CN211333204U - 四轴机器人手臂结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四轴机器人手臂结构，其包括二轴手臂、三轴电机、四轴电机、滚珠丝杆花键轴、三轴电机支撑架、四轴电机支撑架、带轮支撑架、花键固定座、花键螺母和滚珠螺母；合理采用滚珠丝杆花键轴，集丝杆功能和花键轴功能于一体，可以同时与花键螺母和滚珠螺母相适合，并合理并排设置三轴电机和四轴电机，三轴电机通过三轴皮带轮组件能带动花键螺母旋转，实现驱动滚珠丝杆花键轴作旋转动作；四轴电机通过四轴皮带轮组件能带动滚珠螺母旋转，实现驱动滚珠丝杆花键轴作升降动作；在省去传统丝杆组件的基础，同时实现旋转升降功能，有效减少了安装空间和减轻自重，进而提高了手臂的刚性和工作稳定性，保证工作质量，利于广泛推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械手技术，具体涉及一种四轴机器人手臂结构。
背景技术
随着生产自动化水平的提高，应用机械手自动执行生产任务也越来越多。机械手可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等领域。
目前的四轴机器人的三轴和四轴多为分体式设计，如公开号“CN207915457U”，名称为“一种机器人手及一种四轴机器人”，其公开了一种机器人手及一种四轴机器人，机器人手包括工作杆及带动工作杆做垂直运动和自旋运动的驱动机构，驱动机构包括垂直驱动机构和自旋驱动机构，垂直驱动机构包括第二动力源、与第二动力源输出端连接的垂直丝杆、与垂直丝杆的一端通过连接块连接的垂直花键轴，垂直花键轴的下端与工作杆连接，自旋驱动机构包括第一动力源、与第一动力源输出端连接的传动件、与传动件输出端连接的花键轮，花键轮的内圆与垂直花键轴啮合。其虽然能通过普通的丝杆和花键、皮带传动，实现了机器手末端的上下垂直运动和自旋运动。但是其的工作杆和垂直丝杆是分开设置的，导致其的部件较多，占用空间多，这也就相应增加了机器人本体的重量，影响到动作的灵活性和工作稳定性。
实用新型内容
针对上述不足，本实用新型的目的在于，提供一种结构设计合理，占用空间少的四轴机器人手臂结构。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：一种四轴机器人手臂结构，其包括二轴手臂、三轴电机、四轴电机、滚珠丝杆花键轴、三轴电机支撑架、四轴电机支撑架、带轮支撑架、花键固定座、花键螺母和滚珠螺母，所述二轴手臂的一端设有安装孔，所述带轮支撑架对应安装孔的上方位置设置在二轴手臂的上表面，花键固定座对应安装孔的下方位置设置在二轴手臂的下表面，所述花键螺母设置在花键固定座内，所述滚珠丝杆花键轴贯穿安装孔，且与所述花键螺母相适配；所述滚珠螺母设置在带轮支撑架上，且与所述滚珠丝杆花键轴相配合，所述三轴电机支撑架和四轴电机支撑架依次排列设置在带轮支撑架一侧位置，所述三轴电机垂直设置在三轴电机支撑架上，且该三轴电机的驱动轴通过三轴皮带轮组件驱动所述滚珠螺母转动，所述四轴电机垂直设置在四轴电机支撑架上，且该四轴电机的驱动轴通过四轴皮带轮组件驱动所述花键螺母转动。
作为本实用新型的一种改进，所述滚珠丝杆花键轴的上端设有上限位块，下端设有下限位块。
作为本实用新型的一种改进，所述带轮支撑架包括大圈体及三条大支脚，三条大支脚呈圆心对称分布，且上端均与所述大圈体相连接，其中两条大支脚之间形成让三轴皮带轮组件穿过的后开口，所述大圈体上设有与所述滚珠螺母相适配的固定孔。
作为本实用新型的一种改进，所述四轴电机支撑架的高度于所述三轴电机支撑架，该四轴电机支撑架包括一横板和两垂直设置在该横板两端的竖板，两竖板之间形成让三轴皮带轮组件和四轴皮带轮组件穿过的空隙。
作为本实用新型的一种改进，所述三轴皮带轮组件包括三轴主动带轮、三轴从动带轮和三轴皮带，所述三轴主动带轮设置在三轴电机的驱动轴上，所述三轴从动带轮设置在滚珠螺母上，且通过三轴皮带与三轴主动带轮相连接。
作为本实用新型的一种改进，所述三轴电机支撑架包括小圈体及三条小支脚，三条小支脚呈圆心对称分布，且上端均与所述小圈体相连接，其中两条小支脚之间形成让三轴皮带轮组件穿过的前开口。
作为本实用新型的一种改进，所述四轴皮带轮组件包括四轴主动带轮、四轴从动带轮和四轴皮带，所述四轴主动带轮设置在四轴电机的驱动轴上，所述四轴从动带轮设置在花键螺母上，且通过四轴皮带与四轴主动带轮相连接。
本实用新型的有益效果为：本实用新型结构设计巧妙，合理采用滚珠丝杆花键轴，集丝杆功能和花键轴功能于一体，可以同时与花键螺母和滚珠螺母相适合，并合理并排设置三轴电机和四轴电机，三轴电机通过三轴皮带轮组件能带动花键螺母旋转，实现驱动滚珠丝杆花键轴作旋转动作；四轴电机通过四轴皮带轮组件能带动滚珠螺母旋转，实现驱动滚珠丝杆花键轴作升降动作；在省去传统丝杆组件的基础，同时实现旋转升降功能，有效减少了安装空间和减轻自重，进而提高了手臂的刚性和工作稳定性，保证工作质量，利于广泛推广应用。
下面结合附图与实施例，对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的立体结构示意图。
图2是本实用新型的分解结构示意图。
图3是本实用新型的剖视结构示意图。
具体实施方式
实施例，参见图1、图2和图3，本实施例提供的一种四轴机器人手臂结构，其包括二轴手臂1、三轴电机2、四轴电机3、滚珠丝杆花键轴4、三轴电机支撑架5、四轴电机支撑架6、带轮支撑架7、花键固定座8、花键螺母9和滚珠螺母10。所述滚珠丝杆花键轴4的外轴面上设有与花键螺母9相适配的轴向限定槽和与所述滚珠螺母10适配的外螺纹。
在所述滚珠丝杆花键轴4的上端设有上限位块11，对滚珠丝杆花键轴4的上行位置进行限定。在所述滚珠丝杆花键轴4的下端设有下限位块12，对滚珠丝杆花键轴4的上行位置进行限定，上限位块11和下限位块12通过锁紧螺丝固定在滚珠丝杆花键轴4上，其它实施例中，也可以通过螺纹结构配合或焊接等方式固定在滚珠丝杆花键轴4上，有效避免滚珠丝杆花键轴4因越位而导致掉轴的现象，提升工作稳定性。
所述二轴手臂1的一端设有安装孔，所述带轮支撑架7对应安装孔的上方位置设置在二轴手臂1的上表面。具体的，所述带轮支撑架7包括大圈体71及三条大支脚72，三条大支脚72呈圆心对称分布，且上端均与所述大圈体71相连接，其中两条大支脚72之间形成让三轴皮带轮组件13穿过的后开口，所述大圈体71上设有与所述滚珠螺母10相适配的固定孔。
所述花键固定座8对应安装孔的下方位置设置在二轴手臂1的下表面，所述花键螺母9设置在花键固定座8内，所述滚珠丝杆花键轴4贯穿安装孔，且与所述花键螺母9相适配。
所述滚珠螺母10的固定外壳通过螺丝拧入固定孔实现固定设置在大圈体71上，滚珠螺母10的滚珠内组件且与所述滚珠丝杆花键轴4相配合。
所述三轴电机支撑架5和四轴电机支撑架6依次排列设置在带轮支撑架7一侧位置。所述四轴电机支撑架6的高度于所述三轴电机支撑架5。具体的，所述四轴电机支撑架6包括一横板61和两垂直设置在该横板61两端的竖板62，两竖板62之间形成让三轴皮带轮组件13和四轴皮带轮组件14穿过的空隙。
所述三轴电机2垂直设置在三轴电机支撑架5上，具体的，所述三轴电机支撑架5包括小圈体51及三条小支脚52，三条小支脚52呈圆心对称分布，且上端均与所述小圈体51相连接，其中两条小支脚52之间形成让三轴皮带轮组件13穿过的前开口。三轴电机2垂直设置小圈体51上，所述三轴电机2的驱动轴通过三轴皮带轮组件13驱动所述滚珠螺母10转动。具体的，所述三轴皮带轮组件13包括三轴主动带轮、三轴从动带轮和三轴皮带，所述三轴主动带轮设置在三轴电机2的驱动轴上，所述三轴从动带轮设置在滚珠螺母10上，且通过三轴皮带与三轴主动带轮相连接。三轴电机2驱动三轴主动带轮旋转，通过三轴皮带和三轴从动带轮的传动，实现带动滚珠螺母10旋转。
所述四轴电机3垂直设置在四轴电机支撑架6上，且该四轴电机3的驱动轴通过四轴皮带轮组件14驱动所述花键螺母9转动。具体的，所述四轴皮带轮组件14包括四轴主动带轮、四轴从动带轮和四轴皮带，所述四轴主动带轮设置在四轴电机3的驱动轴上，所述四轴从动带轮设置在花键螺母9上，且通过四轴皮带与四轴主动带轮相连接。四轴电机3驱动四轴主动带轮旋转，通过四轴皮带和四轴从动带轮的传动，实现带动花键螺母9旋转。
工作时，由于选用集丝杆功能和花键轴功能于一体的滚珠丝杆花键轴4，可以同时与花键螺母9和滚珠螺母10相适合，在省去传统丝杆组件的基础，同时实现旋转升降功能，有效减少了安装空间和减轻自重，进而提高了手臂的刚性和工作稳定性，保证工作质量。需要滚珠丝杆花键轴4作旋转动作时，三轴电机2启动，通过三轴皮带轮组件13能带动花键螺母9旋转，实现驱动滚珠丝杆花键轴4作旋转动作；需要滚珠丝杆花键轴4作升降动作时，四轴电机3启动，通过四轴皮带轮组件14能带动滚珠螺母10旋转，实现驱动滚珠丝杆花键轴4作升降动作；需要作旋转升降动作时，三轴电机2和四轴电机3同时启动即可实现滚珠丝杆花键轴4作旋转升降动作，操作简单，方便。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制，采用与其相同或相似的其它结构，均在本实用新型保护范围内。
Claims (7)
1.一种四轴机器人手臂结构，其包括二轴手臂、三轴电机和四轴电机，其特征在于，其还包括滚珠丝杆花键轴、三轴电机支撑架、四轴电机支撑架、带轮支撑架、花键固定座、花键螺母和滚珠螺母，所述二轴手臂的一端设有安装孔，所述带轮支撑架对应安装孔的上方位置设置在二轴手臂的上表面，花键固定座对应安装孔的下方位置设置在二轴手臂的下表面，所述花键螺母设置在花键固定座内，所述滚珠丝杆花键轴贯穿安装孔，且与所述花键螺母相适配；所述滚珠螺母设置在带轮支撑架上，且与所述滚珠丝杆花键轴相配合，所述三轴电机支撑架和四轴电机支撑架依次排列设置在带轮支撑架一侧位置，所述三轴电机垂直设置在三轴电机支撑架上，且该三轴电机的驱动轴通过三轴皮带轮组件驱动所述滚珠螺母转动，所述四轴电机垂直设置在四轴电机支撑架上，且该四轴电机的驱动轴通过四轴皮带轮组件驱动所述花键螺母转动。
2.根据权利要求1所述的四轴机器人手臂结构，其特征在于：所述滚珠丝杆花键轴的上端设有上限位块，下端设有下限位块。
3.根据权利要求1所述的四轴机器人手臂结构，其特征在于：所述带轮支撑架包括大圈体及三条大支脚，三条大支脚呈圆心对称分布，且上端均与所述大圈体相连接，其中两条大支脚之间形成让三轴皮带轮组件穿过的后开口，所述大圈体上设有与所述滚珠螺母相适配的固定孔。
4.根据权利要求1所述的四轴机器人手臂结构，其特征在于：所述四轴电机支撑架的高度于所述三轴电机支撑架，该四轴电机支撑架包括一横板和两垂直设置在该横板两端的竖板，两竖板之间形成让三轴皮带轮组件和四轴皮带轮组件穿过的空隙。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的四轴机器人手臂结构，其特征在于：所述三轴皮带轮组件包括三轴主动带轮、三轴从动带轮和三轴皮带，所述三轴主动带轮设置在三轴电机的驱动轴上，所述三轴从动带轮设置在滚珠螺母上，且通过三轴皮带与三轴主动带轮相连接。
6.根据权利要求1所述的四轴机器人手臂结构，其特征在于：所述三轴电机支撑架包括小圈体及三条小支脚，三条小支脚呈圆心对称分布，且上端均与所述小圈体相连接，其中两条小支脚之间形成让三轴皮带轮组件穿过的前开口。
7.根据权利要求1所述的四轴机器人手臂结构，其特征在于：所述四轴皮带轮组件包括四轴主动带轮、四轴从动带轮和四轴皮带，所述四轴主动带轮设置在四轴电机的驱动轴上，所述四轴从动带轮设置在花键螺母上，且通过四轴皮带与四轴主动带轮相连接。
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| CN113021412A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | 负载平衡装置及工业机器人 |
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