[发明专利]重载荷机械臂以及重载荷机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体是一种重载荷机械臂以及重载荷机器人。

背景技术

石材如大理石和花岗岩等在建筑中被广泛用作外部、内部装饰材料或地板材料。这种石材开采后都是不规则形状，需要经过多次加工过程才能达到理想的使用效果。石材加工是一项传统、历史悠久的行业。从未来发展看，从事石材搬运、切割、打磨抛光工作的人将会越来越少，甚至以后没有人愿意去从事这种职业。石材生产企业必须寻找一条可替代人工的机器去完成石材产品的加工，所以诞生了各种石材加工机械，实现对石材初形进行切割、打磨、抛光、仿形等工序。

现有技术中，石材加工过程载荷比较大，一般要携带上百公斤工作头，并且工作时产生的大的冲击，要求结构臂有很大的负载能力，所以现有的自动加工设备都是采用龙门式结构。但是这种龙门式机械机械臂比较长，体积庞大，占用较大空间，结构复杂，成本高，运转不灵活，功能也单一，很难实现圆弧加工和异形加工。摆臂式机器人技术比较成熟，能够实现平面内的直线、圆弧、异形等各种轨迹，但是摆臂机器人是通过关节臂连接减速机再连接关节臂的结构形式，即串联结构。工作头的载荷完全靠关节臂与减速机之间传递，对于要承载数百公斤的石材机械来说，这就要求减速机性能非常高，既要承载工作台上百公斤的自重，又要承载上百公斤工作时的冲击载荷。工业机器人一般使用RV减速机或谐波减速机，当前的减速机很难满足要求，并且工作头加工过程中的冲击力都会传递到减速机上，容易造成减速机损坏。减速机是机器人的核心部件，高精度减速机主要靠进口，大型减速机价格非常昂贵，受减速机的价格和性能双重因素的决定，决定了当前的摆臂机器人结构不能适合石材加工机械。目前市场上有一种人工推动的摆臂式机械臂，没有减速机和电机，通过人的推力摆臂前端的机头平面摆动，实现弧形切割、打磨等动作，工人劳动强度大，效率低，比较原始。

为解决以上问题，需要一种臂展较长，能够大幅度提高石材机械的工作范围，并且避免减速机发生破坏的新型结构的重载荷机械臂和机器人。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种重载荷机械臂和重载荷机器人该机械臂和机器人末端的载荷力矩主要靠转轴承担，电机和减速机只承受旋转扭矩，使同等扭矩的电机和减速机提高了数倍的载重能力，该结构的机械臂和机器人比现有同尺寸的摆臂机器人的承载能力提高数倍。可以大幅度提高臂展和承载能能力，并且避免减速机损坏。

本发明的重载荷机器人，包括底座、臂和减速机；所述臂通过转轴以可摆动的方式设置于所述底座；所述减速机以可拆卸的方式固定于所述底座并用于驱动所述臂摆动；

进一步，所述减速机为盘输出式减速机；所述臂与驱动电机对应处设有用于与减速机的输出盘配合进行定位的定位凸环；

进一步，所述减速机以与所述转轴同轴的方式靠近转轴端部设置；

进一步，所述减速机的输出盘通过紧固件与臂固定连接，所述臂表面形成用于在安装时对所述紧固件进行让位的让位空间；

进一步，所述臂通过径向轴承与所述转轴转动配合，并通过推力轴承可转动支承在所述底座上；

进一步，所述底座设有用于安装所述推力轴承的轴承座；所述臂底部设有外套于所述轴承座并与该轴承座共同形成迷宫式密封的密封凸环；

进一步，所述转轴下端固定于所述底座，其上端向上伸出底座形成悬臂结构；所述臂转轴与底座固定配合的长度大于其总长度的1/3；

本发明还公开了一种应用所述的重载荷机械臂的重载荷机器人，包括大臂组件和小臂组件以及通过所述小臂组件带动的工作装置；所述大臂组件包括可形成所述重载荷机械臂的大臂、大臂支座、大臂转轴和大臂减速机；所述大臂、大臂支座、大臂转轴、大臂减速机分别作为重载荷机械臂的臂、底座、转轴和减速机；所述小臂组件包括以大臂为底座形成所述重载机械臂的小臂、小臂转轴和小臂减速机，所述小臂、小臂转轴、小臂减速机分别作为重载机械臂的臂、转轴和减速机；

进一步，所述工作装置以可沿竖直方向升降并可绕水平方向转动的方式设置于所述小臂；

进一步，所述小臂外端沿竖直方向滑动配合有升降座，所述升降座通过丝杆螺母机构驱动其沿竖直方向进行升降，所述升降座上设有可绕水平方向转动并锁定位置的旋转座，所述工作装置固定于该旋转座；