CN204322070U - 平行关节机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种平行关节机器人，涉及一种对物料进行抓取、搬运和放置等功能的机器人。本实用新型的外形简洁，空间利用率大，减小了与其他相关设备的干涉，便于各种场合的安装放置；由于驱动集中在一起进行控制，增强了关节的灵巧性，而且有利于对线路的布局。该机器人包括机座、水平移动机构、Z轴移动机构、大臂旋转机构、小臂旋转机构和末端执行旋转机构；水平移动机构安装在机座上；Z轴移动机构设在水平移动机构上；Z轴移动机构包括升降平台，所述大臂旋转机构设在升降平台上；大臂旋转机构包括能够转动的大臂，所述小臂旋转机构设在大臂旋转机构的自由端；所述末端执行旋转机构设在小臂旋转机构的自由端。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人，具体涉及一种对物料进行抓取、搬运和放置等功能的平行关节机器人。
背景技术
在传统的工厂里搬运、拾取、安放等大量重复性工作，一般由人工来完成，具有劳动强度大、耗时较多、枯燥无味、易造成污染等问题，并且会增加企业的成本。随着科技的发展和制造行业产品管理水平的提高，各行各业的竞争使人们对高效自动智能化的青睐，越来越多的厂家倾向于使用效率高质量好的智能机器人，因此在这些领域中，有必要提供一种对轻小物料进行快速中、短距离抓取、搬运和放置的平行关节机器人。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种误差小、空间利用率大、使用可靠的平行关节机器人。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：。
一种平行关节机器人，其包括机座、水平移动机构、Z轴移动机构、大臂旋转机构、小臂旋转机构和末端执行旋转机构；其中，
水平移动机构安装在机座上；
Z轴移动机构设在水平移动机构上；
Z轴移动机构包括升降平台，所述大臂旋转机构设在升降平台上；
大臂旋转机构包括能够转动的大臂，所述小臂旋转机构设在大臂旋转机构的自由端；
所述末端执行旋转机构设在小臂旋转机构的自由端。
优选地：所述机座为大理石机座。采用大理石机座，增强了机器的稳定性。
优选地：所述水平移动机构包括丝杆、导轨、伺服电机和用于承载Z轴移动机构的机器人基座；
在所述机座上设有滑动空腔，导轨设在机座的滑动空腔内，丝杆安装在机座的滑动空腔内，且位于导轨的两个轨道之间；伺服电机通过联轴器与丝杆的一端相连，机器人基座通过丝杆螺母连接座和导轨滑块分别与丝杆和导轨相连。
优选地：所述Z轴移动机构包括侧板、底板、Z轴导轨、Z轴丝杆、Z轴伺服电机、电机支撑板、Z轴传动机构、升降平台、第三空心轴、下端接头和上端接头；
底板与机器人基座固定连接；
所述侧板垂直安装在底板上，且位于底板的边缘；Z轴导轨、Z轴丝杆安装在侧板上，Z轴伺服电机通过支撑板安装在底板上，其通过Z轴传动机构与Z轴丝杆一端相连，升降平台通过Z轴丝杆螺母和Z轴导轨滑块分别与Z轴丝杆和Z轴导轨相连；第三空心轴的下端通过下端接头与升降平台相连，第三空心轴的上端通过上端接头与大臂相连。
优选地：所述平行关节机器人的外部均分布有钣金进行密封处理。
优选地：所述Z轴移动结构包括大臂下端驱动旋转机构；
大臂包括三层空心轴，由内至外依次为第一空心轴、第二空心轴和第三空心轴；
大臂下端驱动旋转机构包括均为圆弧齿的三组同步带轮，每组同步带轮包括一个小同步带轮和一个大同步带轮，其中，小同步带轮与驱动电机连接，驱动电机输出的动力通过小同步带轮传递给大同步带轮；同步带轮之间的动力传 输通过同步带传递；
每组同步带轮均连接有独立的驱动电机，驱动电机设置升降平台上；
三组同步带轮分别与三层空心轴连接；其中，第一大同步带轮连接驱动第一空心轴；第二大同步带轮连接驱动第二空心轴；第三大同步带轮连接驱动第三空心轴；其中，第三空心轴与大臂固定连接，其驱动大臂转动。
优选地：所述大臂旋转机构包括上端接头、第四带轮和第五带轮；
所述第一空心轴与所述第四带轮传动连接；
所述第二空心轴与所述第五带轮传动连接；
上端接头将所述第三空心轴与所述大臂固定连接。
优选地：所述小臂旋转机构包括第四空心轴，肘关节转动轴、第六带轮、第七带轮、小臂和第八带轮；
肘关节转动轴、第六带轮、第七带轮均设置第四空心轴上；
其中所述第五带轮与第七带轮传动连接；第七带轮设在第四空心轴上，与其传动连接，作为第四空心轴的动力输入端；第八带轮设置在第四空心轴上，其作为第四空心轴的动力输出端；
所述第四带轮与所述第六带轮传动连接；第六带轮通过肘关节转动轴与所述小臂传动连接。
优选地：所述末端执行旋转机构包括第九带轮和末端转轴；其中第九带轮带动末端转轴转动；
第九带轮与所述第八带轮传动连接。
优选地：在所述大臂旋转机构与所述小臂旋转机构之间，或者小臂旋转机构与所述末端执行旋转机构之间设有进行中继传动的惰轮传动机构。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型通过多个空心轴的连接形式，使电机驱动部分均分布在升降平台上，使本实用新型的外形简洁，空间利用率大，减小了与其他相关设备的干涉，便于各种场合的安装放置；
(2)由于驱动集中在一起进行控制，使各关节的承载能力减小，增强了关节的灵巧性，而且有利于对线路的布局。
附图说明
图1为本实用新型平行关节机器人的立体示意图；
图2为本例水平移动机构示意图；
图3为本例Z轴移动机构示意图；
图4为本例驱动机构示意图；
图5为本例大臂旋转机构示意图；
图6为本例大臂下端驱动旋转机构示意图
图7为图6的正面剖视图；
图8为大臂和小臂的俯视图；
图9为大臂和小臂的剖面图；
图10为图9中Ⅲ部的局部放大图；
图11为图9中Ⅳ部的局部放大图；
图12为图9中Ⅴ部的局部放大图。
图中标识说明：
1、机座；2、水平移动机构；3、Z轴移动机构；4、大臂旋转机构；5、小臂旋转机构；6、末端执行旋转机构；7、电机座；8、驱动电机；9、小圆弧齿同步带轮；21、导轨；22、丝杆；23、伺服电机；24、机器人基座；25、连接板；31、底板；32、电机支撑板；33、Z轴伺服电机；34、Z轴小圆弧齿同步带轮；35、Z轴大圆弧齿同步带轮；36、Z轴同步带；37、Z轴 导轨；38、Z轴丝杆；39、升降平台；301、侧板；41、大臂；42、上端接头；43、第三空心轴；44、下端接头；45、第三圆弧齿同步带轮；51、第一空心轴；52、第四带轮；53、第一大同步带轮；54、肘关节转动轴；55、第六带轮；56、小臂；57、第一惰轮；61、第二空心轴；62、第五带轮；63、第二同步带轮；64、第四空心轴；65、第七带轮；66、第八带轮；67、第九带轮；68、末端转轴；69、第二惰轮；601、第三惰轮。
具体实施方式
本实用新型提出一种平行关节机器人，其包括机座、水平移动机构、Z轴移动机构、大臂旋转机构、小臂旋转机构和末端执行旋转机构；其中，水平移动机构安装在机座上；Z轴移动机构设在水平移动机构上；Z轴移动机构包括升降平台，所述大臂旋转机构设在升降平台上；大臂旋转机构包括能够转动的大臂，所述小臂旋转机构设在大臂旋转机构的自由端；末端执行旋转机构设在小臂旋转机构的自由端。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
参见图1至图12所示的实施例结构。
参见图1，该平行关节机器人主要由机座1、水平移动机构2、Z轴移动机构3、大臂旋转机构4、小臂旋转机构5和末端执行旋转机构6等几个部分构成。
其中水平移动机构2安装在机座1上。Z轴移动机构3设在水平移动机构2上。大臂旋转机构4设在Z轴移动机构的升降平台上。小臂旋转机构5设在大臂旋转机构的自由端。末端执行旋转机构6设在小臂旋转机构的自由端。在一个实施例中，机座为大理石机座。
参见图2，水平移动机构包括丝杆22、导轨21、伺服电机23和用于承载Z轴移动机构的机器人基座24。在机座上设有滑动空腔，导轨21设于在机座的滑动空腔内，丝杆22安装在机座的滑动空腔内，且位于导轨的两个轨道之间。伺 服电机23通过联轴器与丝杆的一端相连，机器人基座通过丝杆螺母连接座和导轨滑块分别与丝杆和导轨相连。
参见图3至图6，Z轴移动机构包括侧板301、底板31、Z轴导轨37、Z轴丝杆38、Z轴伺服电机33、电机支撑板32、Z轴传动机构、升降平台39、第三空心轴43、下端接头44和上端接头42。
底板31与机器人基座24固定连接。
侧板301垂直安装在底板31上，且位于底板的边缘；Z轴导轨37、Z轴丝杆38安装在侧板301上，Z轴伺服电机33通过电机支撑板32安装在底板31上，其通过Z轴传动机构与Z轴丝杆38一端相连，升降平台39通过Z轴丝杆螺母和Z轴导轨滑块分别与Z轴丝杆和Z轴导轨相连；第三空心轴43的下端通过下端接头44与升降平台39相连，第三空心轴43的上端通过上端接头42与大臂41相连。
参见图6和7，Z轴移动结构包括大臂下端驱动旋转机构。
大臂包括三层空心轴，由内至外依次为第一空心轴51、第二空心轴61和第三空心轴43。
大臂下端驱动旋转机构包括均为圆弧齿的三组同步带轮，每组同步带轮包括一个小同步带轮和一个大同步带轮，其中，小同步带轮与驱动电机连接，驱动电机输出的动力通过小同步带轮传递给大同步带轮；同步带轮之间的动力传输通过同步带传递。带轮通过带轮紧箍件固定在轴上。
每组同步带轮均连接有独立的驱动电机，驱动电机设置升降平台上。
三组同步带轮分别与三层空心轴连接。其中，第一大同步带轮53连接驱动第一空心轴51。第二大同步带轮63连接驱动第二空心轴61。第三大同步带轮45连接驱动第三空心轴43。第三空心轴43与大臂41固定连接，其驱动大臂转 动。
参见图10，大臂旋转机构包括上端接头42、第四带轮52和第五带轮62。第一空心轴51与第四带轮52传动连接。第二空心轴61与第五带轮62传动连接。上端接头42将第三空心轴43与大臂41固定连接。
参见图11，小臂旋转机构包括第四空心轴64，肘关节转动轴54、第六带轮55、第七带轮65、小臂56和第八带轮66。肘关节转动轴54、第六带轮55、第七带轮65均设置第四空心轴64上。
其中第五带轮62与第七带轮65传动连接；第七带轮65设在第四空心轴64上，与其传动连接，作为第四空心轴的动力输入端；第八带轮66设置在第四空心轴上，其作为第四空心轴的动力输出端。
第四带轮52与所述第六带轮55传动连接；第六带轮55通过肘关节转动轴54与所述小臂传动连接。
参见图12，末端执行旋转机构包括第九带轮67和末端转轴68；其中第九带轮67带动末端转轴68转动；第九带轮67与所述第八带轮66传动连接。
带轮通过带轮紧箍件固定在轴上。
参见图8和9，在大臂旋转机构与所述小臂旋转机构之间，设有进行中继传动的惰轮传动机构，其包括第一惰轮57和第二惰轮69。在小臂旋转机构与末端执行旋转机构之间设有进行中继传动的惰轮传动机构，其包括第三惰轮601。
在一个实施例中，平行关节机器人的外部均分布有钣金进行密封处理。
本实用新型的平行关节机器人，其第一空心轴51的下端通过同步带轮紧箍件对接下部驱动机构的第一大同步带轮53，第一空心轴51上端通过同步带轮紧箍件对接大臂前端上方的圆弧齿的第四带轮52，大臂前端上方的第四带轮52通过大臂中间上方的第一惰轮57与大臂末端上方的圆弧齿的第六带轮55进行同步带连接，大臂末端上方的第六带轮55与肘关节转动轴54相连，肘关节转动 轴54与小臂56相连。
第二空心轴61下端通过同步带轮紧箍件对接中部驱动机构的第二同步带轮63，第二空心轴61上端通过同步带轮紧箍件对接大臂前端下方的第五带轮62，大臂前方的圆弧齿同步的第五带轮62通过大臂下方的第二惰轮69与大臂末端下方的圆弧齿同步的第七带轮65进行同步带连接，大臂末端下方的第七带轮65通过同步带轮紧箍件与第四空心轴64的下端对接，第四空心轴64的上端与小臂前端的第八带轮66通过同步带紧箍件进行对接，小臂前端的第八带轮66通过小臂中间的第三惰轮601与小臂后端的第九带轮67进行同步带连接，小臂后端的第九带轮67与末端转轴68相连。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种平行关节机器人，其特征在于：包括机座、水平移动机构、Z轴移动机构、大臂旋转机构、小臂旋转机构和末端执行旋转机构；其中，
水平移动机构安装在机座上；
Z轴移动机构设在水平移动机构上；
Z轴移动机构包括升降平台，所述大臂旋转机构设在升降平台上；
大臂旋转机构包括能够转动的大臂，所述小臂旋转机构设在大臂旋转机构的自由端；
所述末端执行旋转机构设在小臂旋转机构的自由端。
2.根据权利要求1所述的平行关节机器人，其特征在于：所述机座为大理石机座。
3.根据权利要求1所述的平行关节机器人，其特征在于：所述水平移动机构包括丝杆、导轨、伺服电机和用于承载Z轴移动机构的机器人基座；
在所述机座上设有滑动空腔，导轨(21)设在机座的滑动空腔内，丝杆安装在机座的滑动空腔内，且位于导轨的两个轨道之间；伺服电机通过联轴器与丝杆的一端相连，机器人基座通过丝杆螺母连接座和导轨滑块分别与丝杆和导轨相连。
4.根据权利要求1所述的平行关节机器人，其特征在于：所述Z轴移动机构包括侧板(301)、底板(31)、Z轴导轨(37)、Z轴丝杆(38)、Z轴伺服电机(33)、电机支撑板(33)、Z轴传动机构、升降平台(39)、第三空心轴(43)、下端接头(44)和上端接头(42)；
底板(31)与机器人基座(24)固定连接；
所述侧板(301)垂直安装在底板(31)上，且位于底板的边缘；Z轴导轨(37)、Z轴丝杆(38)安装在侧板(301)上，Z轴伺服电机(33)通过支撑板 (33)安装在底板(31)上，其通过Z轴传动机构与Z轴丝杆(38)一端相连，升降平台(39)通过Z轴丝杆螺母和Z轴导轨滑块分别与Z轴丝杆和Z轴导轨相连；第三空心轴(43)的下端通过下端接头(44)与升降平台(39)相连，第三空心轴44的上端通过上端接头(42)与大臂(41)相连。
5.根据权利要求1所述的平行关节机器人，其特征在于：所述平行关节机器人的外部均分布有钣金进行密封处理。
6.根据权利要求1所述的平行关节机器人，其特征在于：所述Z轴移动结构包括大臂下端驱动旋转机构；
大臂包括三层空心轴，由内至外依次为第一空心轴、第二空心轴和第三空心轴；
大臂下端驱动旋转机构包括均为圆弧齿的三组同步带轮，每组同步带轮包括一个小同步带轮和一个大同步带轮，其中，小同步带轮与驱动电机连接，驱动电机输出的动力通过小同步带轮传递给大同步带轮；同步带轮之间的动力传输通过同步带传递；
每组同步带轮均连接有独立的驱动电机，驱动电机设置升降平台上；
三组同步带轮分别与三层空心轴连接；其中，第一大同步带轮连接驱动第一空心轴；第二大同步带轮连接驱动第二空心轴；第三大同步带轮连接驱动第三空心轴；其中，第三空心轴与大臂固定连接，其驱动大臂转动。
7.根据权利要求6所述的平行关节机器人，其特征在于：所述大臂旋转机构包括上端接头(42)、第四带轮(52)和第五带轮(62)；
所述第一空心轴(51)与所述第四带轮(52)传动连接；
所述第二空心轴(61)与所述第五带轮(62)传动连接；
上端接头(42)将所述第三空心轴(43)与所述大臂固定连接。
8.根据权利要求7所述的平行关节机器人，其特征在于：所述小臂旋转机构包括第四空心轴(64)，肘关节转动轴(54)、第六带轮(55)、第七带轮(65)、小臂(56)和第八带轮(66)；
肘关节转动轴(54)、第六带轮(55)、第七带轮(65)均设置第四空心轴(64)上；
其中所述第五带轮(62)与第七带轮(65)传动连接；第七带轮(65)设在第四空心轴(64)上，与其传动连接，作为第四空心轴的动力输入端；第八带轮(66)设置在第四空心轴上，其作为第四空心轴的动力输出端；
所述第四带轮(52)与所述第六带轮(55)传动连接；第六带轮(55)通过肘关节转动轴(54)与所述小臂传动连接。
9.根据权利要求8所述的平行关节机器人，其特征在于：所述末端执行旋转机构包括第九带轮(67)和末端转轴(68)；其中第九带轮(67)带动末端转轴(68)转动；
第九带轮(67)与所述第八带轮(66)传动连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的平行关节机器人，其特征在于：在所述大臂旋转机构与所述小臂旋转机构之间，或者小臂旋转机构与所述末端执行旋转机构之间设有进行中继传动的惰轮传动机构。
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