[實用新型]SCARA機器人的三、四軸關節結構和SCARA機器人

有效

• 申請號: 202020409549.7
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN212312032U
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 胡明;陳漢輝
• 申請（專利權）人: 深圳市卓博機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/04
• 分類號: B25J9/04;B25J9/10;B25J9/12;B25J17/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 劉欣

本實用新型涉及一種SCARA機器人的三、四軸關節結構，包括：第二機械臂、滾珠花鍵軸、第三軸驅動單元、以及第四軸驅動單元。滾珠花鍵軸位于執行端；第三軸驅動單元包括：底座和直驅電機；直驅電機包括：螺母、電機軸、轉子、定子、以及第一軸承；第四軸驅動單元包括：伺服電機、主動帶輪、花鍵母、從動帶輪、同步帶、以及第二軸承。本實用新型還提供一種SCARA機器人。在本實用新型中，在保持整體緊湊性的前提下，降低安裝和維護的難度，保證機器人的小巧，壓縮成本和保證散熱能力。在小臂展的情況下，滿足三、四軸的機械臂的電機空間布局的需求，提高第三軸關節的傳動精度和傳動效率。

技術領域

本實用新型涉及機器人設計技術領域，特別是涉及一種SCARA機器人的三、四軸關節結構，以及一種SCARA機器人。

背景技術

SCARA(Selective Complaince Assembly Arm，選擇順應性裝配機器手臂)機器人，是一種圓柱坐標型的特殊類型的工業機器人。SCARA機器人具有四個軸和四個運動自由度，包括：沿X、Y、Z方向的平移和繞Z軸的旋轉自由度。SCARA機器人的第三軸為實現Z方向的平移的關節結構，一般稱為Z軸。而SCARA機器人的第四軸為實現繞Z軸的旋轉運動的關節結構，一般稱為R軸。

目前，市場上的SCARA機器人的三、四軸的傳動方式主要是采用同步帶傳動，其要求三、四軸的電機均為側邊安裝在同一機械臂上，并且還會設置減速機、制動器，使得小臂展的SCARA機器人的結構顯得十分緊湊，有利于壓縮設備的空間，起到小型化的作用。目前這種同步帶傳動的方式的缺陷在于：

1、緊湊設置，導致安裝和維護變得困難；

2、在設置小臂展的情況下，三、四軸的機械臂存在空間不足的可能性，無法在有限的空間上布置兩臺電機，因為同步帶的節線長度有國際規范，在緊湊布置三、四軸的電機的同時，會出現同步帶缺少合適的節線長度的問題，而非標制的同步帶則不利于后期的更換維護；

3、同步帶的傳動方式屬于非直驅方式，會降低傳動精度和傳動效率；

4、對于小臂展的SCARA機器人，為了保證機器人的小巧，需要將電機、減速機、以及制動器更加小型化，成本提高，并且散熱困難。

實用新型內容

基于此，本實用新型提供一種SCARA機器人的三、四軸關節結構，將第三軸驅動單元與第四軸驅動單元錯位布局于第二機械臂上，并且第三軸驅動單元采用與花鍵母組合的直驅式結構設置，在保持整體緊湊性的前提下，拉開第三軸驅動單元與第四軸驅動單元之間的安裝距離，降低安裝和維護的難度，并且在無需對各零件進行小型化改良的情況下，保證機器人的小巧，壓縮成本和保證散熱能力。第三軸的直驅式設計免去同步帶的運用，在小臂展的情況下，滿足三、四軸的機械臂的電機空間布局的需求，同時，提高第三軸關節的傳動精度和傳動效率。

該SCARA機器人的三、四軸關節結構，包括：

第二機械臂，第二機械臂的一端為執行端，第二機械臂的相對的另一端為連接端；

垂直穿設在第二機械臂上的滾珠花鍵軸，滾珠花鍵軸位于執行端；

安裝在第二機械臂上的第三軸驅動單元，第三軸驅動單元包括：位于執行端的底座和安裝在底座上的直驅電機；直驅電機包括：套接滾珠花鍵軸的螺母、套接螺母的電機軸、套接電機軸的轉子、套接轉子的定子、以及套接電機軸的第一軸承；第一軸承位于電機軸與底座之間；以及

安裝在第二機械臂上的第四軸驅動單元，第四軸驅動單元包括：位于執行端與連接端之間的伺服電機、連接伺服電機的主動帶輪、位于執行端的花鍵母、套接花鍵母的從動帶輪、套接在主動帶輪與從動帶輪之間的同步帶、以及連接在花鍵母與執行端之間的第二軸承；花鍵母套接滾珠花鍵軸。