CN218947731U - 机械臂及scara机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机械臂及SCARA机器人。所述机械臂包括臂体、二轴驱动装置、滚珠丝杠花键组件、三轴驱动装置和四轴驱动装置，二轴驱动装置设置在臂体上，其输出端能用于连接SCARA机器人的大臂；滚珠丝杠花键组件包括滚珠丝杠轴、滚珠花键轴和丝杠螺母，滚珠丝杠轴为空心轴，滚珠花键轴嵌套在滚珠丝杠轴内，丝杠螺母可转动地设置在臂体上并且嵌套在滚珠丝杠轴的外侧；三轴驱动装置固设在臂体上，位于二轴驱动装置靠近丝杠螺母的一侧，并与丝杠螺母传动连接；四轴驱动装置固设在二轴驱动装置背朝臂体的一侧，并与滚珠花键轴传动连接。本实用新型的机械臂具有安装难度小，成本低，二轴驱动装置负载小、运行稳定等优点。

Description

机械臂及SCARA机器人

技术领域

本实用新型涉及引导运输领域，特别涉及一种机械臂及SCARA机器人。

背景技术

SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配机器手臂)机器人在工业生产中普遍应用。现有的SCARA四轴机器人的三轴和四轴多采用滚珠丝杠花键结构，一种方式是将丝杠花键做成一体，而在一根轴上同时加工出丝杠螺纹和花键槽难度较大，生产成本较高。另一方式是采用平行放置的丝杠轴和花键轴，存在装配难度大，集成度差，体积庞大的缺陷。另外，用于带动滚珠丝杠花键的伸缩和旋转的三轴电机和四轴电机安装位置远离小臂旋转轴线，导致驱动小臂旋转的二轴电机的负载较大，影响整机性能。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种机械臂及SCARA机器人，旨在解决现有技术中上述提及的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

在本实用新型的一个技术方案中，本实用新型提供一种机械臂，用于SCARA机器人，所述机械臂包括：

臂体；

二轴驱动装置，设置在所述臂体上，所述二轴驱动装置的输出端能用于连接所述SCARA机器人的大臂；

滚珠丝杠花键组件，包括滚珠丝杠轴、滚珠花键轴和丝杠螺母，所述滚珠丝杠轴为空心轴，所述滚珠花键轴嵌套在所述滚珠丝杠轴内，所述丝杠螺母可转动地设置在所述臂体上并且嵌套在所述滚珠丝杠轴的外侧；

三轴驱动装置，固设在所述臂体上，位于所述二轴驱动装置靠近所述丝杠螺母的一侧，所述三轴驱动装置与所述丝杠螺母传动连接；

四轴驱动装置，固设在所述二轴驱动装置背朝所述臂体的一侧，所述四轴驱动装置与所述滚珠花键轴传动连接。

在本实用新型的一个技术方案中，所述机械臂还包括：

第一带轮机构，延伸在所述三轴驱动装置与所述丝杠螺母之间，所述第一带轮机构的输入端与所述三轴驱动装置相连，输出端与所述丝杠螺母相连；

第二带轮机构，延伸在所述四轴驱动装置与所述滚珠花键轴之间，所述第二带轮机构的输入端与所述四轴驱动装置相连，输出端与所述滚珠花键轴相连。

在本实用新型的一个技术方案中，所述第一带轮机构包括与所述三轴驱动装置相连的第一带轮、与所述丝杠螺母相连的第二带轮、及连接所述第一带轮与所述第二带轮的第一同步带；

所述臂体上设有第一避让孔，所述丝杠螺母包括丝杠螺母本体和嵌套在所述丝杠螺母本体的外侧的轴套，所述滚珠丝杠轴嵌套在所述丝杠螺母本体内，所述丝杠螺母本体的轴向一端固定连接有一所述第二带轮，所述丝杠螺母本体的轴向另一端穿过所述第一避让孔以伸出所述臂体，所述轴套的侧表面凸设有止挡凸台，所述止挡凸台搭靠在所述臂体的所述第一避让孔周围的部位上，所述止挡凸台与所述臂体之间通过紧固件连接在一起。

在本实用新型的一个技术方案中，所述机械臂还包括：

下盖，所述下盖与所述臂体相连，所述下盖与所述臂体合围形成容纳腔，所述丝杠螺母本体沿所述第一避让孔伸出所述臂体的部位收容在所述容纳腔中。

在本实用新型的一个技术方案中，所述第二带轮机构包括第三带轮、第四带轮、连接所述第三带轮与所述第四带轮的第二同步带，所述四轴驱动装置与所述第三带轮相连；

所述滚珠丝杠花键组件还包括花键螺母，所述花键螺母固定在所述滚珠丝杠轴的第一端，并与所述滚珠花键轴通过花键副连接，所述滚珠花键轴远离所述臂体的一端伸出所述滚珠丝杠轴的第一端，并且在所述滚珠花键轴的伸出端套设有转接件，所述转接件与所述第四带轮相连。

在本实用新型的一个技术方案中，在所述臂体上凸设有一个或多个第一立柱，所述第一立柱位于所述丝杠螺母周侧的位置并相对于所述滚珠丝杠轴及滚珠花键轴凸起，在所述第一立柱远离所述臂体的一端设置有第一安装板；

所述第一安装板朝向所述臂体的一侧设置有朝向所述臂体延伸的安装槽，所述转接件的至少部分插入所述安装槽内，且所述安装槽与所述转接件之间设有轴承部件，所述轴承部件的外圈与所述安装槽固定连接，所述轴承部件的内圈套接并固定连接所述转接件，所述第四带轮位于所述第一安装板与所述花键螺母之间。

在本实用新型的一个技术方案中，所述机械臂还包括：

两限位块，在所述滚珠丝杠轴上间距地设置有两所述限位块；

其中，所述滚珠丝杠轴贯穿所述臂体，所述臂体位于两所述限位块之间的间距位置。

在本实用新型的一个技术方案中，在所述臂体上凸设有一个或多个第二立柱，所述第二立柱位于所述二轴驱动装置周侧的位置并相对于所述二轴驱动装置凸起，在所述第二立柱远离所述臂体的一端设置有第二安装板，所述四轴驱动装置固设在所述第二安装板上。

在本实用新型的一个技术方案中，所述二轴驱动装置包括第二电机和与所述第二电机连接的减速器，所述臂体对应所述二轴驱动装置的位置设有第二避让孔，所述第二电机的输出轴伸出所述第二避让孔与所述减速器相连，所述减速器能用于连接所述SCARA机器人的大臂；

所述三轴驱动装置包括第三电机，所述第三电机的输出轴呈朝向所述臂体的方向布置，所述输出轴上设有第一带轮，且所述输出轴的自由端设有用于将所述第一带轮限位在所述输出轴的第一锁止件；

所述四轴驱动装置包括第四电机，所述第四电机的输出轴呈背向所述臂体的方向布置，所述输出轴上设有第三带轮，且所述输出轴的自由端设有用于将所述第三带轮限位在所述输出轴第二锁止件。

在本实用新型的另一个技术方案中，本实用新型提供一种SCARA机器人，包括：

大臂；

一轴驱动装置，与所述大臂连接，用于驱动所述大臂转动；

如上所述的机械臂，所述二轴驱动装置的输出端与所述大臂连接，用于驱动所述机械臂相对于所述大臂转动。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的提机械臂通过将独立的滚珠丝杠轴和滚珠花键轴组合为嵌套的共轴结构，方便地实现了机器人负载的直线运动、螺旋运动和旋转运动，降低了安装难度和加工成本，通过将三轴驱动装置设置在二轴驱动装置靠近丝杠螺母的一侧以及将四轴驱动装置设置在二轴驱动装置背朝臂体的一侧，使得三轴驱动装置和四轴驱动装置靠近臂体旋转轴线，避免了机械臂负载能力低、转动惯量大等问题，提升了运行稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本实用新型的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1是本实用新型一实施方式的机械臂的立体结构示意图。

图2是本实用新型一实施方式的机械臂的剖面结构示意图。

图3是本实用新型一实施方式的滚珠丝杠花键组件的立体结构示意图。

图4是图3所示的滚珠丝杠花键组件的剖面结构示意图。

图5是本实用新型一实施方式的滚珠丝杠花键组件的另一立体结构示意图。

图6是图5所示的滚珠丝杠花键组件的剖面结构示意图。

图7是本实用新型一实施方式的臂体的立体结构示意图。

图8是本实用新型一实施方式的下盖的立体结构示意图。

图9是本实用新型一实施方式的二轴驱动装置的立体结构示意图。

图10是本实用新型一实施方式的三轴驱动装置的立体结构示意图。

图11是图10所示的三轴驱动装置的剖面结构示意图。

图12是本实用新型一实施方式的四轴驱动装置的立体结构示意图。

图13是图12所示的四轴驱动装置的剖面结构示意图。

附图标记说明如下：

1、臂体；11、第一连接端；12、第二连接端；13、第一避让孔；14、第二避让孔；2、二轴驱动装置；21、第二电机；22、减速器；3、三轴驱动装置；31、第三电机；32、第一锁止件；4、四轴驱动装置；41、第四电机；42、第二锁止件；5、滚珠丝杠花键组件；51、滚珠丝杠轴；511、第一端；512、第二端；52、滚珠花键轴；53、丝杠螺母；531、丝杠螺母本体；532、轴套；533、止挡凸台；54、花键螺母；55、转接件；56、轴承部件；61、第一带轮机构；611、第一带轮；612、第二带轮；613、第一同步带；62、第二带轮机构；621、第三带轮；622、第四带轮；623、第二同步带；7、下盖；81、第一立柱、82、第二立柱；91、第一安装板；911、安装槽；92、第二安装板；101、第一限位块；102、第二限位块。

具体实施方式

尽管本实用新型可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本实用新型原理的示范性说明，而并非旨在将本实用新型限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、内、外、左、右、前、后等)用于解释本实用新型的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本实用新型的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本实用新型的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

以下结合本说明书的附图，对本实用新型的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

参考图1至图13描述根据本实用新型实施例的用于SCARA机器人的机械臂。

如图1和图2所示，该机械臂包括臂体1、二轴驱动装置2、滚珠丝杠花键组件5、三轴驱动装置3和四轴驱动装置4，其中，二轴驱动装置2设置在臂体1上，二轴驱动装置2的输出端能用于连接所述SCARA机器人的大臂；滚珠丝杠花键组件5包括滚珠丝杠轴51、滚珠花键轴52和丝杠螺母53，滚珠丝杠轴51为空心轴，滚珠花键轴52嵌套在滚珠丝杠轴51内，丝杠螺母53可转动地设置在臂体1上并且嵌套在滚珠丝杠轴51的外侧；三轴驱动装置3固设在臂体1上，位于二轴驱动装置2靠近丝杠螺母53的一侧，三轴驱动装置3与丝杠螺母53传动连接；四轴驱动装置4固设在二轴驱动装置2背朝臂体1的一侧，四轴驱动装置4与滚珠花键轴52传动连接。

在该技术方案中，该臂体1具有相对的第一连接端11和第二连接端12，臂体1的第一连接端11设置有所述二轴驱动装置2，所述二轴驱动装置2的输出端用于连接SCARA机器人的大臂，其输出的动力变速后将转矩传递给大臂，进而使臂体1以较为合理的转速相对于大臂转动，臂体1的第二连接端12设置有所述滚珠丝杠花键组件5，所述滚珠丝杠花键组件5作为执行搬运、装配等工业作业的执行机构，能够直接与负载接触，通过控制臂体1相对于大臂的旋转角度能够将滚珠丝杠花键组件5移动至设定位置以执行搬运、装配等工业作业，其中，本实用新型的机械臂相当于现有SCARA四轴工业机器人的小臂。

如图3至图6所示，滚珠丝杠花键组件5包括滚珠丝杠轴51、滚珠花键轴52和丝杠螺母53，滚珠丝杠轴51呈中空结构，滚珠花键轴52设置于滚珠丝杠轴51内且能够与滚珠丝杠轴51联动，丝杠螺母53可转动地设置在臂体1上并套设在滚珠丝杠轴51的外侧，通过丝杠螺母53和/或滚珠花键轴52的旋转运动可带动滚珠丝杠轴51产生相对应的运动。示例性地，滚珠丝杠轴51为动作轴用于与负载连接，丝杠螺母53与三轴驱动装置3传动连接，通过三轴驱动装置3驱动丝杠螺母53转动，能够带动滚珠丝杠轴51沿滚珠花键轴52直线运动，滚珠花键轴52与四轴驱动装置4传动连接，通过四轴驱动装置4驱动滚珠花键轴52转动，能够带动滚珠丝杠轴51沿滚珠花键轴52螺旋运动，而当丝杠螺母53和滚珠花键轴52同时转动时，能够带动滚珠丝杠轴51旋转运动，从而实现通过所述滚珠丝杠轴51带动负载产生直线运动、旋转运动以及螺旋运动。该滚珠丝杠花键组件5结构将滚珠丝杠轴51和滚珠花键轴52设置为嵌套且同轴连接，降低了安装难度，且不需要在同一根轴上加工花键槽和丝杠螺纹，降低了加工难度和生产成本。

进一步地，如图1所示，二轴驱动装置2、三轴驱动装置3和四轴驱动装置4均固设在臂体1的第一连接端11，将二轴驱动装置2设置在臂体1上虽然相对于将其安装在大臂上会增加转动惯量，但这种设计会使得整体结构简单，安装方便，且有助于提升臂体1的移动速度与灵敏度；其中，三轴驱动装置3位于二轴驱动装置2靠近丝杠螺母53的一侧，四轴驱动装置4位于二轴驱动装置2背朝臂体1的一侧，如此布置使得三轴驱动装置3和四轴驱动装置4靠近二轴驱动装置2，即使得三轴驱动装置3和四轴驱动装置4靠近的臂体1旋转轴线，使得可降低二轴驱动装置2的负载和臂体1的转动惯量，有助于提高二轴驱动装置2的运行速度，且避免臂体1出现头重脚轻现象，提高了机械臂在使用过程中的稳定性。

在本实用新型的一个技术方案中，如图1所示，该机械臂还包括第一带轮机构61和第二带轮机构62，所述第一带轮机构61延伸在所述三轴驱动装置3与所述丝杠螺母53之间，所述第一带轮机构61的输入端与所述三轴驱动装置3相连，输出端与所述丝杠螺母53相连，所述第二带轮机构62延伸在所述四轴驱动装置4与所述滚珠花键轴52之间，所述第二带轮机构62的输入端与所述四轴驱动装置4相连，输出端与所述滚珠花键轴52相连。

在该技术方案中，第一带轮机构61和第二带轮机构62可以分别由主动轮、从动轮和传动带形成带传动，以分别向丝杠螺母53和滚珠花键轴52传递动力。其中，在上述带轮机构中，主动轮与驱动装置的输出轴传动连接，例如驱动装置为电机，主动轮套设于电机的输出轴上，或者驱动装置通过其他方式驱动主动轮转动；从动轮与丝杠螺母53和滚珠花键轴52传动连接，例如，从动轮与丝杠螺母53和滚珠花键轴52固定连接，通过从动轮带动丝杠螺母53和滚珠花键轴52转动。带轮机构能够通过设置不同传动比的主动轮和从动轮实现减速功能。

在本技术方案中，滚珠丝杠花键组件5设置在臂体1的第二连接端12，三轴驱动装置3和四轴驱动装置4设置在臂体1的第一连接端11，第一带轮机构61和第二带轮机构62延伸在臂体1的第一连接端11和第二连接端12之间，其根据三轴驱动装置3、四轴驱动装置4和滚珠丝杠花键组件5的布局位置，延长了传动距离，从而满足臂体1使三轴驱动装置3和四轴驱动装置4靠近臂体1旋转轴线的装配需求，提升了机器人运行性能。

在本实用新型的一个技术方案中，如图2和图7所示，所述第一带轮机构61包括与所述三轴驱动装置3相连的第一带轮611、与所述丝杠螺母53相连的第二带轮612、及连接所述第一带轮611与所述第二带轮612的第一同步带613；

所述臂体1上设有第一避让孔13，所述丝杠螺母53包括丝杠螺母本体531和嵌套在所述丝杠螺母本体531的外侧的轴套532，所述滚珠丝杠轴51嵌套在所述丝杠螺母本体531内，所述丝杠螺母本体531的轴向一端固定连接有一所述第二带轮612，所述丝杠螺母本体531的轴向另一端穿过所述第一避让孔13以伸出所述臂体1，所述轴套532的侧表面凸设有止挡凸台533，所述止挡凸台533搭靠在所述臂体1的所述第一避让孔13周围的部位上，所述止挡凸台533与所述臂体1之间通过紧固件连接在一起。

在该技术方案中，臂体1上设有第一避让孔13，滚珠丝杠花键组件5通过该第一避让孔13自上而下穿过所述臂体1，丝杠螺母53包括丝杠螺母本体531和套设在丝杠螺母本体531上的轴套532，丝杠螺母本体531可相对于轴套532转动，丝杠螺母本体531呈中空结构，滚珠丝杠轴51设置在丝杠螺母本体531内，丝杠螺母本体531的轴向一端固定连接第二带轮612，丝杠螺母本体531的轴向另一端穿过所述第一避让孔13以伸出臂体1，所述轴套532的侧表面设置有向外凸伸的止挡凸台533，所述轴套532的一部分穿过所述第一避让孔13以伸出臂体1，所述止挡凸台533搭靠在所述臂体1的所述第一避让孔13周围的部位上以将轴套532限位在臂体1上，其中止挡凸台533和臂体1的对应位置分别设有连接孔，紧固件穿设于连接孔内以将轴套532固定在臂体1上。紧固件包括但不限于螺钉、螺栓或卡扣等。

示例性地，第一带轮611连接在三轴驱动装置3的输出轴上，三轴驱动装置3的输出轴带动第一带轮611转动，第一带轮611转动通过第一同步带613带动第二带轮612转动，进而第二带轮612转动带动丝杠螺母本体531转动，从而带动滚珠丝杠轴51沿滚珠花键轴52直线运动。其中，第一同步带613为能够与第一带轮611和第二带轮612啮合的结构，避免传动打滑，保证传动的精度。

其中，第二带轮612可通过任何适当的方式连接在丝杠螺母本体531上，例如可以采用螺纹紧固件、卡扣连接件固定丝杠螺母本体531上，例如可以采用焊接的方式固定在丝杠螺母本体531上，例如也可以采用过盈配合装配在丝杠螺母本体531上。其中，轴套532与臂体1的固定连接不限于通过紧固件连接，也可以通过焊接或过盈配合的方式连接在臂体1上。

在本实用新型的一个技术方案中，如图1和图8所示，该机械臂还包括下盖7，所述下盖7与所述臂体1相连，所述下盖7与所述臂体1合围形成容纳腔，所述丝杠螺母本体531沿所述第一避让孔13伸出所述臂体1的部位收容在所述容纳腔中。

在该技术方案中，下盖7通过螺栓或卡扣等紧固件连接在臂体1的下表面，以对丝杠螺母53伸出所述臂体1的至少一部分形成遮挡，提升机械臂的装配效果和美观性。其中，下盖7对应第一避让孔13的位置设有一通孔，滚珠丝杠轴51的第二端512穿过该通孔以伸出所述下盖7与负载连接，且滚珠丝杠轴51的第二端512凸出于滚珠花键轴52。

在本实用新型的一个技术方案中，如图1和图4所示，所述第二带轮612机构包括第三带轮621、第四带轮622、连接所述第三带轮621与所述第四带轮622的第二同步带623，所述四轴驱动装置4与所述第三带轮621相连；

所述滚珠丝杠花键组件5还包括花键螺母54，所述花键螺母54固定在所述滚珠丝杠轴51的第一端511，并与所述滚珠花键轴52通过花键副连接，所述滚珠花键轴52远离所述臂体1的一端伸出所述滚珠丝杠轴51的第一端511，并且在所述滚珠花键轴52的伸出端套设有转接件55，所述转接件55与所述第四带轮622相连。

在该技术方案中，第三带轮621与四轴驱动装置4相连，第四带轮622与滚珠花键轴52相连，第二同步带623连接第三带轮621和第四带轮622，以通过四轴驱动装置4驱动滚珠花键轴52转动。其中，滚珠丝杠花键组件5还包括花键螺母54，滚珠丝杠轴和滚珠花键轴52通过花键螺母54连接，花键螺母54能够在滚珠丝杠轴51与滚珠花键轴52之间传动，使得滚珠丝杠轴51与滚珠花键轴52能够联动，当四轴驱动装置4带动滚珠花键轴52转动时，滚珠丝杠轴51可产生螺旋运动。

如图4所示，滚珠丝杠轴具有轴向相对的第一端511和第二端512，花键螺母54固定在滚珠丝杠轴51的第一端511，其可以通过诸如过盈配合、螺栓、销钉等方式与滚珠丝杠轴51的第一端511固定连接，并与所述滚珠花键轴52通过花键副连接。其中，滚珠花键轴52远离臂体1的一端凸出滚珠丝杠轴51的第一端511，并且在滚珠花键轴52的伸出端套设有转接件55，转接件55可以通过螺栓、销钉、过盈配合、焊接等方式与滚珠花键轴52固定连接，转接件55上固定连接有所述第四带轮622，四轴驱动装置4的输出轴带动第三带轮621转动，第三带轮621转动通过第二同步带623带动第四带轮622转动，进而第四带轮622转动带动滚珠丝杠轴51沿滚珠花键轴52螺旋运动。其中，第四带轮622可以通过螺栓、销钉、过盈配合、焊接等方式与转接件55固定连接，此处不作限制。其中，第二同步带623为能够与第三带轮621和第四带轮622啮合的结构，避免传动打滑，保证传动的精度。

在本实用新型的一个技术方案中，如图1所示，在所述臂体1上凸设有一个或多个第一立柱81，所述第一立柱81位于所述丝杠螺母53周侧的位置并相对于所述滚珠丝杠轴51及滚珠花键轴52凸起，在所述第一立柱81远离所述臂体1的一端设置有第一安装板91；

如图4所示，所述第一安装板91朝向所述臂体1的一侧设置有朝向所述臂体1延伸的安装槽911，所述转接件55的至少部分插入所述安装槽911内，且所述安装槽911与所述转接件55之间设有轴承部件56，所述轴承部件56的外圈与所述安装槽911固定连接，所述轴承部件56的内圈套接并固定连接所述转接件55，所述第四带轮622位于所述第一安装板91与所述花键螺母54之间。

在该技术方案中，在臂体1上设有至少一个第一立柱81，通过第一立柱81以及与第一立柱81连接的第一安装板91以将滚珠花键轴52集成设置并吊装在臂体1上，这样可以节约臂体1空间，降低臂体1的布置需求。

其中，在第一安装板91面对臂体1的表面凸设有开口朝向臂体1的安装槽911，转接件55通过设置于安装槽911内的轴承部件56限位并固定在安装槽911中，具体的，轴承部件56的外圈通过诸如过盈配合、螺栓、销钉等方式与安装槽911固定连接，转接件55远离臂体1的端部通过诸如过盈配合、螺栓、销钉等方式与轴承部件56的内圈固定连接，第四带轮622固定连接在转接件55位于安装槽911之外的部位上，第四带轮622转动带动滚珠花键轴52转动。本技术方案中，通过相配合的第一安装板91、轴承和转接件55将滚珠花键轴52可转动地吊装在臂体1上，不仅节约了臂体1空间，而且通过轴承发挥支撑作用，使得滚珠花键轴52具有转动阻力小，功率消耗少，起动容易等特点。

在本实用新型的一个技术方案中，在所述滚珠丝杠轴51上间距地设置有两限位块，所述滚珠丝杠轴51贯穿所述臂体1，所述臂体1位于两所述限位块之间的间距位置。

在该技术方案中，如图2至图6所示，滚珠丝杠轴51上固设有间距分布的第一限位块101和第二限位块102，第一限位块101位于转接件55的下方位置，第二限位块102位于丝杠螺母53的下方位置，臂体1位于第一限位块101和第二限位块102之间的位置，在滚珠丝杠轴51沿滚珠花键轴52直线运动或螺旋运动时，第一限位块101和第二限位块102通过与丝杠螺母53产生干涉而对滚珠丝杠轴51的行程范围发挥限位作用，防止滚珠丝杠轴51运动时超出其行程范围。其中，第一限位块101和第二限位块102可通过螺栓、销钉、过盈配合、焊接等方式与滚珠丝杠轴51固定连接。

在本实用新型的一个技术方案中，如图1所示，在所述臂体1上凸设有一个或多个第二立柱82，所述第二立柱82位于所述二轴驱动装置2周侧的位置并相对于所述二轴驱动装置2凸起，在所述第二立柱82远离所述臂体1的一端设置有第二安装板92，所述四轴驱动装置4固设在所述第二安装板92上。

在该技术方案中，通过至少一个第二立柱82以及与第二立柱82连接的第二安装板92将四轴驱动装置4集成设置并吊装在二轴驱动装置2的上方位置，使得四轴驱动装置4靠近二轴驱动装置2，且节约臂体1空间，为实现三轴驱动装置3靠近二轴驱动装置2设置预留更多安装空间，通过优化布局实现三轴驱动装置3和四轴驱动装置4靠近臂体1旋转轴线，提高机械臂运行性能，同时使得机械臂结构紧凑。

在本实用新型的一个技术方案中，如图1和图9所示，所述二轴驱动装置2包括第二电机21和与所述第二电机21连接的减速器22，所述臂体1对应所述二轴驱动装置2的位置设有第二避让孔14，所述第二电机21的输出轴伸出所述第二避让孔14与所述减速器22相连，所述减速器22能用于连接所述SCARA机器人的大臂；

如图10和图11所示，所述三轴驱动装置3包括第三电机31，所述第三电机31的输出轴呈朝向所述臂体1的方向布置，所述输出轴上设有第一带轮611，且所述输出轴的自由端设有用于将所述第一带轮611限位在所述输出轴的第一锁止件32；

如图12和图13所示，所述四轴驱动装置4包括第四电机41，所述第四电机41的输出轴呈背向所述臂体1的方向布置，所述输出轴上设有第三带轮621，且所述输出轴的自由端设有用于将所述第三带轮621限位在所述输出轴第二锁止件42。

在该技术方案中，第二电机21、第三电机31和第四电机41的底部均设有电机安装板，第二电机21和第三电机31的电机安装板通过螺栓与臂体1固定连接，第四电机41的电机安装板通过螺栓与第二安装板92固定连接。其中，第二电机21和第三电机31的输出轴朝下设置，第二电机21的输出轴穿过第二避让孔14以伸出臂体1，并连接有减速器22，所述减速器22用于连接所述SCARA机器人的大臂，第二电机21输出的动力变速后将转矩传递给大臂，进而使臂体1以较为合理的转速相对大臂绕第二电机21的输出轴转动。第三电机31的输出轴上通过螺栓固定有第一锁止件32，通过该第一锁止件32将第一带轮611限位固定在所述输出轴上。其中，第四电机41的输出轴朝上设置，在第二安装板92对应第四电机41的输出轴的位置设置有一通孔，第四电机41的输出轴穿过该通孔并在伸出第二安装板92的部位设置有第三带轮621，第三带轮621通过设置在第四电机41输出轴端部的第二锁止件42限位固定在所述输出轴上。

当然，第一带轮611与第三电机31的输出轴的连接方式以及第三带轮621与第四电机41的输出轴的连接方式不限于此，其可通过螺栓、螺钉、卡扣、过盈配合、焊接等方式固定在相应的输出轴上。

在本技术方案中，通过优化各驱动装置的结构及布局，使得机械臂整体质心靠近其旋转轴线，提升了机械臂的运行性能，且提升了机械臂的集成度和结构紧凑型。

进一步地，所述机械臂还可以包括上盖(图中未示出)，所述上盖与所述臂体1的上表面相连，与所述臂体1合围形成容纳腔，所述二轴驱动装置2、三轴驱动装置3、四轴驱动装置4以及滚珠丝杠花键组件5位于所述臂体1上的部位收容在所述容纳腔中，以提升机械臂的装配效果和美观性。

基于同样的实用新型构思，本实用新型还提供一种SCARA机器人，包括大臂、一轴驱动装置和如上所述的机械臂，一轴驱动装置与大臂连接，用于驱动大臂转动，二轴驱动装置2的输出端与大臂连接，用于驱动机械臂相对于大臂转动。

本实施例的SCARA机器人通过应用上述的机械臂具有安装难度小，成本低，且运行稳定性好的有益效果。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离实施例的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种机械臂，用于SCARA机器人，其特征在于，所述机械臂包括：

臂体；

二轴驱动装置，设置在所述臂体上，所述二轴驱动装置的输出端能用于连接所述SCARA机器人的大臂；

滚珠丝杠花键组件，包括滚珠丝杠轴、滚珠花键轴和丝杠螺母，所述滚珠丝杠轴为空心轴，所述滚珠花键轴嵌套在所述滚珠丝杠轴内，所述丝杠螺母可转动地设置在所述臂体上并且嵌套在所述滚珠丝杠轴的外侧；

三轴驱动装置，固设在所述臂体上，位于所述二轴驱动装置靠近所述丝杠螺母的一侧，所述三轴驱动装置与所述丝杠螺母传动连接；

四轴驱动装置，固设在所述二轴驱动装置背朝所述臂体的一侧，所述四轴驱动装置与所述滚珠花键轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，还包括：

第一带轮机构，延伸在所述三轴驱动装置与所述丝杠螺母之间，所述第一带轮机构的输入端与所述三轴驱动装置相连，输出端与所述丝杠螺母相连；

第二带轮机构，延伸在所述四轴驱动装置与所述滚珠花键轴之间，所述第二带轮机构的输入端与所述四轴驱动装置相连，输出端与所述滚珠花键轴相连。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，

所述第一带轮机构包括与所述三轴驱动装置相连的第一带轮、与所述丝杠螺母相连的第二带轮、及连接所述第一带轮与所述第二带轮的第一同步带；

所述臂体上设有第一避让孔，所述丝杠螺母包括丝杠螺母本体和嵌套在所述丝杠螺母本体的外侧的轴套，所述滚珠丝杠轴嵌套在所述丝杠螺母本体内，所述丝杠螺母本体的轴向一端固定连接有一所述第二带轮，所述丝杠螺母本体的轴向另一端穿过所述第一避让孔以伸出所述臂体，所述轴套的侧表面凸设有止挡凸台，所述止挡凸台搭靠在所述臂体的所述第一避让孔周围的部位上，所述止挡凸台与所述臂体之间通过紧固件连接在一起。

4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，还包括：

下盖，所述下盖与所述臂体相连，所述下盖与所述臂体合围形成容纳腔，所述丝杠螺母本体沿所述第一避让孔伸出所述臂体的部位收容在所述容纳腔中。

5.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，

所述第二带轮机构包括第三带轮、第四带轮、连接所述第三带轮与所述第四带轮的第二同步带，所述四轴驱动装置与所述第三带轮相连；

所述滚珠丝杠花键组件还包括花键螺母，所述花键螺母固定在所述滚珠丝杠轴的第一端，并与所述滚珠花键轴通过花键副连接，所述滚珠花键轴远离所述臂体的一端伸出所述滚珠丝杠轴的第一端，并且在所述滚珠花键轴的伸出端套设有转接件，所述转接件与所述第四带轮相连。

6.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，

在所述臂体上凸设有一个或多个第一立柱，所述第一立柱位于所述丝杠螺母周侧的位置并相对于所述滚珠丝杠轴及滚珠花键轴凸起，在所述第一立柱远离所述臂体的一端设置有第一安装板；

所述第一安装板朝向所述臂体的一侧设置有朝向所述臂体延伸的安装槽，所述转接件的至少部分插入所述安装槽内，且所述安装槽与所述转接件之间设有轴承部件，所述轴承部件的外圈与所述安装槽固定连接，所述轴承部件的内圈套接并固定连接所述转接件，所述第四带轮位于所述第一安装板与所述花键螺母之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的机械臂，其特征在于，还包括：

两限位块，在所述滚珠丝杠轴上间距地设置有两所述限位块；

其中，所述滚珠丝杠轴贯穿所述臂体，所述臂体位于两所述限位块之间的间距位置。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的机械臂，其特征在于，

在所述臂体上凸设有一个或多个第二立柱，所述第二立柱位于所述二轴驱动装置周侧的位置并相对于所述二轴驱动装置凸起，在所述第二立柱远离所述臂体的一端设置有第二安装板，所述四轴驱动装置固设在所述第二安装板上。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的机械臂，其特征在于，

所述二轴驱动装置包括第二电机和与所述第二电机连接的减速器，所述臂体对应所述二轴驱动装置的位置设有第二避让孔，所述第二电机的输出轴伸出所述第二避让孔与所述减速器相连，所述减速器能用于连接所述SCARA机器人的大臂；

所述三轴驱动装置包括第三电机，所述第三电机的输出轴呈朝向所述臂体的方向布置，所述输出轴上设有第一带轮，且所述输出轴的自由端设有用于将所述第一带轮限位在所述输出轴的第一锁止件；

所述四轴驱动装置包括第四电机，所述第四电机的输出轴呈背向所述臂体的方向布置，所述输出轴上设有第三带轮，且所述输出轴的自由端设有用于将所述第三带轮限位在所述输出轴第二锁止件。

10.一种SCARA机器人，其特征在于，包括：

大臂；

一轴驱动装置，与所述大臂连接，用于驱动所述大臂转动；

如权利要求1至9中任一项所述的机械臂，所述二轴驱动装置的输出端与所述大臂连接，用于驱动所述机械臂相对于所述大臂转动。

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