CN216967788U - 水平多关节机器人 - Google Patents

Abstract

一种水平多关节机器人，其特征在于：第一减速机构与第二减速机构分别安装在第一臂两端，且第一减速机构的外壳、第二减速机构的外壳均与第一臂一体成型。这相当于将第一减速机构与第二减速机构直接融入到第一臂上，无需额外设置法兰连接，大大简化了结构，不仅整体厚度与体积大幅减小，减轻了重量，降低了旋转惯量，运行速度更快，工作效率更高，而且减少了零部件，降低了成本。

Description

水平多关节机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种水平多关节机器人。

背景技术

水平多关节机器人SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)是一种水平多关节机器人，具有四个轴和四个运动自由度:X ,Y ,Z方向的平动自由度和绕Z轴的转动自由度。在X ,Y方向上具有顺从性，而在Z轴方向上具有良好的刚度，大臂和小臂是串联的两杆结构，类似人的手臂，可以伸进有限的空间中进行作业，然后收回。它的第一，二，四轴具有转动特性，第三轴具有线性移动特性，并且第三和第四可以根据工作需要的不同，制造成相应多种不同的形态。因此，SCARA机器人被广泛应用于电子产品工业，汽车工业，塑料工业，药品工业和食品工业等多个领域，用以完成搬取，装配，喷涂，焊接等操作。

常规机器人在大臂上会设置减速器，以保证扭矩传递的可靠性，动作稳定，但是减速器都是通过外购，并通过法兰连接的方式安装在机器人上，这不仅导致大臂的整体厚度增加，体积增大，而且增加了重量和旋转关系，大大限制了其运行速度。

另外，常规机器人的各驱动马达都设置于各关节上或小臂组件内，增加了机器人手臂的重量与转动惯量，降低了机器人的运行速度与节拍。

实用新型内容

为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种水平多关节机器人。

本实用新型所采用的技术方案：一种水平多关节机器人，包括

基座；

第一臂，其第一端与基座旋转配合，能绕J1轴线水平旋转；

第一电机，其安装在基座上，并驱动连接第一臂；

第二臂，其一端与第一臂的第二端旋转配合，能绕J2轴线水平旋转；

第二电机，其安装在第一臂上，并驱动连接第二臂；

动作轴，其活动设置在第二臂的另一端，能沿J3轴线升降动作和水平旋转；

第三电机，驱动连接动作轴，能驱动动作轴沿J3轴线水平旋转；

第四电机，驱动连接动作轴，能驱动动作轴沿J3轴线升降动作；

第一减速机构与第二减速机构，所述第一减速机构与第二减速机构分别安装在第一臂两端，且第一减速机构的外壳、第二减速机构的外壳均与第一臂一体成型。

所述第一减速机构安装在第一臂的第二端，所述第二电机驱动连接第一减速机构的输入轴，所述第一减速机构的输出端与第二臂连接；

还包括第一传动轴、第二传动轴，所述第一减速机构中空设置，所述第一传动轴贯穿第一减速机构，并能沿J2轴线水平旋转，且所述第一传动轴与动作轴联动连接；

所述第一传动轴中空设置，所述第二传动轴贯穿第一传动轴并与第一传动轴同轴旋转配合，且所述第二传动轴与动作轴联动连接；

所述第三电机与第四电机均安装在第一臂的第一端，并分别驱动连接第一传动轴与第二传动轴。

所述第二减速机构安装在第一臂的第二端，所述第一电机驱动连接第二减速机构的输入轴，所述第二减速机构的输出端与基座连接；

所述第二减速机构中空设置，所述基座上还设有以J1轴线为中心的空心导柱，所述空心导柱，所述第二减速机构套设在空心导柱外。

所述第一电机通过带传动驱动连接第二减速机构的输入轴。

所述第二电机、第三电机、第四电机分别通过带传动驱动第一减速机构、第一传动轴、第二传动轴。

本实用新型的有益效果是：采用以上方案，第一减速机构与第二减速机构的壳体均一体形成在第一臂上，这相当于将第一减速机构与第二减速机构直接融入到第一臂上，无需额外设置法兰连接，大大简化了结构，不仅整体厚度与体积大幅减小，减轻了重量，降低了旋转惯量，运行速度更快，工作效率更高，而且减少了零部件，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例水平多关节机器人的结构示意图。

图2为本实用新型实施例水平多关节机器人的剖视图。

图3为本实用新型实施例第一臂带第一减速机构与第二减速机构时的结构示意图。

图4为本实用新型实施例第一臂的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图所示，一种水平多关节机器人，包括基座1、第一臂2、第一电机3、第二臂4、第二电机5、动作轴6、第三电机7、第四电机8、第一减速机构9、第二减速机构10、第一传动轴11、第二传动轴12。

所述第一臂2的第一端201与基座1旋转配合，能绕J1轴线水平旋转，所述第二臂4一端与第一臂2的第二端202旋转配合，能绕J2轴线水平旋转，另一端安装动作轴6，所述动作轴能沿J3轴线升降动作和水平旋转。

所述第一减速机构9与第二减速机构10均可以采用摆线针轮减速机构，其具体结构与申请人在先申请各个专利中所公开的摆线针轮减速机构相类似，如申请号为201910908370.8的发明专利申请，其结构包括外壳，以及安装在外壳内的输入轴、输出法兰以及摆线轮等，不仅结构紧凑，而且传动效率高。

所述第二减速机构10固定安装在第一臂2的第一端201，所述第一电机3安装在基座1上，并通过带传动的方式驱动连接第二减速机构10的输入轴，所述第二减速机构10的输出端则与基座1连接，通过第一电机3的正反转输出，能够带动第二减速机构10的输出端相对其外壳旋转，从而实现第一臂2绕J1轴线水平往复旋转动作。

所述第一减速机构9固定安装在第一臂2的第二端202，所述第二电机5安装在第一臂2上，并通过带传动的方式驱动连接第一减速机构9的输入轴，所述第一减速机构9的输出端则与第二臂4连接，通过第二电机5的正反转输出，能够带动第二臂4绕J2轴线水平往复旋转动作。

其中，所述第一臂2的两端底部形成有安装槽21，该安装槽与第一减速机构9与第二减速机构10的外壳相一致，所述第一减速机构9、第二减速机构10中的输入轴、输出法兰以及摆线轮等分别组装在安装槽21内，相当于就是说第一减速机构9的外壳、第二减速机构10的外壳均一体成型于外壳2的两端，使得第一减速机构、第二减速机构与第一臂相融合，无需额外设置法兰连接，大大简化了结构，不仅整体厚度与体积大幅减小，减轻了重量，降低了旋转惯量，运行速度更快，工作效率更高，而且减少了零部件，降低了成本。

另外，所述第二电机5、第三电机7、第四电机8均安装在第一臂2的第一端201位置，所述第一减速机构9中空设置，即其输入轴中空设置，第一传动轴11贯穿第一减速机构9的输入轴中心，并通过轴承与第一减速机构9的输入轴构成轴向限位周向旋转的配合，所述第一传动轴11上端通过带传动的方式与第三电机7连接，第一传动轴11下端通过带传动的方式与动作轴6连接，通过第三电机7的正反转输出，能够带动动作轴6绕J3轴线往复旋转。

所述第一传动轴11同样中空设置，所述第二传动轴12贯穿第一传动轴11中心，并通过轴承与第一传动轴11构成轴向限位周向旋转的配合，所述第二传动轴12上端通过带传动的方式与第四电机8连接，第二传动轴12下端通过带传动的方式与动作轴6上的螺母组件连接，通过第四电机8的正反转输出，能够带动动作轴6沿J3轴线直线升降动作。

将第一减速机构9中空设置，并在第一减速机构9的中空处依次同轴设置第一传动轴与第二传动轴用于带动动作轴的旋转与升降动作，而用于驱动第一减速机构、第一传动轴、第二传动轴的第二电机、第三电机、第四电机均安装在第一臂的第一端处，大大降低了旋转惯量，不仅整体布局合理，结构紧凑，易于生产装配，而且运行速度更快，能够大幅提高工作效率。

进一步的，所述第二减速机构10的输入轴同样中空设置，所述基座1上设有以J1轴线为中心的空心导柱101，所述第二减速机构10的输入轴套设在空心导柱101上，不仅进一步保证整体结构可靠，动作稳定，而且空心导柱101的空心部分可用于穿线，第二电机、第三电机、第四电机的连接线可贯穿过空心导柱101，便于线路整理，避免第二减速机构10输入轴高速旋转摩擦损坏线。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述，但是本实用新型的实用新型思想并不仅限于此实用新型，任何运用本实用新型思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (5)

1.一种水平多关节机器人，包括

基座（1）；

第一臂（2），其第一端（201）与基座（1）旋转配合，能绕J1轴线水平旋转；

第一电机（3），其安装在基座（1）上，并驱动连接第一臂（2）；

第二臂（4），其一端与第一臂（2）的第二端（202）旋转配合，能绕J2轴线水平旋转；

第二电机（5），其安装在第一臂（2）上，并驱动连接第二臂（4）；

动作轴（6），其活动设置在第二臂（4）的另一端，能沿J3轴线升降动作和水平旋转；

第三电机（7），驱动连接动作轴（6），能驱动动作轴（6）沿J3轴线水平旋转；

第四电机（8），驱动连接动作轴（6），能驱动动作轴（6）沿J3轴线升降动作；

其特征在于：还包括第一减速机构（9）与第二减速机构（10），所述第一减速机构（9）与第二减速机构（10）分别安装在第一臂（2）两端，且第一减速机构（9）的外壳、第二减速机构（10）的外壳均与第一臂（2）一体成型。

2.根据权利要求1所述的一种水平多关节机器人，其特征在于：所述第一减速机构（9）安装在第一臂（2）的第二端（202），所述第二电机（5）驱动连接第一减速机构（9）的输入轴，所述第一减速机构（9）的输出端与第二臂（4）连接；

还包括第一传动轴（11）、第二传动轴（12），所述第一减速机构（9）中空设置，所述第一传动轴（11）贯穿第一减速机构（9），并能沿J2轴线水平旋转，且所述第一传动轴（11）与动作轴（6）联动连接；

所述第一传动轴（11）中空设置，所述第二传动轴（12）贯穿第一传动轴（11）并与第一传动轴（11）同轴旋转配合，且所述第二传动轴（12）与动作轴（6）联动连接；

所述第三电机（7）与第四电机（8）均安装在第一臂（2）的第一端（201），并分别驱动连接第一传动轴（11）与第二传动轴（12）。

3.根据权利要求1所述的一种水平多关节机器人，其特征在于：所述第二减速机构（10）安装在第一臂（2）的第二端（202），所述第一电机（3）驱动连接第二减速机构（10）的输入轴，所述第二减速机构（10）的输出端与基座（1）连接；

所述第二减速机构（10）中空设置，所述基座（1）上还设有以J1轴线为中心的空心导柱（101），所述空心导柱（101），所述第二减速机构（10）套设在空心导柱（101）外。

4.根据权利要求3所述的一种水平多关节机器人，其特征在于：所述第一电机（3）通过带传动驱动连接第二减速机构（10）的输入轴。

5.根据权利要求2所述的一种水平多关节机器人，其特征在于：所述第二电机（5）、第三电机（7）、第四电机（8）分别通过带传动驱动第一减速机构（9）、第一传动轴（11）、第二传动轴（12）。

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