向相反的作用力。

第一磁性结构15和第二磁性结构16，是电磁铁或永磁体视情况而定，当第一磁性结构15为电磁铁时，第二磁性结构16可以是电磁铁或永磁体，当第二磁性结构16时电磁铁时，第一磁性结构15可以是电磁铁或永磁体，第一磁性结构15和第二磁性结构16之间产生一个轴向、相反的作用力，该力可根据负载情况变化，使得花键螺母12和丝杆螺母11受力均匀。

通过第一磁性结构15和第二磁性结构16，将负载所产生的重力，部分转移到花键螺母组件。一方面减轻丝杆螺母11的受力情况，另一方面，当力传

递至花键螺母内圈121时，等同于对花键螺母12施加了轴向预紧力，可减小5花键螺母内圈121、花键螺母外圈122、滚珠17之间的游隙(可参考深沟球轴

承施加轴向预紧力的原理)，减小径向跳动，一定程度上增加J3、J4轴的重复定位精度。

通过施加轴线预紧力，可以减小径向游隙，从而降低丝杆径向上的晃动，从而提高重复定位精度。到达稳定位置的集中度，即重复定位精度。

在一些实施方式中，还包括丝杆螺母外圈112，所述丝杆螺母外圈112套

设于所述丝杆螺母内圈111的外周，所述丝杆螺母内圈111能相对于所述丝杆螺母外圈112转动，所述丝杆螺母外圈112还对所述丝杆螺母内圈111的轴向运动进行限位，所述丝杆螺母内圈111和所述丝杆螺母外圈112组成丝杆螺母11；

所述丝杆螺母内圈111的内周壁上设置有内螺纹，所述丝杆10的外周壁

上设置有外螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹匹配相接，使得所述丝杆螺母内圈111与所述丝杆10之间形成配合的螺旋副，所述丝杆螺母内圈111被单独驱动转动时其带动所述丝杆10相对于所述丝杆螺母内圈111沿轴向运动的同时还能转动。

本发明通过丝杆螺母内圈和丝杆螺母外圈的结构有效组成丝杆螺母，丝杆

螺母外圈用于于第二机械臂固定以支承丝杆螺母内圈，丝杆螺母内圈相对于丝杆螺母外圈能够转动，即丝杆螺母内圈被第一传动轮驱动转动，丝杆螺母内圈与丝杆之间为螺旋副的连接结构，即螺纹连接，并且由于丝杆螺母外圈对丝杆

螺母内圈进行轴向限位，使得在丝杆螺母内圈转动时，则通过螺旋副驱动丝杆5既转动还能沿轴向运动(丝杆螺母内圈轴向固定)，实现对丝杆的轴向运动和

转动的有；丝杆螺母内圈内壁设置内螺纹，丝杆上相对应的位置设置外螺纹，使得内外螺纹配合相接，则能够通过丝杆螺母内圈的转动而驱动丝杆做转动的同时还能沿轴向上下运动。

在一些实施方式中，还包括花键螺母外圈122，所述花键螺母外圈122套0设于所述花键螺母内圈121的外周，所述花键螺母内圈121相对于所述花键螺

母外圈122转动，所述花键螺母外圈122还对所述花键螺母内圈121的轴向运动进行限位，所述花键螺母内圈121和所述花键螺母外圈122组成花键螺母12；

所述花键螺母内圈121的内周壁上设置有花键槽，所述丝杆10的外周壁上设置有花键，所述花键与所述花键槽匹配相接，使得所述花键螺母内圈121与所述丝杆10之间形成配合的转动副，所述花键螺母内圈121被单独驱动转动时其带动所述丝杆10跟随所述花键螺母内圈121一体转动，所述丝杆10能相对于所述花键螺母内圈121沿轴向运动。

本发明通过花键螺母内圈和花键螺母外圈的结构有效组成花键螺母，花键螺母外圈用于与第二机械臂固定以支承花键螺母内圈，花键螺母内圈相对于花键螺母外圈能够转动，即花键螺母内圈被第二传动轮驱动转动，花键螺母内圈与丝杆之间为转动副的连接结构，即花键连接，并且由于花键螺母外圈对花键螺母内圈进行轴向限位，使得在花键螺母外圈内圈转动时，则通过转动副驱动丝杆只进行转动(花键螺母内圈轴向固定)，实现对丝杆的转动的有效驱动；并且花键螺母内圈内壁设置花键槽，丝杆上相对应的位置设置花键，使得花键与花键槽配合相接，则能够通过花键螺母内圈的转动而驱动丝杆只做转动运动，丝杆相对于花键螺母内圈能沿轴向上下运动。

本发明还提供一种机器人，其包括前述的丝杆组件。

在一些实施方式中，当所述丝杆组件还包括丝杆螺母外圈112和花键螺母外圈122时：

所述机器人还包括第一机械臂4和第二机械臂7，所述第一机械臂4的一端形成为第一旋转轴，即J1轴，所述第一机械臂4能绕着所述J1轴转动，所述第一机械臂4的另一端与所述第二机械臂7的一端转动连接，形成第二旋转轴，即J2轴，所述第二机械臂7能绕着所述J2轴转动，所述第二机械臂7的另一端设置所述丝杆10、所述第一传动轮13、所述第二传动轮14、所述丝杆螺母内圈111和所述花键螺母内圈121；所述丝杆螺母外圈112与所述第二机械臂7固接，所述花键螺母外圈122与所述第二机械臂7固接。

这是本发明的水平丝杆组件的进一步优选结构形式，通过第一机械臂的一端形成能够转动的J1轴，第一机械臂绕着J1轴转动，第一机械臂的另一端与第二机械臂的一端转动连接而形成J2轴，使得第二机械臂能够绕着J2轴进行转动，J1轴和J2轴均为转动，能够实现在多个不同位置进行转动的效果，提高机器人工作的自由度和灵活度；本发明还通过第二机械臂的另一端设置丝杆、套筒、摩擦片、传动轮的结构，能够有效地控制丝杆进行转动，即绕着J4轴转动，以及沿着J3轴进行轴向运动，进一步提高机器人工作的自由度，花键和丝杆螺母外圈均与第二机械臂固接，能够使得对花键和丝杆螺母内圈进行支承，从而驱动丝杆绕着J4转动和/或沿J3轴轴向运动。

在一些实施方式中，所述第二机械臂7上还设置有第三电机8和第四电机9，所述第三电机8能够驱动所述第一传动轮13转动，所述第四电机9能够驱动所述第二传动轮14转动；所述第一传动轮13为丝杆螺母带轮，所述第二传动轮14为花键螺母带轮，通过同时驱动所述第一传动轮13和所述第二传动轮14转动，以驱动所述丝杆10进行轴向运动和/或转动。这是本发明的水平丝杆组件的进一步优选结构形式，即第三电机和第四电机均设置于第二机械臂上，分别用于驱动第一和第二传动轮转动，进而有效地通过丝杆和花键螺母内圈驱动丝杆进行轴向的运动以及转动，实现精准控制的目的。

本发明提出一种SCARA机器人，可以对滚珠丝杆花键上的花键螺母和丝杆螺母的内外圈施加适当的轴向预紧力，降低其径向跳动，提高SCARA机器人J3、J4关节重复性定位精度。另一方面，将滚珠丝杆花键末端负载产生的轴向力分散到花键螺母上，减轻丝杆螺母的受力，提高丝杆螺母的寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种丝杆组件，其特征在于：包括：

丝杆(10)、第一传动轮(13)、第二传动轮(14)、丝杆螺母内圈(111)、花键螺母内圈(121)和磁力装置，所述第一传动轮(13)能带动所述丝杆螺母内圈(111)转动，第二传动轮(14)能带动所述花键螺母内圈(121)转动，所述磁力装置能产生磁力使得所述第一传动轮(13)与所述第二传动轮(14)产生相背方向的力，进而使得所述花键螺母内圈(121)产生朝远离所述丝杆螺母内圈(111)方向的运动或运动趋势，所述丝杆螺母内圈(111)产生朝远离所述花键螺母内圈(121)方向的运动或运动趋势。

2.根据权利要求1所述的丝杆组件，其特征在于：

所述磁力装置包括第一磁性结构(15)和第二磁性结构(16)，所述第一磁性结构(15)与所述第一传动轮(13)连接为一体，所述第二磁性结构(16)与所述第二传动轮(14)连接为一体，所述第一磁性结构(15)与所述第二磁性结构(16)之间产生磁性斥力。

3.根据权利要求2所述的丝杆组件，其特征在于：

所述第一磁性结构(15)为电磁铁或永磁体，所述第二磁性结构(16)为电磁铁或永磁体。

4.根据权利要求2所述的丝杆组件，其特征在于：

所述第一磁性结构(15)设置于所述第一传动轮(13)的朝向所述第二传动轮(14)的一侧的端面上，所述第二磁性结构(16)设置于所述第一传动轮(13)的朝向所述第二传动轮(14)的一侧的端面上；所述第一磁性结构(15)与所述第二磁性结构(16)相对且间隔设置。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的丝杆组件，其特征在于：

所述第一磁性结构(15)和所述第二磁性结构(16)均为环形结构，均能允许所述丝杆(10)从中穿过。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的丝杆组件，其特征在于：

还包括丝杆螺母外圈(112)，所述丝杆螺母外圈(112)套设于所述丝杆螺母内圈(111)的外周，所述丝杆螺母内圈(111)能相对于所述丝杆螺母外圈(112)转动，所述丝杆螺母外圈(112)还对所述丝杆螺母内圈(111)的轴向运动进行限位，所述丝杆螺母内圈(111)和所述丝杆螺母外圈(112)组成丝杆螺母(11)；

所述丝杆螺母内圈(111)的内周壁上设置有内螺纹，所述丝杆(10)的外周壁上设置有外螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹匹配相接，使得所述丝杆螺母内圈(111)与所述丝杆(10)之间形成配合的螺旋副，所述丝杆螺母内圈(111)被单独驱动转动时其带动所述丝杆(10)相对于所述丝杆螺母内圈(111)沿轴向运动的同时还能转动。

7.根据权利要求6所述的丝杆组件，其特征在于：

还包括花键螺母外圈(122)，所述花键螺母外圈(122)套设于所述花键螺母内圈(121)的外周，所述花键螺母内圈(121)相对于所述花键螺母外圈(122)转动，所述花键螺母外圈(122)还对所述花键螺母内圈(121)的轴向运动进行限位，所述花键螺母内圈(121)和所述花键螺母外圈(122)组成花键螺母(12)；

所述花键螺母内圈(121)的内周壁上设置有花键槽，所述丝杆(10)的外周壁上设置有花键，所述花键与所述花键槽匹配相接，使得所述花键螺母内圈(121)与所述丝杆(10)之间形成配合的转动副，所述花键螺母内圈(121)被单独驱动转动时其带动所述丝杆(10)跟随所述花键螺母内圈(121)一体转动，所述丝杆(10)能相对于所述花键螺母内圈(121)沿轴向运动。

8.一种机器人，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的丝杆组件。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于：

当所述丝杆组件还包括丝杆螺母外圈(112)和花键螺母外圈(122)时：

所述机器人还包括第一机械臂(4)和第二机械臂(7)，所述第一机械臂(4)的一端形成为第一旋转轴，即J1轴，所述第一机械臂(4)能绕着所述J1轴转动，所述第一机械臂(4)的另一端与所述第二机械臂(7)的一端转动连接，形成第二旋转轴，即J2轴，所述第二机械臂(7)能绕着所述J2轴转动，所述第二机械臂(7)的另一端设置所述丝杆(10)、所述第一传动轮(13)、所述第二传动轮(14)、所述丝杆螺母内圈(111)和所述花键螺母内圈(121)；所述丝杆螺母外圈(112)与所述第二机械臂(7)固接，所述花键螺母外圈(122)与所述第二机械臂(7)固接。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于：

所述第二机械臂(7)上还设置有第三电机(8)和第四电机(9)，所述第三电机(8)能够驱动所述第一传动轮(13)转动，所述第四电机(9)能够驱动所述第二传动轮(14)转动；所述第一传动轮(13)为丝杆螺母带轮，所述第二传动轮(14)为花键螺母带轮，通过同时驱动所述第一传动轮(13)和所述第二传动轮(14)转动，以驱动所述丝杆(10)进行轴向运动和/或转动。

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