CN207155790U - 水平关节机器人z和r轴的传动机构及机械臂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种水平关节机器人Z和R轴的传动机构，包括主支撑筒；在主支撑筒内部设置有滚珠丝杠以及套设于该滚珠丝杠外部的花键轴，该花键轴为中空轴；在花键轴上端固定连接有丝杠螺母固定套以及与滚珠丝杠匹配的丝杠螺母，且在主支撑筒上部设置有用于驱动所述滚珠丝杠旋转的第一电机；花键轴相对于丝杠螺母固定套的另一端设置有与花键轴匹配的花键螺母、套设于花键螺母外部的花键螺母固定套以及用于驱动所述花键轴旋转的第二电机，由于花键轴为中空结构，滚珠丝杠同轴安装，花键轴中空用于滚珠丝杠避空，相对于花键轴和滚珠丝杠平行安装的方式具有结构紧凑，节省空间的特点，且可以显著减小成本，本设计结构设计合理，稳定性高。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及水平关节机器人设备技术领域，尤其涉及一种结构紧凑，节省空间且制作成本低的水平关节机器人Z和R轴的传动机构及机械臂。
[背景技术]
水平关节四轴机器人目前已经被非常广泛应用，在搬运、加工、装配等环境中有非常重要的作用，它本身具有动作灵活、结构紧凑、空间要求小、重复定位精度高等特点，能够精确、快速达到空间的一点，水平关节四轴机器人相对于六轴工业机器人来说具有体积小，灵活，成本低等优势，在未来工业流水线中被大量使用将会是必然趋势，加大对水平关节四轴机器人的研究也非常必要，目前国内外水平关节四轴机器人的主要品牌包括爱普生、雅马哈、库卡等企业。
目前市场上现有的水平关节四轴机器人的Z轴和R轴大多数都采用滚珠花键，滚珠花键是一种在滚珠花键上同时带有花键螺母和滚珠花键螺母，可以实现花键螺母轴向运动和滚珠花键螺母旋转运动的装置，滚珠花键精度很高，但价格非常昂贵，也有一种结构是滚珠丝杆和滚珠花键结合一起，平行安装，实现Z轴的上下和R轴的转动。
基于上述问题，怎样才能有效的简化结构，节省空间，提高设备运行的稳定性，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。
[实用新型内容]
为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种结构紧凑，节省空间且制作成本低的水平关节机器人Z和R轴的传动机构及机械臂。
本实用新型解决技术问题的方案是提供一种水平关节机器人Z和R轴的传动机构，包括主支撑筒以及固定设置于所述主支撑筒一端的后端盖；在所述主支撑筒内部设置有滚珠丝杠以及套设于该滚珠丝杠外部的花键轴，该所述花键轴为中空轴，且花键轴与滚珠丝杠同轴设置；在所述花键轴上端固定连接有丝杠螺母固定套以及与滚珠丝杠匹配的丝杠螺母，且在主支撑筒上部设置有用于驱动所述滚珠丝杠旋转的第一电机；所述花键轴相对于丝杠螺母固定套的另一端设置有与花键轴匹配的花键螺母、套设于花键螺母外部的花键螺母固定套以及用于驱动所述花键轴旋转的第二电机；还包括用于固定放置所述第二电机、位于传动机构下部的臂体。
优选地，所述花键螺母固定套外部还设置有第二从动同步轮，第二电机的输出轴通过同步带与第二从动同步轮连接，并带动第二从动同步轮转动；还包括设置于该第二从动同步轮上部的第二轴承、端盖法兰以及位于花键螺母固定套外部的轴承固定套。
优选地，所述第一电机的输出轴上设置有第一主动同步轮，且在滚珠丝杠上端设置有第一从动同步轮，第一主动同步轮与第一从动同步轮之间通过同步带相连。
优选地，所述花键螺母固定套包括上下并列设置的第一花键螺母固定套和第二花键螺母固定套；同理，花键螺母包括上下并列设置的第一花键螺母和第二花键螺母；第一花键螺母固定套位于第一花键螺母外部，第二花键螺母固定套位于第二花键螺母外部。
优选地，所述滚珠丝杠上端还设置有传动固定座、轴承端盖以及位于轴承端盖内部的角接触轴承。
优选地，所述第一电机和第二电机为伺服电机。
优选地，所述花键轴上部与丝杠螺母固定套之间、丝杠螺母固定套与丝杠螺母之间、花键螺母与花键螺母固定套之间通过螺丝固定连接。
优选地，所述第二电机下部连接有编码器。
优选地，所述第一主动同步轮与第一从动同步轮之间以及第二从动同步轮与第二电机的输出轴之间具有同样的传动比。
一种机械臂，包括固定底座、设置于所述固定底座上部的第一臂体以及与该第一臂体的一端活动连接、如上述所述的传动机构；固定底座上还设置有控制柜。
与现有技术相比，本实用新型一种水平关节机器人Z和R轴的传动机构通过在主支撑筒111内部设置滚珠丝杠1115以及套设于该滚珠丝杠1115外部的花键轴1116，且将花键轴1116设计为中空轴，花键轴1116与滚珠丝杠1115同轴设置，由于花键轴1116为中空结构，滚珠丝杠1115同轴安装，花键轴1116中空用于滚珠丝杠1115避空，相对于花键轴1116和滚珠丝杠1115平行安装的方式具有结构紧凑，节省空间的特点，且可以显著减小成本，本设计结构设计合理，稳定性高。
[附图说明]
图1是本实用新型水平关节机器人Z和R轴的传动机构的立体状态结构示意图。
图2是本实用新型水平关节机器人Z和R轴的传动机构的截面状态结构示意图。
图3是本实用新型水平关节机器人Z和R轴的传动机构对应的机械臂立体状态结构示意图。
[具体实施方式]
为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。
请参阅图1至图3，本实用新型一种水平关节机器人Z和R轴的传动机构11包括主支撑筒111以及固定设置于所述主支撑筒111一端的后端盖112；在所述主支撑筒111内部设置有滚珠丝杠1115以及套设于该滚珠丝杠1115外部的花键轴1116，该所述花键轴1116为中空轴，且花键轴1116与滚珠丝杠1115同轴设置；在所述花键轴1116上端固定连接有丝杠螺母固定套11141以及与滚珠丝杠1115匹配的丝杠螺母1114，且在主支撑筒111上部设置有用于驱动所述滚珠丝杠1115旋转的第一电机113；所述花键轴1116相对于丝杠螺母固定套11141的另一端设置有与花键轴1116匹配的花键螺母、套设于花键螺母外部的花键螺母固定套以及用于驱动所述花键轴旋转的第二电机1141；还包括用于固定放置所述第二电机1141、位于传动机构下部的臂体114。
通过在主支撑筒111内部设置滚珠丝杠1115以及套设于该滚珠丝杠1115外部的花键轴1116，且将花键轴1116设计为中空轴，花键轴1116与滚珠丝杠1115同轴设置，由于花键轴1116为中空结构，滚珠丝杠1115同轴安装，花键轴1116中空用于滚珠丝杠1115避空，相对于花键轴1116和滚珠丝杠1115平行安装的方式具有结构紧凑，节省空间的特点，且可以显著减小成本，本设计结构设计合理，稳定性高。
优选地，所述花键螺母固定套外部还设置有第二从动同步轮11172，第二电机1141的输出轴通过同步带1145与第二从动同步轮11172连接，并带动第二从动同步轮11172转动；还包括设置于该第二从动同步轮11172上部的第二轴承11171、端盖法兰1117以及位于花键螺母固定套外部的轴承固定套11177。
优选地，所述第一电机113的输出轴上设置有第一主动同步轮1131，且在滚珠丝杠1115上端设置有第一从动同步轮1112，第一主动同步轮1131与第一从动同步轮1112之间通过同步带1133相连。实现稳定传动。
优选地，所述花键螺母固定套包括上下并列设置的第一花键螺母固定套11173和第二花键螺母固定套11175；同理，花键螺母包括上下并列设置的第一花键螺母11174和第二花键螺母11176；第一花键螺母固定套11173位于第一花键螺母11174外部，第二花键螺母固定套11175位于第二花键螺母11176外部。
优选地，所述滚珠丝杠1115上端还设置有传动固定座、轴承端盖以及位于轴承端盖内部的角接触轴承1113。
优选地，所述第一电机113和第二电机1141为伺服电机。
优选地，所述花键轴1116上部与丝杠螺母固定套11141之间、丝杠螺母固定套11141与丝杠螺母1114之间、花键螺母与花键螺母固定套之间通过螺丝固定连接。
优选地，所述第二电机1141下部连接有编码器1143。
优选地，所述第一主动同步轮1131与第一从动同步轮1112之间以及第二从动同步轮11172与第二电机的输出轴之间具有同样的传动比。
一种机械臂，包括固定底座13、设置于所述固定底座13上部的第一臂体12以及与该第一臂体12的一端活动连接、如上述任意一项权利要求所述的传动机构11；固定底座13上还设置有控制柜。
与现有技术相比，本实用新型一种水平关节机器人Z和R轴的传动机构11通过在主支撑筒111内部设置滚珠丝杠1115以及套设于该滚珠丝杠1115外部的花键轴1116，且将花键轴1116设计为中空轴，花键轴1116与滚珠丝杠1115同轴设置，由于花键轴1116为中空结构，滚珠丝杠1115同轴安装，花键轴1116中空用于滚珠丝杠1115避空，相对于花键轴1116和滚珠丝杠1115平行安装的方式具有结构紧凑，节省空间的特点，且可以显著减小成本，本设计结构设计合理，稳定性高。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：包括主支撑筒以及固定设置于所述主支撑筒一端的后端盖；在所述主支撑筒内部设置有滚珠丝杠以及套设于该滚珠丝杠外部的花键轴，该所述花键轴为中空轴，且花键轴与滚珠丝杠同轴设置；在所述花键轴上端固定连接有丝杠螺母固定套以及与滚珠丝杠匹配的丝杠螺母，且在主支撑筒上部设置有用于驱动所述滚珠丝杠旋转的第一电机；所述花键轴相对于丝杠螺母固定套的另一端设置有与花键轴匹配的花键螺母、套设于花键螺母外部的花键螺母固定套以及用于驱动所述花键轴旋转的第二电机；还包括用于固定放置所述第二电机、位于传动机构下部的臂体。
2.如权利要求1所述的水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：所述花键螺母固定套外部还设置有第二从动同步轮，第二电机的输出轴通过同步带与第二从动同步轮连接，并带动第二从动同步轮转动；还包括设置于该第二从动同步轮上部的第二轴承、端盖法兰以及位于花键螺母固定套外部的轴承固定套。
3.如权利要求2所述的水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：所述第一电机的输出轴上设置有第一主动同步轮，且在滚珠丝杠上端设置有第一从动同步轮，第一主动同步轮与第一从动同步轮之间通过同步带相连。
4.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：所述花键螺母固定套包括上下并列设置的第一花键螺母固定套和第二花键螺母固定套；同理，花键螺母包括上下并列设置的第一花键螺母和第二花键螺母；第一花键螺母固定套位于第一花键螺母外部，第二花键螺母固定套位于第二花键螺母外部。
5.如权利要求1所述的水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：所述滚珠丝杠上端还设置有传动固定座、轴承端盖以及位于轴承端盖内部的角接触轴承。
6.如权利要求3所述的水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：所述第一电机和第二电机为伺服电机。
7.如权利要求1所述的水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：所述花键轴上部与丝杠螺母固定套之间、丝杠螺母固定套与丝杠螺母之间、花键螺母与花键螺母固定套之间通过螺丝固定连接。
8.如权利要求1所述的水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：所述第二电机下部连接有编码器。
9.如权利要求3所述的水平关节机器人Z和R轴的传动机构，其特征在于：所述第一主动同步轮与第一从动同步轮之间以及第二主动同步轮与第二电机的输出轴之间具有同样的传动比。
10.一种机械臂，其特征在于：包括固定底座、设置于所述固定底座上部的第一臂体以及与该第一臂体的一端活动连接、如上述任意一项权利要求所述的传动机构；固定底座上还设置有控制柜。
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