CN204209684U - 全固定电机驱动的高速scara机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及全固定电机驱动的高速SCARA机器人。目的是提供的机器人应具有结构简单、定位准确以及工作效率高的特点。技术方案是：全固定电机驱动的高速SCARA机器人，包括机座、电机组、可水平转动地定位在机座上的大臂、可水平转动地定位在大臂前端的小臂、既可水平转动又可竖直运动地定位在小臂前端的丝杆、用于传递电机组动力以驱动大臂、小臂与丝杆运动的传动机构；其特征在于：所述电机组包括用于驱动大臂旋转的第一电机、用于驱动小臂旋转的第二电机、用于驱动丝杆升降的第三电机以及用于驱动丝杆旋转的第四电机；所述第一电机、第二电机、第三电机及第四电机均固定在机座中(在工作状态下均保持静止)。

Description

全固定电机驱动的高速SCARA机器人

技术领域

本实用新型涉及SCARA机器人技术领域，具体是一种全固定电机驱动的高速SCARA机器人。

背景技术

SCARA机器人具有部件少、故障率低及工作可靠的特点，已成为了应用最广泛的一种装配机器人。SCARA机器人通过大臂、小臂、丝杆、伺服电机以及各种关节(肩关节、肘关节和腕关节)的配合来实现水平和垂直运动。而SCARA机器人的大臂和小臂上都装有伺服电机，加重了机械臂的重量，为了保证机械臂末端的定位精度，必须控制机械臂的运动速度(机械臂的重量与惯量会影响机械臂的运动)，因此降低了机器人的工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种全固定电机驱动的高速SCARA机器人，该机器人应具有结构简单、定位准确以及工作效率高的特点。

本实用新型的技术方案是：全固定电机驱动的高速SCARA机器人，包括机座、电机组、可水平转动地定位在机座上的大臂、可水平转动地定位在大臂前端的小臂、既可水平转动又可竖直运动地定位在小臂前端的丝杆、用于传递电机组动力以驱动大臂、小臂与丝杆运动的传动机构；其特征在于：

所述电机组包括用于驱动大臂旋转的第一电机、用于驱动小臂旋转的第二电机、用于驱动丝杆升降的第三电机以及用于驱动丝杆旋转的第四电机；所述第一电机、第二电机、第三电机及第四电机均固定在机座中(在工作状态下均保持静止)；

所述传动机构包括在第一电机与大臂之间传递动力的第一传动组、在第二电机与小臂之间传递动力的第二传动组、在第三电机与丝杆之间传递动力的第三传动组、在第四电机与丝杆之间传递动力的第四传动组。

所述第一传动组包括可转动地定位在大臂和与机座中的大臂转轴以及在大臂转轴与第一电机转轴之间传递动力的大臂带轮组。

所述第二传动组包括可转动地定位在大臂与机座中的第一小臂转轴、可转动地定位在大臂与小臂中的第二小臂转轴、在第一小臂转轴与第二电机转轴之间传递动力的第一小臂带轮组以及在第一小臂转轴与第二小臂转轴之间传递动力的第二小臂带轮组。

所述第三传动组包括可转动地定位在大臂与机座中的第一升降转轴、可转动地定位在大臂与小臂中的第二升降转轴、在第一升降转轴与第三电机转轴之间传递动力的第一升降带轮组、在第一升降转轴与第二升降转轴之间传递动力的第二升降带轮组、在第二升降转轴与丝杆之间传递动力的第三升降带轮组。

所述第四传动组包括可转动地定位在大臂与机座中的第一旋转转轴、可转动地定位在大臂与小臂中的第二旋转转轴、在第一旋转转轴与第四电机转轴之间传递动力的第一旋转带轮组、在第一升降转轴与第二旋转转轴之间传递动力的第二旋转带轮组、在第二旋转转轴与丝杆之间传递动力的第三旋转带轮组。

所述第一小臂转轴、第一升降转轴与第一旋转转轴均为同轴穿套在大臂转轴外部的空心轴；所述第二升降转轴与第二旋转转轴均为同轴穿套在第二小臂转轴外部的空心轴。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过合理的空间布局以及空心套轴与齿形皮带的组合应用，将用于驱动大臂、小臂以及丝杆运动的电机都固定在机座内，大大降低了机械臂的重量，减小了机械臂的转动惯量，提高了大臂和小臂的速度上限，同时增加的机座重量在一定程度上也增强了整体的刚性和稳定性；因此本实用新型具有结构简单、刚性高、惯性小、运动快等特性，不仅能保证较高的定位精度，又能实现高速运转，有效提升了机器人的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的俯视结构示意图。

图3为图2的F-F剖视结构示意图。

图4为图2的J-J剖视结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1所示，全固定电机驱动的高速SCARA机器人，包括机座11、大臂12、小臂13、丝杆14、全固定的电机组以及传动机构；所述大臂可水平转动地定位在机座上，小臂可水平转动地定位在大臂前端(图3的右侧方向)，丝杆既可水平转动又可竖直升降地定位在小臂前端(图3的右侧方向)。

所述电机组包括第一电机21、第二电机22、第三电机23与第四电机24；第一电机用于驱动大臂旋转，第二电机用于驱动小臂旋转，第三电机用于驱动丝杆升降，第四电机用于驱动丝杆旋转，同时上述四个电机均固定在机座内(在工作状态下均保持静止)。

所述传动机构用于传递电机组动力以驱动大臂、小臂及丝杆运动，包括第一传动组、第二传动组、第三传动组与第四传动组。

第一传动组：

所述第一传动组在第一电机与大臂之间传递动力，包括设置在机座内的大臂带轮组以及可绕竖直轴线转动地定位在大臂与机座中的大臂转轴31；所述大臂转轴的上端与大臂固定并且下端可转动地定位在机座内；

所述大臂带轮组在大臂转轴与第一电机之间传递动力，包括固定在第一电机输出轴上的第一电机带轮21-1、固定在大臂转轴下端的大臂转轴带轮31-1以及套装在第一电机带轮与大臂转轴带轮31-1上的第一传送带51。

第二传动组：

所述第二传动组在第二电机与小臂之间传递动力，包括可绕竖直轴线转动地定位在大臂与机座中的第一小臂转轴32、可绕竖直轴线转动地定位在大臂与小臂中的第二小臂转轴41、设置在机座内的第一小臂带轮组以及设置在大臂内的第二小臂带轮组；所述第一小臂转轴的下端可转动地定位在机座内并且上端可转动地定位在大臂内，第二小臂转轴的上端可转动地定位在大臂内并且下端与小臂固定；

第一小臂带轮组在第二电机与第一小臂转轴之间传递动力，包括固定在第二电机输出轴上的第二电机带轮22-1、固定在第一小臂转轴下端的第一小臂转轴下带轮32-1以及套装在第二电机带轮与第一小臂转轴下带轮上的第一小臂传送带52；

第二小臂带轮组在第一小臂转轴与第二小臂转轴之间传递动力，包括固定在第一小臂转轴上端的第一小臂转轴上带轮32-2、固定在第二小臂转轴上端的第二小臂转轴上带轮41-2、套装在第一小臂转轴上带轮与第二小臂转轴上带轮上的第二小臂传送带53。

第三传动组：

所述第三传动组在第三电机与丝杆之间传递动力，包括可绕竖直轴线转动地定位在大臂与机座中的第一升降转轴33、可绕竖直轴线转动地定位在大臂与小臂中的第二升降转轴42、连接第一升降转轴与第三电机的第一升降带轮组、连接第一升降转轴与第二升降转轴的第二升降带轮组、连接第二升降转轴与丝杆的第三升降带轮组(用于控制丝杆竖直升降)；所述第一升降转轴的下端可转动地定位在机座内并且上端可转动地定位在大臂内，第二升降转轴的上端可转动地定位在大臂内并且下端可转动地定位在小臂内；

第一升降带轮组在第三电机与第一升降转轴之间传递动力，包括固定在第三电机输出轴上的第三电机带轮23-1、固定在第一升降转轴下端的第一升降转轴下带轮33-1、套装在第三电机带轮与第一升降转轴下带轮上的第一升降传送带54；

第二升降带轮组在第一升降转轴与第二升降转轴之间传递动力，包括固定在第一升降转轴上端的第一升降转轴上带轮33-2、固定在第二升降转轴上端的第二升降转轴上带轮42-2、套装在第一升降转轴上带轮与第二升降转轴上带轮上的第二升降传送带55；

第三升降带轮组在丝杆与第二升降转轴之间传递动力，包括固定在第二升降转轴下端的第二升降转轴下带轮42-1、设置在丝杆上的丝杆上带轮14-1(该带轮中安装着与丝杆相配合的螺母套)、套装在第二升降转轴下带轮与丝杆上带轮的第三升降传送带56；

所述丝杆上带轮与丝杆组成滚珠丝杠副。

第四传动组：

所述第四传动组在第四电机与丝杆之间传递动力，包括可绕竖直轴线转动地定位在大臂与机座中的第一旋转转轴34、可绕竖直轴线转动地定位在大臂与小臂中的第二旋转转轴43、连接第一旋转转轴与第四电机的第一旋转带轮组、连接第一旋转转轴与第二旋转转轴的第二旋转带轮组、连接第二旋转转轴与丝杆的第三旋转带轮组(用于控制丝杆绕竖直轴线旋转)；所述第一旋转转轴的下端可转动地定位在机座内并且上端可转动地定位在大臂内，第二旋转转轴的上端可转动地定位在大臂内并且下端可转动地定位在小臂内；

第一旋转带轮组在第四电机与第一旋转转轴之间传递动力，包括固定在第四电机输出轴上的第四电机带轮24-1、固定在第一旋转转轴下端的第一旋转转轴下带轮34-1、套装在第四电机带轮与第一旋转转轴下带轮上的第一旋转传送带57；

第二旋转带轮组在第一旋转转轴与第二旋转转轴之间传递动力，包括固定在第一旋转转轴上端的第一旋转转轴上带轮34-2、固定在第二旋转转轴上端的第二旋转转轴上带轮43-2、套装在第一旋转转轴上带轮与第二旋转转轴上带轮上的第二旋转传送带58；

第三旋转带轮组在丝杆与第二旋转转轴之间传递动力，包括固定在第二旋转转轴下端的第二旋转转轴下带轮43-1、设置在丝杆上的丝杆下带轮14-2、套装在第二旋转转轴下带轮4与丝杆下带轮上的第三旋转传送带59；丝杆下带轮与丝杆组成滚珠花键副。

所述大臂转轴、第一小臂转轴、第一升降转轴与第一旋转转轴同轴布置，第一小臂转轴、第一升降转轴与第一旋转转轴为由内而外依次套装在大臂转轴上的空心轴；所述第二小臂转轴、第二升降转轴与第二旋转转轴同轴布置，第二升降转轴与第二旋转转轴为由内而外依次套装在第二小臂转轴上的空心轴；上述带轮组中，带轮均采用齿形带轮，传送带均采用齿形皮带。

Claims (6)

1.全固定电机驱动的高速SCARA机器人，包括机座(11)、电机组、可水平转动地定位在机座上的大臂(12)、可水平转动地定位在大臂前端的小臂(13)、既可水平转动又可竖直运动地定位在小臂前端的丝杆(14)、用于传递电机组动力以驱动大臂、小臂与丝杆运动的传动机构；其特征在于：

所述电机组包括用于驱动大臂旋转的第一电机(21)、用于驱动小臂旋转的第二电机(22)、用于驱动丝杆升降的第三电机(23)以及用于驱动丝杆旋转的第四电机(24)；所述第一电机、第二电机、第三电机及第四电机均设置在机座中；

所述传动机构包括在第一电机与大臂之间传递动力的第一传动组、在第二电机与小臂之间传递动力的第二传动组、在第三电机与丝杆之间传递动力的第三传动组、在第四电机与丝杆之间传递动力的第四传动组。

2.根据权利要求1所述的全固定电机驱动的高速SCARA机器人，其特征在于：所述第一传动组包括可转动地定位在大臂和与机座中的大臂转轴(31)以及在大臂转轴与第一电机转轴之间传递动力的大臂带轮组。

3.根据权利要求2所述的全固定电机驱动的高速SCARA机器人，其特征在于：所述第二传动组包括可转动地定位在大臂与机座中的第一小臂转轴(32)、可转动地定位在大臂与小臂中的第二小臂转轴(41)、在第一小臂转轴与第二电机转轴之间传递动力的第一小臂带轮组以及在第一小臂转轴与第二小臂转轴之间传递动力的第二小臂带轮组。

4.根据权利要求3所述的全固定电机驱动的高速SCARA机器人，其特征在于：所述第三传动组包括可转动地定位在大臂与机座中的第一升降转轴(33)、可转动地定位在大臂与小臂中的第二升降转轴(42)、在第一升降转轴与第三电机转轴之间传递动力的第一升降带轮组、在第一升降转轴与第二升降转轴之间传递动力的第二升降带轮组、在第二升降转轴与丝杆之间传递动力的第三升降带轮组。

5.根据权利要求4所述的全固定电机驱动的高速SCARA机器人，其特征在于：所述第四传动组包括可转动地定位在大臂与机座中的第一旋转转轴(34)、可转动地定位在大臂与小臂中的第二旋转转轴(43)、在第一旋转转轴与第四电机转轴之间传递动力的第一旋转带轮组、在第一升降转轴与第二旋转转轴之间传递动力的第二旋转带轮组、在第二旋转转轴与丝杆之间传递动力的第三旋转带轮组。

6.根据权利要求5所述的全固定电机驱动的高速SCARA机器人，其特征在于：所述第一小臂转轴、第一升降转轴与第一旋转转轴均为同轴穿套在大臂转轴外部的空心轴；所述第二升降转轴与第二旋转转轴均为同轴穿套在第二小臂转轴外部的空心轴。