CN216328321U - 一种scara机器人结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种SCARA机器人结构，涉及工业机器人技术领域，以解决现有技术中存在的传统的SCARA机器人由于动力元件大部分集中在小臂上，在旋转关节运行的过程中，机器人的头部较重、转动惯量很大、速度慢，由此降低了SCARA机械手臂的工作效率的技术问题，该装置包括基座，设置有第一动力组件、第二动力组件以及减速机；传动单元，包括第一传动组件和第二传动组件；第一转动臂，设置有与减速机连接的第一传动轴，第一动力组件通过第一传动组件与减速机连接；第二转动臂，设置有第二传动轴，第二动力组件通过第二传动组件与第二传动轴连接；执行机构，设置于第二转动臂上，本实用新型用于提高SCARA机器人的运行速度，进而提高工作效率。

Description

一种SCARA机器人结构

技术领域

本实用新型涉及工业机器人技术领域，尤其是涉及一种SCARA机器人结构。

背景技术

随着科技的发展，工业自动化迫切需要大量合适的装配机器人来提高生产效率及质量，从而降低生产成本，减少资源消耗。

SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配机器手臂)机器人是一种应用于装配作业的机器人，具有三个旋转关节，适用于平面定位。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

传统的SCARA机器人具有四个电机，其中一个电机在基座上，另外三个电机均设置在小臂上，由于动力元件大部分集中在小臂上，在旋转关节运行的过程中，具有一定重量的动力元件也参与运动，导致机器人的头部较重、转动惯量很大、速度慢，由此降低了SCARA机械手臂的工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种SCARA机器人结构，以解决现有技术中存在的传统的SCARA机器人具有四个电机，其中一个电机在基座上，另外三个电机均设置在小臂上，由于动力元件大部分集中在小臂上，在旋转关节运行的过程中，具有一定重量的动力元件也参与运动，导致机器人的头部较重、转动惯量很大、速度慢，由此降低了SCARA机械手臂的工作效率的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种SCARA机器人结构，包括：

基座，设置有第一动力组件、第二动力组件以及减速机；

传动单元，包括第一传动组件和第二传动组件；

第一转动臂，设置有与所述减速机连接的第一传动轴，所述第一动力组件通过所述第一传动组件与所述减速机传动连接；

第二转动臂，设置有第二传动轴，所述第二动力组件通过所述第二传动组件与所述第二传动轴连接；

执行机构，设置于第二转动臂上，包括花键轴以及与花键轴配合的花键螺母。

优选地，还包括第三动力组件和第四动力组件，所述传动单元还包括第三传动组件和第四传动组件，其中：

所述第三动力组件设置于所述第二转动臂上，通过所述第三传动组件与所述花键轴连接，用于实现所述执行机构在垂直方向运动；

所述第四动力组件设置于所述第一转动臂上，通过所述第四传动组件与所述花键螺母连接，用于实现所述执行机构的转动。

优选地，所述第一传动组件包括第一同步带轮、第二同步带轮以及连接于所述第一同步带轮与所述第二同步带轮上的第一同步带，其中：

所述第一同步带轮连接所述第一动力组件，所述第二同步带轮连接所述减速机。

优选地，所述第二传动组件包括第一传动机构和第二传动机构，其中：

所述第一传动机构设置为包括第三同步带轮、第四同步带轮以及连接于所述第三同步带轮和所述第四同步带轮上的第二同步带，所述第三同步带轮与所述第二动力组件连接，所述第四同步带轮与所述第一传动轴连接；

所述第二传动机构设置为包括第五同步带轮、第六同步带轮以及连接于所述第五同步带轮和所述第六同步带轮上的第三同步带，所述第五同步带轮与所述第一传动轴连接，所述第六同步带轮与所述第二传动轴连接。

优选地，所述第四传动组件包括第三传动机构和第四传动机构，其中：

所述第三传动机构设置为包括第七同步带轮、第八同步带轮以及连接于所述第七同步带轮和所述第八同步带轮上的第四同步带，所述第七同步带轮与所述第四动力组件连接，所述第八同步带轮与所述第二传动轴连接；

所述第四传动机构设置为包括第九同步带轮、第十同步带轮以及连接于所述第九同步带轮和所述第十同步带轮上的第五同步带，所述第九同步带轮与所述第二传动轴连接，所述第十同步带轮与所述花键螺母连接。

优选地，第三传动组件包括第十一同步带轮、第十二同步带轮以及连接于所述第十一同步带轮与所述第十二同步带轮上的第六同步带，其中：

所述第十一同步带轮与所述第三动力组件连接，所述第十二同步带轮与所述花键轴连接。

优选地，所述第一转动臂、所述第二转动臂与所述基座上均设置有安装板，其中：

所述第一动力组件、所述第二动力组件、所述第三动力组件、所述第四动力组件、所述减速机均固定安装于安装板上。

优选地，所述第一传动组件、所述第二传动组件、所述第三传动组件、所述第四传动组件上均设置有张紧机构，所述张紧机构固定安装于所述安装板上。

优选地，所述第一动力组件、所述第二动力组件、所述第三动力组件与所述第四动力组件均设置为包括伺服电机。

本实用新型提供的一种SCARA机器人结构，采用第一传动组件、第二传动组件、执行机构的配合，既能实现传动工作，又避免了现有的SCARA机器人结构头部较重、转动惯量大、工作效率低的问题。采用本装置，将较重的第一动力组件、第二动力组件均设置在基座，配合多个传动组件进行传动，使用时大幅度提高SCARA机械手臂的工作效率，运行速度是较传统的SCARA机器人结构的两倍以上。

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SCARA机器人结构的结构示意图；

图2是本实用新型SCARA机器人结构内部的传动结构示意图；

图3是本实用新型SCARA机器人结构第一传动组件的传动结构示意图；

图4是本实用新型SCARA机器人结构第二传动组件、第三传动组件、第四传动组件的传动结构示意图。

图中：1、第一转动臂；11、减速机；12、第一传动轴；2、第二转动臂；21、第二传动轴；3、基座；31、第一动力组件；32、第二动力组件；33、第三动力组件；34、第四动力组件；4、执行机构；41、花键轴；42、花键螺母；5、张紧机构；10、第一传动组件；101、第一同步带轮；102、第二同步带轮；103、第一同步带；201、第一传动机构；2011、第三同步带轮；2012、第四同步带轮；2013、第二同步带；202、第二传动机构；2021、第五同步带轮；2022、第六同步带轮；2023、第三同步带；30、第三传动组件；301、第十一同步带轮；302、第十二同步带轮；303、第六同步带；401、第三传动机构；4011、第七同步带轮；4012、第八同步带轮；4013、第四同步带；402、第四传动机构；4021、第九同步带轮；4022、第十同步带轮；4023、第五同步带。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供了一种SCARA机器人结构，图1是本实施例的结构示意图，如图1所示，包括基座3、传动单元，第一转动臂1、第二转动臂2以及执行机构4。

图2是本实施例内部的传动结构示意图，如图2所示，基座3，设置有第一动力组件31、第二动力组件32以及减速机11，第一动力组件31与第二动力组件32均包括伺服电机。

传动单元，包括第一传动组件10和第二传动组件；

具体地，第一转动臂1，设置有与减速机11连接的第一传动轴12，第一动力组件31通过第一传动组件10与减速机11传动连接；第二转动臂2，设置有第二传动轴21，第二动力组件32通过第二传动组件与第二传动轴21连接，执行机构4，设置于第二转动臂2上，包括花键轴41以及与花键轴41配合的花键螺母42。

采用第一传动组件10、第二传动组件、执行机构4的配合，既能实现传动工作，又避免了现有的SCARA机器人结构头部较重、转动惯量大、工作效率低的问题。采用本装置，将较重的第一动力组件31、第二动力组件32均设置在基座3，配合传动组件进行传动，使用时大幅度提高SCARA机械手臂的工作效率，运行速度是较传统的SCARA机器人结构的两倍以上。

作为可选地实施方式，还包括第三动力组件33和第四动力组件34，传动单元还包括第三传动组件30和第四传动组件。其中，第三动力组件33设置于第二转动臂2上，通过第三传动组件30与花键轴41连接，用于实现执行机构4在垂直方向运动；第四动力组件34设置于第一转动臂1上，通过第四传动组件与花键螺母42连接，用于实现执行机构4的转动。

通过设置第一动力组件31、第二动力组件32均设置在基座3，并且第三动力组件33和第四动力组件34分别设置在第二转动臂2和第一转动臂1上，将动力组件的重力分散，与现有的SCARA机器人结构相比，大幅度降低了第二转动臂2的转动惯量，从而提高工作效率。

作为可选地实施方式，图3是本实施例中第一传动组件的传动结构示意图，如图3所示，第一传动组件10包括第一同步带轮101、第二同步带轮102以及连接于第一同步带轮101与第二同步带轮102上的第一同步带103。

其中，第一同步带轮101连接第一动力组件31，第二同步带轮102连接减速机11，使用时，通过第一动力组件31中的伺服电机带动第一传动组件10中的第一同步带轮101，进而通过第一同步带轮101带动第一同步带103、第一同步带103带动第二同步带轮102转动，由第二同步带轮102带动减速机11，由于减速机11与第一转动臂固定连接，从而实现第一转动臂1的转动。

作为可选地实施方式，图4是本实施例中第二传动组件、第三传动组件、第四传动组件的传动结构示意图，如图4所示，第二传动组件包括第一传动机构201和第二传动机构202。

其中，第一传动机构201设置为包括第三同步带轮2011、第四同步带轮2012以及连接于第三同步带轮2011和第四同步带轮2012上的第二同步带2013，第三同步带轮2011与第二动力组件32连接，第四同步带轮2012与第一传动轴12连接；

第二传动机构202设置为包括第五同步带轮2021、第六同步带轮2022以及连接于第五同步带轮2021和第六同步带轮2022上的第三同步带2023，第五同步带轮2021与第一传动轴12连接，第六同步带轮2022与第二传动轴21连接。

使用时，通过第二动力组件32中的伺服电机带动第一传动机构201中的第三同步带轮2011，进而通过第三同步带轮2011带动第二同步带2013、第二同步带2013带动第四同步带轮2012转动，第四同步带轮2012与第一传动轴12连接，通过第一传动轴12带动第二传动机构202的第五同步带轮2021转动，第五同步带轮2021带动第三同步带2023，第三同步带2023带动第六同步带轮2022，由于第六同步带轮2022与第二传动轴21连接，第六同步带轮2022带动第二传动轴21转动，从而实现第二转动臂2的转动。

作为可选地实施方式，第四传动组件包括第三传动机构401和第四传动机构402。

其中，第三传动机构401设置为包括第七同步带轮4011、第八同步带轮4012以及连接于第七同步带轮4011和第八同步带轮4012上的第四同步带4013，第七同步带轮4011与第四动力组件34连接，第八同步带轮4012与第二传动轴21连接；

第四传动机构402设置为包括第九同步带轮4021、第十同步带轮4022以及连接于第九同步带轮4021和第十同步带轮4022上的第五同步带4023，第九同步带轮4021与第二传动轴21连接，第十同步带轮4022与花键螺母42连接。

使用时，通过第四动力组件34中的伺服电机带动第三传动机构401中的第七同步带轮4011，进而通过第七同步带轮4011带动第四同步带4013、第四同步带4013带动第八同步带轮4012转动，第八同步带轮4012与第二传动轴21连接，通过第二传动轴21带动第四传动机构402的第九同步带轮4021转动，第九同步带轮4021带动第五同步带4023，第五同步带4023带动第十同步带轮4022，由于第十同步带轮4022与花键螺母42连接，第十同步带轮4022带动花键螺母42转动，从而实现执行机构4的转动。

作为可选地实施方式，第三传动组件30包括第十一同步带轮301、第十二同步带轮302以及连接于第十一同步带轮301与第十二同步带轮302上的第六同步带303。

其中，第十一同步带轮301与第三动力组件33连接，第十二同步带轮302与花键轴41连接。

使用时，通过第三动力组件33中的伺服电机带动第三传动组件30中的第十一同步带轮301，进而通过第十一同步带轮301带动第六同步带303、第六同步带303带动第十二同步带轮302转动，由第十二同步带轮302带动花键轴41，实现执行机构4在垂直方向运动。

作为可选地实施方式，第一转动臂1、第二转动臂2与基座3上均设置有安装板，其中，第一动力组件31、第二动力组件32、第三动力组件33、第四动力组件34、减速机11均固定安装于安装板上，确保使用时的稳定性和安全性。

作为可选地实施方式，第一传动组件10、第二传动组件、第三传动组件30、第四传动组件上均设置有张紧机构5，以确保SCARA机器人结构稳定运行，具体地，张紧机构5固定安装于安装板上，确保连接稳固。

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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种SCARA机器人结构，其特征在于，包括：

基座，设置有第一动力组件、第二动力组件以及减速机；

传动单元，包括第一传动组件和第二传动组件；

第一转动臂，设置有与所述减速机连接的第一传动轴，所述第一动力组件通过所述第一传动组件与所述减速机传动连接；

第二转动臂，设置有第二传动轴，所述第二动力组件通过所述第二传动组件与所述第二传动轴连接；

执行机构，设置于第二转动臂上，包括花键轴以及与花键轴配合的花键螺母。

2.根据权利要求1所述的一种SCARA机器人结构，其特征在于：还包括第三动力组件和第四动力组件，所述传动单元还包括第三传动组件和第四传动组件，其中：

所述第三动力组件设置于所述第二转动臂上，通过所述第三传动组件与所述花键轴连接，用于实现所述执行机构在垂直方向运动；

所述第四动力组件设置于所述第一转动臂上，通过所述第四传动组件与所述花键螺母连接，用于实现所述执行机构的转动。

3.根据权利要求1或2所述的一种SCARA机器人结构，其特征在于：所述第一传动组件包括第一同步带轮、第二同步带轮以及连接于所述第一同步带轮与所述第二同步带轮上的第一同步带，其中：

所述第一同步带轮连接所述第一动力组件，所述第二同步带轮连接所述减速机。

4.根据权利要求3所述的一种SCARA机器人结构，其特征在于：所述第二传动组件包括第一传动机构和第二传动机构，其中：

所述第一传动机构设置为包括第三同步带轮、第四同步带轮以及连接于所述第三同步带轮和所述第四同步带轮上的第二同步带，所述第三同步带轮与所述第二动力组件连接，所述第四同步带轮与所述第一传动轴连接；

所述第二传动机构设置为包括第五同步带轮、第六同步带轮以及连接于所述第五同步带轮和所述第六同步带轮上的第三同步带，所述第五同步带轮与所述第一传动轴连接，所述第六同步带轮与所述第二传动轴连接。

5.根据权利要求2所述的一种SCARA机器人结构，其特征在于：所述第四传动组件包括第三传动机构和第四传动机构，其中：

所述第三传动机构设置为包括第七同步带轮、第八同步带轮以及连接于所述第七同步带轮和所述第八同步带轮上的第四同步带，所述第七同步带轮与所述第四动力组件连接，所述第八同步带轮与所述第二传动轴连接；

所述第四传动机构设置为包括第九同步带轮、第十同步带轮以及连接于所述第九同步带轮和所述第十同步带轮上的第五同步带，所述第九同步带轮与所述第二传动轴连接，所述第十同步带轮与所述花键螺母连接。

6.根据权利要求2或5所述的一种SCARA机器人结构，其特征在于：第三传动组件包括第十一同步带轮、第十二同步带轮以及连接于所述第十一同步带轮与所述第十二同步带轮上的第六同步带，其中：

所述第十一同步带轮与所述第三动力组件连接，所述第十二同步带轮与所述花键轴连接。

7.根据权利要求2所述的一种SCARA机器人结构，其特征在于：所述第一转动臂、所述第二转动臂与所述基座上均设置有安装板，其中：

所述第一动力组件、所述第二动力组件、所述第三动力组件、所述第四动力组件、所述减速机均固定安装于安装板上。

8.根据权利要求7所述的一种SCARA机器人结构，其特征在于：所述第一传动组件、所述第二传动组件、所述第三传动组件、所述第四传动组件上均设置有张紧机构，所述张紧机构固定安装于所述安装板上。

9.根据权利要求2所述的一种SCARA机器人结构，其特征在于：所述第一动力组件、所述第二动力组件、所述第三动力组件与所述第四动力组件均设置为包括伺服电机。

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