低成本、模塊化scara機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及SCARA機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種低成本、模塊化SCARA機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]SCARA機器人是一種圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人，具有工作效率高，運行可靠的特點，廣泛應(yīng)用于裝配行業(yè)。但價格居高不下，傳統(tǒng)的SCARA機器人在大臂和小臂上共安裝了三套伺服電機和減速器，因此運動部分質(zhì)量大，實現(xiàn)高速高精度運動時對于機器人的機械和控制系統(tǒng)要求很高，導(dǎo)致整機成本與維修成本居高不下。因此，減少運動部分質(zhì)量、對整機進(jìn)行模塊化設(shè)計，是降低SCARA機器人整體成本的有效方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服上述【背景技術(shù)】中的不足，提供一種低成本、模塊化SCARA機器人，該機器人應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本以及模塊化的特點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:低成本、模塊化SCARA機器人，包括機座、設(shè)置在機座內(nèi)的電機組、可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在機座上的大臂、可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在大臂前端的小臂、可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在小臂前端的末端軸、用于傳遞電機組動力以驅(qū)動大臂、小臂與末端軸運動的傳動機構(gòu)；其特征在于:
[0005]所述機座、大臂及小臂分別為采用多個組合件組裝成為機座模塊、大臂模塊及小臂模塊，各模塊通過螺釘連接即可組成低成本、模塊化SCARA機器人整機；
[0006]所述的末端軸為空心軸，末端軸內(nèi)腔中定位一可豎直運動的氣缸；
[0007]所述電機組包括用于驅(qū)動大臂旋轉(zhuǎn)的第一電機、用于驅(qū)動小臂旋轉(zhuǎn)的第二電機、用于驅(qū)動末端軸旋轉(zhuǎn)的第三電機；所述第一電機、第二電機、第三電機均設(shè)置在機座中；
[0008]所述傳動機構(gòu)包括在第一電機與大臂之間傳遞動力的第一傳動組、在第二電機與小臂之間傳遞動力的第二傳動組、在第三電機與末端軸之間傳遞動力的第三傳動組。
[0009]所述第一傳動組包括可轉(zhuǎn)動地定位在大臂和與機座中的大臂轉(zhuǎn)軸以及在大臂轉(zhuǎn)軸與第一電機轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力的大臂帶輪組。
[0010]所述第二傳動組包括可轉(zhuǎn)動地定位在大臂與機座中的第一小臂轉(zhuǎn)軸、可轉(zhuǎn)動地定位在大臂與小臂中的第二小臂轉(zhuǎn)軸、在第一小臂轉(zhuǎn)軸與第二電機轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力的第一小臂帶輪組以及在第一小臂轉(zhuǎn)軸與第二小臂轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力的第二小臂帶輪組。
[0011]所述第三傳動組包括可轉(zhuǎn)動地定位在大臂與機座中的第一末端轉(zhuǎn)軸、可轉(zhuǎn)動地定位在大臂與小臂中的第二末端轉(zhuǎn)軸、在第一末端轉(zhuǎn)軸與第三電機轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力的第一末端軸帶輪組、在第一末端轉(zhuǎn)軸與第二末端轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力的第二末端軸帶輪組、在第二末端轉(zhuǎn)軸與末端軸之間傳遞動力的第三末端軸帶輪組。
[0012]所述第一小臂轉(zhuǎn)軸、第一末端轉(zhuǎn)軸均為同軸穿套在大臂轉(zhuǎn)軸外部的空心軸；所述第二末端轉(zhuǎn)軸為同軸穿套在第二小臂轉(zhuǎn)軸外部的空心軸。
[0013]所述傳動軸均靠軸承實現(xiàn)軸向固定。
[0014]所述第一電機、第二電機、第三電機均為大扭矩的步進(jìn)電機。
[0015]所述機座模塊包括固定大臂下軸承的大臂軸承固定板、固定第一小臂轉(zhuǎn)軸下軸承的小臂軸承固定板、固定第一末端轉(zhuǎn)軸下軸承的末端軸軸承固定板、連接各固定板的連接柱、安裝連接柱的蓋板以及固定大臂上軸承的大臂軸承架。
[0016]所述大臂模塊包括直接通過法蘭和大臂連接的大臂板和大臂輸出軸架、和大臂板連接的大臂加強筋、連接大臂輸出軸架和大臂加強筋的第一拉塊、連接小臂軸承架和大臂加強筋的第二拉塊、固定第二小臂轉(zhuǎn)軸下軸承的小臂軸承架和小臂軸端擋板、固定第一小臂轉(zhuǎn)軸上軸承的第一小臂軸承蓋、固定第二小臂轉(zhuǎn)軸上軸承的第二小臂軸承蓋、固定第一末端轉(zhuǎn)軸上軸承的第一末端軸承蓋、固定第二末端轉(zhuǎn)軸上軸承的第二末端軸承蓋。
[0017]所述小臂模塊包括直接通過法蘭和第二小臂轉(zhuǎn)軸連接的小臂板(小臂板前端可固定末端軸上軸承)、固定第二末端轉(zhuǎn)軸下軸承的第三末端軸承蓋、具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)以固定氣缸的末端軸、固定末端軸下軸承的第四末端軸承蓋。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]本發(fā)明將用于驅(qū)動大臂、小臂以及末端軸運動的電機都設(shè)置在機座內(nèi)，降低了機械臂的重量，同時由于驅(qū)動電機安裝在機座，可以用大扭矩的步進(jìn)電機代替原來的伺服電機加減速器系統(tǒng)，而且末端軸設(shè)計成套筒結(jié)構(gòu)可以安裝不同行程的氣缸代替原來的滾珠絲杠螺母結(jié)構(gòu)，機座模塊、大臂模塊及小臂模塊均采用組合式結(jié)構(gòu)提高了制造工藝性降低了制造成本，從而大幅降低了整機成本；因此本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、慣性小、模塊化等特性，在保證較高的定位精度和運轉(zhuǎn)效率的同時，有效降低了機器人的成本。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為圖2的F-F剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為圖2的J-J剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是本發(fā)明中機座模塊的立體示意圖之一。
[0025]圖6是本發(fā)明中機座模塊的立體示意圖之二。
[0026]圖7為本發(fā)明中大臂模塊的立體示意圖之一。
[0027]圖8為本發(fā)明中大臂模塊的立體示意圖之二。
[0028]圖9是本發(fā)明中小臂模塊的立體示意圖之一。
[0029]圖10是本發(fā)明中小臂模塊的立體示意圖之二。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0031]如圖1所示，低成本、模塊化SCARA機器人，包括機座11、大臂12、小臂13、末端軸14、氣缸15、電機組、傳動機構(gòu)、機座模塊、大臂模塊及小臂模塊；所述大臂可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在機座上，小臂可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在大臂前端(圖3的右側(cè)方向)，末端軸可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在小臂前端，氣缸可豎直升降地定位在末端軸內(nèi)部(圖3的右側(cè)方向)。
[0032]所述電機組包括第一電機21、第二電機22、第三電機23 ;第一電機用于驅(qū)動大臂旋轉(zhuǎn)，第二電機用于驅(qū)動小臂旋轉(zhuǎn)，第三電機用于驅(qū)動末端軸旋轉(zhuǎn)，同時上述三個電機均設(shè)置在機座內(nèi)。
[0033]所述傳動機構(gòu)用于傳遞電機組動力以驅(qū)動大臂、小臂及末端軸運動，包括第一傳動組、第二傳動組與第三傳動組。
[0034]第一傳動組:
[0035]所述第一傳動組在第一電機與大臂之間傳遞動力，包括設(shè)置在機座內(nèi)的大臂帶輪組以及可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在大臂與機座中的大臂轉(zhuǎn)軸31 ;所述大臂轉(zhuǎn)軸的上端與大臂固定并且下端可轉(zhuǎn)動地定位在機座內(nèi)；
[0036]所述大臂帶輪組在大臂轉(zhuǎn)軸與第一電機之間傳遞動力，包括固定在第一電機輸出軸上的第一電機帶輪21-1、固定在大臂轉(zhuǎn)軸下端的大臂轉(zhuǎn)軸帶輪31-1以及套裝在第一電機帶輪與大臂轉(zhuǎn)軸帶輪31-1上的第一傳送帶51。
[0037]第二傳動組:
[0038]所述第二傳動組在第二電機與小臂之間傳遞動力，包括可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在大臂與機座中的第一小臂轉(zhuǎn)軸32、可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在大臂與小臂中的第二小臂轉(zhuǎn)軸41、設(shè)置在機座內(nèi)的第一小臂帶輪組以及設(shè)置在大臂內(nèi)的第二小臂帶輪組；所述第一小臂轉(zhuǎn)軸的下端可轉(zhuǎn)動地定位在機座內(nèi)并且上端可轉(zhuǎn)動地定位在大臂內(nèi)，第二小臂轉(zhuǎn)軸的上端可轉(zhuǎn)動地定位在大臂內(nèi)并且下端與小臂固定；
[0039]第一小臂帶輪組在第二電機與第一小臂轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力，包括固定在第二電機輸出軸上的第二電機帶輪22-1、固定在第一小臂轉(zhuǎn)軸下端的第一小臂轉(zhuǎn)軸下帶輪32-1以及套裝在第二電機帶輪與第一小臂轉(zhuǎn)軸下帶輪上的第一小臂傳送帶52 ;
[0040]第二小臂帶輪組在第一小臂轉(zhuǎn)軸與第二小臂轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力，包括固定在第一小臂轉(zhuǎn)軸上端的第一小臂轉(zhuǎn)軸上帶輪32-2、固定在第二小臂轉(zhuǎn)軸上端的第二小臂轉(zhuǎn)軸上帶輪41-2、套裝在第一小臂轉(zhuǎn)軸上帶輪與第二小臂轉(zhuǎn)軸上帶輪上的第二小臂傳送帶53。
[0041]第三傳動組:
[0042]所述第三傳動組在第三電機與末端軸之間傳遞動力，包括可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在大臂與機座中的第一末端轉(zhuǎn)軸33、可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動地定位在大臂與小臂中的第二末端轉(zhuǎn)軸42、連接第一末端轉(zhuǎn)軸與第三電機的第一末端軸帶輪組、連接第一末端轉(zhuǎn)軸與第二末端轉(zhuǎn)軸的第二末端軸帶輪組、連接第二末端轉(zhuǎn)軸與末端軸的第三末端軸帶輪組；
[0043]所述第一末端轉(zhuǎn)軸的下端可轉(zhuǎn)動地定位在機座內(nèi)并且上端可轉(zhuǎn)動地定位在大臂內(nèi)，第二