CN207534805U - 一种高性能水平关节四轴机器人 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种高性能水平关节四轴机器人，包括机器人本体、与该机器人本体相连接的第一臂体组件、一端与第一臂体组件相连接的第二臂体组件以及设置于第二臂体组件上、相对于第一臂体组件另一侧的旋转R轴组件；所述机器人本体组件包括呈竖直方向设置的直线模组单元、可沿该直线模组单元上下移动的固定座以及用于驱动该固定座移动、设置于直线模组单元下部的驱动组件；该驱动组件包括设置于直线模组单元下部的第一驱动电机以及与第一驱动电机的输出轴相连接的联轴器，这种结构的机器人臂体较轻，臂体长度比较短，负载比较小，结构轻巧，特别适用轻负载且末端对空间有要求的场合。

Description

一种高性能水平关节四轴机器人
[技术领域]
本实用新型涉及水平关节四轴机器人设备技术领域，尤其涉及一种结构设计合理，运行稳定，精确度高的高性能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大多数结构采用谐波减速器或者RV减速器,上下Z轴和旋转R轴设在末端，前面两个大臂体组成两个机械臂，从而实现四轴机器人在空间上的不同动作,这种机械臂具有负载比较大，臂长可以很长，精度高等特点，但是价格比较高,由于上下Z轴和旋转R轴设在末端，末端的结构空间比较大，不适应在空间狭小的场合工作。
基于上述问题，怎样才能有效的优化设备结构，使得机械臂可以更好的应用于多种不同的场合，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，从臂体的结构与原理方面入手进行改进和改善，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设计合理，运行稳定，精确度高的高性能水平关节四轴机器人。
本实用新型解决技术问题的方案是提供一种高性能水平关节四轴机器人，包括机器人本体、与该机器人本体相连接的第一臂体组件、一端与第一臂体组件相连接的第二臂体组件以及设置于第二臂体组件上、相对于第一臂体组件另一侧的旋转R轴组件；所述机器人本体组件包括呈竖直方向设置的直线模组单元、可沿该直线模组单元上下移动的固定座以及用于驱动该固定座移动、设置于直线模组单元下部的驱动组件；该驱动组件包括设置于直线模组单元下部的第一驱动电机以及与第一驱动电机的输出轴相连接的联轴器；在所述固定座内侧设置有用于驱动第一臂体组件相对机器人本体旋转的第二驱动电机，且第一臂体组件内部设置有用于驱动第二臂体组件相对第一臂体组件旋转的第三驱动电机；所述旋转R轴组件包括设置于第二臂体组件最外端端头部位的第四驱动电机。
优选地，所述机器人本体组件还包括底座、总支撑板以及与总支撑板固定连接的侧板；所述直线模组单元位于总支撑板与侧边之间；且直线模组单元贴紧主支撑板设置；在所述直线模组单元与固定座之间设置有滑块座；固定座与滑块座固定连接；所述直线模组单元一侧设置有坦克拖链以及用于支撑该坦克拖链的拖链支撑板。
优选地，所述底座上部、直线模组单元下部还设置有用于连接总支撑板与侧板的安装法兰；该安装法兰与总支撑板与侧板下部固定连接；在所述安装法兰上部还固定设置有总出线板、用于驱动第一驱动电机运行的第一电机驱动板；所述直线模组单元顶部固定设置有电磁制动器，直线模组单元内部设置有丝杠轴，滑块座与丝杠轴活动连接，第一驱动电机驱动丝杠轴旋转，带动滑块座相对直线模组单元上下移动。
优选地，所述固定座内部还设置有与第二驱动电机的输出轴相连的第一主动同步轮、第一从动同步轮、连接该第一主动同步轮与第一从动同步轮的第一同步带、设置于该第二驱动电机上部的第一编码器以及用于驱动电机旋转的第二电机驱动板；所述第二驱动电机的输出轴外侧还设置有第一旋转轴承；在所述固定座与第一臂体组件的连接部位设置有与第一从动同步轮相连接的第一传动轴以及设置于第一传动轴外侧的第二旋转轴承和第三旋转轴承；且在该所述第一从动同步轮下方设置有用于顶住第二旋转轴承内圈、防止第一传动轴轴向窜动的耐磨轴套。
优选地，所述第一臂体组件包括第一臂体上盖、第一臂体下盖、设置于第一臂体上盖与第一臂体下盖内部空间中的第二主动同步轮、第二从动同步轮、连接该第二主动同步轮与第二从动同步轮的第二同步带以及第二编码器；该第三驱动电机的输出轴与第二主动同步轮相连；还包括用于驱动第三驱动电机运行的第三电机驱动板以及走线板；所述第三驱动电机的输出轴外侧还设置有第四旋转轴承；在所述第一臂体组件与第二臂体组件的连接部位设置有与第二从动同步轮相连接的第二传动轴以及设置于第二传动轴外侧的第五旋转轴承和第六旋转轴承；且在该所述第二从动同步轮下方设置有用于顶住第五旋转轴承内圈、防止第二传动轴轴向窜动的耐磨轴套。
优选地，所述第二臂体组件包括第二臂体组件上盖、第二臂体组件下盖、I/O板卡、第四电机驱动板以及设置于所述第四驱动电机上部的第三编码器；该所述第二臂体组件一端与第二传动轴相连接。
优选地，所述旋转R轴组件的第四驱动电机下部连接有法兰接口；且第四驱动电机上部通过螺丝与第二臂体组件相连。
与现有技术相比，本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人通过同时设置机器人本体11、与该机器人本体11相连接的第一臂体组件12、一端与第一臂体组件12相连接的第二臂体组件13以及设置于第二臂体组件13上、相对于第一臂体组件12另一侧的旋转R轴组件，结合设置于直线模组单元115下部、包括设第一驱动电机141以及与第一驱动电机141的输出轴相连接联轴器142的驱动组件14，将驱动部件设置于本体下部，改进了传统方式驱动部件在本体上部的模式，稳定性更高且传动性能优良，两个机械臂悬空，旋转R轴设置在第二臂体组件13末端，上下Z轴运动时，两个机械臂和旋转R轴同时上下运动，相对而言，考虑到上下运动的臂体自身重量，这种结构的机器人臂体较轻，臂体长度比较短，负载比较小，结构轻巧，特别适用轻负载且末端对空间有要求的场合。
[附图说明]
图1是本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人的立体状态结构示意图。
图2是本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人的另一视角的立体状态结构示意图。
图3是本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人的另一视角的立体状态结构示意图。
图4是本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人的侧面状态结构示意图。
图5是本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人中第一臂体的侧面状态结构示意图。
图6是本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人中第二臂体的侧面状态结构示意图。
图7是本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人的爆炸状态结构示意图。
[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7，本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人1包括机器人本体11、与该机器人本体11相连接的第一臂体组件12、一端与第一臂体组件12相连接的第二臂体组件13以及设置于第二臂体组件13上、相对于第一臂体组件12另一侧的旋转R轴组件；所述机器人本体11组件包括呈竖直方向设置的直线模组单元115、可沿该直线模组单元115上下移动的固定座111以及用于驱动该固定座111移动、设置于直线模组单元115下部的驱动组件14；该驱动组件14包括设置于直线模组单元115下部的第一驱动电机141以及与第一驱动电机141的输出轴相连接的联轴器142；在所述固定座111内侧设置有用于驱动第一臂体组件12相对机器人本体11旋转的第二驱动电机116，且第一臂体组件12内部设置有用于驱动第二臂体组件13相对第一臂体组件12旋转的第三驱动电机125；所述旋转R轴组件包括设置于第二臂体组件13最外端端头部位的第四驱动电机135。
通过同时设置机器人本体11、与该机器人本体11相连接的第一臂体组件12、一端与第一臂体组件12相连接的第二臂体组件13以及设置于第二臂体组件13上、相对于第一臂体组件12另一侧的旋转R轴组件，结合设置于直线模组单元115下部、包括设第一驱动电机141以及与第一驱动电机141的输出轴相连接联轴器142的驱动组件14，将驱动部件设置于本体下部，改进了传统方式驱动部件在本体上部的模式，稳定性更高且传动性能优良，两个机械臂悬空，旋转R轴设置在第二臂体组件13末端，上下Z轴运动时，两个机械臂和旋转R轴同时上下运动，相对而言，考虑到上下运动的臂体自身重量，这种结构的机器人臂体较轻，臂体长度比较短，负载比较小，结构轻巧，特别适用轻负载且末端对空间有要求的场合。
优选地，所述机器人本体11组件还包括底座112、总支撑板113以及与总支撑板113固定连接的侧板114；所述直线模组单元115位于总支撑板113与侧边114之间；且直线模组单元115贴紧主支撑板113设置；在所述直线模组单元115与固定座111之间设置有滑块座118；固定座111与滑块座118固定连接；所述直线模组单元115一侧设置有坦克拖链151以及用于支撑该坦克拖链151的拖链支撑板15。
优选地，所述底座112上部、直线模组单元115下部还设置有用于连接总支撑板113与侧板114的安装法兰1121；该安装法兰1121与总支撑板113与侧板114下部固定连接；在所述安装法兰1121上部还固定设置有总出线板1123、用于驱动第一驱动电机141运行的第一电机驱动板1124；所述直线模组单元115顶部固定设置有电磁制动器1151，直线模组单元115内部设置有丝杠轴，滑块座118与丝杠轴活动连接，第一驱动电机141驱动丝杠轴旋转，带动滑块座118相对直线模组单元115上下移动。
优选地，所述固定座111内部还设置有与第二驱动电机116的输出轴相连的第一主动同步轮1162、第一从动同步轮1164、连接该第一主动同步轮1162与第一从动同步轮1164的第一同步带1163、设置于该第二驱动电机116上部的第一编码器1161以及用于驱动电机旋转的第二电机驱动板117；所述第二驱动电机116的输出轴外侧还设置有第一旋转轴承；在所述固定座111与第一臂体组件12的连接部位设置有与第一从动同步轮1164相连接的第一传动轴119以及设置于第一传动轴119外侧的第二旋转轴承1193和第三旋转轴承1192；且在该所述第一从动同步轮1164下方设置有用于顶住第二旋转轴承1193内圈、防止第一传动轴119轴向窜动的耐磨轴套1191，结构设计合理，使用寿命长。
优选地，所述第一臂体组件12包括第一臂体上盖122、第一臂体下盖121、设置于第一臂体上盖122与第一臂体下盖121内部空间中的第二主动同步轮1251、第二从动同步轮1253、连接该第二主动同步轮1251与第二从动同步轮1253的第二同步带1252以及第二编码器124；该第三驱动电机125的输出轴与第二主动同步轮1251相连；还包括用于驱动第三驱动电机125运行的第三电机驱动板123以及走线板126；所述第三驱动电机125的输出轴外侧还设置有第四旋转轴承；在所述第一臂体组件12与第二臂体组件13的连接部位设置有与第二从动同步轮1253相连接的第二传动轴127以及设置于第二传动轴127外侧的第五旋转轴承1274和第六旋转轴承1273；且在该所述第二从动同步轮1253下方设置有用于顶住第五旋转轴承1274内圈、防止第二传动轴127轴向窜动的耐磨轴套1271。
优选地，所述第二臂体组件13包括第二臂体组件上盖133、第二臂体组件下盖131、I/O板卡132、第四电机驱动板134以及设置于所述第四驱动电机135上部的第三编码器136；该所述第二臂体组件13一端与第二传动轴127相连接。结构设计合理，稳定性强。
优选地，所述旋转R轴组件的第四驱动电机135下部连接有法兰接口137；且第四驱动电机135上部通过螺丝与第二臂体组件13相连。
与现有技术相比，本实用新型一种高性能水平关节四轴机器人1通过同时设置机器人本体11、与该机器人本体11相连接的第一臂体组件12、一端与第一臂体组件12相连接的第二臂体组件13以及设置于第二臂体组件13上、相对于第一臂体组件12另一侧的旋转R轴组件，结合设置于直线模组单元115下部、包括设第一驱动电机141以及与第一驱动电机141的输出轴相连接联轴器142的驱动组件14，将驱动部件设置于本体下部，改进了传统方式驱动部件在本体上部的模式，稳定性更高且传动性能优良，两个机械臂悬空，旋转R轴设置在第二臂体组件13末端，上下Z轴运动时，两个机械臂和旋转R轴同时上下运动，相对而言，考虑到上下运动的臂体自身重量，这种结构的机器人臂体较轻，臂体长度比较短，负载比较小，结构轻巧，特别适用轻负载且末端对空间有要求的场合。
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 (7)

1.一种高性能水平关节四轴机器人，其特征在于：包括机器人本体、与该机器人本体相连接的第一臂体组件、一端与第一臂体组件相连接的第二臂体组件以及设置于第二臂体组件上、相对于第一臂体组件另一侧的旋转R轴组件；所述机器人本体组件包括呈竖直方向设置的直线模组单元、可沿该直线模组单元上下移动的固定座以及用于驱动该固定座移动、设置于直线模组单元下部的驱动组件；该驱动组件包括设置于直线模组单元下部的第一驱动电机以及与第一驱动电机的输出轴相连接的联轴器；在所述固定座内侧设置有用于驱动第一臂体组件相对机器人本体旋转的第二驱动电机，且第一臂体组件内部设置有用于驱动第二臂体组件相对第一臂体组件旋转的第三驱动电机；所述旋转R轴组件包括设置于第二臂体组件最外端端头部位的第四驱动电机。
2.如权利要求1所述的一种高性能水平关节四轴机器人，其特征在于：所述机器人本体组件还包括底座、总支撑板以及与总支撑板固定连接的侧板；所述直线模组单元位于总支撑板与侧边之间；且直线模组单元贴紧主支撑板设置；在所述直线模组单元与固定座之间设置有滑块座；固定座与滑块座固定连接；所述直线模组单元一侧设置有坦克拖链以及用于支撑该坦克拖链的拖链支撑板。
3.如权利要求2所述的一种高性能水平关节四轴机器人，其特征在于：所述底座上部、直线模组单元下部还设置有用于连接总支撑板与侧板的安装法兰；该安装法兰与总支撑板与侧板下部固定连接；在所述安装法兰上部还固定设置有总出线板、用于驱动第一驱动电机运行的第一电机驱动板；所述直线模组单元顶部固定设置有电磁制动器，直线模组单元内部设置有丝杠轴，滑块座与丝杠轴活动连接，第一驱动电机驱动丝杠轴旋转，带动滑块座相对直线模组单元上下移动。
4.如权利要求1所述的一种高性能水平关节四轴机器人，其特征在于：所述固定座内部还设置有与第二驱动电机的输出轴相连的第一主动同步轮、第一从动同步轮、连接该第一主动同步轮与第一从动同步轮的第一同步带、设置于该第二驱动电机上部的第一编码器以及用于驱动电机旋转的第二电机驱动板；所述第二驱动电机的输出轴外侧还设置有第一旋转轴承；在所述固定座与第一臂体组件的连接部位设置有与第一从动同步轮相连接的第一传动轴以及设置于第一传动轴外侧的第二旋转轴承和第三旋转轴承；且在该所述第一从动同步轮下方设置有用于顶住第二旋转轴承内圈、防止第一传动轴轴向窜动的耐磨轴套。
5.如权利要求4所述的一种高性能水平关节四轴机器人，其特征在于：所述第一臂体组件包括第一臂体上盖、第一臂体下盖、设置于第一臂体上盖与第一臂体下盖内部空间中的第二主动同步轮、第二从动同步轮、连接该第二主动同步轮与第二从动同步轮的第二同步带以及第二编码器；该第三驱动电机的输出轴与第二主动同步轮相连；还包括用于驱动第三驱动电机运行的第三电机驱动板以及走线板；所述第三驱动电机的输出轴外侧还设置有第四旋转轴承；在所述第一臂体组件与第二臂体组件的连接部位设置有与第二从动同步轮相连接的第二传动轴以及设置于第二传动轴外侧的第五旋转轴承和第六旋转轴承；且在该所述第二从动同步轮下方设置有用于顶住第五旋转轴承内圈、防止第二传动轴轴向窜动的耐磨轴套。
6.如权利要求1所述的一种高性能水平关节四轴机器人，其特征在于：所述第二臂体组件包括第二臂体组件上盖、第二臂体组件下盖、I/O板卡、第四电机驱动板以及设置于所述第四驱动电机上部的第三编码器；该所述第二臂体组件一端与第二传动轴相连接。
7.如权利要求1或6所述的一种高性能水平关节四轴机器人，其特征在于：所述旋转R轴组件的第四驱动电机下部连接有法兰接口；且第四驱动电机上部通过螺丝与第二臂体组件相连。
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