[实用新型]一种四自由度高速搬运机器人机构

说明书

技术领域

本实用新型属于工业机器人技术领域，具体涉及一种四自由度高速搬运机器人机构。

背景技术

高速搬运机器人是代替人类劳动，完成快速搬运工作的一种工业机器人，广泛应用于轻工、医药、食品和电子等行业的自动化生产线中，诸如分拣、包装、封装等作业往往需要末端执行器在空间中进行高速作业的机械手，但以往的高速搬运机器人的在搬运速度提高的条件下精度就会有所下降，而且自由度通常只有三个或以下，操作空间小，运动灵活性也不高。

有些搬运机器人的驱动电机安置在机器人关节上，增加了机器人的承载，使惯量增大、误差累积增大，容易产生冲击，造成机器人运动不平稳，

准确度低，难以满足高速、精确等搬运要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有高速搬运机器人机构中存在的技术问题，提供一种四自由度高速搬运机器人机构。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种四自由度高速搬运机器人机构，包括水平位置驱动机构、竖直位置驱动机构、姿态驱动机构、末端执行机构；

所述的水平位置驱动机构包括有电机底座、第一水平运动驱动电机、第二水平运动驱动电机、平移杆，电机底座上安装有电机底座上盖，电机底座上安装有空心轴、平移驱动轴，平移驱动轴、空心轴上固定联接有第一水平运动主动臂、第二水平运动主动臂，第一水平运动主动臂、第二水平运动主动臂另一端分别通过轴承铰接有平移杆、平移连杆，平移连杆另一端通过轴承铰接于平移杆中部，平移杆另一端通过轴承铰接于末端执行机构载台上，平移驱动轴、空心轴上固定安装有第一水平运动大齿轮、第二水平运动大齿轮，第一水平运动驱动电机、第二水平运动驱动电机上分别连接有与第一水平运动大齿轮、第二水平运动大齿轮相啮合的小齿轮；

所述的竖直位置驱动机构包括有竖直运动驱动电机、电机底座、末端执行机构载台，滚珠丝杠通过丝杠轴承、丝杠轴承套、轴承外圈支撑套安装于末端执行机构载台上，滚珠丝杠配合有固定于末端执行机构载台内的滚珠丝杆螺母，丝杆大带轮通过丝杠带轮连接法兰固定于末端执行机构载台上，竖直运动驱动电机上连接有与丝杆大带轮传动连接的丝杆小带轮，末端执行机构载台内通过花键螺母、花键轴承套安装有花键轴承，花键轴承内花键配合有与滚珠丝杠平行设置的光轴导柱，光轴导柱下端通过固定安装有动平台、法兰，滚珠丝杠下端固定安装于动平台内；

所述的姿态驱动机构包括有电机座、转动运动驱动电机、转动主动臂，转动主动臂端部铰接有连杆，连杆另一端铰接于末端执行机构载台上，转动主动臂与连杆、连杆与末端执行机构载台分别通过轴承铰接，从而实现末端执行机构的转动。

所述的第一水平运动主动臂与第二水平运动主动臂之间的平移驱动轴上套装有套筒，平移驱动轴上端面安装有平移驱动轴轴盖。

所述的丝杆大带轮下方设有带轮挡圈，丝杆大带轮与丝杆小带轮之间套装有传动带。

本实用新型的第一水平运动主动臂、第二水平运动主动臂、滚珠丝杠、转动主动臂由各自的驱动装置提供动力；所述的末端执行器即可实现平动和垂直运动，又可实现转动，增加了一个转动自由度，这样可实现运动灵活性高，操作空间大，高精确的搬运要求；所述的水平位置驱动机构含有一个平行四边形结构，同时包含两组主动臂，增加机器人的刚度，提高承载能力；本实用新型含有四组伺服电机其中三组安装在机架的内部，实现电机与外部工作环境的隔离，在很大程度上对电机设备起到保护作用，同时又能减少冲击，提高机器人运动的平稳性。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型由水平位置驱动机构、竖直位置驱动机构和姿态驱动机构；可实现末端执行器的平动、竖直运动和转动。本实用新型的水平位置驱动机构的第一水平运动主动臂、第二水平运动主动臂由不同驱动装置提供动力。驱动采用伺服系统，动作精确，操作灵活。

本实用新型所提供的机器人机构，分别以不同驱动支链来实现末端执行器的二平动一垂直运动和转动运动，有效提高了机构的灵活性，增大末端执行器的操作空间，实现了并联与串联机器人机构的组合，同时较好地保持了机构的惯性小，高速度高加速度，高定位精度和重复定位精度的特点。

附图说明

图1是本实用新型的四自由度高速搬运机器人机构的结构示意图。

图2是本实用新型的水平位置驱动机构的结构示意图。

图3是本实用新型的竖直位置驱动机构结构示意图。

图4是本实用新型的姿态驱动机构的结构示意图。

图5是本实用新型水平位置驱动机构的水平驱动轴部的剖面示意图。