包含动作轴结构的产业机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种包含动作轴结构的产业机器人，包括基台、第一臂部、第二臂部和动作轴，第一臂部由第一马达驱动转动，第二臂部由第二马达驱动转动，动作轴上设置有螺旋螺纹和花键式沟槽，第二臂部上设置有螺母套筒和谐波减速机，螺母套筒可相对第二臂部转动，谐波减速机外圈安装在第二臂部上，谐波减速机输出轴上设置有滑动套筒，滑动套筒内沿竖直方向设置有与花键式沟槽相对应的内花键，动作轴自上而下依次穿过螺母套筒、谐波减速机和滑动套筒，动作轴与螺母套筒螺纹连接并且与滑动套筒相配合，螺母套筒与设置在第二臂部上的第三马达连接，谐波减速机与设置在第二臂部上的第四马达连接。

Industrial Robot with Action Shaft Structure

【技术实现步骤摘要】
包含动作轴结构的产业机器人
本技术涉及一种包含动作轴结构的产业机器人，属于工业机器人

技术介绍
多轴机械手用于沿着接近平面的轨迹快速的操作零件。例如是拾起运行的传动带上的零件并且将该零件防止于置具内的情况。SCARA（选择顺应性装配机器手臂）类型的机械手是适于工作在水平面上的多轴机械手。常规地，SCARA机械手包括基台，基台可以例如放置在桌面上，SCARA机械手还包括第一臂，第一臂可以相对于基台至少以转动的方式移动，第一臂前端还装有可以相对第一臂转动的第二臂部，最后机器人还配备有动作轴，动作轴能够接纳工具，工具例如是抓握钳或抓握工具。动作轴可相对于第二臂部转动或上下移动，动作轴的外表面包括螺旋凹槽和纵向凹槽，滑动套筒和螺母套筒借助于容纳在轴的凹槽内的滚珠安装在槽轴上，螺母套筒的内表面提供有螺旋凹槽，并且滑动套筒提供有纵向凹槽。这些套筒单独的转动，并且使槽轴以及因此还使接纳的工具能够轴向移动、转动或进行组合的转动和上下移动。对于动作轴能提升的工具重量目前不同厂家基本相同，但是同样重量的工具由于形状、重心不一样，惯量会存在不同，由于目前滑动套筒是有马达经过行星减速机或减速机构减速后通过同步带控制滑动套筒上的同步带轮。由于目前行星减速机或其他减速机构的速比有限制，目前速比都不会很大。且如果马达输出能力又会受限于同步带能力，所以目前不同厂家SCARA机器人对于动作轴能负载工具的惯量较低。同行中YAMAHA机器人的旋转轴由减速机驱动，可负载惯量较大，但是又采用中空电机，机器人本体惯量较大，且中空电机成本较高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种包含动作轴结构的产业机器人，解决现有技术中的产业机器人动作轴能负载的工具惯量小的技术缺陷。为解决上述问题，本技术所采取的技术方案是：包含动作轴结构的产业机器人，包括基台、第一臂部、第二臂部和动作轴，所述的动作轴的端部设置有用于对零部件进行操作动作的末端执行器，所述的第一臂部的一端由设置在基台上的第一马达驱动绕竖直的J1轴转动，所述的第二臂部的一端安装在第一臂部上远离基台的一端并且由安装在第二臂部上的第二马达驱动绕竖直的J2轴转动，所述的动作轴上设置有螺旋螺纹和花键式沟槽，所述的第二臂部上设置有螺母套筒和谐波减速机，所述的螺母套筒可相对第二臂部转动，所述的谐波减速机的谐波减速机外圈安装在第二臂部上，所述的谐波减速机的谐波减速机输出端上设置有滑动套筒，所述的滑动套筒内沿竖直方向设置有与花键式沟槽相对应的内花键，所述的动作轴自上而下依次穿过螺母套筒、谐波减速机和滑动套筒，所述的动作轴与螺母套筒螺纹连接并且与滑动套筒相配合，所述的螺母套筒与设置在第二臂部上的第三马达连接，所述的谐波减速机与设置在第二臂部上的第四马达连接。本技术采用谐波减速机，其传动速比高，对于动作轴能负载的工具的惯量较大，尤其是在马达输出能力受限时，可有效的提高本技术的承载能力，本技术相较于现有技术采用中空电机可采用普通电机驱动，可有效的降低总体的成本。作为本技术的进一步改进，所述的螺母套筒上套设有外套筒，所述的外套筒可拆卸的安装在第二臂部上，所述的螺母套筒可在外套筒内转动，所述的螺母套筒上安装有螺母带轮，所述的第三马达的输出轴上设置有第一带轮，所述的第一带轮与螺母带轮由第一同步带连接，所述的谐波减速机的输入端上设置有谐波减速机带轮，所述的第四马达的输出轴上设置有第二带轮，所述的第二带轮与谐波减速机带轮由第二同步带连接。本技术采用带传动，结构简单，传动平稳。作为本技术的进一步改进，所述的第二臂部靠近第一臂部一端的宽度大于另一端的宽度，所述的第三马达和第四马达安装在靠近第一臂部的一端并且两者沿着第二臂部的宽度方向布置，所述的第一带轮的高度第二带轮的高度。本技术中的第三马达和第四马达沿第二臂部的宽度方向布置且靠近第二马达，三个马达成三角形布置，使第二臂部内部结构紧凑，更进一步的减小机器人本体的转动惯量。作为本技术的进一步改进，还包括第二臂罩壳，所述的第二臂罩壳罩在第二臂部上并且所述的第二臂罩壳靠近第一臂部的一端的高度大于远离第一臂部的一端的高度，所述的动作轴向上穿透第二臂罩壳。本技术设置第二臂罩壳，将第二臂部内元器件覆盖，保证机器人防护等级及整体外形。作为本技术的进一步改进，所述的基台的一侧设置有中穿的线缆支架，所述的线缆支架的顶端与第二臂罩壳顶部由软线管连接，所述的第二马达、第三马达和第四马达的电缆线从基台穿过线缆支架和软线管进入第二臂罩壳分别与第二马达、第三马达和第四马达相连。本技术可有效的防止电缆线发生缠绕。综上所述，本技术的有益效果是：本技术的负载惯量大，动作速度、加速度快，成本更低，机器人本体惯量较小。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是图1的A-A剖示图。图3是反应本技术中第二臂部内部示意图。图4是本技术中动作轴的使用状态图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步的说明。如图1-图3所示的包含动作轴结构的产业机器人，包括基台1、第一臂部2、第二臂部3和动作轴41，所述的动作轴41的端部设置有用于对零部件进行操作动作的末端执行器，本技术中的动作轴41可以绕J3轴转动，本技术中的J3轴为动作轴的中心线所在的竖直线，动作轴41也可沿着动作轴41的中心线方向上下移动，所述的基台1用于将本技术整体的放置于诸如桌面上等，以在使用本技术时为本技术提供支撑，所述的第一臂部2的一端由第一马达M1驱动绕竖直的J1轴转动，本技术中的第一臂部2的一端与基台1的上表面转动连接，具体的转动连接方式系现有技术，非本技术的改进点，本技术中的第一马达M1安装在基台1内，并且第一马达M1的输出轴向上设置与第一臂部2连接，所述的第一马达M1工作，第一马达M1转动的输出轴驱动第一臂部2在基台1上绕J1轴转动，本技术中的第一马达M1的输出轴与J1轴位于同一竖直线上。所述的第二臂部3的一端安装在第一臂部2上远离基台1的一端并且由安装在第二臂部3上的第二马达M2驱动绕竖直的J2轴转动，本技术中的第二臂部包括下底板、上底板和连接下底板与上底板的连接板，所述的下底板转动设置在第一臂部2的上表面，所述的第二马达M2采用螺栓可拆卸的安装在下底板上，所述的和第二马达M2的输出轴竖直向下并且与第一臂部2连接，所述的第二马达M2工作，其转动的输出轴驱动第二臂部3在第一臂部1上转动。在所述的动作轴41上设置有螺旋螺纹（图中未示出）和花键式沟槽（图中未示出），所述的花键式沟槽沿动作轴的长度方向开设，并且与螺纹相交，即相邻的花键式沟槽之间的部分的动作轴上设置螺纹，本技术在丝杆沿圆周方向开有多个沿丝杆长度方向听沟槽即可制成动作轴41，所述的第二臂部3上设置有螺母套筒44和谐波减速机47，所述的谐波减速机47具有谐波减速机输出端47b，所述谐波减速机输出端47b可转动的固定于谐波减速机外圈47a内，谐波减速机47还具有谐波减速机输入端47c，所述谐波减速机输入端47c可转动的固定于谐波减速机外圈47a和谐波减速机输出端47b内。谐波减速机输出端47b内圈齿与谐波减速机外圈47a延伸出来的柔轮外圈齿啮合，谐波减速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含动作轴结构的产业机器人，其特征在于：包括基台（1）、第一臂部（2）、第二臂部（3）和动作轴（41），所述的动作轴（41）的端部设置有用于对零部件进行操作动作的末端执行器，所述的第一臂部（2）的一端由设置在基台（1）上的第一马达（M1）驱动绕竖直的J1轴转动，所述的第二臂部（3）的一端安装在第一臂部（2）上远离基台（1）的一端并且由安装在第二臂部（3）上的第二马达（M2）驱动绕竖直的J2轴转动，所述的动作轴（41）上设置有螺旋螺纹和花键式沟槽，所述的第二臂部（3）上设置有螺母套筒（44）和谐波减速机（47），所述的螺母套筒（44）可相对第二臂部（3）转动，所述的谐波减速机（47）的谐波减速机外圈（47a）安装在第二臂部（3）上，所述的谐波减速机（47）的谐波减速机输出端（47b）上设置有滑动套筒（43），所述的滑动套筒（43）内沿竖直方向设置有与花键式沟槽相对应的内花键，所述的动作轴（41）自上而下依次穿过螺母套筒（44）、谐波减速机（47）和滑动套筒（43），所述的动作轴（41）与螺母套筒（44）螺纹连接并且与滑动套筒（43）相配合，所述的螺母套筒（44）与设置在第二臂部（3）上的第三马达（M3）连接，所述的谐波减速机（47）与设置在第二臂部（3）上的第四马达（M4）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种包含动作轴结构的产业机器人，其特征在于：包括基台（1）、第一臂部（2）、第二臂部（3）和动作轴（41），所述的动作轴（41）的端部设置有用于对零部件进行操作动作的末端执行器，所述的第一臂部（2）的一端由设置在基台（1）上的第一马达（M1）驱动绕竖直的J1轴转动，所述的第二臂部（3）的一端安装在第一臂部（2）上远离基台（1）的一端并且由安装在第二臂部（3）上的第二马达（M2）驱动绕竖直的J2轴转动，所述的动作轴（41）上设置有螺旋螺纹和花键式沟槽，所述的第二臂部（3）上设置有螺母套筒（44）和谐波减速机（47），所述的螺母套筒（44）可相对第二臂部（3）转动，所述的谐波减速机（47）的谐波减速机外圈（47a）安装在第二臂部（3）上，所述的谐波减速机（47）的谐波减速机输出端（47b）上设置有滑动套筒（43），所述的滑动套筒（43）内沿竖直方向设置有与花键式沟槽相对应的内花键，所述的动作轴（41）自上而下依次穿过螺母套筒（44）、谐波减速机（47）和滑动套筒（43），所述的动作轴（41）与螺母套筒（44）螺纹连接并且与滑动套筒（43）相配合，所述的螺母套筒（44）与设置在第二臂部（3）上的第三马达（M3）连接，所述的谐波减速机（47）与设置在第二臂部（3）上的第四马达（M4）连接。2.根据权利要求1所述的包含动作轴结构的产业机器人，其特征在于：所述的螺母套筒（44）上套设有外套筒（42），所述的外套筒（42）可拆卸的安装在第二臂部（3）上，所述的螺母套筒（44）可在外套筒（42）内转动，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何杰，吕健，耿羚彪，王杰高，
申请(专利权)人：南京埃斯顿机器人工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32