[實用新型]用于工業(yè)機器人的臂組件和工業(yè)機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220462193.9
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN202895245U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何宏文
• 申請（專利權(quán)）人: 堅毅機械工程（高要）有限公司
• 主分類號: B25J18/04
• 分類號: B25J18/04
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 董彬;桑傳標(biāo)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于工業(yè)機器人的臂組件，以及一種具有至少一個這種臂組件的工業(yè)機器人。?

背景技術(shù)

工業(yè)機器人現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)，例如在移印（pad?printing）工業(yè)中用來拾取和放置部件或者在諸如半導(dǎo)體工業(yè)和汽車工業(yè)中用于簡單的組裝操作。?

一種類型的常用工業(yè)機器人是選擇順應(yīng)性裝配機器手臂（SCARA）機器人。簡要地說，SCARA機器人具有三個臂。第一臂與豎直取向的支撐件連接并且可圍繞第一豎直軸線相對于豎直取向的支撐件水平地旋轉(zhuǎn)。第二臂與第一臂連接并且可圍繞第二豎直軸線相對于第一臂水平地旋轉(zhuǎn)。第三臂與第二臂連接并且可圍繞第三豎直軸線相對于第二臂水平地旋轉(zhuǎn)。第三臂也可相對于第二臂豎直地，即沿第三豎直軸線線性地運動。?

第一臂和第二臂中的每一個都是由馬達(dá)通過減速齒輪單獨地驅(qū)動。對于第三臂，它通過馬達(dá)和引導(dǎo)螺桿豎直地（向上地和向下地）運動，并且通過另外的馬達(dá)由同步帶沿兩個方向（即，沿順時針方向和逆時針方向）旋轉(zhuǎn)達(dá)到360°。?

與這種機器人關(guān)聯(lián)的長久問題是“齒隙（backlash）”。簡單地說，在實踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機器手臂運動到其預(yù)設(shè)運動端點時，在預(yù)設(shè)位置停止之前存在輕微的振動。這由以下事實引起：在彼此嚙合的驅(qū)動齒輪和從動齒輪之間存在對縫間隙（clearance?gap）。當(dāng)驅(qū)動齒輪突然停止時，從動齒輪的動量和載荷促使從動齒輪繼續(xù)運動并通過對縫間隙，直到從動齒輪碰撞到靜止的驅(qū)動?齒輪（該驅(qū)動齒輪在碰撞時已經(jīng)停止）。當(dāng)運動部件碰撞靜止部件時產(chǎn)生振動和聲響。?

減小在機器手臂運動中的齒隙的一種方法是使用諧波齒輪。諧波齒輪具有三個主要部件，即輸出齒輪、輸入齒輪和輸入驅(qū)動橢圓三腳架（input?driveellipse?splider）。諧波齒輪具有大的減速比（也稱為“齒數(shù)比”），該減速比可以達(dá)到300:1。諧波齒輪的尺寸緊湊并且輸入齒輪和輸出齒輪位于相同軸線上。諧波齒輪可以顯著減小齒隙，并且因此適合用于需要機器手臂的精確定位的工業(yè)機器人，諸如SCARA機器人。?

然而，諧波齒輪的缺點是，三個部件之間的高的運動摩擦產(chǎn)生噪音、磨損和裂紋。所有三個元件需要高精度制造工藝，因而成本昂貴。世界上僅有很少制造商可以生產(chǎn)可靠的且質(zhì)量良好的諧波齒輪。這至少部分地造成SCARA機器人的相對高的價格。?

實用新型內(nèi)容

因此，本實用新型的目的是提供一種用于工業(yè)機器人的臂組件，和一種具有至少一個這種臂組件的工業(yè)機器人，其中前述缺點被減輕或者至少向行業(yè)和公共提供了有用的替代。?

根據(jù)本實用新型的第一方面，提供了一種用于工業(yè)機器人的臂組件，所述臂組件包括蝸桿構(gòu)件、與所述蝸桿構(gòu)件嚙合的齒輪構(gòu)件以及臂構(gòu)件，其中所述蝸桿構(gòu)件能夠旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動所述齒輪構(gòu)件來移動所述臂構(gòu)件，并且其中所述蝸桿構(gòu)件來在第一位置與第二位置之間運動，在該第一位置中，所述蝸桿構(gòu)件能夠旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動所述齒輪構(gòu)件，在該第二位置中，所述蝸桿構(gòu)件和所述齒輪構(gòu)件之間的相對運動被防止，所述臂組件還包括氣動氣缸，該氣動氣缸用來在所述第一位置與所述第二位置之間移動所述蝸桿構(gòu)件，其中所述蝸桿構(gòu)件被支撐在平臺上，該平臺能夠通過所述氣動氣缸移動，并且其中所述平?臺被支撐在基座上方并且能夠相對于該基座樞轉(zhuǎn)。?

優(yōu)選地，當(dāng)所述蝸桿構(gòu)件處于所述第二位置時，所述蝸桿構(gòu)件被推靠在所述齒輪構(gòu)件上。?

優(yōu)選地，當(dāng)所述蝸桿構(gòu)件處于所述第一位置時，對縫間隙存在于所述蝸桿構(gòu)件與所述齒輪構(gòu)件之間，并且當(dāng)所述蝸桿構(gòu)件處于所述第二位置時，在所述蝸桿構(gòu)件和所述齒輪構(gòu)件之間不存在對縫間隙。?

優(yōu)選地，該臂組件還包括馬達(dá)，所述馬達(dá)與所述蝸桿構(gòu)件連接以旋轉(zhuǎn)所述蝸桿構(gòu)件。?

優(yōu)選地，所述齒輪構(gòu)件能夠圍繞相對于所述基座固定的軸線旋轉(zhuǎn)。?

優(yōu)選地，所述齒輪構(gòu)件是直齒輪。?

優(yōu)選地，所述齒輪構(gòu)件是斜齒輪。?

根據(jù)本實用新型的第二方面，提供了一種包括至少一個臂組件的工業(yè)機器人，所述臂組件包括蝸桿構(gòu)件、與所述蝸桿構(gòu)件嚙合的齒輪構(gòu)件以及臂構(gòu)件，其中所述蝸桿構(gòu)件能夠旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動所述齒輪構(gòu)件來移動所述臂構(gòu)件，并且其中所述蝸桿構(gòu)件能夠在第一位置與第二位置之間運動，在該第一位置中，所述蝸桿構(gòu)件能夠旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動所述齒輪構(gòu)件，在該第二位置中，所述蝸桿構(gòu)件與所述齒輪構(gòu)件之間的相對運動被防止，所述臂組件還包括氣動氣缸，該氣動氣缸用來在所述第一位置與所述第二位置之間移動所述蝸桿構(gòu)件，其中所述蝸桿構(gòu)件被支撐在平臺上，該平臺能夠通過所述氣動氣缸移動，并且其中所述平臺被支撐在基座上方并且能夠相對于該基座樞轉(zhuǎn)。?