CN209207509U - 一种scara四轴机器人三四轴用减速机构及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SCARA四轴机器人三四轴用减速机构及机器人，属于机器人技术领域。本实用新型所提供的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构包括安装基座、丝杆轴、丝杆滚珠螺母带轮、丝杆花键螺母带轮、丝杆滚珠螺母、丝杆花键螺母、第一马达、第一皮带、第二马达、中间带轮、第二皮带和第三皮带。通过采用皮带和带轮的结合能够实现降低丝杆轴转速的目的，具有成本低、重量小、精度高以及在运动过程中产生的能量少等优点。此外，通过利用第一马达和第二马达分别驱动设置在丝杆轴上的丝杆滚珠螺母、丝杆滚珠螺母带轮和丝杆花键螺母带轮、丝杆花键螺母，从而单独控制丝杆轴移动和旋转，不仅控制简单、结构紧凑，且成本低。

Description

一种SCARA四轴机器人三四轴用减速机构及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种SCARA四轴机器人三四轴用减速机构及机器人。

背景技术

SCARA，又称选择顺应性装配机械手臂，是一种用于装配作业的圆柱坐标型的工业机器人手臂，能够在平面内进行定位和定向。SCARA四轴机器人包括四个轴和四个自由度，四个轴按照距离机器人基座的由近及远依次为第一轴、第二轴、第三轴和第四轴，四个自由度中包括三个旋转自由度和一个移动自由度。

现有的SCARA四轴机器人的第三轴和第四轴由于需要完成机器人末端的旋转和移动，一般结构很复杂，占用空间较大。且第三轴和第四轴处采用行星减速机作为减速机构，行星减速机内的各组件在运动过程中不可避免的存在齿轮间隙的问题，从而造成SCARA四轴机器人运动精度较差。此外，行星减速机的成本较高，不利于降低SCARA四轴机器人的制作成本；重量也较重，不利于实现高速转动，且在转动过程中由于各组件相互摩擦产生的热量较多，从而使SCARA四轴机器人内的温度较高影响其他部件的正常运行。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，该减速机构成本低、重量小、精度高。

本实用新型的另一个目的在于提供一种机器人，该机器人运动精度高、成本低、重量小，不易损坏。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，包括安装基座、第三轴和第四轴，所述第三轴和所述第四轴合成为丝杆轴，所述安装基座上设置有丝杆螺母固定座，所述丝杆轴穿过所述丝杆螺母固定座和所述安装基座设置；

所述丝杆轴上套设有丝杆滚珠螺母带轮和丝杆花键螺母带轮，所述丝杆滚珠螺母带轮和所述丝杆轴之间设置有丝杆滚珠螺母，所述丝杆滚珠螺母和所述丝杆轴之间组成丝杆螺母副，所述丝杆花键螺母带轮和所述丝杆轴之间设置有丝杆花键螺母，所述丝杆花键螺母和所述丝杆轴通过键连接，所述键的长度小于设置在所述丝杆轴轴线方向上的第一键槽的长度；

第一马达的输出端连接有第一带轮，所述第一带轮和所述丝杆滚珠螺母带轮上套设有第一皮带；

第二马达的输出端连接有第二带轮，所述第二带轮和所述丝杆花键螺母带轮之间设置有中间带轮，所述中间带轮包括同轴设置的第三带轮和第四带轮，所述第四带轮的直径小于所述第三带轮的直径，所述第三带轮和所述第二带轮上套设有第二皮带，所述第四带轮和所述丝杆花键螺母带轮上套设有第三皮带。

作为优选，所述第一键槽沿所述丝杆轴的轴线方向设置，并贯穿所述丝杆轴的两端。

作为优选，所述键的长度与设置在所述丝杆花键螺母上的第二键槽的长度相等。

作为优选，所述第一带轮的直径小于所述丝杆滚珠螺母带轮的直径。

作为优选，所述第二带轮的直径小于所述第三带轮的直径。

作为优选，所述第四带轮的直径小于所述丝杆花键螺母带轮的直径。

作为优选，所述安装基座上设置有第一支架，所述第一马达竖直设置在所述第一支架上。

作为优选，所述安装基座上设置有第二支架，所述第二马达竖直设置在所述第二支架上。

作为优选，所述第一支架和所述第二支架均为U型架，所述U型架的侧板固定在所述安装基座上，所述第一马达或者所述第二马达固定在所述U型架的顶板上。

一种机器人，包括上述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，该减速机构包括通过采用皮带和带轮的结合能够实现降低丝杆轴转速的目的，相较于采用行星减速机结构具有成本低、重量小、精度高以及在运动过程中产生的能量少等优点。此外，通过在丝杆轴上设置丝杆滚珠螺母、丝杆滚珠螺母带轮、丝杆花键螺母带轮、丝杆花键螺母，并利用第一马达和第二马达分别驱动丝杆滚珠螺母带轮和丝杆花键螺母带轮，从而能够实现丝杆轴的旋转和移动，不仅控制简单、结构紧凑，且成本低。

附图说明

图1是本实用新型所提供的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构的主视图；

图3是本实用新型所提供的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构部分结构的示意图。

图中：1、安装基座；2、丝杆轴；3、丝杆螺母固定座；4、丝杆滚珠螺母；5、丝杆滚珠螺母带轮；6、丝杆花键螺母带轮；7、丝杆花键螺母；8、第一马达；9、第一皮带；10、第二马达；11、第三皮带；12、第二皮带；13、第三带轮；14、第四带轮。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，该减速机构能够用于SCARA四轴机器人的第三轴和第四轴处。如图1至图3所示，该SCARA四轴机器人三四轴用减速机构包括安装基座1、由第三轴和第四轴合成的丝杆轴2、丝杆滚珠螺母带轮5、丝杆花键螺母带轮6、丝杆滚珠螺母4、丝杆花键螺母7、第一马达8、第一皮带9、第二马达10、中间带轮、第二皮带12和第三皮带11。

其中，安装基座1为主要的安装部件，其上设置有丝杆螺母固定座3。丝杆螺母固定座3为盖状结构，其扣装在丝杆螺母固定座3上形成容纳空间，丝杆螺母固定座3的顶部和安装基座1的相对位置均设置有安装孔，丝杆轴2能够穿过该安装孔设置。丝杆滚珠螺母带轮5、丝杆花键螺母带轮6、丝杆滚珠螺母4、丝杆花键螺母7均位于上述容纳空间内，且丝杆滚珠螺母带轮5和丝杆滚珠螺母4均套设在丝杆轴2上，丝杆滚珠螺母4位于丝杆滚珠螺母带轮5和丝杆轴2之间，丝杆滚珠螺母4和丝杆轴2之间组成丝杆螺母副。丝杆花键螺母带轮6和丝杆花键螺母7也套设在丝杆轴2上，丝杆花键螺母7位于丝杆花键螺母带轮6和丝杆轴2之间，丝杆花键螺母7和丝杆轴2通过键连接，键的长度小于设置在丝杆轴2轴线方向上的第一键槽的长度。

第一马达8的输出端连接有第一带轮，第一带轮的直径小于丝杆滚珠螺母带轮5的直径，第一带轮和丝杆滚珠螺母带轮5上套设有第一皮带9。第一马达8能够带动第一带轮转动，从而通过第一皮带9驱动丝杆滚珠螺母带轮5转动，并带动位于丝杆滚珠螺母带轮5内部的丝杆滚珠螺母4转动。由于丝杆滚珠螺母4和丝杆轴2之间组成丝杆螺母副，当丝杆滚珠螺母4转动时，丝杆轴2能够实现上下移动。

第二马达10的输出端连接有第二带轮，第二带轮和丝杆花键螺母带轮6之间设置有中间带轮，中间带轮包括同轴设置的第三带轮13和第四带轮14，第二带轮的直径小于第三带轮13的直径，第四带轮14的直径小于第三带轮13的直径，第四带轮14的直径小于丝杆花键螺母带轮6的直径，第三带轮13和第二带轮上套设有第二皮带12，第四带轮14和丝杆花键螺母带轮6上套设有第三皮带11。第二马达10能够驱动第二带轮转动，从而通过第二皮带12带动第三带轮13和第四带轮14转动，当第四带轮14转动时，能够通过第三皮带11带动丝杆花键螺母带轮6转动，从而驱动位于丝杆花键螺母带轮6内部的丝杆花键螺母7和丝杆轴2转动，从而实现丝杆轴2的转动。且由于设置在丝杆花键螺母7和丝杆轴2之间键的长度小于设置在丝杆轴2轴线方向上的第一键槽的长度，当第一马达8驱动丝杆轴2上下移动时，键能够沿第一键槽上下移动，不会对丝杆轴2的移动产生干涉。

相较于现有技术中采用行星减速机结构作为SCARA四轴机器人第三轴和第四轴处的减速机构，本实施例中通过采用皮带和带轮的结合作为减速机构具有成本低、重量小、精度高以及在运动过程中产生的能量少等优点。且通过在丝杆轴2上设置丝杆滚珠螺母4、丝杆滚珠螺母带轮5、丝杆花键螺母带轮6、丝杆花键螺母7，并利用第一马达8和第二马达10分别驱动丝杆滚珠螺母带轮5和丝杆花键螺母带轮6，不仅能够实现对丝杆轴2旋转和移动的独立控制，且控制简单、结构紧凑、成本低。

进一步地，为了提高丝杆轴2移动的行程，在本实施例中，将沿丝杆轴2的轴线方向设置的第一键槽贯穿丝杆轴2的两端。为了保证丝杆花键螺母7和丝杆轴2键连接的稳定性，将键的长度与设置在丝杆花键螺母7上的第二键槽的长度相等，从而使键的部分结构恰好卡接在第二键槽内，剩余部分结构位于第一键槽内，从而实现丝杆花键螺母7和丝杆轴2键连接。

进一步地，为了安装第一马达8和第二马达10，在安装基座1上设置有第一支架，第一马达8竖直设置在第一支架上。安装基座1上设置有第二支架，第二马达10竖直设置在第二支架上。第一支架和第二支架均为U型架，U型架的侧板固定在安装基座1上，第一马达8或者第二马达10固定在U型架的顶板上。

本实施例还提供了一种包括上述SCARA四轴机器人三四轴用减速机构的机器人，该机器人运动不仅工作精度高、成本低、重量小，且在工作工程中产生的能量少、不易发生故障。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，包括安装基座(1)、第三轴和第四轴，其特征在于，所述第三轴和所述第四轴合成为丝杆轴(2)，所述安装基座(1)上设置有丝杆螺母固定座(3)，所述丝杆轴(2)穿过所述丝杆螺母固定座(3)和所述安装基座(1)设置；

所述丝杆轴(2)上套设有丝杆滚珠螺母带轮(5)和丝杆花键螺母带轮(6)，所述丝杆滚珠螺母带轮(5)和所述丝杆轴(2)之间设置有丝杆滚珠螺母(4)，所述丝杆滚珠螺母(4)和所述丝杆轴(2)之间组成丝杆螺母副，所述丝杆花键螺母带轮(6)和所述丝杆轴(2)之间设置有丝杆花键螺母(7)，所述丝杆花键螺母(7)和所述丝杆轴(2)通过键连接，所述键的长度小于设置在所述丝杆轴(2)轴线方向上的第一键槽的长度；

第一马达(8)的输出端连接有第一带轮，所述第一带轮和所述丝杆滚珠螺母带轮(5)上套设有第一皮带(9)；

第二马达(10)的输出端连接有第二带轮，所述第二带轮和所述丝杆花键螺母带轮(6)之间设置有中间带轮，所述中间带轮包括同轴设置的第三带轮(13)和第四带轮(14)，所述第四带轮(14)的直径小于所述第三带轮(13)的直径，所述第三带轮(13)和所述第二带轮上套设有第二皮带(12)，所述第四带轮(14)和所述丝杆花键螺母带轮(6)上套设有第三皮带(11)。

2.根据权利要求1所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，其特征在于，

所述第一键槽沿所述丝杆轴(2)的轴线方向设置，并贯穿所述丝杆轴(2)的两端。

3.根据权利要求1所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，其特征在于，

所述键的长度与设置在所述丝杆花键螺母(7)上的第二键槽的长度相等。

4.根据权利要求1所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，其特征在于，

所述第一带轮的直径小于所述丝杆滚珠螺母带轮(5)的直径。

5.根据权利要求1所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，其特征在于，

所述第二带轮的直径小于所述第三带轮(13)的直径。

6.根据权利要求1所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，其特征在于，

所述第四带轮(14)的直径小于所述丝杆花键螺母带轮(6)的直径。

7.根据权利要求1所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，其特征在于，

所述安装基座(1)上设置有第一支架，所述第一马达(8)竖直设置在所述第一支架上。

8.根据权利要求7所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，其特征在于，

所述安装基座(1)上设置有第二支架，所述第二马达(10)竖直设置在所述第二支架上。

9.根据权利要求8所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构，其特征在于，

所述第一支架和所述第二支架均为U型架，所述U型架的侧板固定在所述安装基座(1)上，所述第一马达(8)或者所述第二马达(10)固定在所述U型架的顶板上。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的SCARA四轴机器人三四轴用减速机构。