一種經(jīng)濟(jì)型scara機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，更具體涉及一種經(jīng)濟(jì)型SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]SCARA機(jī)器人是一種平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人，具有優(yōu)良的剛度和柔順性，因而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。SCARA機(jī)器人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展和改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)基本成熟穩(wěn)定，但其腕部結(jié)構(gòu)對(duì)其末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、快速性影響較大。
[0003]目前，SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)主要采用THK生產(chǎn)的滾珠絲杠花鍵一體軸，精度高、剛性好，但滾珠絲杠花鍵一體軸成本高、貨期長(zhǎng)，無(wú)法滿足SCARA機(jī)器人大面積推廣應(yīng)用。為改善此現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者也對(duì)SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。例如，專利CN203003891 U公開了一種經(jīng)濟(jì)型SCARA機(jī)器人，為避免使用滾珠絲杠花鍵一體軸，其腕部采用滾珠絲杠和滾珠花鍵并隨末端一起進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，末端負(fù)載大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有SCARA機(jī)器人腕部關(guān)鍵配件貨期長(zhǎng)、成本高等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。
[0005]本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是:一種經(jīng)濟(jì)型SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，包含升降機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、小臂;所述升降機(jī)構(gòu)主要包含滾珠絲杠、滾珠絲杠螺母、連接件1、滾珠花鍵螺母、滾珠花鍵、安裝法蘭、直線軸承、導(dǎo)柱、連接件2;所述滾珠絲杠設(shè)置在所述小臂上，并可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述導(dǎo)柱與所述小臂固接，所述滾珠花鍵螺母與所述小臂連接，并可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述安裝法蘭固接在所述滾珠花鍵末端，所述滾珠花鍵與所述滾珠花鍵螺母配合，其頂部與所述連接件I連接，并可做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);所述的滾珠絲杠螺母與所述連接件I固接，所述直線軸承與所述連接I固接，并穿套在所述導(dǎo)柱上;所述的滾珠絲杠頂部與所述連接件2連接，兩者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述連接件2與所述導(dǎo)柱頂端固接。
[0006]所述驅(qū)動(dòng)裝置主要包含旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、升降伺服電機(jī)、電機(jī)安裝板、電機(jī)安裝座以及同步帶輪組。所述升降伺服電機(jī)經(jīng)所述電機(jī)安裝板與所述小臂固接，所述升降伺服電機(jī)軸端安裝升降同步帶輪2，所述升降同步帶輪I固接在所述滾珠絲杠末端;所述旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)經(jīng)所述電機(jī)安裝座固接在所述小臂上，其軸端安裝旋轉(zhuǎn)同步帶輪主動(dòng)輪，所述旋轉(zhuǎn)同步帶輪從動(dòng)輪與所述滾珠花鍵螺母相連接。
[0007]本發(fā)明提供的SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，利用滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)末端升降運(yùn)動(dòng)，利用滾珠花鍵調(diào)整末端姿態(tài)，利用導(dǎo)柱確保機(jī)器人在豎直方向上剛度;腕部結(jié)構(gòu)緊湊、末端重量小，降低了造價(jià)成本、縮短了貨期，為其推廣應(yīng)用提供了便利。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明SCARA機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖
[0009]圖2為本發(fā)明SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)示意圖
[0010]圖中:1、機(jī)座(第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié))；I1、大臂；II1、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié);IV、腕部結(jié)構(gòu)；1、滾珠絲杠;2、滾珠絲桿螺母;3、連接件(I);4、旋轉(zhuǎn)同步帶輪(I);5、滾珠花鍵螺母;6、滾珠花鍵；
7、安裝法蘭;8、升降同步帶輪(I); 9、電機(jī)安裝座；10、電機(jī)安裝板；11、升降同步帶輪(2);
12、小臂；13、升降伺服電機(jī);14、旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī);15、直線軸承;16、導(dǎo)柱;17、連接件(2)
【具體實(shí)施方式】
[0011]參照?qǐng)D1至圖2，本發(fā)明涉及的是一種經(jīng)濟(jì)型SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，其較佳的實(shí)施方式是:
[0012]SCARA主要擁有機(jī)座1、大臂11、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)II1、腕部結(jié)構(gòu)IV;機(jī)座I內(nèi)設(shè)置有伺服電機(jī)+減速機(jī)動(dòng)力輸出裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)大臂11的轉(zhuǎn)動(dòng);第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)III與機(jī)座I具有相同的動(dòng)力輸出裝置，在平面內(nèi)可實(shí)現(xiàn)對(duì)其腕部結(jié)構(gòu)IV位置調(diào)整。本發(fā)明的提供SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)主要包含升降機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、小臂12;升降機(jī)構(gòu)主要包含滾珠絲杠1、滾珠絲杠螺母
2、連接件(1)3、滾珠花鍵螺母5、滾珠花鍵6、安裝法蘭7、直線軸承15、導(dǎo)柱16、連接件(2)17;滾珠絲杠I設(shè)置在12小臂上，并可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);導(dǎo)柱16與小臂12固接，滾珠花鍵螺母5與小臂12連接，并可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);安裝法蘭7固接在滾珠花鍵6末端，滾珠花鍵6與滾珠花鍵螺母5配合，其頂部與連接件(1)3連接，并可做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);滾珠絲杠螺母2與所述連接件(1)3固接，直線軸承15固接在連接(1)3，并穿套在導(dǎo)柱16上;滾珠絲杠I頂部與連接件(2)17連接，兩者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接件(2)與導(dǎo)柱16頂端固接。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲杠I，可實(shí)現(xiàn)連接件(1)3升降運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了滾珠花鍵6升降運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠花鍵螺母5可實(shí)現(xiàn)對(duì)末端安裝法蘭7的姿態(tài)調(diào)整。
[0013]驅(qū)動(dòng)裝置主要包含旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)14、升降伺服電機(jī)13、電機(jī)安裝板10、電機(jī)安裝座9以及同步帶輪組。升降伺服電機(jī)13經(jīng)電機(jī)安裝板10與小臂12固接，升降伺服電機(jī)13軸端安裝升降同步帶輪(2)11，升降同步帶輪(1)8固接在滾珠絲杠I末端，通過(guò)旋轉(zhuǎn)滾珠絲杠I，實(shí)現(xiàn)了滾珠絲杠螺母2的升降運(yùn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)14經(jīng)電機(jī)安裝9座固接在小臂12上，其軸端設(shè)有同步帶輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)同步帶輪(1)4轉(zhuǎn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)同步帶輪(I)與滾珠花鍵螺母5相連接，以此實(shí)現(xiàn)滾珠花鍵6的空轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是采用了普通的滾珠絲杠、滾珠花鍵替代了滾珠絲杠花鍵一體軸，在保證SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)剛度和精度前提下，有效較低SCARA機(jī)器人造價(jià)成本，同時(shí)腕部結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，大大提高了末端運(yùn)行平穩(wěn)性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種經(jīng)濟(jì)型SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，其特征在于包含升降機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、小臂12;升降機(jī)構(gòu)主要包含滾珠絲杠1、滾珠絲杠螺母2、連接件(1)3、滾珠花鍵螺母5、滾珠花鍵6、安裝法蘭7、直線軸承15、導(dǎo)柱16、連接件(2)17;滾珠絲杠I設(shè)置在12小臂上，并可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；導(dǎo)柱16與小臂12固接，滾珠花鍵螺母5與小臂12連接，并可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng);安裝法蘭7固接在滾珠花鍵6末端，滾珠花鍵6與滾珠花鍵螺母5配合，其頂部與連接件(I) 3連接，并可做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);滾珠絲杠螺母2與所述連接件(1)3固接，直線軸承15固接在連接(1)3，并穿套在導(dǎo)柱16上;滾珠絲杠I頂部與連接件(2)17連接，兩者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，連接件(2)與導(dǎo)柱16頂端固接。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲杠1，可實(shí)現(xiàn)連接件(1)3升降運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了滾珠花鍵6升降運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠花鍵螺母5可實(shí)現(xiàn)對(duì)末端安裝法蘭7的姿態(tài)調(diào)整。驅(qū)動(dòng)裝置主要包含旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)14、升降伺服電機(jī)13、電機(jī)安裝板10、電機(jī)安裝座9以及同步帶輪組。升降伺服電機(jī)13經(jīng)電機(jī)安裝板10與小臂12固接，升降伺服電機(jī)13軸端安裝升降同步帶輪(2)11，升降同步帶輪(1)8固接在滾珠絲杠I末端，通過(guò)旋轉(zhuǎn)滾珠絲杠I，實(shí)現(xiàn)了滾珠絲杠螺母2的升降運(yùn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)14經(jīng)電機(jī)安裝9座固接在小臂12上，其軸端設(shè)有同步帶輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)同步帶輪(1)4轉(zhuǎn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)同步帶輪(I)與滾珠花鍵螺母5相連接，以此實(shí)現(xiàn)滾珠花鍵6的空轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)濟(jì)型SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，其特征是滾珠絲杠設(shè)置于小臂上，利用同步輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)SCARA機(jī)器人末端升降運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)濟(jì)型SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，其特征是利用導(dǎo)柱和直線軸承保證末端在豎直方向的剛度以及末端精度，末端結(jié)構(gòu)緊湊、負(fù)載小。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種經(jīng)濟(jì)型SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)，主要包含了升降機(jī)構(gòu)I、驅(qū)動(dòng)裝置II及小臂III；升降機(jī)構(gòu)I主要包含滾珠絲杠副、滾珠花鍵副、導(dǎo)柱、直線軸承，利用滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)末端升降運(yùn)動(dòng)、利用滾珠花鍵調(diào)整末端位姿、利用導(dǎo)柱確保機(jī)器人末端剛度和精度；驅(qū)動(dòng)裝置II主要由同步帶輪組、伺服電機(jī)構(gòu)成。與現(xiàn)有一種滾珠絲杠花鍵一體軸的SCARA機(jī)器人相比，成本低、貨期短。在保證SCARA機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)剛度和精度前提下，有效較低SCARA機(jī)器人造價(jià)成本，同時(shí)腕部結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，大大提高了末端運(yùn)行平穩(wěn)性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。
【IPC分類】B25J9/04, B25J9/10
【公開號(hào)】CN105619395
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610128511
【發(fā)明人】單家正
【申請(qǐng)人】單家正
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年3月7日