[实用新型]平面关节型机器人及其控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种平面关节型机器人 及其控制系统。

背景技术

随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，工业机器人将被更广 泛地应用在制造业的各个领域。其中平面关节型机器人手臂大量地运用于装 配作业，这一类机器人有结构轻便，响应速度快的优点。现有的平面关节型 机器人手臂关节是通过谐波减速器或者RV减速器来联接，并通过伺服电机驱 动减速器来达到快速驱动机械臂的目的。但由于使用了谐波减速器或RV减速 器，且减速器中的啮合齿间存在侧隙，所以平面关节型机器人手臂工作时会 存在不可避免的误差，从而影响装配精度。

另外，现有的平面关节型机器人的Z轴和绕Z轴旋转的实现是通过两个 伺服电机分别驱动平行放置的滚珠丝杆和花键来实现的，而滚珠丝杆和花键 通过一个连接块连接。上述方案在两伺服电机同时工作时会出现不可避免的 微小抖动，从而影响装配的精度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供了一种平面关节型机器人及其控 制系统，该平面关节型机器人及其控制系统工作效率更高、装配精度更高且 成本较低。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种平面关节型机器人，其中所述平面关节型机器人包括机架、设于机 架的第一机械臂、设于所述机架和第一机械臂之间的第一电机、连接于所述 第一机械臂的机械手，所述第一电机嵌入所述第一机械臂并直接驱动所述第 一机械臂转动。

优选的，所述平面关节型机器人还包括设于所述第一机械臂和机械手之 间的第二机械臂，及嵌入所述第二机械臂并直接驱动所述第二机械臂转动的 第二电机。

优选的，所述第一电机为内转子电机。

优选的，所述内转子电机包括动子轴、与所述动子轴过盈配合的第一动 子、设于所述第一动子外围的第一定子，所述第一定子具有磁极，所述磁极 上缠绕有线圈绕组，所述第一动子具有安装槽，所述安装槽内设有第一永磁 体贴片，所述内转子电机还包括设于所述动子轴上的第一编码器。

优选的，所述第一编码器包括第一光栅片和电路板，所述第一光栅片设 于所述动子轴上。

优选的，所述第一电机为外转子电机。

优选的，所述外转子电机包括定子轴、与所述定子轴相配接的第二定子、 设于所述第二定子外围的第二动子，所述第二定子具有电枢，所述电枢上均 匀缠绕有电枢绕组，所述第二动子的内壁上设有第二永磁体贴片，所述外转 子电机还包括第二编码器，所述第二编码器包括与所述定子轴配合的第二光 栅片。

优选的，所述第一机械臂为所述外转子电机的第二动子，当所述外转子 电机转动时，所述第一机械臂绕所述定子轴转动，且所述第一机械臂的位置 参数通过所述第二编码器反馈。

优选的，所述机械手包括上中空电机、下中空电机、丝杠、丝杠花键连 接件、直线导轨及相对于所述直线导轨滑行的滑块，所述丝杠花键连接件设 于所述滑块上，所述上中空电机和下中空电机同轴心设置，所述上中空电机 具有上中空转轴，所述上中空转轴上设有上编码器和与所述丝杠配接的法兰 螺母，且所述丝杠套入所述上中空转轴中，所述丝杠连接于所述丝杠花键连 接件的上端，所述下中空电机具有下中空转轴，所述下中空转轴上设有下编 码器，所述下中空转轴中套设有花键，所述花键设于所述丝杠花键连接件上， 且所述直线导轨与所述上中空转轴和下中空转轴平行。

相应地，一种平面关节型机器人的控制系统，其中所述平面关节型机器 人包括第一电机、第二电机、上中空电机和下中空电机，所述控制系统包括 计算机、控制器、第一电机驱动器、第一编码器、第二电机驱动器、第二编 码器、上中空电机驱动器、上编码器、下中空电机驱动器、下编码器，所述 计算机和控制器通过以太网线连接，并且可以交互信息，通过所述计算机对 控制器进行编程，控制器将系统反馈的参数传送给计算机显示出来，从而根 据程序分别对第一电机驱动器、第二电机驱动器、上中空电机驱动器及下中 空电机驱动器发出相应的脉冲信号。