[發明專利]一種四自由度同軸輸出機構

有效

• 申請號: 201510856912.3
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105397802B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 梅江平
• 申請（專利權）人: 梅江平
• 主分類號: B25J9/04
• 分類號: B25J9/04;B25J9/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機器人機構，特別是涉及一種可實現整周回轉的高速機器人機構。

背景技術

由于在食品醫藥、現代物流、電子信息、高危化工等領域的自動化生產線中通常需要以高速實現輕載散亂物料的分揀、搬運和擺放等作業。目前國內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在運動平面內的整周回轉，但由于機構本身采用開環結構，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提出一種可實現整周回轉的并聯機械手，但其第三近架桿的驅動直接依靠安裝在轉體上的電機和減速器驅動，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。

因此，針對以上問題需要對該類型整周回轉機構進行合理的設計。

發明內容

本發明針對公知技術中存在的問題，提供了一種相對尺寸較小、結構簡單、可實現整周回轉的四自由度同軸輸出機構。

本發明所采用的技術方案為：

一種四自由度同軸輸出機構，包括驅動部分、傳動部分、隨動部分和執行部分；

所述驅動部分通過齒輪實現對傳動部分的驅動；

所述傳動部分包括四組同心安裝的軸，由內到外依次為軸一、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相互之間的獨立轉動；

所述隨動部分安裝于軸一頂部，并且設置兩對錐齒輪結構；

所述執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，可實現整周回轉，第一主動臂和第二主動臂分別通過所述兩對錐齒輪實現與軸一、第二中空軸傳動連接，從而實現繞自身旋轉軸線的旋轉運動。

優選的，所述驅動部分包括基座、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。

優選的，所述傳動部分包括鎖緊環、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鎖緊連接，所述抱箍下端與第一減速器輸出軸通過鎖緊環鎖緊連接，所述推力球軸承安裝于基座的軸承孔內，所述加強軸底部安裝于推力球軸承內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，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，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，所述第四中空軸軸承安裝于第四中空軸上端軸承孔內，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。