[发明专利]类SCARA工业机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业机器人，特别是一种和SCARA机器人功能类似、但结构不同的四自由度工业机器人，也就是类SCARA工业机器人。

背景技术

SCARA机器人由于运动速度快、成本相对较低，在自动搬运与装配等领域有广泛的应用。典型的SCARA工业机器人由四个自由度组成，从基座开始第一关节为转动，实现整臂的水平回转；第二关节也为回转，实现小臂的水平回转；第三关节为执行端回转，实现工具的水平回转；第四关节为执行端垂直运动，实现工具的升降。由于执行端机构既含有旋转运动，又含有直线升降运动，因此执行端机构在垂直面内所占的空间很大；另外，小臂的转动机构由于电机垂直安装，尺寸也很大。因此，现有SCARA工业机器人一般只能适用于敞开的工作空间，对于在垂直面内空间狭小的空间，现有SCARA机器人是无法使用的。比如，要实现冲床在冲压时自动上下料，就需要机器人末端操作器伸入冲床上下冲压模具之间相对较窄的空间，大约20cm左右，现有SCARA机器人是无法深入这样狭小的空间的，即使能伸进去，也无法实现吸料、放料等升降运动。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在垂直面内尺寸较小、适合于在狭小空间运动的类SCARA工业机器人，其结构新颖并充分发挥现有SCARA机器人的优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种类SCARA工业机器人，包括基座、整臂转动机构、垂直运动机构、小臂转动机构和执行端转动机构，所述整臂转动机构固定在基座上，所述垂直运动机构安装在整臂转动机构上，所述整臂转动机构带动垂直运动机构转动，所述小臂转动机构固定在垂直运动机构上，所述垂直运动机构带动小臂转动机构垂直运动，所述执行端转动机构安装在小臂转动机构上，所述小臂转动机构带动执行端转动机构转动，形成串联型工业机器人结构。

进一步的，所述整臂转动机构包含第一伺服电机、第一行星减速机和固定支架，所述固定支架安装在基座上，所述第一行星减速机安装在固定支架上，所述第一伺服电机固定在第一行星减速机上，所述垂直运动机构固定在第一行星减速机输出端，所述第一伺服电机通过第一行星减速机减速后带动垂直运动机构转动。

进一步的，所述垂直运动机构包含框架组件、滚珠丝杆、滑动组件和第二伺服电机，所述第二伺服电机固定在框架组件上，所述滚珠丝杆竖直安装在框架组件上，所述滑动组件包含螺母套、滑动板和大臂，所述螺母套和滚珠丝杆组成滚珠丝杆螺母副，所述滑动板安装在螺母套外侧，所述大臂固定在滑动板上，所述小臂转动机构固定在大臂上，所述第二伺服电机通过滚珠丝杆螺母副带动小臂转动机构垂直运动。

进一步的，所述框架组件包含框体、电机支撑座和传动轴，所述传动轴固定于框体下端，所述传动轴通过第一联轴器与整臂转动机构中第一行星减速机的输出轴连接，所述滚珠丝杆两端分别通过轴承座固定于框体的上端面和下端面，所述第二伺服电机通过电机支撑座固定于框体上端，所述第二伺服电机通过第二联轴器与滚珠丝杆连接。

进一步的，所述框体下端面固定于回转支承的内圈，所述回转支承的外圈固定于基座上。

进一步的，所述框体上还竖设有运动导轨，所述滑动组件还包含与运动导轨滑动配合的导轨滑块，所述导轨滑块固定在滑动板上。

进一步的，所述小臂转动机构包含第三伺服电机、第二行星减速机和小臂，所述第二行星减速机上固定在垂直运动机构中滑动组件的大臂上，所述第三伺服电机固定在第二行星减速机上，所述小臂安装在第二行星减速机的输出轴，所述执行端转动机构固定在小臂上，所述第三伺服电机经第二行星减速机减速后带动小臂上的执行端转动机构转动。

进一步的，所述第二行星减速机的输入轴与输出轴相垂直，所述第三伺服电机固定于第二行星减速机的输入端面并靠近大臂一侧。

进一步的，所述执行端转动机构包含第四伺服电机、主动轮、同步带和从动轮，所述第四伺服电机固定在小臂转动机构的小臂上，所述主动轮安装在第四伺服电机的转轴上，所述主动轮通过同步带带动从动轮，所述从动轮的中心轴竖设于小臂转动机构的小臂上，所述从动轮的中心轴下端安装有吸盘固定板。

进一步的，所述第四伺服电机设置在小臂下侧且靠近大臂一侧。