本發(fā)明涉及機(jī)器人傳動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種操控靈活，能夠進(jìn)行多種不同方式運(yùn)行的水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)。

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背景技術(shù)：
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水平關(guān)節(jié)四軸機(jī)器人目前已經(jīng)被非常廣泛應(yīng)用，在搬運(yùn)、加工、裝配等環(huán)境中有非常重要的作用，它本身具有動作靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、空間要求小、重復(fù)定位精度高等特點(diǎn)，能夠精確、快速達(dá)到空間的一點(diǎn)。水平關(guān)節(jié)四軸機(jī)器人相對于六軸工業(yè)機(jī)器人來說具有體積小，靈活，成本低等優(yōu)勢，在未來工業(yè)流水線中被大量使用將會是必然趨勢。加大對水平關(guān)節(jié)四軸機(jī)器人的研究也非常必要，目前國內(nèi)外水平關(guān)節(jié)四軸機(jī)器人的主要品牌包括愛普生、雅馬哈、庫卡等企業(yè)。

目前市場上現(xiàn)有的水平關(guān)節(jié)四軸機(jī)器人的Z軸和R軸大多數(shù)都采用滾珠絲杠花鍵，滾珠絲杠花鍵是一種在滾珠絲杠上同時(shí)帶有花鍵螺母和滾珠絲杠螺母，可以實(shí)現(xiàn)花鍵螺母軸向運(yùn)動和滾珠絲杠螺母旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的裝置。滾珠絲杠花鍵精度很高，但價(jià)格非常昂貴。

為了解決上述問題，本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行了大量的研發(fā)和實(shí)驗(yàn)，通過進(jìn)行結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的改進(jìn)和改善，取得了較好的成績，降低了制作成本，且保證多種運(yùn)行方式的靈活切換。

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供一種操控靈活，能夠進(jìn)行多種不同方式運(yùn)行的水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明解決技術(shù)問題的方案是提供一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)，包括臂體、設(shè)置于臂體上的傳動固定架、固定設(shè)置于傳動固定架上的第一電機(jī)與第二電機(jī)、由第一電機(jī)驅(qū)動的花鍵軸以及由第二電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠；所述花鍵軸與滾珠絲杠同軸設(shè)置且在滾珠絲桿內(nèi)部軸向開設(shè)有用于插入花鍵軸的深沉孔；

還包括設(shè)置于花鍵軸上、與滾珠絲杠一端匹配的花鍵螺母組件；所述花鍵螺母組件包括花鍵螺母以及用于固定花鍵螺母的花鍵螺母固定套；第一電機(jī)驅(qū)動花鍵軸轉(zhuǎn)動時(shí)，通過花鍵螺母組件的傳動，帶動滾珠絲杠同時(shí)轉(zhuǎn)動；

還包括與滾珠絲杠匹配、由第二電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠螺母；所述第二電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)，由滾珠絲杠螺母與滾珠絲杠配合并驅(qū)動滾珠絲杠產(chǎn)生軸向移動；

還包括設(shè)置于臂體內(nèi)部的控制器，所述第一電機(jī)、第二電機(jī)與控制器電性連接。

優(yōu)選地，所述第一電機(jī)與花鍵軸之間以及第二電機(jī)與滾珠絲杠通過齒輪傳動；所述第一電機(jī)上設(shè)置第一主動齒輪，花鍵軸上固定設(shè)置第一從動齒輪，由第一主動齒輪與第一從動齒輪齒合傳動；所述第二電機(jī)上設(shè)置第二主動齒輪，滾珠絲杠上固定設(shè)置第二從動齒輪，由第二主動齒輪與第二從動齒輪齒合傳動。

優(yōu)選地，所述傳動固定架與花鍵軸之間設(shè)置至少一個(gè)用于防止花鍵軸軸向竄動的花鍵軸角接觸軸承；所述臂體與滾珠絲杠之間設(shè)置至少一個(gè)用于防止?jié)L珠絲杠軸向竄動的滾珠絲杠角接觸軸承；滾珠絲杠角接觸軸承固定于臂體上；各花鍵軸角接觸軸承以及滾珠絲杠角接觸軸承由軸承端蓋固定。

優(yōu)選地，所述花鍵軸末端軸肩部位與第一從動齒輪之間設(shè)置漲緊器，并通過漲緊器將第一從動齒輪固定于花鍵軸上。

優(yōu)選地，所述一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)還包括與所述滾珠絲杠角接觸軸承配合設(shè)置的滾珠絲杠螺母固定套；所述滾珠絲杠螺母固定于滾珠絲杠螺母固定套上；滾珠絲杠角接觸軸承通過鎖緊螺母并緊。

優(yōu)選地，所述臂體上開設(shè)有用于放置所述控制器的凹槽。

優(yōu)選地，所述滾珠絲杠貫穿臂體一端，且滾珠絲杠角接觸軸承、滾珠絲杠軸承端蓋、第二從動齒輪以及滾珠絲杠螺母都設(shè)置于臂體一端內(nèi)部；所述凹槽開設(shè)于臂體的中間部位。

優(yōu)選地，所述第一主動齒輪與第一從動齒輪以及第二主動齒輪與第二從動齒輪具有同樣的傳動比。

優(yōu)選地，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)為直流無刷電機(jī)；第一電機(jī)與花鍵軸之間以及第二電機(jī)與滾珠絲杠通過同步帶傳動。

優(yōu)選地，所述滾珠絲杠相對花鍵螺母組件的另一端固定設(shè)置有法蘭盤，且在臂體底部設(shè)置有與滾珠絲杠匹配、用于防止灰塵進(jìn)入臂體內(nèi)部滾珠絲杠角接觸軸承內(nèi)部空間的防塵端蓋。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)通過同時(shí)設(shè)置第一電機(jī)與第二電機(jī)、由第一電機(jī)驅(qū)動的花鍵軸以及由第二電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠；且將所述花鍵軸與滾珠絲杠同軸設(shè)置，在滾珠絲杠內(nèi)部軸向開設(shè)有用于插入花鍵軸的深沉孔，實(shí)際操控過程中，通過調(diào)整第一電機(jī)與第二電機(jī)的運(yùn)行方式，可以分別實(shí)現(xiàn)花鍵軸轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠上下運(yùn)動且轉(zhuǎn)動、以及花鍵軸不轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠上下運(yùn)動且不自轉(zhuǎn)以及花鍵軸轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠上下不運(yùn)動且轉(zhuǎn)動三種不同的運(yùn)行模式，結(jié)構(gòu)簡單，成本顯著降低。

[附圖說明]

圖1是本發(fā)明一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)的立體狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)的爆炸狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

[具體實(shí)施方式]

為使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定此發(fā)明。

請參閱圖1至圖3，本發(fā)明一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)1包括臂體158、設(shè)置于臂體158上的傳動固定架153、固定設(shè)置于傳動固定架153上的第一電機(jī)151與第二電機(jī)152、由第一電機(jī)151驅(qū)動的花鍵軸154以及由第二電機(jī)152驅(qū)動的滾珠絲杠156；所述花鍵軸154與滾珠絲杠156同軸設(shè)置且在滾珠絲杠156內(nèi)部軸向開設(shè)有用于插入花鍵軸154的深沉孔，用于避空花鍵軸154；

還包括設(shè)置于花鍵軸154上、與滾珠絲杠156一端匹配的花鍵螺母組件155；所述花鍵螺母組件155包括花鍵螺母1551以及用于固定花鍵螺母1551的花鍵螺母固定套1553；第一電機(jī)151驅(qū)動花鍵軸154轉(zhuǎn)動時(shí)，通過花鍵螺母組件155的傳動，帶動滾珠絲杠156同時(shí)轉(zhuǎn)動；

還包括與滾珠絲杠156匹配、由第二電機(jī)152驅(qū)動的滾珠絲杠螺母1561；所述第二電機(jī)152驅(qū)動滾珠絲杠螺母1561旋轉(zhuǎn)時(shí)，由滾珠絲杠螺母1561與滾珠絲杠156配合并驅(qū)動滾珠絲杠156產(chǎn)生軸向移動；

還包括設(shè)置于臂體158內(nèi)部的控制器，所述第一電機(jī)151、第二電機(jī)152與控制器電性連接。

通過同時(shí)設(shè)置第一電機(jī)151與第二電機(jī)152、由第一電機(jī)151驅(qū)動的花鍵軸154以及由第二電機(jī)152驅(qū)動的滾珠絲杠156；且將所述花鍵軸154與滾珠絲杠156同軸設(shè)置，在滾珠絲杠156內(nèi)部軸向開設(shè)有用于插入花鍵軸154的深沉孔，實(shí)際操控過程中，通過調(diào)整第一電機(jī)151與第二電機(jī)152的運(yùn)行方式，可以分別實(shí)現(xiàn)花鍵軸154轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠156上下運(yùn)動且轉(zhuǎn)動以及花鍵軸154不轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠156上下運(yùn)動且不自轉(zhuǎn)以及花鍵軸154轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠156上下不運(yùn)動且轉(zhuǎn)動三種不同的運(yùn)行模式，結(jié)構(gòu)簡單，成本顯著降低。

優(yōu)選地，所述第一電機(jī)151與花鍵軸154之間以及第二電機(jī)152與滾珠絲杠156通過齒輪傳動；所述第一電機(jī)151上設(shè)置第一主動齒輪，花鍵軸154上固定設(shè)置第一從動齒輪1511，由第一主動齒輪與第一從動齒輪1511齒合傳動；所述第二電機(jī)152上設(shè)置第二主動齒輪，滾珠絲杠156上固定設(shè)置第二從動齒輪1521，由第二主動齒輪與第二從動齒輪1521齒合傳動。

實(shí)際使用過程中，齒輪傳動也可以采用同樣減速比的同步帶輪代替。

優(yōu)選地，所述傳動固定架153與花鍵軸154之間設(shè)置至少一個(gè)用于防止花鍵軸154軸向竄動的花鍵軸角接觸軸承1541；所述臂體158與滾珠絲杠156之間設(shè)置至少一個(gè)用于防止?jié)L珠絲杠156軸向竄動的滾珠絲杠角接觸軸承1563；滾珠絲杠角接觸軸承1563固定于臂體158上；各花鍵軸角接觸軸承1541以及滾珠絲杠角接觸軸承1563由軸承端蓋1565固定。

優(yōu)選地，所述花鍵軸154末端軸肩部位與第一從動齒輪1511之間設(shè)置漲緊器，并通過漲緊器將第一從動齒輪1511固定于花鍵軸151上。

優(yōu)選地，所述一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)1還包括與所述滾珠絲杠角接觸軸承1563配合設(shè)置的滾珠絲杠螺母固定套1565；所述滾珠絲杠螺母1561固定于滾珠絲杠螺母固定套1565上；滾珠絲杠角接觸軸承1563通過鎖緊螺母并緊。

優(yōu)選地，所述臂體158上開設(shè)有用于放置所述控制器的凹槽1581。

優(yōu)選地，所述滾珠絲杠156貫穿臂體158一端，且滾珠絲杠角接觸軸承1563、滾珠絲杠軸承端蓋、第二從動齒輪1521以及滾珠絲杠螺母1561都設(shè)置于臂體158一端內(nèi)部；所述凹槽1581開設(shè)于臂體158的中間部位。

優(yōu)選地，所述第一主動齒輪與第一從動齒輪1511以及第二主動齒輪與第二從動齒輪1521具有同樣的傳動比。

優(yōu)選地，所述第一電機(jī)151和第二電機(jī)152為直流無刷電機(jī)；第一電機(jī)151與花鍵軸154之間以及第二電機(jī)152與滾珠絲杠156通過同步帶傳動。

優(yōu)選地，所述滾珠絲杠156相對花鍵螺母組件155的另一端固定設(shè)置有法蘭盤157，且在臂體158底部設(shè)置有與滾珠絲杠156匹配、用于防止灰塵進(jìn)入臂體158內(nèi)部滾珠絲杠角接觸軸承1563內(nèi)部空間的防塵端蓋1567。

當(dāng)?shù)诙姍C(jī)152轉(zhuǎn)動，第一電機(jī)151不轉(zhuǎn)，則滾珠絲杠螺母1561轉(zhuǎn)動，花鍵軸154不轉(zhuǎn)，也就是滾珠絲杠156不轉(zhuǎn)，滾珠絲杠156就會上下運(yùn)動且不自轉(zhuǎn)，此時(shí)花鍵軸154起導(dǎo)向作用。

當(dāng)?shù)诙姍C(jī)152不轉(zhuǎn)，第一電機(jī)151轉(zhuǎn)動，則滾珠絲杠螺母1561不轉(zhuǎn)，花鍵軸154轉(zhuǎn)動，也就是滾珠絲杠156轉(zhuǎn)動，滾珠絲杠156就會上下運(yùn)動且自轉(zhuǎn)。

當(dāng)?shù)诙姍C(jī)152和第一電機(jī)151以同樣的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，則滾珠絲杠螺母1561轉(zhuǎn)動，花鍵軸154轉(zhuǎn)動，也就是滾珠絲杠156轉(zhuǎn)動，此時(shí)滾珠絲杠156和滾珠絲杠螺母1561同速轉(zhuǎn)動，那么滾珠絲杠156就會自轉(zhuǎn)且上下不動。

實(shí)際運(yùn)行過程中，所述滾珠絲杠156上下運(yùn)動和自轉(zhuǎn)都由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置有零位，通過設(shè)置于花鍵螺母組件155中的磁環(huán)、磁鐵以及霍爾元件來檢測零位。通過零位設(shè)置，便于控制和計(jì)算滾珠絲杠156上下運(yùn)動的距離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種水平關(guān)節(jié)機(jī)器人Z和R軸的傳動機(jī)構(gòu)1通過同時(shí)設(shè)置第一電機(jī)151與第二電機(jī)152、由第一電機(jī)151驅(qū)動的花鍵軸154以及由第二電機(jī)152驅(qū)動的滾珠絲杠156；且將所述花鍵軸154與滾珠絲杠156同軸設(shè)置，在滾珠絲杠156內(nèi)部軸向開設(shè)有用于插入花鍵軸154的深沉孔，實(shí)際操控過程中，通過調(diào)整第一電機(jī)151與第二電機(jī)152的運(yùn)行方式，可以分別實(shí)現(xiàn)花鍵軸154轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠156上下運(yùn)動且轉(zhuǎn)動、以及花鍵軸154不轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠156上下運(yùn)動且不自轉(zhuǎn)以及花鍵軸154轉(zhuǎn)動、滾珠絲杠156上下不運(yùn)動且轉(zhuǎn)動三種不同的運(yùn)行模式，結(jié)構(gòu)簡單，成本顯著降低。

以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。