CN216000530U - 水平关节机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人设备技术领域，提供一种水平关节机器人，包括升降运动机构、主臂机构和第一水平臂机构，升降运动机构包括底座、升降驱动件和升降组件，底座的顶部具有通孔，升降组件包括支撑座和导向管，升降驱动件驱使支撑座做升降运动，主臂机构包括主臂驱动件和位于导向管内的传动轴，主臂驱动件安装于支撑座，主臂驱动件驱使传动轴旋转；第一水平臂机构安装于传动轴的另一端。本实用新型提供的水平关节机器人，主臂驱动件安装于支撑座，通过传动轴带动第一水平臂机构在水平面内旋转，且传动轴位于导向管内，从而主臂机构不外露，解决现有的机器人防护等级低的技术问题，提高了水平关节机器人的防护等级。

Description

水平关节机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人设备技术领域，尤其是涉及一种水平关节机器人。

背景技术

水平关节机器人目前已经被非常广泛应用于搬运、加工、装配、教育行业等场景环境。水平关节机器人本身具有动作灵活、结构紧凑、空间要求小、重复定位精度高等特点，能够精确、快速到达空间中的某一点。而且，水平关节四轴机器人相对于多轴工业机器人来说，具有体积小，动作灵活，整体成本低等优势。此外，如此功能多样、结构小巧的水平关节机器人，既可以单独应用于自动化流水线，又可以直接集成于各种中高端自动化设备中，在未来工业流水线中被大量使用将会是必然趋势。

请参考图1，现有的水平关节机器人，主要包括依次连接的上下运动装置10、固定座20、第一水平臂体30和第二水平臂体40，固定座20水平设置，固定座20的一端安装于上下运动装置10，在上下运动装置10的驱动下实现上下运动，第一水平臂体30的旋转驱动控制装置安装于固定座20的另一端，第一水平臂体30的旋转驱动控制装置用于驱使第一水平臂体30的主体结构在水平面内做旋转运动，第二水平臂体40的旋转驱动控制装置安装于第一水平臂体30的末端，第二水平臂体40的旋转驱动控制装置用于驱使第二水平臂体40的主体结构在水平面内做旋转运动，第二水平臂体40的末端内部安装执行器50的旋转控制装置。

上述水平关节机器人，将上下运动装置10设置于机器人的首端，而不是设置于第二水平臂体40的末端，虽然能降低机器人的末端臂体的重量，机器人的末端负载能力有提高，但是上下运动装置10的侧面敞空，敞空面积大，导致防护等级低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水平关节机器人，旨在解决现有的机器人防护等级低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种水平关节机器人，包括：

升降运动机构，包括底座、升降驱动件和升降组件，所述底座的顶部具有通孔，所述升降组件包括支撑座和导向管，所述升降驱动件与所述支撑座连接，以驱使所述支撑座做升降运动，所述导向管的一端安装于所述支撑座，所述导向管的另一端安装于所述通孔中；

主臂机构，包括主臂驱动件和位于所述导向管内的传动轴，所述主臂驱动件安装于所述支撑座，所述主臂驱动件与所述传动轴的一端连接，以驱使所述传动轴旋转；

第一水平臂机构，安装于所述传动轴的另一端。

在其中一个实施例中，所述升降组件还包括折叠防尘罩，所述折叠防尘罩的一端安装于所述通孔的周侧，所述折叠防尘罩的另一端与所述导向管的另一端连接。

在其中一个实施例中，所述升降运动机构还包括丝杆螺母组件，所述丝杆螺母组件安装于所述底座内部的远离所述第一水平臂机构的一侧，所述升降驱动件通过所述丝杆螺母组件与所述支撑座连接。

在其中一个实施例中，所述升降运动机构还包括导向套，所述导向套安装于所述通孔内，所述导向套套接所述导向管。

在其中一个实施例中，所述升降组件还包括支撑轴承，所述支撑轴承安装于所述导向管的内部，所述支撑轴承套接所述传动轴。

在其中一个实施例中，所述支撑座具有间隔设置的安装槽和安装孔，所述主臂驱动件安装于所述安装槽，所述主臂机构还包括安装于所述安装孔的主臂减速器，所述主臂驱动件通过所述主臂减速器与所述传动轴连接。

在其中一个实施例中，所述第一水平臂机构包括第一臂体、安装于所述第一臂体的一端的第一驱动件和安装于所述第一臂体的另一端的第一减速器，所述第一臂体的一端安装于所述传动轴的另一端，所述第一驱动件通过第一传动组件与所述第一减速器连接。

在其中一个实施例中，所述第一水平臂机构还包括第一上盖板和第一下盖板，所述第一臂体具有上端敞口和下端敞口，所述第一上盖板安装于所述第一臂体的上端敞口，所述第一下盖板安装于所述第一臂体的下端敞口。

在其中一个实施例中，所述第一减速器具有第一走线腔室。

在其中一个实施例中，所述水平关节机器人还包括第二水平臂机构，所述第二水平臂机构包括第二臂体、安装于所述第二臂体的一端的第二驱动件和安装于所述第二臂体的另一端的第二减速器，所述第二臂体的一端安装于所述第一减速器，所述第二驱动件通过第二传动组件与所述第二减速器连接。

在其中一个实施例中，所述第二减速器具有第二走线腔室。

在其中一个实施例中，所述第二水平臂机构还包括第二上盖板和第二下盖板，所述第二臂体具有上端敞口和下端敞口，所述第二上盖板安装于所述第二臂体的上端敞口，所述第二下盖板安装于所述第二臂体的下端敞口。

本实用新型提供的水平关节机器人的有益效果是：主臂驱动件安装在位于底座内部的支撑座，通过传动轴带动第一水平臂机构在水平面内旋转，且传动轴位于导向管内，从而主臂机构不外露，解决现有的机器人防护等级低的技术问题，提高了水平关节机器人的防护等级。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的水平关节机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的水平关节机器人的内部结构示意图；

图3为图2中的水平关节机器人的升降运动机构的结构示意图；

图4为图2中的水平关节机器人的主臂机构的安装示意图；

图5为图2中的水平关节机器人的第一水平臂机构的结构示意图；

图6为图2中的水平关节机器人的第二水平臂机构的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10、上下运动装置；20、固定座；30、第一水平臂体；40、第二水平臂体；50、执行器；

100、升降运动机构；110、底座；120、升降驱动件；130、升降组件；131、支撑座；1311、安装槽；1312、安装孔；132、导向管；133、折叠防尘罩；134、支撑轴承；140、丝杆螺母组件；150、导向套；160、导轨；

200、主臂机构；210、主臂驱动件；220、传动轴；230、主臂减速器；240、连接盘；

300、第一水平臂机构；310、第一臂体；320、第一驱动件；330、第一减速器；340、第一传动组件；350、第一上盖板；360、第一下盖板；

400、第二水平臂机构；410、第二臂体；420、第二驱动件；430、第二减速器；440、第二传动组件；450、第二上盖板；460、第二下盖板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种水平关节机器人的技术方案。请参考图2，该水平关节机器人包括升降运动机构100、主臂机构200和第一水平臂机构300。

其中，请参考图3，升降运动机构100包括底座110、升降驱动件120和升降组件130，底座110的顶部具有通孔，升降组件130包括支撑座131和导向管132，升降驱动件120与支撑座131连接，以驱使支撑座131做升降运动，导向管132的一端安装于支撑座131，导向管132的另一端安装于通孔中。

请参考图4，主臂机构200包括主臂驱动件210和位于导向管132内的传动轴220，主臂驱动件210安装于支撑座131，主臂驱动件210与传动轴220的一端连接，以驱使传动轴220旋转。

请参考图2，第一水平臂机构300安装于传动轴220的另一端。

其中，升降驱动件120驱使支撑座131做升降运动，从而使得主臂机构200及第一水平臂机构300能够升降运动。主臂驱动件210驱使传动轴220旋转，从而使得第一水平臂机构300随之能够在水平面内旋转，因此，第一水平臂机构300的末端如果安装有末端执行器，则末端执行器既能够做升降运动，又能够在水平面内做旋转运动，末端执行器能够快速到达空间的任一点。

在上述水平关节机器人中，主臂驱动件210安装在位于底座110内部的支撑座131，通过传动轴220带动第一水平臂机构300在水平面内旋转，且传动轴220位于导向管132内，从而主臂机构200不外露，解决现有的机器人防护等级低的技术问题，提高了水平关节机器人的防护等级。

此外，升降驱动件120及升降组件130基本位于底座110内，主臂驱动件210安装在位于底座110内部的支撑座131，水平关节机器人的重量集中在底座110上，不仅有利于提高防护等级，还有利于提升水平关节机器人的末端负载能力。

可选地，底座110为拼接组合而成的方形腔体，或者为一体成型的箱体。可以理解，底座110可以根据实际需要，设计成外形为圆形或其他形状。

在其中一个实施例中，请参考图2和图3，升降组件130还包括折叠防尘罩133，折叠防尘罩133的一端安装于通孔的周侧，即折叠防尘罩133的一端密封安装于底座110且环绕通孔设置，折叠防尘罩133的另一端与导向管132的另一端连接。如此，折叠防尘罩133能够防止灰尘、水雾等通过通孔进入底座110内部，不会影响底座110内部的电气线路，进一步提高该水平关节机器人的防护等级，适用于高湿、油雾等工作环境。

折叠防尘罩133的自身高度可调，可伸长可收缩，其一端固定在底座110上，另一端能够随着导向管132的升降而伸长或收缩。

可选地，折叠防尘罩133为风琴防尘罩或者伸缩管式防尘罩。

在其中一个实施例中，请参考图2和图3，升降组件130还包括支撑轴承134，支撑轴承134安装于导向管132的内部，支撑轴承134套接传动轴220，以支撑该传动轴220，使得传动轴220能够稳定地旋转，提高整个水平关节机器人的机械刚度。

特别地，传动轴220的远离主臂驱动件210的端部露出于该底座110，能够带动第一水平臂机构300实现360度旋转。

特别地，传动轴220的一端支撑安装于主臂驱动件210，传动轴220的另一端支撑套接于支撑轴承134内。

在其中一个实施例中，请参考图2和图3，升降运动机构100还包括丝杆螺母组件140，丝杆螺母组件140安装于底座110内部，升降驱动件120通过丝杆螺母组件140与支撑座131连接，以驱使该支撑座131做升降运动。其中，丝杆螺母组件140位于底座110内的远离第一水平臂机构300的一侧，即位于第一水平臂机构300的主要工作区域的另一侧，能够平衡水平关节机器人的重量分布，提高水平关节机器人整体的稳定性。

具体地，丝杆螺母组件140包括转动安装于底座110内的丝杆和螺纹套接于该丝杆的螺母，升降驱动件120通过同步带轮组件与该丝杆连接，以带动该丝杆旋转，螺母与该支撑座131连接，从而支撑座131随着螺母做升降运动。

在其中一个实施例中，请参考图2和图3，升降运动机构100还包括导向套150，导向套150安装于通孔内，导向套150套接导向管132。导向管132能够沿着导向套150做升降运动。导向套150与导向管132之间的接触面积大，较好地支撑和导向该导向管132做升降运动。

在其中一个实施例中，请参考图2和图3，升降运动机构100还包括沿支撑座131的升降方向设置的导轨160，导轨160安装于底座110内，支撑座131滑动安装于该导轨160，导轨160对支撑座131的升降运动起到导向和支撑作用。

具体地，导轨160和丝杆螺母组件140位于支撑座131的相对两侧，导向管132安装于支撑座131的中部，位于导轨160和丝杆螺母组件140之间，以使支撑座131的受力更加均匀。

在其中一个实施例中，请参考图3和图4，支撑座131具有间隔设置的安装槽1311和安装孔1312，主臂驱动件210安装于安装槽1311，主臂机构200还包括安装于安装孔1312的主臂减速器230，主臂驱动件210通过主臂减速器230与传动轴220连接。其中，主臂驱动件210采用主臂减速器230传动，提高主臂机构200的刚度，能够提升末端负载能力。

可选地，主臂减速器230具有内部走线腔室，能够实现内部走线，有利于提高防护等级。内部走线腔室可以是走线孔、走线槽等中空结构。具体地，包括第一水平臂机构300在内的水平臂机构的电线能够通过该内部走线腔室进行走线。

可选地，主臂减速器230通过连接盘240与传动轴220连接。

可选地，传动轴220和升降驱动件120位于同一竖直轴线上。

在其中一个实施例中，请参考图2和图5，第一水平臂机构300包括第一臂体310、第一驱动件320和第一减速器330，第一臂体310的一端安装于传动轴220的另一端，且用于安装第一驱动件320。第一臂体310的另一端用于安装第一减速器330。第一驱动件320通过第一传动组件340与第一减速器330连接，以带动第一减速器330旋转。第一臂体310能够随着传动轴220旋转而旋转，从而主臂驱动件210用于驱使该第一臂体310在水平面内旋转。其中，第一驱动件320采用第一减速器330传动，提高第一水平臂机构300的刚度，能够提升末端负载能力。

可选地，第一减速器330具有第一走线腔室，能够实现内部走线，有利于提高防护等级。

可选地，第一传动组件340为同步带轮组件。

具体地，请参考图2和图5，第一水平臂机构300还包括第一上盖板350和第一下盖板360，第一臂体310具有上端敞口和下端敞口，第一上盖板350安装于第一臂体310的上端敞口，第一下盖板360安装于第一臂体310的下端敞口，从而第一上盖板350和第一下盖板360保护了第一臂体310的内部零部件。

具体地，请参考图2和图6，水平关节机器人还包括第二水平臂机构400，第二水平臂机构400包括第二臂体410、第二驱动件420和第二减速器430，第二臂体410的一端安装于第一减速器330，从而第一驱动件320通过第一减速器330驱使第二臂体410在水平面内旋转，且第一驱动件320远离水平关节机器人的末端重量，减少了运动惯量，提升了末端负载能力。第二臂体410的一端用于安装第二驱动件420，第二臂体410的另一端用于安装第二减速器430，第二减速器430用于连接末端执行器，也可以连接第三水平臂机构。第二驱动件420通过第二传动组件440与第二减速器430连接，从而降低了水平关节机器人的末端重量，减少了运动惯量，提升了末端负载能力。

可选地，第二减速器430具有第二走线腔室，能够实现内部走线，有利于提高防护等级。

可选地，第二传动组件440为同步带轮组件。

具体地，请参考图2和图6，第二水平臂机构400还包括第二上盖板450和第二下盖板460，第二臂体410具有上端敞口和下端敞口，第二上盖板450安装于第二臂体410的上端敞口，第二下盖板460安装于第二臂体410的下端敞口，从而第二上盖板450和第二下盖板460保护了第二臂体410的内部零部件。

可选地，以上实施例中涉及的驱动件为电机、气缸或液压缸。

下面再次介绍本实用新型提供的水平关节机器人的有效效果：第一，水平关节机器人的重量集中在底座110，从而整体更加稳重；第二，第一臂体310和第二臂体410的运动范围可达360°，同时，第一臂体310和第二臂体410也更加的纤细，其适用工作场合大大增加，对空间的要求大大降低，非常适合狭窄空间作业；第三，该水平关节机器人的运动惯量小，末端负载能力提高；有更大的运动范围，更高的防护等级，工作时对空间的要求低，从而适用于更多的工作场合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水平关节机器人，其特征在于，包括：

升降运动机构，包括底座、升降驱动件和升降组件，所述底座的顶部具有通孔，所述升降组件包括支撑座和导向管，所述升降驱动件与所述支撑座连接，以驱使所述支撑座做升降运动，所述导向管的一端安装于所述支撑座，所述导向管的另一端安装于所述通孔中；

主臂机构，包括主臂驱动件和位于所述导向管内的传动轴，所述主臂驱动件安装于所述支撑座，所述主臂驱动件与所述传动轴的一端连接，以驱使所述传动轴旋转；

第一水平臂机构，安装于所述传动轴的另一端。

2.根据权利要求1所述的水平关节机器人，其特征在于：所述升降组件还包括折叠防尘罩，所述折叠防尘罩的一端安装于所述通孔的周侧，所述折叠防尘罩的另一端与所述导向管的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的水平关节机器人，其特征在于：所述升降运动机构还包括丝杆螺母组件，所述丝杆螺母组件安装于所述底座内部的远离所述第一水平臂机构的一侧，所述升降驱动件通过所述丝杆螺母组件与所述支撑座连接。

4.根据权利要求1所述的水平关节机器人，其特征在于：所述升降运动机构还包括导向套，所述导向套安装于所述通孔内，所述导向套套接所述导向管。

5.根据权利要求1所述的水平关节机器人，其特征在于：所述升降组件还包括支撑轴承，所述支撑轴承安装于所述导向管的内部，所述支撑轴承套接所述传动轴。

6.根据权利要求1所述的水平关节机器人，其特征在于：所述支撑座具有间隔设置的安装槽和安装孔，所述主臂驱动件安装于所述安装槽，所述主臂机构还包括安装于所述安装孔的主臂减速器，所述主臂驱动件通过所述主臂减速器与所述传动轴连接。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的水平关节机器人，其特征在于：所述第一水平臂机构包括第一臂体、安装于所述第一臂体的一端的第一驱动件和安装于所述第一臂体的另一端的第一减速器，所述第一臂体的一端安装于所述传动轴的另一端，所述第一驱动件通过第一传动组件与所述第一减速器连接。

8.根据权利要求7所述的水平关节机器人，其特征在于：所述第一减速器具有第一走线腔室。

9.根据权利要求7所述的水平关节机器人，其特征在于：所述水平关节机器人还包括第二水平臂机构，所述第二水平臂机构包括第二臂体、安装于所述第二臂体的一端的第二驱动件和安装于所述第二臂体的另一端的第二减速器，所述第二臂体的一端安装于所述第一减速器，所述第二驱动件通过第二传动组件与所述第二减速器连接。

10.根据权利要求9所述的水平关节机器人，其特征在于：所述第二减速器具有第二走线腔室。

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