CN208468384U - 一种水平四关节高精度机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水平四关节高精度机器人，包括第一旋转关节、第二旋转关节、第三轴升降机构、第四轴旋转机构、机械臂一、机械臂二、机械臂三、机械臂四、交叉滚子轴承一以及交叉滚子轴承二；第一旋转关节由伺服马达一和减速机一组成，第二旋转关节由伺服马达二和减速机二组成，第三轴升降机构由丝杆、丝杆螺母、丝杆带轮、丝杆皮带、带轮一、伺服马达三、丝杠座、牵引板组成，第四轴旋转机构由花键带轮、花键皮带、转接带轮、转接皮带、带轮二、转接座、旋转花键螺母、花键轴、伺服马达四组成。本实用新型将第二旋转关节转移到了机座上，减轻了悬臂重量，同时也避免了第一旋转关节与第二旋转关节的回程差的叠加，从而提高了精度。

Description

一种水平四关节高精度机器人

技术领域

本实用新型涉及属于工业机器人领域，具体涉及一种水平四关节高精度机器人。

背景技术

目前，水平四关节机器人大多是SCARA机器人，SCARA系统在x,y方向上具有顺从性，而在Z轴方向具有良好的刚度，此特性特别适合于装配工作，例如将一个圆头针插入一个圆孔，故SCARA系统首先大量用于装配印刷电路板和电子零部件；SCARA的另一个特点是其串接的两杆结构，类似人的手臂，可以伸进有限空间中作业然后收回，适合于搬动和取放物件，如集成电路板等。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水平四关节高精度机器人，采用四个机械臂，将第二旋转关节转移到机座上，从而避免了串接引起来的精度误差的叠加，大大地提高了精度，也同时减轻了悬臂的重量。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种水平四关节高精度机器人，包括第一旋转关节、第二旋转关节、第三轴升降机构、第四轴旋转机构、机械臂一、机械臂二、机械臂三、机械臂四、交叉滚子轴承一以及交叉滚子轴承二；

其中，第一旋转关节由伺服马达一和减速机一组成，第二旋转关节由伺服马达二和减速机二组成，第三轴升降机构由丝杆、丝杆螺母、丝杆带轮、丝杆皮带、带轮一、伺服马达三、丝杠座、牵引板组成，第四轴旋转机构由花键带轮、花键皮带、转接带轮、转接皮带、带轮二、转接座、旋转花键螺母、花键轴、伺服马达四组成；其中，第一旋转关节与第二旋转关节均安装在机座上；

机械臂一、机械臂二以及机械臂三、机械臂四之间安装有交叉滚子轴承一，机械臂三与机械臂四之间安装有交叉滚子轴承，第三轴升降机构与第四轴旋转机构均安装在机械臂四上；伺服马达一安装在机座上，机械臂安装在减速机一的输出端，伺服马达带动机械臂三摆动；伺服马达二安装在机座上，机械臂安装在伺服马达二的输出端。

作为优选的技术方案，机座、机械臂一、机械臂二、机械臂三、机械臂四组成五连杆机构，机械臂一与机械臂二均为驱动杆，机械臂三与机械臂四均为从动杆。

作为优选的技术方案，丝杠带轮与丝杠螺母连接在一起，使得丝杠上下运动，花键轴与丝杠通过牵引板连接在一起。

作为优选的技术方案，伺服马达一、伺服马达二、伺服马达三、伺服马达四均为带绝对值编码器的伺服马达。

作为优选的技术方案，减速机一、减速机二均为高精度的RV减速机或谐波减速机。

作为优选的技术方案，第三轴升降机构由伺服马达三经过一级皮带传送驱动丝杠螺母实现第三轴升降，第四轴旋转机构由伺服马达四经过两级皮带传送驱动旋转花键螺母实现第四轴旋转

本实用新型的有益效果是：采用四个机械臂，将第二旋转关节转移到了机座上，减少了整个机器人的回程差，在结构上也减轻了悬臂的重量，大大提高了机器人的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的立体示意图；

图2是本实用新型的平面俯视示意图；

图3是本实用新型的第三轴升降机构与第四轴旋转机构示意图；

图4是本实用新型的第一旋转关节与第二旋转关节结构示意。

图中：101、第一旋转关节，102、第二旋转关节，103、第三轴升降机构，104、第四轴旋转机构，1、机座、2、机械臂一，3、机械臂二，4、机械臂三，5、机械臂四，6、伺服马达一，7、减速机一，8、伺服马达二，9、减速机二，10、丝杠，11、丝杠螺母，12、丝杠带轮，13、丝杠皮带，14、带轮一，15、伺服马达三，16、丝杆座，17、牵引板，18、花键带轮，19、花键皮带，20、转接带轮、21转接皮带、22、带轮二，23、转接座，24、交叉滚子轴承一，25、旋转花键螺母，26、花键轴，27、交叉滚子轴承二，28、伺服马达四。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1-图4所示，包含第一旋转关节101,、第二旋转关节102、第三轴升降机构103、第四轴旋转机构104，机械臂一2，机械臂二3、机械臂三4、机械臂四5、交叉滚子轴承一24、交叉滚子轴承二27等。其中第一旋转关节101由伺服马达一6和减速机一7组成，第二旋转关节102由伺服马达二8和减速机二9组成，第三轴升降机构103由丝杆10、丝杆螺母11、丝杆带轮12、丝杆皮带13、带轮一14、伺服马达三15、丝杠座16、牵引板17组成，第四轴旋转机构104由花键带轮18、花键皮带19、转接带轮20、转接皮带21、带轮二22、转接座23、旋转花键螺母25、花键轴26、伺服马达四28组成。其中第一旋转关节101与第二旋转关节102均安装在机座1上，机座1、机械臂一2、机械臂二3、机械臂三4、机械臂四5组成五连杆机构，机械臂一2与机械臂二3均为驱动杆，机械臂三4与机械臂四5均为从动杆。机械臂一2、机械臂二3以及机械臂三4、机械臂四5之间安装有交叉滚子轴承一24，机械臂三4与机械臂四5之间安装有交叉滚子轴承25。第三轴升降机构103与第四轴旋转机构104均安装在机械臂四5上。。

进一步地说，第一旋转关节101由伺服马达一6和减速机一7组成，伺服马达一6安装在机座1上，机械臂4安装在减速机一7的输出端，当伺服马达一6旋转时，机械臂三4也就摆动了，第二旋转关节102由伺服马达二8和减速机二9组成，伺服马达二8安装在机座上，机械臂1安装在伺服马达二8的输出端，当伺服马达二8旋转时，机械臂1也就摆动了，由于机械臂一2，机械臂二3、机械臂三4，机座1构成五连杆结构，而第三轴升降机构103以及第四轴旋转机构104都安装在机械臂四5上，故机械臂一1和机械臂三4的摆动就决定了第四轴旋转机构104的回转中心坐标。

进一步地说，伺服马达三15驱动带轮一14旋转，由丝杠皮带13带动丝杠带轮12旋转，而丝杠带轮12与丝杠螺母11连接在一起，使得丝杠10上下运动，而花键轴26与丝杠10通过牵引板17连接在一起，从而实现了花键轴26的上下升降运动。

进一步地说，伺服马达四28驱动带轮二22旋转，由转接皮带21带动转接带轮20旋转，由花键皮带19带动花键带轮18旋转，而花键带轮18与旋转花键螺母25连接在一起，从而使得花键轴26实现旋转运动，采用两级皮带的目的是在紧凑的空间获取更大的速比。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种水平四关节高精度机器人，其特征在于：包括第一旋转关节、第二旋转关节、第三轴升降机构、第四轴旋转机构、机械臂一、机械臂二、机械臂三、机械臂四、交叉滚子轴承一以及交叉滚子轴承二；

其中，第一旋转关节由伺服马达一和减速机一组成，第二旋转关节由伺服马达二和减速机二组成，第三轴升降机构由丝杆、丝杆螺母、丝杆带轮、丝杆皮带、带轮一、伺服马达三、丝杠座、牵引板组成，第四轴旋转机构由花键带轮、花键皮带、转接带轮、转接皮带、带轮二、转接座、旋转花键螺母、花键轴、伺服马达四组成；其中，第一旋转关节与第二旋转关节均安装在机座上；

机械臂一、机械臂二以及机械臂三、机械臂四之间安装有交叉滚子轴承一，机械臂三与机械臂四之间安装有交叉滚子轴承，第三轴升降机构与第四轴旋转机构均安装在机械臂四上；伺服马达一安装在机座上，机械臂安装在减速机一的输出端，伺服马达带动机械臂三摆动；伺服马达二安装在机座上，机械臂安装在伺服马达二的输出端。

2.如权利要求1所述的水平四关节高精度机器人，其特征在于：机座、机械臂一、机械臂二、机械臂三、机械臂四组成五连杆机构，机械臂一与机械臂二均为驱动杆，机械臂三与机械臂四均为从动杆。

3.如权利要求1所述的水平四关节高精度机器人，其特征在于：丝杠带轮与丝杠螺母连接在一起，使得丝杠上下运动，花键轴与丝杠通过牵引板连接在一起。

4.如权利要求1所述的水平四关节高精度机器人，其特征在于：伺服马达一、伺服马达二、伺服马达三、伺服马达四均为带绝对值编码器的伺服马达。

5.如权利要求1所述的水平四关节高精度机器人，其特征在于：减速机一、减速机二均为高精度的RV减速机或谐波减速机。

6.如权利要求1所述的水平四关节高精度机器人，其特征在于：第三轴升降机构由伺服马达三经过一级皮带传送驱动丝杠螺母实现第三轴升降，第四轴旋转机构由伺服马达四经过两级皮带传送驱动旋转花键螺母实现第四轴旋转。