CN217703426U - 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：驱动第一臂与第二臂动作的第一电机与第二电机均安装在基座上，驱动动作轴动作的第三电机与第四电机则都安装在第一臂的第一端，从而大大减小了第一臂与第二臂所承受的整体重量以及运动惯性，能够大幅提高第一臂、第二臂的运行速度与结构，大大提高水平多关机机器人的动作速度，提高工作效率。

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，驱动连接第一臂，能驱动第一臂沿J1轴线水平旋转；

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，驱动连接第二臂，能驱动第二臂沿J2轴线水平旋转；

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，其安装在基座上，并与第一臂的第一端相连接，所述第一减速机构中空设置，所述第一电机安装在基座上，并与第一减速机构传动连接；

第二减速机构，其安装在第一臂的第二端，并与第二臂相连接，所述第二减速机构中空设置；

第一传动轴，其贯穿第一减速机构，并能沿J1轴线水平旋转，所述第二电机安装在基座上，并与第一传动轴的一端传动连接，所述第一传动轴的另一端则与第二减速机构传动连接；

第二传动轴，其贯穿第二减速机构，并能沿J2轴线水平旋转，且所述第二传动轴中空设置，所述第三电机安装在第一臂的第一端，并与第二传动轴的一端传动连接，所述第二传动轴的另一端则与动作轴传动连接；

第三传动轴，其贯穿第二传动轴，能与第二传动轴同轴旋转，所述第四电机安装在第一臂的第一端，并与第三传动轴的一端传动连接，所述第三传动轴的另一端则与动作轴传动连接。

还包括丝杆、连接件，所述丝杆可旋转地安装在第二臂上，并与动作轴平行设置，所述连接件与丝杆螺纹配合，所述连接件与动作轴轴向限位周向旋转配合，所述第三传动轴与丝杆传动连接。

所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机分别通过带传动驱动连接第一减速机构、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴；所述第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴分别通过带传动驱动连接第二减速机构、动作轴、丝杆。

所述第二减速机构的外壳与第一臂一体成型。

本实用新型的有益效果是：采用以上方案，驱动第一臂与第二臂动作的第一电机与第二电机均安装在基座上，驱动动作轴动作的第三电机与第四电机则都安装在第一臂的第一端，从而大大减小了第一臂与第二臂所承受的整体重量以及运动惯性，能够大幅提高第一臂、第二臂的运行速度与结构，大大提高水平多关机机器人的动作速度，提高工作效率。

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面结构示意图。

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、第三传动轴13、丝杆14、连接件15。

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。

其中，所述丝杆14可旋转地安装在第二臂4上，并与动作轴6平行设置，所述连接件15与丝杆14螺纹配合，所述连接件15与动作轴6轴向限位周向旋转配合，丝杆14的旋转动作能够带动连接件15升降动作，连接件15的升降能够带动动作轴6升降动作，动作轴6本身的旋转动作不会影响到其升降动作。然而在现有常规技术中，大多都是直接在动作轴上形成螺纹，并与螺母配合，这导致动作轴本身的旋转动作也会产生一定的升降移动，因此需要经过相互耦合计算，才能实现准确的升降以及旋转动作，动作反应慢。本实施例通过额外增加丝杆、连接件，使得动作轴6本身的旋转动作与升降动作相互独立，互不干扰，无需额外的耦合计算，省去了计算反应时间，从而能够进一步提高动作速度，满足高速动作的要求。

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。

所述第一减速机构9安装在基座1上，并与第一臂2的第一端201相连接，所述第一电机3安装在基座1上，并通过带传动与第一减速机构9传动连接，通过第一电机3的正反转输出，能够带动第一减速机构9的输出端旋转，从而实现第一臂2绕J1轴线水平往复旋转动作。

所述第二减速机构10安装在第一臂2的第二端202，并与第二臂4相连接，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J1轴线水平旋转，所述第二电机5安装在基座1上，并通过带传动的方式与第一传动轴11的一端传动连接，所述第一传动轴11的另一端则通过带传动的方式与第二减速机构10传动连接，通过第二电机5的正反转输出，能够带动第一传动轴11同步旋转，第一传动轴11则带动第二减速机构10的输出端旋转，从而实现第二臂4绕J2轴线水平往复旋转动作。

其中，所述第一臂2的第二端202底部形成有安装槽，该安装槽与第二减速机构10的外壳相一致，所述第二减速机构10中的输入轴、输出法兰以及摆线轮等分别组装在安装槽内，相当于就是说第二减速机构10的外壳一体成型于第一臂2的第二端202，无需额外设置法兰连接，大大简化了结构，不仅减轻了重量，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。

所述第二减速机构10同样中空设置，所述第二传动轴12贯穿第二减速机构10，并能沿J2轴线水平旋转，所述第三电机7安装在第一臂2的第一端，并通过带传动的方式与第二传动轴12的一端传动连接，所述第二传动轴12的另一端则通过带传动的方式与与动作轴6传动连接，通过第三电机7的正反转输出，能够带动第二传动轴12旋转，第二传动轴12则带动动作轴6绕J3轴线水平往复旋转动作。

所述第二传动轴12中空设置，所述第三传动轴13贯穿第二传动轴12，能与第二传动轴12同轴旋转，所述第四电机8安装在第一臂2的第一端，并通过带传动的方式与第三传动轴13的一端传动连接，所述第三传动轴13的另一端则通过带传动的方式与丝杆14传动连接，通过第四电机8的正反转输出，能够带动第三传动轴13旋转，第三传动轴13则带动丝杆14水平往复旋转动作，丝杆14的旋转动作能够实现连接件15的升降动作，连接件15则能够带动动作轴6同步升降动作。

采用上述方案，驱动第一臂与第二臂动作的第一电机与第二电机均安装在基座上，驱动动作轴动作的第三电机与第四电机则都安装在第一臂的第一端，从而大大减小了第一臂与第二臂所承受的整体重量以及运动惯性，能够大幅提高第一臂、第二臂的运行速度与结构，大大提高水平多关机机器人的动作速度，提高工作效率。

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 (4)

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），驱动连接第一臂（2），能驱动第一臂（2）沿J1轴线水平旋转；

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），驱动连接第二臂（4），能驱动第二臂（4）沿J2轴线水平旋转；

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），其安装在基座（1）上，并与第一臂（2）的第一端（201）相连接，所述第一减速机构（9）中空设置，所述第一电机（3）安装在基座（1）上，并与第一减速机构（9）传动连接；

第二减速机构（10），其安装在第一臂（2）的第二端（202），并与第二臂（4）相连接，所述第二减速机构（10）中空设置；

第一传动轴（11），其贯穿第一减速机构（9），并能沿J1轴线水平旋转，所述第二电机（5）安装在基座（1）上，并与第一传动轴（11）的一端传动连接，所述第一传动轴（11）的另一端则与第二减速机构（10）传动连接；

第二传动轴（12），其贯穿第二减速机构（10），并能沿J2轴线水平旋转，且所述第二传动轴（12）中空设置，所述第三电机（7）安装在第一臂（2）的第一端，并与第二传动轴（12）的一端传动连接，所述第二传动轴（12）的另一端则与动作轴（6）传动连接；

第三传动轴（13），其贯穿第二传动轴（12），能与第二传动轴（12）同轴旋转，所述第四电机（8）安装在第一臂（2）的第一端，并与第三传动轴（13）的一端传动连接，所述第三传动轴（13）的另一端则与动作轴（6）传动连接。

2.根据权利要求1所述的水平多关节机器人，其特征在于：还包括丝杆（14）、连接件（15），所述丝杆（14）可旋转地安装在第二臂（4）上，并与动作轴（6）平行设置，所述连接件（15）与丝杆（14）螺纹配合，所述连接件（15）与动作轴（6）轴向限位周向旋转配合，所述第三传动轴（13）与丝杆（14）传动连接。

3.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于：所述第一电机（3）、第二电机（5）、第三电机（7）、第四电机（8）分别通过带传动驱动连接第一减速机构（9）、第一传动轴（11）、第二传动轴（12）、第三传动轴（13）；

所述第一传动轴（11）、第二传动轴（12）、第三传动轴（13）分别通过带传动驱动连接第二减速机构（10）、动作轴（6）、丝杆（14）。

4.根据权利要求1所述的水平多关节机器人，其特征在于：所述第二减速机构（10）的外壳与第一臂（2）一体成型。

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