[發明專利]一種模塊化SCARA機器人

有效

• 申請號: 201710481584.2
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107243895B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 管貽生;曾昭恒;谷世超;陳翔;陳新
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/04
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及機器人自動化技術領域，特別涉及一種模塊化SCARA機器人。

背景技術

現今，機器人技術已經取得極大發展，由于其具有高度靈活性以及良好彈性被廣泛應用于各個行業，但是現有技術的多數機器人系統主要針對某種特定的環境和場合，因此缺乏相應功能擴展性以及結構重構性。

對于快速更替的產品生產線，往往需要更換各種類型的機器人系統，以滿足生產需求，因此容易造成生產資源的嚴重浪費以及制約機器人的推廣應用。

因此，多功能、易構建、低成本是機器人新系統開發重要目標，其中模塊化機器人是行之有效的解決方案，機器人模塊化能夠簡化設計制造和維護成本，縮短研制周期、減低研制成本。

國內外模塊化SCARA機器人還比較少，以浙江理工大學開發的一種低成本的模塊化SCARA機器人(專利號：201510245266.7)作為代表，這種機器人在一定程度上解決SCARA機器人重構問題，但存在結構上比較復雜、拼裝比較困難等問題，并且各關節模塊僅僅用于SCARA機器人構型的機器人系統中，卻不能用于組成其他新構型的機器人系統，因此缺乏普遍性和一般性。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種良好的替換性、便于控制和使用可靠以及結構緊湊一種模塊化SCARA機器人，旨在解決模塊化SCARA機器人缺乏普遍性以及一般性的技術問題。

為實現上述目的，本發明提出一種模塊化SCARA機器人，包括用于固定的安裝基座，所述安裝基座頂端與回轉關節模塊底端相連，所述回轉關節模塊頂端與直角連桿一端相連，所述直角連桿另一端與擺轉關節模塊一端相連，所述擺轉關節模塊另一端與雙自由度圓柱關節模塊相連；所述回轉關節模塊只有一個自由度且關節轉軸與自身結構中心軸相互重合，所述擺轉關節模塊只有一個自由度且關節轉軸與自身結構中心軸相互垂直，所述雙自由度圓柱關節模塊內部豎向設置有進行軸向運動或繞自身中心軸線旋轉或軸向運動和繞自身中心軸線旋轉的復合螺旋運動的絲桿。

優選地，回轉關節模塊包括相互分離的第一上殼體和第一下殼體，所述第一下殼體底端與所述安裝基座頂端相連，所述第一上殼體頂端與所述直角連桿一端相連，所述第一下殼體內部設有第一伺服驅動控制器與第一下殼體內上部的第一隔板固定相連，所述第一下殼體內部還安裝有與所述第一伺服驅動控制器電連接的第一伺服電機，所述第一伺服電機動力輸出端穿過所述第一隔板與第一主動圓柱齒輪相連，所述第一隔板上方設有第一諧波減速器，所述第一諧波減速器的動力輸入端設有第一從動圓柱齒輪與所述第一主動圓柱齒輪嚙合傳動，所述第一諧波減速器的動力輸出端與所述第一上殼體相連。

優選地，所述擺轉關節模塊包括相互分離的第二后殼體和第二前殼體，所述第二后殼體一端與所述直角連桿另一端相連，所述第二后殼體內部固定連接有第二伺服驅動控制器，所述第二后殼體內部還安裝有與所述第二伺服驅動控制器電連接的第二伺服電機，所述第二伺服電機的動力輸出端穿過第二隔板與第二主動錐齒輪相連，所述第二前殼體內部安裝有第二諧波減速器，所述第二諧波減速器的動力輸入端同軸相連有第二從動錐齒輪與所述第二主動錐齒輪嚙合傳動，所述第二諧波減速器的動力輸出端與所述第二前殼體相連。

優選地，所述雙自由度圓柱關節模塊包括內部設有空腔的外殼，所述外殼表面設有若干個開口，所述外殼內部一側安裝第三伺服驅動控制器，所述第三伺服驅動控制器端部通過所述外殼側面開口與所述擺轉關節模塊的所述第二前殼體一端連接，所述雙自由度圓柱關節模塊還設有豎直穿過所述外殼上下豎直相對開口且垂直移動和/或旋轉的絲桿，所述外殼內部安裝有傳動機構配合傳動所述絲桿，所述傳動機構與所述第三伺服驅動控制器電連接。

優選地，所述傳動機構包括固定于所述外殼內部上法蘭盤且與所述第三伺服驅動控制器電連接的第三伺服電機，所述第三伺服電機的動力輸出軸端穿過所述上法蘭盤且與第一主同步輪相連；所述上法蘭盤另一側與絲桿螺母固定部相連，所述絲桿螺母轉動部與第一從同步輪相連，所述第一主同步輪和所述第一從同步輪以同步帶相連傳動；所述傳動機構還包括固定于所述外殼內部下法蘭盤且與所述第三伺服驅動控制器電連接的第四伺服電機，所述第四伺服電機的動力輸出端穿過所述下法蘭盤與第二主同步輪相連，所述下法蘭盤另一側與花鍵螺母固定部相連，所述花鍵螺母轉動部與第二從同步輪相連，所述第二主同步輪和所述第二從同步輪以同步帶相連傳動，所述絲桿同時穿過所述絲桿螺母轉動部中心以及所述花鍵螺母轉動部中心以豎向上下移動。