[实用新型]一种机器人的关节末端低振动驱动机构

说明书

一种机器人的关节末端低振动驱动机构，涉及机器人相关设备结构技术领域，包括直线驱动机构、以及与所述直线驱动机构连接的旋转驱动机构，直线驱动机构包括Z轴电机和丝杆，丝杆的底端安装在法兰座的大轴承上，丝杆的顶端设有丝杆螺母，丝杆螺母通过连接块与旋转驱动机构连接，法兰座的下方设有Z轴皮带轮，Z轴电机的输出轴通过皮带与Z轴皮带轮连接，且在法兰座与Z轴皮带轮之间设有弹性阻尼件。本实用新型利用弹性阻尼结构，将丝杆的振动和机械臂隔离，从而有利于减小机器手臂末端的抖动，能适应更苛刻的应用环境。另外，该驱动机构，结构简单，装配方便且成本极低，且不影响机器的重量及大小。

技术领域

本实用新型涉及机器人相关设备结构技术领域，尤其涉及机器人的关节末端机构技术。

背景技术

术语解释：

SCARA：选择顺应性装配机器手臂，共有四个自由度，三个水平旋转关节和一个上下行走关节。

Z轴：机器人中上下行走关节。

R轴：机器人末端旋转关节。

一体式丝杆花键：可以同时实现直线运动和旋转运动的机械机构。

分离式丝杆花键：丝杆实现直线运动，花键实现旋转运动，二者组装在一起使用。

中空电机：伺服电机，中心是空的，利于在中间穿线缆或一些轴类零件。

目前，随着自动化行业发展，对机器人提出越来越高的要求。行业对机器人的稳定性，速度，精度都有极为严苛的要求。机器人的机械结构都是在往简单化，轻量化发展，但对其设计，材料，工艺提出更高要求。为了能提高速度，设计时必须在保证强度的前提下压缩尺寸，减轻重量；另一方面，对制造工艺就有更高要求，需要将零部件都做得更加精准，才能保证机器人的性能。然而，提高工艺势必会导致成本的急剧上升。因此，需要一些新型的结构设计，既能保证机器人的性能，同时又能将成本控制在合理的范围内。

例如，Scara机器人，日本山梨大学牧野洋1978年实用新型，该机器人具有四个轴和四个运动自由度，非常适合在桌面上进行一些平面的重复性工作。各厂家的整体结构都大同小异，但是Z轴和R轴是整机中最复杂的结构，既要求结构紧凑，重量轻便，同时又要实现直线和旋转两种不同的运动，并且还要求精度高，速度快，稳定性高。

SCARA机器人的Z轴和R轴处于机器人末端，目前行业内有两种主流结构，一种是实用一体式丝杆花键；另一种是采用分离式丝杆花键。

一体式丝杆花键，是一根轴配有两个螺母，受其结构限制，直线运动和旋转运动都只能使用皮带来进行传动。皮带的最大问题则是挠性比较大，因此R轴容易出现晃动问题，尤其是当末端带有惯量比较大的负载。使用一体式丝杆，机器人在很多行业应用都将受到限制。

分离式丝杆花键，是一套丝杆和一套花键组合在一起，分别实现直线运动和旋转运动。该实用新型的结构是目前行业内一般的结构进行改良，目前的结构是以雅马哈SCARA为代表的典型结构。雅马哈SCARA Z轴的电机与丝杆之间使用联轴器直连，R轴则是使用一个中空电机。该结构主要就是成本高，中空电机不易采购。并且也未将丝杆的振动与机械手臂进行隔离。

目前，几乎所有采用分离式丝杆花键的厂家都是直接将丝杆安装机器的手臂上。这样丝杆的振动就会直接传递到手臂上，而手臂又是悬臂式结构，极易引起手臂末端的振动。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用弹性阻尼结构，将丝杆的振动和机械臂隔离，从而有利于减小机器手臂末端抖动的机器人的关节末端低振动驱动机构。