[發(fā)明專利]重載荷機(jī)械臂以及重載荷機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710433454.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107097253A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王盛學(xué)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶盛學(xué)科技有限公司
• 主分類號(hào): B25J18/00
• 分類號(hào): B25J18/00;B25J17/00;B25J9/08
• 代理公司: 重慶謝成律師事務(wù)所50224
• 代理人: 劉貽行

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體是一種重載荷機(jī)械臂以及重載荷機(jī)器人。

背景技術(shù)

石材如大理石和花崗巖等在建筑中被廣泛用作外部、內(nèi)部裝飾材料或地板材料。這種石材開(kāi)采后都是不規(guī)則形狀，需要經(jīng)過(guò)多次加工過(guò)程才能達(dá)到理想的使用效果。石材加工是一項(xiàng)傳統(tǒng)、歷史悠久的行業(yè)。從未來(lái)發(fā)展看，從事石材搬運(yùn)、切割、打磨拋光工作的人將會(huì)越來(lái)越少，甚至以后沒(méi)有人愿意去從事這種職業(yè)。石材生產(chǎn)企業(yè)必須尋找一條可替代人工的機(jī)器去完成石材產(chǎn)品的加工，所以誕生了各種石材加工機(jī)械，實(shí)現(xiàn)對(duì)石材初形進(jìn)行切割、打磨、拋光、仿形等工序。

現(xiàn)有技術(shù)中，石材加工過(guò)程載荷比較大，一般要攜帶上百公斤工作頭，并且工作時(shí)產(chǎn)生的大的沖擊，要求結(jié)構(gòu)臂有很大的負(fù)載能力，所以現(xiàn)有的自動(dòng)加工設(shè)備都是采用龍門(mén)式結(jié)構(gòu)。但是這種龍門(mén)式機(jī)械機(jī)械臂比較長(zhǎng)，體積龐大，占用較大空間，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，功能也單一，很難實(shí)現(xiàn)圓弧加工和異形加工。擺臂式機(jī)器人技術(shù)比較成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)平面內(nèi)的直線、圓弧、異形等各種軌跡，但是擺臂機(jī)器人是通過(guò)關(guān)節(jié)臂連接減速機(jī)再連接關(guān)節(jié)臂的結(jié)構(gòu)形式，即串聯(lián)結(jié)構(gòu)。工作頭的載荷完全靠關(guān)節(jié)臂與減速機(jī)之間傳遞，對(duì)于要承載數(shù)百公斤的石材機(jī)械來(lái)說(shuō)，這就要求減速機(jī)性能非常高，既要承載工作臺(tái)上百公斤的自重，又要承載上百公斤工作時(shí)的沖擊載荷。工業(yè)機(jī)器人一般使用RV減速機(jī)或諧波減速機(jī)，當(dāng)前的減速機(jī)很難滿足要求，并且工作頭加工過(guò)程中的沖擊力都會(huì)傳遞到減速機(jī)上，容易造成減速機(jī)損壞。減速機(jī)是機(jī)器人的核心部件，高精度減速機(jī)主要靠進(jìn)口，大型減速機(jī)價(jià)格非常昂貴，受減速機(jī)的價(jià)格和性能雙重因素的決定，決定了當(dāng)前的擺臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)不能適合石材加工機(jī)械。目前市場(chǎng)上有一種人工推動(dòng)的擺臂式機(jī)械臂，沒(méi)有減速機(jī)和電機(jī)，通過(guò)人的推力擺臂前端的機(jī)頭平面擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)弧形切割、打磨等動(dòng)作，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，比較原始。

為解決以上問(wèn)題，需要一種臂展較長(zhǎng)，能夠大幅度提高石材機(jī)械的工作范圍，并且避免減速機(jī)發(fā)生破壞的新型結(jié)構(gòu)的重載荷機(jī)械臂和機(jī)器人。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種重載荷機(jī)械臂和重載荷機(jī)器人該機(jī)械臂和機(jī)器人末端的載荷力矩主要靠轉(zhuǎn)軸承擔(dān)，電機(jī)和減速機(jī)只承受旋轉(zhuǎn)扭矩，使同等扭矩的電機(jī)和減速機(jī)提高了數(shù)倍的載重能力，該結(jié)構(gòu)的機(jī)械臂和機(jī)器人比現(xiàn)有同尺寸的擺臂機(jī)器人的承載能力提高數(shù)倍。可以大幅度提高臂展和承載能能力，并且避免減速機(jī)損壞。

本發(fā)明的重載荷機(jī)器人，包括底座、臂和減速機(jī)；所述臂通過(guò)轉(zhuǎn)軸以可擺動(dòng)的方式設(shè)置于所述底座；所述減速機(jī)以可拆卸的方式固定于所述底座并用于驅(qū)動(dòng)所述臂擺動(dòng)；

進(jìn)一步，所述減速機(jī)為盤(pán)輸出式減速機(jī)；所述臂與驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)處設(shè)有用于與減速機(jī)的輸出盤(pán)配合進(jìn)行定位的定位凸環(huán)；

進(jìn)一步，所述減速機(jī)以與所述轉(zhuǎn)軸同軸的方式靠近轉(zhuǎn)軸端部設(shè)置；

進(jìn)一步，所述減速機(jī)的輸出盤(pán)通過(guò)緊固件與臂固定連接，所述臂表面形成用于在安裝時(shí)對(duì)所述緊固件進(jìn)行讓位的讓位空間；

進(jìn)一步，所述臂通過(guò)徑向軸承與所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)配合，并通過(guò)推力軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)支承在所述底座上；

進(jìn)一步，所述底座設(shè)有用于安裝所述推力軸承的軸承座；所述臂底部設(shè)有外套于所述軸承座并與該軸承座共同形成迷宮式密封的密封凸環(huán)；

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)軸下端固定于所述底座，其上端向上伸出底座形成懸臂結(jié)構(gòu)；所述臂轉(zhuǎn)軸與底座固定配合的長(zhǎng)度大于其總長(zhǎng)度的1/3；

本發(fā)明還公開(kāi)了一種應(yīng)用所述的重載荷機(jī)械臂的重載荷機(jī)器人，包括大臂組件和小臂組件以及通過(guò)所述小臂組件帶動(dòng)的工作裝置；所述大臂組件包括可形成所述重載荷機(jī)械臂的大臂、大臂支座、大臂轉(zhuǎn)軸和大臂減速機(jī)；所述大臂、大臂支座、大臂轉(zhuǎn)軸、大臂減速機(jī)分別作為重載荷機(jī)械臂的臂、底座、轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)；所述小臂組件包括以大臂為底座形成所述重載機(jī)械臂的小臂、小臂轉(zhuǎn)軸和小臂減速機(jī)，所述小臂、小臂轉(zhuǎn)軸、小臂減速機(jī)分別作為重載機(jī)械臂的臂、轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)；

進(jìn)一步，所述工作裝置以可沿豎直方向升降并可繞水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式設(shè)置于所述小臂；

進(jìn)一步，所述小臂外端沿豎直方向滑動(dòng)配合有升降座，所述升降座通過(guò)絲桿螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其沿豎直方向進(jìn)行升降，所述升降座上設(shè)有可繞水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)并鎖定位置的旋轉(zhuǎn)座，所述工作裝置固定于該旋轉(zhuǎn)座；