一種經濟型SCARA機器人腕部結構制造技術

本發明專利技術公開了一種經濟型SCARA機器人腕部結構，主要包含了升降機構I、驅動裝置II及小臂III；升降機構I主要包含滾珠絲杠副、滾珠花鍵副、導柱、直線軸承，利用滾珠絲杠實現末端升降運動、利用滾珠花鍵調整末端位姿、利用導柱確保機器人末端剛度和精度；驅動裝置II主要由同步帶輪組、伺服電機構成。與現有一種滾珠絲杠花鍵一體軸的SCARA機器人相比，成本低、貨期短。在保證SCARA機器人腕部結構剛度和精度前提下，有效較低SCARA機器人造價成本，同時腕部結構緊湊、重量輕，大大提高了末端運行平穩性和動態響應特性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于工業機器人領域，更具體涉及一種經濟型SCARA機器人腕部結構。
技術介紹
SCARA機器人是一種平面關節型機器人,具有優良的剛度和柔順性，因而被廣泛應用于工業生產領域。SCARA機器人經過長期發展和改進，其結構基本成熟穩定，但其腕部結構對其末端運動平穩性、快速性影響較大。目前,SCARA機器人腕部結構主要采用THK生產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，無法滿足SCARA機器人大面積推廣應用。為改善此現狀，國內眾多學者也對SCARA機器人腕部結構進行改進設計。例如，專利CN203003891U公開了一種經濟型SCARA機器人，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行升降運動，末端負載大、動態響應較差。
技術實現思路
為了解決現有SCARA機器人腕部關鍵配件貨期長、成本高等問題，本專利技術提供了一種SCARA機器人腕部結構緊湊、精度高、動態響應好。本專利技術解決上述問題的技術方案是：一種經濟型SCARA機器人腕部結構，包含升降機構、驅動裝置、小臂；所述升降機構主要包含滾珠絲杠、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、導柱、連接件2；所述滾珠絲杠設置在所述小臂上，并可繞其軸線轉動；所述導柱與所述小臂固接，所述滾珠花鍵螺母與所述小臂連接，并可繞其軸線轉動；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1連接，并可做旋轉運動；所述的滾珠絲杠螺母與所述連接件1固接，所述直線軸承與所述連接1固接，并穿套在所述導柱上；所述的滾珠絲杠頂部與所述連接件2連接，兩者可相對轉動，所述連接件2與所述導柱頂端固接。所述驅動裝置主要包含旋轉伺服電機、升降伺服電機、電機安裝板、電機安裝座以及同步帶輪組。所述升降伺服電機經所述電機安裝板與所述小臂固接，所述升降伺服電機軸端安裝升降同步帶輪2，所述升降同步帶輪1固接在所述滾珠絲杠末端；所述旋轉伺服電機經所述電機安裝座固接在所述小臂上，其軸端安裝旋轉同步帶輪主動輪，所述旋轉同步帶輪從動輪與所述滾珠花鍵螺母相連接。本專利技術提供的SCARA機器人腕部結構，利用滾珠絲杠實現末端升降運動，利用滾珠花鍵調整末端姿態，利用導柱確保機器人在豎直方向上剛度；腕部結構緊湊、末端重量小，降低了造價成本、縮短了貨期，為其推廣應用提供了便利。附圖說明圖1為本專利技術SCARA機器人結構示意圖圖2為本專利技術SCARA機器人腕部結構示意圖圖中：I、機座(第一旋轉關節)；II、大臂；III、第二旋轉關節；IV、腕部結構；1、滾珠絲杠；2、滾珠絲桿螺母；3、連接件(1)；4、旋轉同步帶輪(1)；5、滾珠花鍵螺母；6、滾珠花鍵；7、安裝法蘭；8、升降同步帶輪(1)；9、電機安裝座；10、電機安裝板；11、升降同步帶輪(2)；12、小臂；13、升降伺服電機；14、旋轉伺服電機；15、直線軸承；16、導柱；17、連接件(2)具體實施方式參照圖1至圖2，本專利技術涉及的是一種經濟型SCARA機器人腕部結構，其較佳的實施方式是：SCARA主要擁有機座I、大臂II、第二旋轉關節III、腕部結構IV；機座I內設置有伺服電機+減速機動力輸出裝置可實現對大臂II的轉動；第二旋轉關節III與機座I具有相同的動力輸出裝置，在平面內可實現對其腕部結構IV位置調整。本專利技術的提供SCARA機器人腕部結構主要包含升降機構、驅動裝置、小臂12；升降機構主要包含滾珠絲杠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、導柱16、連接件(2)17；滾珠絲杠1設置在12小臂上，并可繞其軸線轉動；導柱16與小臂12固接，滾珠花鍵螺母5與小臂12連接，并可繞其軸線轉動；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，并可做旋轉運動；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，并穿套在導柱16上；滾珠絲杠1頂部與連接件(2)17連接，兩者可相對轉動，連接件(2)與導柱16頂端固接。通過轉動滾珠絲杠1，可實現連接件(1)3升降運動，進而實現了滾珠花鍵6升降運動，轉動滾珠花鍵螺母5可實現對末端安裝法蘭7的姿態調整。驅動裝置主要包含旋轉伺服電機14、升降伺服電機13、電機安裝板10、電機安裝座9以及同步帶輪組。升降伺服電機13經電機安裝板10與小臂12固接，升降伺服電機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1末端，通過旋轉滾珠絲杠1，實現了滾珠絲杠螺母2的升降運動；旋轉伺服電機14經電機安裝9座固接在小臂12上，其軸端設有同步帶輪帶動旋轉同步帶輪(1)4轉動；旋轉同步帶輪(1)與滾珠花鍵螺母5相連接，以此實現滾珠花鍵6的空轉運動。本專利技術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機器人腕部結構剛度和精度前提下，有效較低SCARA機器人造價成本，同時腕部結構緊湊、重量輕，大大提高了末端運行平穩性和動態響應特性。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種經濟型SCARA機器人腕部結構，其特征在于包含升降機構、驅動裝置、小臂12；升降機構主要包含滾珠絲杠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、導柱16、連接件(2)17；滾珠絲杠1設置在12小臂上，并可繞其軸線轉動；導柱16與小臂12固接，滾珠花鍵螺母5與小臂12連接，并可繞其軸線轉動；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，并可做旋轉運動；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，并穿套在導柱16上；滾珠絲杠1頂部與連接件(2)17連接，兩者可相對轉動，連接件(2)與導柱16頂端固接。通過轉動滾珠絲杠1，可實現連接件(1)3升降運動，進而實現了滾珠花鍵6升降運動，轉動滾珠花鍵螺母5可實現對末端安裝法蘭7的姿態調整。驅動裝置主要包含旋轉伺服電機14、升降伺服電機13、電機安裝板10、電機安裝座9以及同步帶輪組。升降伺服電機13經電機安裝板10與小臂12固接，升降伺服電機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1末端，通過旋轉滾珠絲杠1，實現了滾珠絲杠螺母2的升降運動；旋轉伺服電機14經電機安裝9座固接在小臂12上，其軸端設有同步帶輪帶動旋轉同步帶輪(1)4轉動；旋轉同步帶輪(1)與滾珠花鍵螺母5相連接，以此實現滾珠花鍵6的空轉運動。...

【技術特征摘要】
1.一種經濟型SCARA機器人腕部結構，其特征在于包含升降機構、驅動裝置、小臂12；
升降機構主要包含滾珠絲杠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、導柱16、連接件(2)17；滾珠絲杠1設置在12小臂上，并
可繞其軸線轉動；導柱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
動；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，并可做旋轉運動；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，并穿套在導柱16上；滾珠絲杠1頂部與連接件(2)17連接，兩者可相
對轉動，連接件(2)與導柱16頂端固接。通過轉動滾珠絲杠1，可實現連接件(1)3升降
運動，進而實現了滾珠花鍵6升降運動，轉動滾珠花鍵螺母5可實現對末端安裝法蘭7的姿
態調整...

【專利技術屬性】
技術研發人員：單家正，
申請(專利權)人：單家正，
類型：發明
國別省市：安徽;34