一种水平四关节机器人制造技术

一种水平四关节机器人，包括机械臂、底座及驱动系统，且驱动系统通过电气线路连接至控制系统，机械臂包括大臂、小臂及Z向输出轴，驱动系统包括第一轴减速器、第二轴减速器及Z轴传动系统，且上述两个减速器及Z轴传动系统均设置有配套的驱动电机，第一轴减速器设置在底座的上部，大臂的一端由螺栓安装在第一轴减速器的法兰上，大臂的另一端上部设置有第二轴减速器，小臂的一端由螺栓安装在第二轴减速器的法兰上，小臂的另一端设置有Z轴传动系统，Z轴传动系统底部设置有丝杆螺母座，Z向输出轴向下通过丝杆螺母座伸出Z轴传动系统之外，机械臂工作半径达1米，适用范围广且不影响现有设备使用，具有成本低，装配精度高，使用灵活、高效且安全的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水平四关节机器人
本专利技术涉及机械领域，特别是一种水平四关节机器人。
技术介绍
现有技术的主流依然是通过人工来进行物料的搬运或零部件组装，因此需要大量人工辅助才能完成，存在着人工成本高、人工工作量繁重且人员众多且不便于管理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种水平四关节机器人。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种水平四关节机器人，包括底座、机械臂、控制系统、驱动系统，所述控制系统、驱动系统通过电气线路连接，其中，所述机械臂包括大臂和小臂，所述驱动系统包括第一轴减速器和第二轴减速器，第一轴减速器、第二轴减速器均各自设置有配套的驱动电机，第一轴减速器固定设置在底座的上部，底座的内部设置有一个第一轴伺服电机，所述第一轴伺服电机的输出轴套接第一轴减速器的输入轴，大臂的一端由螺栓和法兰安装在第一轴减速器的输出轴上，第二轴减速器固定设置在小臂的一端的下部，第二轴减速器的输出轴由螺栓和法兰固定安装在大臂的另一端的上部，小臂的上部固定设置有一个第二轴伺服电机，第二轴伺服电机的输出轴套接第二轴减速器的输入轴，小臂的另一端设置有一个Z轴升降旋转机构，所述的Z轴升降旋转机构中包括有驱动元件和一个Z向输出轴，所述的驱动元件的控制端通过电气线路与所述的控制系统连接。进一步的，第一轴伺服电机的输出轴平行于第二轴伺服电机的输出轴。进一步的，Z向输出轴垂直于第一轴伺服电机的输出轴或者第二轴伺服电机的输出轴。进一步的，所述的Z轴升降旋转机构是采用滚珠花键的升降旋转机构。进一步的，所述的Z轴升降旋转机构外设置有护罩。进一步的，所述大臂及小臂的水平移动角度为左右各140度，所述第一轴减速器与第二轴减速器之间的轴距为60厘米，所述第二轴减速器与丝杆螺母座之间的轴距为40厘米，因此，机械臂工作半径可长达1米，Z向输出轴的升降高度范围为20厘米。具体的，大臂及小臂由铝型材加工组装而成。具体的，采用滚珠花键的升降旋转机构是本领域技术人员的公知技术方案，在此不再赘述。本专利技术的工作原理是：大臂和小臂是串联的两杆结构，类似人的手臂，可伸进有限的空间中进行作业，然后收回。大臂由第一轴伺服电机驱动作旋转或者摆动动作，小臂由第二轴伺服电机驱动作旋转或者摆动动作。进一步的，Z轴升降旋转机构包括Z轴旋转驱动电机、Z轴升降驱动电机、回转轴承、Z轴旋转传动同步带轮、Z轴升降传动同步带轮、丝杆螺母座和花键轴承，所述Z轴旋转驱动电机及所述Z轴升降驱动电机及所述回转轴承均固定安装在小臂上，花键轴承设置在回转轴承上，丝杆螺母座设置在小臂中的轴孔内，丝杆螺母座的上部与Z轴升降传动同步带轮固定连接，Z轴升降传动同步带轮中心设置有通孔，所述的通孔的内径大于Z向输出轴的外径，回转轴承、花键轴承及Z轴升降传动同步带轮的中心孔均与丝杆螺母座的中心孔同轴，丝杆螺母座内部设置有内螺纹，Z向输出轴外部设置有与该内螺纹相配合的外螺纹，Z向输出轴设置在所述花键轴承、回转轴承内，所述Z向输出轴的下端向下垂直通过Z轴升降传动同步带轮并设置在丝杆螺母座中，Z轴旋转传动同步带轮固定在花键轴承的外部，Z轴旋转驱动电机与Z轴旋转传动同步带轮连接，带动所述花键轴承旋转从而带动所述Z向输出轴旋转，Z轴升降驱动电机与Z轴升降传动同步带轮连接，所述丝杆螺母座旋转并使所述Z向输出轴在所述丝杆螺母座的内螺纹作用下升降。花键轴承起支撑和导向的作用，配合回转轴承使Z向输出轴在旋转及升降时能保持轴向位置，Z轴升降传动同步带轮带动丝杆螺母座旋转，可以控制Z向输出轴升降，Z轴旋转传动同步带轮带动花键轴承旋转，可以控制Z向输出轴旋转，在Z向输出轴底部为非正圆形状时候可以实现精确控制角度。本专利技术和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本专利技术使用灵活、高效且安全，对人工要求低，易于客户管理，手臂工作半径长达1米，适用范围广。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的俯视图。图3是本专利技术的剖视图。图4是本专利技术的侧视图。图5是本专利技术的仰视图。图6是本专利技术的机械臂活动范围图。具体实施方式实施例:如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种水平四关节机器人，包括底座1、机械臂、控制系统、驱动系统，所述控制系统、驱动系统通过电气线路连接，其中，所述机械臂包括大臂2和小臂3，所述驱动系统包括第一轴减速器5和第二轴减速器6，第一轴减速器5、第二轴减速器6均各自设置有配套的驱动电机，第一轴减速器5固定设置在底座1的上部，底座1的内部设置有一个第一轴伺服电机8，所述第一轴伺服电机8的输出轴套接第一轴减速器5的输入轴，大臂2的一端由螺栓和法兰安装在第一轴减速器5的输出轴上，第二轴减速器6固定设置在小臂3的一端的下部，第二轴减速器6的输出轴由螺栓和法兰固定安装在大臂2的另一端的上部，小臂3的上部固定设置有一个第二轴伺服电机9，第二轴伺服电机9的输出轴套接第二轴减速器6的输入轴，小臂3的另一端设置有一个Z轴升降旋转机构，所述的Z轴升降旋转机构中包括有驱动元件和一个Z向输出轴4，所述的驱动元件的控制端通过电气线路与所述的控制系统连接。进一步的，第一轴伺服电机8的输出轴平行于第二轴伺服电机9的输出轴。进一步的，Z向输出轴4垂直于第一轴伺服电机8的输出轴或者第二轴伺服电机9的输出轴。进一步的，所述的Z轴升降旋转机构是采用滚珠花键的升降旋转机构。进一步的，所述的Z轴升降旋转机构外设置有护罩16。进一步的，如图4及图6所示，所述大臂2及小臂3的水平移动角度为左右各140度，所述第一轴减速器5与第二轴减速器6之间的轴距17为60厘米，所述第二轴减速器6与丝杆螺母座7之间的轴距18为40厘米，因此，机械臂工作半径可长达1米，Z向输出轴4的升降高度范围19为20厘米。本实施例具有X、Y、Z方向的平动自由度和绕Z轴的旋转自由度，在X、Y、Z方向具有顺从性，在Z轴方向上具有刚性。具体的，大臂2及小臂3由铝型材加工组装而成。具体的，采用滚珠花键的升降旋转机构是本领域技术人员的公知技术方案，在此不再赘述。本实施例的工作原理是：大臂2和小臂3是串联的两杆结构，类似人的手臂，可伸进有限的空间中进行作业，然后收回。大臂2由第一轴伺服电机8驱动作旋转或者摆动动作，小臂3由第二轴伺服电机9驱动作旋转或者摆动动作。本实施例中，Z轴升降旋转机构包括Z轴旋转驱动电机14、Z轴升降驱动电机15、回转轴承10、Z轴旋转传动同步带轮11、Z轴升降传动同步带轮12、丝杆螺母座7和花键轴承13，所述Z轴旋转驱动电机14及所述Z轴升降驱动电机15及所述回转轴承10均固定安装在小臂3上，花键轴承13设置在回转轴承10上，丝杆螺母座7设置在小臂3中的轴孔内，丝杆螺母座7的上部与Z轴升降传动同步带轮12固定连接，Z轴升降传动同步带轮12中心设置有通孔，所述的通孔的内径大于Z向输出轴4的外径，回转轴承10、花键轴承13及Z轴升降传动同步带轮12的中心孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平四关节机器人，包括底座、机械臂、控制系统、驱动系统，所述控制系统、驱动系统通过电气线路连接，其特征在于：所述机械臂包括大臂和小臂，所述驱动系统包括第一轴减速器和第二轴减速器，第一轴减速器、第二轴减速器均各自设置有配套的驱动电机，第一轴减速器固定设置在底座的上部，底座的内部设置有一个第一轴伺服电机，所述第一轴伺服电机的输出轴套接第一轴减速器的输入轴，大臂的一端由螺栓和法兰安装在第一轴减速器的输出轴上，第二轴减速器固定设置在小臂的一端的下部，第二轴减速器的输出轴由螺栓和法兰固定安装在大臂的另一端的上部，小臂的上部固定设置有一个第二轴伺服电机，第二轴伺服电机的输出轴套接第二轴减速器的输入轴，小臂的另一端设置有一个Z轴升降旋转机构，所述的Z轴升降旋转机构中包括有驱动元件和一个Z向输出轴，所述的驱动元件的控制端通过电气线路与所述的控制系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水平四关节机器人，包括底座、机械臂、控制系统、驱动系统，所述控制系统、驱动系统通过电气线路连接，其特征在于：所述机械臂包括大臂和小臂，所述驱动系统包括第一轴减速器和第二轴减速器，第一轴减速器、第二轴减速器均各自设置有配套的驱动电机，第一轴减速器固定设置在底座的上部，底座的内部设置有一个第一轴伺服电机，所述第一轴伺服电机的输出轴套接第一轴减速器的输入轴，大臂的一端由螺栓和法兰安装在第一轴减速器的输出轴上，第二轴减速器固定设置在小臂的一端的下部，第二轴减速器的输出轴由螺栓和法兰固定安装在大臂的另一端的上部，小臂的上部固定设置有一个第二轴伺服电机，第二轴伺服电机的输出轴套接第二轴减速器的输入轴，小臂的另一端设置有一个Z轴升降旋转机构，所述的Z轴升降旋转机构中包括有驱动元件和一个Z向输出轴，所述的驱动元件的控制端通过电气线路与所述的控制系统连接。


2.如权利要求1所述的水平四关节机器人，其特征在于：第一轴伺服电机的输出轴平行于第二轴伺服电机的输出轴。


3.如权利要求1所述的水平四关节机器人，其特征在于：Z向输出轴垂直于第一轴伺服电机的输出轴或者第二轴伺服电机的输出轴。


4.如权利要求1所述的水平四关节机器人，其特征在于：所述的Z轴升降旋转机构是采用滚珠花键的升降旋转机构。


5.如权利要求1所述的水平四关节机器人，其特征在于：所述的Z轴升降旋转机构外设置有护...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴圣聪，沈世山，
申请(专利权)人：西双版纳望旺生物科技有限公司，云南申景现代农业科技有限公司，上海泽翼自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53