[實用新型]平面多關節(jié)型機器人手臂組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020660836.1
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN201998175U
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設計）人: 曲道奎;王鳳利;徐方;王金濤
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術領域

本實用新型涉及工業(yè)機器人的機械本體，具體地說是一種平面多關節(jié)型機器人手臂組件。

背景技術

隨著電子、航天、軍事和生物醫(yī)藥等工業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品和現(xiàn)代科學實驗活動要求微型化、精密化、高純度、高質(zhì)量和高可靠性，要求半導體元器件在相當高的真空度和潔凈度環(huán)境下加工。

用于半導體器件搬運的小型機器人，必須能夠適應高潔凈度而空間狹小的使用環(huán)境，同時滿足結(jié)構(gòu)簡單緊湊、結(jié)構(gòu)剛度高、運動靈活可靠、重復定位精度高和可靠性高的要求。

為了提高工作效率，通常將兩組機械手臂安裝在一起，當一組手臂取片之后，另一組手臂可以放片。目前，最常見的用于真空環(huán)境的雙手臂搬運機器人主要有跳蛙型雙臂真空機器人、雙蛙腿型雙臂真空機器人和斜置跳蛙型雙臂真空機器人，這些雙臂真空機器人結(jié)構(gòu)雖然簡潔，但在并聯(lián)手臂的末端通常都需要8字形鋼帶進行約束以實現(xiàn)運動同步，而8字形鋼帶是提高整個機械臂剛度和獲得理想的最大無故障工作時間的主要瓶頸。近來又出現(xiàn)了采用兩組七桿連桿機構(gòu)實現(xiàn)雙臂運動的機器人，但由于桿件過多，運動控制較復雜，更重要的是最小回轉(zhuǎn)半徑較大，不適合用于空間寶貴的真空腔室。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有真空機器人存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種平面多關節(jié)型機器人手臂組件。該機器人手臂組件能夠適應空間狹小的高真空度和高潔凈度使用環(huán)境，同時滿足結(jié)構(gòu)簡單緊湊、結(jié)構(gòu)剛度高、重復定位精度高和可靠性高的要求，可用于半導體器件搬運，也適用于其他需要小型機器人的行業(yè)和場合。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

本實用新型包括底座和至少兩組可伸縮旋轉(zhuǎn)的五連桿機構(gòu)，其中底座上設有至少兩個分別由驅(qū)動電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸，每組五連桿機構(gòu)的一端連接在一個旋轉(zhuǎn)軸上，另一端設有抓持工件的執(zhí)行器。

其中：所述底座上的各旋轉(zhuǎn)軸同軸設置；所述每組五連桿機構(gòu)均包括兩個大臂及兩個小臂，兩個大臂的一端分別連接一個旋轉(zhuǎn)軸，兩個大臂的另一端分別鉸接一個小臂的一端，兩個小臂的另一端相鉸接；每組五連桿機構(gòu)中的大臂相間隔設置，兩相鄰大臂之間的夾角為鈍角或銳角。

所述旋轉(zhuǎn)軸包括外軸及內(nèi)軸，外軸與內(nèi)軸同軸安裝在底座上，五連桿機構(gòu)為兩組，分別為第一組五連桿機構(gòu)及第二組五連桿機構(gòu)，第一組五連桿機構(gòu)與第二組五連桿機構(gòu)對稱設置；第一組五連桿機構(gòu)包括第一大臂、第一小臂、第二大臂及第二小臂，其中第一大臂的一端與外軸相連，另一端與第一小臂的一端鉸接；第二大臂的一端與內(nèi)軸相連，另一端與第二小臂的一端鉸接，第二小臂的另一端與第一小臂的另一端相鉸接；第一小臂的另一端安裝有第一末端執(zhí)行器；第二組五連桿機構(gòu)包括第三大臂、第三小臂、第四大臂及第四小臂，其中第三大臂的一端與外軸相連，另一端與第三小臂的一端鉸接；第四大臂的一端與內(nèi)軸相連，另一端與第四小臂鉸接，第四小臂的另一端與第三小臂相鉸接；第三小臂的另一端安裝有第二末端執(zhí)行器；第四大臂位于第一組五連桿機構(gòu)的下方，第三大臂、第三小臂及第四小臂位于第一組五連桿機構(gòu)的上方。

本實用新型的優(yōu)點與積極效果為：

1.結(jié)構(gòu)簡單可靠：本實用新型末端執(zhí)行器直接固連在手臂的五連桿機構(gòu)上，代替齒輪嚙合傳動或鋼帶傳動，避免了齒輪間隙調(diào)節(jié)的復雜性或鋼帶的可靠性瓶頸，保證了小臂運動的同步性；并且簡化了傳動結(jié)構(gòu)，通過減少不可靠部件，提高可靠性，降低生產(chǎn)成本。

2.結(jié)構(gòu)剛性好：本實用新型每組手臂組件均采用并聯(lián)五桿機構(gòu)的手臂形式，提高了手臂的剛性，比采用其它形式手臂的伸展距離更大，滿足較大物體的搬運和較遠距離的搬運。

3.兩組手臂的伸縮方向之間夾角通常在60°左右，只需轉(zhuǎn)動較小角度就可以交換晶片，因此速度更快。

4.運動靈活可靠：本實用新型采用五連桿機構(gòu)，只有旋轉(zhuǎn)運動副，使得手臂的運動更加靈活。

附圖說明

圖1為本實用新型立體結(jié)構(gòu)(對稱雙臂)示意圖；

圖2為本實用新型左右側(cè)手臂均處于縮回工作位置的俯視圖；

圖3為本實用新型左右側(cè)手臂處于一伸一縮工作位置的俯視圖；

其中：1為底座，2為外軸，3為內(nèi)軸，4為第一大臂，5為第二大臂，6為第三大臂，7為第四大臂，8為第一小臂，9為第二小臂，10為第三小臂，11為第四小臂，12為第一工件，13為第二工件，14為第一末端執(zhí)行器，15為第二末端執(zhí)行器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。