[实用新型]一种新型平面关节型机器人结构

说明书

技术领域

本实用新型属于工业机器人技术领域，特别是涉及一种四自由度平面关节型机器人结构。

背景技术

工业机器人技术作为现代科学技术的重要分支，他涉及了机械、电子、传感器、计算机和人工智能等众多学科的研究成果，融合了目前很多领域的先进技术。工业机器人技术还综合了机械工程学、电气工程学、微电子工程学、计算机工程学、控制工程学、仿生学以及人工智能工程等多门尖端学科。将它和计算机辅助设计系统、计算机辅助制造系统结合在一起应用，是现代制造业自动化的最新发展趋势。

用于小型、轻量部品高速搬送的四自由度平面关节型工业机器人，必须满足结构简单紧凑、结构刚度高、运动灵活可靠、重复定位精度高和可靠性高的要求。四自由度平面关节型工业机器人在点对点的运动中是最好的工业机器人之一，常用于分配、搬运、装载、包装、安放以及装配等作业之中。同时它还具有动作快、部件少、多种安装方式和基本免维修等优点。

作为四自由度平面关节型机器人，一般地说，当然期望平面关节型机器人的可动范围变大，同时也期望减少该平面关节型机器人机械臂的惯量，改善机械臂作为悬臂梁时的受力情况。而根据日本牧野洋实用新型的SCARA模型，设计研发的四自由度关节型机器人，其竖直方向上的可动范围不大，机械臂的惯量较大。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种新型平面关节型机器人结构，能够使平面关节型机器人的可动范围变大，同时也减少该平面关节型机器人机械臂的惯量，有效地提高机器人的运行速度和控制的稳定性。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种新型平面关节型机器人结构，包括: 起支承和减震作用的底座；在丝杆和光轴的限位作用下沿Z轴方向上上下运动的升降座，第一机械臂，其以与上述Z轴平行的X轴为转动中心能够转动的安装在上述升降座上；第二机械臂，其以与上述X轴平行的Y轴为转动中心能够转动的安装在上述第一机械臂上；作业主轴，其以与上述Y轴平行的R轴为转动中心能够转动的安装在上述第二机械臂上；盖子，被安装在第二机械臂上，支承作业主轴且具有供上述作业主轴贯穿的通孔；

 所述丝杆的运动副为其外部的螺纹以及与该螺纹相配合的丝杆螺帽，所述丝杆螺帽还与升降座通过第一螺钉紧密固定连接； Z轴伺服电机通过螺钉安装在Z轴电机架上，其上的Z轴伺服电机轴通过基米螺钉与Z轴主动带轮连接，Z轴从动带轮通过基米螺钉与丝杆连接，所述Z轴主动带轮通过同步带驱动Z轴从动带轮带动丝杆转动，从而带动升降座上下运动；

 所述丝杆的下部与安装在丝杆架中的角接触球轴承配合，所述底座上还安装有光轴，所述光轴的运动副为其外部的圆柱面以及与该圆柱面相配合的滑动衬套，所述滑动衬套还与升降座通过第一螺钉紧密固定连接，能够提高底座的稳定性；

 所述X轴伺服电机通过第二螺钉与第一机械臂紧密固定连接，所述第一机械臂通过第二螺钉与X轴谐波减速器紧密固定连接，所述X轴谐波减速器通过第二螺钉与升降座紧密固定连接，所述X轴伺服电机通过X轴谐波减速器带动第一机械臂转动，即X轴伺服电机的输出轴带动X轴谐波减速器的输入端运动，从而带动第一机械臂以及第一机械臂上的部件一起转动；

所述Y轴伺服电机通过螺钉与第二机械臂紧密固定连接，所述第二机械臂通过第二螺钉与Y轴谐波减速器紧密固定连接，所述Y轴谐波减速器通过第二螺钉与第一机械臂紧密固定连接；

所述作业主轴通过深沟球轴承和轴肩安装在第二机械臂和盖子之间，所述盖子通过螺钉与第二机械臂紧密固定连接，所述R轴伺服电机通过螺钉与第二机械臂紧密固定连接，R轴伺服电机与一级主动带轮通过同步带驱动连接，所述一级主动带轮与设置在R轴减速装置一轴上的一级从动带轮通过同步带驱动连接，设置在R轴减速装置一轴上的二级主动带轮与设置在R轴减速装置二轴上的二级从动带轮通过同步带驱动连接，设置在R轴减速装置二轴上的三级主动带轮与固连在作业主轴上的三级从动带轮通过同步带驱动连接，从而带动作业主轴和作业主轴上的部件沿R轴转动。

即R轴传动装置中各个带轮通过基米螺钉与相对应配合的轴连接，从而R轴伺服电机带动一级主动带轮转动，一级主动带轮带动一级从动带轮和二级主动带轮转动，二级主动带轮带动二级从动带轮和三级主动带轮转动，三级主动带轮带动三级从动带轮和作业主轴沿R轴为转动中心转动。

进一步地，所述一级主动带轮、一级从动带轮、二级从动带轮、二级主动带轮、三级从动带轮、三级主动带轮均采用圆弧齿同步带轮。