CN215433677U - 一种垂直多关节四轴机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人涉及一种工业机器人。其目的是为了提供一种能够保证搬运的节拍与可靠性，使用灵活方便，又降低了成本的垂直多关节四轴机器人。本实用新型一种垂直多关节四轴机器人包括底座，底座上安装有第一关节，第一关节内设置有第一转动副，第一转动副带动第一连杆转动；第一连杆连接第二关节，第二关节内设置有第二转动副，第二转动副带动第二连杆转动；第二连杆连接第三关节，第三关节内设置有第三转动副，第三转动副带动第三连杆转动；第三连杆连接第四关节，第四关节内设置有第四转动副，第四转动副连接有机器人的末端执行器；第四转动副的轴线与其他三个转动副的轴线均垂直，其他三个转动副的轴线互相平行。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业机器人技术领域，特别是涉及一种垂直多关节四轴机器人。
背景技术
在某些行业，物料的搬运仅仅要求搬运机构的末端在一个平面内运动，然后附加绕末端的旋转。比如，在印刷电路板(PCB)行业，专业核心设备的上下料由收放板机完成。收放板机中的搬运设备完成PCB的搬运工作，其中某种搬运功能如图1所示，需要将PCB板从A位置搬运到B位置，并将PCB板绕板的中心旋转90度。这种情况下，目前的搬运设备有以下几种，每种方式又都存在一定的问题：
(1)使用三自由度直角坐标机器人将平放的板收成平放形式，然后人工成批收成斜立形式，人工的使用使节拍降低，成本升高；
(2)使用六轴机器人完成搬运动作，功能存在冗余，且设备成本较高；
(3)设备商研发了只能实现固定运动轨迹的模组，在模组的末端添加旋转关节。这种方案不够灵活，换产困难，节拍较低，设备的稳定性无法保证。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够保证搬运的节拍与可靠性，使用灵活方便，又降低了成本的垂直多关节四轴机器人。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人，包括底座，底座上安装有第一关节，第一关节内设置有第一转动副，第一转动副带动第一连杆转动；
第一连杆连接第二关节，第二关节内设置有第二转动副，第二转动副带动第二连杆转动；
第二连杆连接第三关节，第三关节内设置有第三转动副，第三转动副带动第三连杆转动；
第三连杆连接第四关节，第四关节内设置有第四转动副，第四转动副连接有机器人的末端执行器；
第一转动副、第二转动副和第三转动副的轴线平行，第四转动副的轴线与其他三个转动副的轴线垂直。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人，其中所述第一关节包括第一电机、第一减速器和传动机构，第一电机经传动机构和第一减速器之后，带动第一转动副转动，将动力传递到第一连杆，第一转动副与第一连杆的首端固定连接。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人，其中所述第一连杆的末端与第二关节固定连接，第二关节包括第二电机、第二减速器和传动机构，第二电机经传动机构和第二减速器之后，带动第二转动副转动，将动力传递到第二连杆，第二转动副与第二连杆的首端固定连接。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人，其中所述第二连杆的末端与第三关节固定连接，第三关节包括第三电机、第三减速器和传动机构，第三电机经传动机构和第三减速器之后，带动第三转动副转动，将动力传递到第三连杆，第三转动副与第三连杆的首端固定连接。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人，其中所述第三连杆的末端与第四关节固定连接，第四关节包括第四电机、第四减速器和传动机构，第四电机经传动机构和第四减速器之后，带动第四转动副转动，将动力传递到末端执行器，第四转动副与末端执行器固定连接。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人，其中所述第一连杆、第二连杆和第三连杆与其连接的关节采用双侧连接。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人，其中所述第一连杆、第二连杆和第三连杆与其连接的关节采用单侧连接。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人，其中所述关节包括电机和减速器，关节中的电机和减速器之间通过同步带或齿轮连接。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人与现有技术不同之处在于，本实用新型一种垂直多关节四轴机器人能满足末端执行器在平面内运动并能绕第四轴旋转的运动需求，通过设置三个平行关节和一个垂直于前三个关节的旋转关节实现运动功能；本实用新型一种垂直多关节四轴机器人采用驱动器、电机和减速器的方案，使得整体结构紧凑、运动速度快，节拍快；而减速器在整个生命周期内几乎不用维护，工作极为可靠。相对于常用的六轴机器人，本实用新型的四轴机器人需要的电机、驱动器和减速器个数较少，成本更低。
下面结合附图对本实用新型的一种垂直多关节四轴机器人作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型一种垂直多关节四轴机器人的结构简图；
图2为本实用新型一种垂直多关节四轴机器人的结构示意图；
图3为本实用新型一种垂直多关节四轴机器人采用双侧连接时的结构示意图；
图4为本实用新型一种垂直多关节四轴机器人采用单侧连接时的结构示意图；
图5为现有技术中一种搬运任务的工作流程示意图；
图中标记示意为：1-底座；2-第一转动副；3-第二转动副；4-第二连杆；5-第三连杆；6-第三转动副；7-第四转动副；8-第一连杆；9-双侧连接方式；10-单侧连接方式。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1和图2所示，本实用新型一种垂直多关节四轴机器人包括底座1，四个转动副和三个连杆。
底座1上安装有第一关节，第一关节内设置有第一转动副2，第一转动副2带动第一连杆8转动。第一连杆8连接第二关节，第二关节内设置有第二转动副3，第二转动副3带动第二连杆4转动。第二连杆4连接第三关节，第三关节内设置有第三转动副6，第三转动副6带动第三连杆5转动，第三连杆5连接第四关节，第四关节内设置有第四转动副7，第四转动副7连接有机器人的末端执行器。
第一关节包括第一电机、第一减速器和传动机构，第一电机经传动机构和第一减速器之后，带动第一转动副2转动，将动力传递到第一连杆8，第一转动副2与第一连杆8的首端固定连接。当第一转动副2转动时，第一连杆8以第一转动副2的轴线为轴进行摆动。
第一连杆8的末端与第二关节固定连接。第二关节包括第二电机、第二减速器和传动机构，第二电机经传动机构和第二减速器之后，带动第二转动副3转动，将动力传递到第二连杆4，第二转动副3与第二连杆4的首端固定连接。当第二转动副3转动时，第二连杆4以第二转动副3的轴线为轴进行摆动。
第二连杆4的末端与第三关节固定连接。第三关节包括第三电机、第三减速器和传动机构，第三电机经传动机构和第三减速器之后，带动第三转动副6转动，将动力传递到第三连杆5，第三转动副6与第三连杆5的首端固定连接。当第三转动副6转动时，第三连杆5以第三转动副6的轴线为轴进行摆动。
第三连杆5的末端与第四关节固定连接。第四关节包括第四电机、第四减速器和传动机构，第四电机经传动机构和第四减速器之后，带动第四转动副7转动，将动力传递到末端执行器，第四转动副7与末端执行器固定连接。当第四转动副7转动时，末端执行器以第四转动副7的轴线为轴进行摆动。
第一转动副2、第二转动副3和第三转动副6的轴线平行，如本实施例中，三个转动副的轴线均垂直于纸面方向；第四转动副7的轴线与其他三个转动副的轴线垂直，在本实施例中，第四转动副7的轴线平行于纸面方向。这样机器人的末端执行器可以在其平面内进行任意移动和绕末端轴线的转动。
在本实施例中，如图3所示，连杆与关节采用双侧连接方式9，即关节轴的两侧全部以轴系结构连接在连杆上。在其他实施例中，如图4所示，连杆与关节也可以采用单侧连接方式10进行连接。
在本实用新型的其他实施例中，关节内的电机和减速器之间可以通过同步带或齿轮连接，也可以通过其他连接方式进行连接，或者电机和减速器直接连接。
本实施例中的电机通过外接的开关控制，也可以通过设置相应的控制软件，通过示教器控制机器人的运动状态，包括编程、启停和设置等等操作。
本实用新型一种垂直多关节四轴机器人能满足末端执行器在平面内运动并能绕第四轴旋转的运动需求，通过设置三个平行关节和一个垂直于前三个关节的旋转关节实现运动功能；本实用新型一种垂直多关节四轴机器人采用驱动器、电机和减速器的方案，使得整体结构紧凑、运动速度快，节拍快；而减速器在整个生命周期内几乎不用维护，工作极为可靠。相对于常用的六轴机器人，本实用新型的四轴机器人需要的电机、驱动器和减速器个数较少，成本更低。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种垂直多关节四轴机器人，其特征在于：包括底座，底座上安装有第一关节，第一关节内设置有第一转动副，第一转动副带动第一连杆转动；
第一连杆连接第二关节，第二关节内设置有第二转动副，第二转动副带动第二连杆转动；
第二连杆连接第三关节，第三关节内设置有第三转动副，第三转动副带动第三连杆转动；
第三连杆连接第四关节，第四关节内设置有第四转动副，第四转动副连接有机器人的末端执行器；
第一转动副、第二转动副和第三转动副的轴线平行，第四转动副的轴线与其他三个转动副的轴线垂直。
2.根据权利要求1所述的一种垂直多关节四轴机器人，其特征在于：所述第一关节包括第一电机、第一减速器和传动机构，第一电机经传动机构和第一减速器之后，带动第一转动副转动，将动力传递到第一连杆，第一转动副与第一连杆的首端固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种垂直多关节四轴机器人，其特征在于：所述第一连杆的末端与第二关节固定连接，第二关节包括第二电机、第二减速器和传动机构，第二电机经传动机构和第二减速器之后，带动第二转动副转动，将动力传递到第二连杆，第二转动副与第二连杆的首端固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种垂直多关节四轴机器人，其特征在于：所述第二连杆的末端与第三关节固定连接，第三关节包括第三电机、第三减速器和传动机构，第三电机经传动机构和第三减速器之后，带动第三转动副转动，将动力传递到第三连杆，第三转动副与第三连杆的首端固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种垂直多关节四轴机器人，其特征在于：所述第三连杆的末端与第四关节固定连接，第四关节包括第四电机、第四减速器和传动机构，第四电机经传动机构和第四减速器之后，带动第四转动副转动，将动力传递到末端执行器，第四转动副与末端执行器固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种垂直多关节四轴机器人，其特征在于：所述第一连杆、第二连杆和第三连杆与其连接的关节采用双侧连接。
7.根据权利要求1所述的一种垂直多关节四轴机器人，其特征在于：所述第一连杆、第二连杆和第三连杆与其连接的关节采用单侧连接。
8.根据权利要求1所述的一种垂直多关节四轴机器人，其特征在于：所述关节包括电机和减速器，关节中的电机和减速器之间通过同步带或齿轮连接。
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