一種四自由度同軸輸出機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人機構(gòu)，特別是涉及一種可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)的高速機器人機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于在食品醫(yī)藥、現(xiàn)代物流、電子信息、高危化工等領(lǐng)域的自動化生產(chǎn)線中通常需要以高速實現(xiàn)輕載散亂物料的分揀、搬運和擺放等作業(yè)。目前國內(nèi)外對于該類型的機械手研究越來越廣泛，美國專利US4392776、歐洲專利EP0169473以及中國專利CN1779936等均涉及了一種三或四自由度的SCARA機械手，該類型的機器人主要包括機架、驅(qū)動部件、主動臂、從動臂和動平臺等部分，雖然此類機器人可實現(xiàn)在運動平面內(nèi)的整周回轉(zhuǎn)，但由于機構(gòu)本身采用開環(huán)結(jié)構(gòu)，所以主、從動臂的慣性較大，在高速和高加速度的工況下其動力學特性受到一定的限制，且整機剛度和精度較低。為此專利CN101973030提出一種可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)的并聯(lián)機械手，但其第三近架桿的驅(qū)動直接依靠安裝在轉(zhuǎn)體上的電機和減速器驅(qū)動，運動部件的慣性較大，同樣難以滿足高速和高加速度工況需求。
[0003]因此，針對以上問題需要對該類型整周回轉(zhuǎn)機構(gòu)進行合理的設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對公知技術(shù)中存在的問題，提供了一種相對尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡單、可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)的四自由度同軸輸出機構(gòu)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種四自由度同軸輸出機構(gòu)，包括驅(qū)動部分、傳動部分、隨動部分和執(zhí)行部分；
[0007]所述驅(qū)動部分通過齒輪實現(xiàn)對傳動部分的驅(qū)動；
[0008]所述傳動部分包括四組同心安裝的軸，由內(nèi)到外依次為軸一、第二中空軸、第三中空軸、第四中空軸，并且通過安裝于各軸的軸承實現(xiàn)相互之間的獨立轉(zhuǎn)動；
[0009]所述隨動部分安裝于軸一頂部；并且設(shè)置兩對錐齒輪結(jié)構(gòu)；
[0010]所述執(zhí)行部分包括四個主動臂，分別為第一主動臂、第二主動臂、第三主動臂和第四主動臂，其中第三主動臂、第四主動臂分別與第三中空軸、第四中空軸固定連接，可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)，第一主動臂和第二主動臂分別通過所述兩對錐齒輪實現(xiàn)與軸一、第二中空軸的的傳動連接，從而實現(xiàn)繞自身旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運動。
[0011]優(yōu)選的，所述驅(qū)動部分包括基座、第一電機、第二電機、第三電機、第四電機、第一減速器、第二減速器、第三減速器、第四減速器、第一小齒輪、第二小齒輪、第三小齒輪、第一大齒輪、第二大齒輪、第三大齒輪、第一連接軸和第二連接軸，所述第一減速器輸入端與第一電機輸出軸固定連接，第一減速器輸出端與基座固定連接，所述第二減速器輸入端與第二電機輸出軸固定連接，第二減速器輸出端與基座固定連接，所述第三減速器輸入端與第三電機輸出軸固定連接，第三減速器輸出端與基座固定連接，所述第四減速器輸入端與第四電機輸出軸固定連接，第四減速器輸出端與基座固定連接，所述第一小齒輪與第二減速器輸出軸固定連，所述第一連接軸與第三減速器輸出軸固定連接，所述第二小齒輪與第一連接軸固定連接，所述第二連接軸與第四減速器輸出軸固定連接，所述第三小齒輪與第二連接軸固定連接，所述第一大齒輪固定安裝于傳動部分的第二中空軸下端，所述第二大齒輪固定安裝于傳動部分的第三中空軸下端，所述第三大齒輪固定安裝于傳動部分的第四中空軸下端，所述小齒輪與所述大齒輪均按照一定齒輪配合要求安裝。
[0012]優(yōu)選的，所述傳動部分包括鎖緊環(huán)、抱箍、推力球軸承、加強軸、軸一、第二中空軸、第三中空軸、第四中空軸、第二中空軸底部軸承、第二中空軸頂部軸承、第三中空軸軸承底部軸承、第三中空軸頂部軸承、第四中空軸軸承、第一齒輪擋圈、第二齒輪擋圈、第三齒輪擋圈和套杯，所述軸一、第二中空軸、第三中空軸和第四中空軸均采用同軸心安裝方式，所述抱箍上端與軸一底部通過鎖緊環(huán)鎖緊連接，所述抱箍下端與第一減速器輸出軸通過鎖緊環(huán)鎖緊連接，所述推力球軸承安裝于基座的軸承孔內(nèi)，所述加強軸底部安裝于推力球軸承內(nèi)孔中并通過軸肩端面定位，所述第二中空軸底部與加強軸固定連接，所述第二中空軸底部軸承安裝于第二中空軸底部軸承孔內(nèi)，所述第二中空軸頂部軸承安裝于第二中空軸頂部軸承孔內(nèi)，所述第三中空軸底部軸承安裝于第三中空軸底部軸承孔，所述第三中空軸頂部軸承安裝于第三中空軸頂部軸承孔內(nèi)，所述第四中空軸軸承安裝于第四中空軸上端軸承孔內(nèi)，所述第一齒輪擋圈固定安裝于第二中空軸下端，其下端面與驅(qū)動部分的第一大齒輪上端面重合，所述第二齒輪擋圈固定安裝于第三中空軸下端，其下端面與驅(qū)動部分的第二大齒輪上端面重合，所述第三齒輪擋圈固定安裝于第四中空軸下端，其上端面與驅(qū)動部分的第三大齒輪下端面重合，所述套杯與軸一頂部同軸心固定連接。
[0013]優(yōu)選的，所述隨動部分包括隨動座、錐齒輪基座、隨動座軸承端蓋、隨動座軸承、錐齒輪基座軸承端蓋、錐齒輪基座軸承、錐齒輪、第一主動臂轉(zhuǎn)軸、第二主動臂轉(zhuǎn)軸，所述隨動座軸承安裝于套杯上并通過套杯的階梯軸端面定位，所述隨動座通過其底部軸承孔與隨動座軸承配合安裝，所述隨動座軸承端蓋固定連接于隨動座底部，所述錐齒輪基座與隨動座固定連接，所述錐齒輪基座軸承分別安裝于錐齒輪基座的軸承孔內(nèi)，所述錐齒輪基座軸承端蓋分別安裝于錐齒輪基座兩側(cè)，所述第一主動臂轉(zhuǎn)軸兩端安裝于錐齒輪基座一側(cè)的兩個錐齒輪基座軸承內(nèi)圈中，所述第二主動臂轉(zhuǎn)軸兩端安裝于錐齒輪基座另一側(cè)的兩個錐齒輪基座軸承內(nèi)圈中，所述錐齒輪按照一定的齒輪配合要求分別成對安裝于第一主動臂轉(zhuǎn)軸和軸一頂部以及第二主動臂轉(zhuǎn)軸和套杯上。
[0014]優(yōu)選的，所述執(zhí)行部分包括第一主動臂、第二主動臂、第三主動臂和第四主動臂，所述第一主動臂連接部分與第一主動臂轉(zhuǎn)軸固定連接，所述第二主動臂連接部分與第二主動臂轉(zhuǎn)軸固定連接，所述第三主動臂轉(zhuǎn)體部分與第三中空軸同軸心固定連接，所述第四主動臂轉(zhuǎn)體部分與第四中空軸同軸心固定連接。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果為:
[0016]第三主動臂和第四主動臂可實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)，第一主動臂和第二主動臂可通過隨動部分配合第三主動臂和第四主動臂進行運動，與此同時第一主動臂和第二主動臂可以分別通過錐齒輪的傳動實現(xiàn)繞自身旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運動，本發(fā)明能夠滿足一般的運動需求，運動部分轉(zhuǎn)動慣量相對較小，具有高速和高加速度能力，運動學和動力學性能具有軸對稱性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的整機示意圖
[0018]圖2為本發(fā)明的傳動部分剖視圖
[0019]圖3為本發(fā)明隨動部分示意圖
【具體實施方式】
[0020]為了能進一步說明本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點功效，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0021]如圖1?3所示，一種四自由度同軸輸出機構(gòu)包括驅(qū)動部分1、傳動部分2、隨動部分3和執(zhí)行部分4。
[0022]如圖1?2所不，驅(qū)動部分1包括基座5、第一減速器6、第一電機7、第二減速器8、第二電機9、第三減速器10、第三電機11、第四減速器12、第四電機13、第一小齒輪14、第一連接軸15、第二小齒輪16、第二連接軸17、第三小齒輪18、第一大齒輪19、第二大齒輪20和第三大齒輪21，第一減速器6輸入端與第一電機7輸出軸固定連接，第一減速器6輸出端與基座5固定連接，第二減速器8輸入端與第二電機9輸出軸固定連接，第二減速器8輸出端與基座5固定連接，第三減速器10輸入端與第三電機11輸出軸固定連接，第三減速器10輸出端與基座5連接，第四減速器12輸入端與第四電機13輸出軸固定連接，第四減速器12輸出端與基座5連接，第二減速器8輸出軸與第一小齒輪14固定連接，第三減速器10的輸出軸與第一連接軸15下端固定連接，第一連接軸15的上端與第二小齒輪16固定連接，第四減速器12的輸出軸與第二連接軸17下端固定連接，第二連接軸17的上端與第三小齒輪18固定連接，第一大齒輪19與傳動部分的第二中空軸34下端固定連接并通過肩端面定位，第二大齒輪20與傳動部分的第三中空軸37下端固定連接并通過肩端面定位，第三大齒輪21與傳動部分的第四中空軸40下端固定連接并通過肩端面定位，各個小齒輪與大齒輪分別按照一定的齒輪配合要求安裝。
[0023]如圖2所示，傳動部分2包括鎖緊環(huán)28a、鎖緊環(huán)28b、抱箍29、推力球軸承30、軸一 31、加強軸32、第二中空軸底部軸承33a、第二中空軸底部軸承33b、第二中空軸34、第一齒輪擋圈35、第三中空軸軸承底部軸承36a、第三中空軸軸承底部軸承36b、第三中空軸37、第二齒輪擋圈38、第三齒輪擋圈39、第四中空軸40、第四中空軸軸承41a、第四中空軸軸承41b、第三中空軸頂部軸承42a、第三中空軸頂部軸承42b、第二中空軸頂部軸承43a、第二中空軸頂部軸承43b和套杯45 ；
[0024]抱箍29下端與第一減速器6輸出軸通過鎖緊環(huán)28a鎖緊連接，抱箍29上端與軸一 31底部軸端通過鎖緊環(huán)28b鎖緊連接，推力球軸承30安裝于基座5的軸承孔內(nèi)，加強軸32底部安裝于推力球軸承30的內(nèi)孔中并通過其底部軸肩端面定位，第二中空軸34與軸一31同軸心安裝，其下端與加強軸32固定連接，第二中空軸底部軸承33a和第二中空軸底部軸承33b并列安裝于第二中空軸34底部軸承孔內(nèi)，第一齒輪擋圈35與第二中空軸34同軸心固定連接，其下端面與驅(qū)動部分的第一大齒輪19上端面