[发明专利]一种新型四自由度平面关节机器人结构

摘要

本发明公开了一种新型四自由度平面关节机器人结构，包括底座，在丝杆及丝杆螺帽和导轨副的限位作用下沿Z轴方向上上下运动的升降座；第一机械臂，其以与Z轴平行的X轴为转动中心能够转动的安装在所述升降座上；Y轴盖子，被安装在第一机械臂上，支承Y轴减速装置一轴和Y轴减速装置二轴，且具有供Y轴伺服电机轴、Y轴减速装置一轴和Y轴减速装置二轴贯穿的通孔；第二机械臂，其以与X轴平行的Y轴为转动中心能够转动的安装在所述第一机械臂上；作业主轴，其以与Y轴平行的R轴为转动中心能够转动的安装在上述第二机械臂上。本发明所提供的新型四自由度平面关节机器人结构简单、成本低、具有较大的作业空间及较高的作业精度。

主权项

一种新型四自由度平面关节机器人结构，其特征在于，包括: 起支承和减震作用的底座（3）；在丝杆（6）及丝杆螺帽(1)和导轨副的限位作用下沿Z轴方向上上下运动的升降座（9）；第一机械臂（14），其以与Z轴平行的X轴为转动中心能够转动的安装在所述升降座（9）上；Y轴盖子（37），被安装在第一机械臂（14）上，支承Y轴减速装置一轴（38）和Y轴减速装置二轴（36），且具有供Y轴伺服电机轴、Y轴减速装置一轴（38）和Y轴减速装置二轴（36）贯穿的通孔；第二机械臂（23），其以与X轴平行的Y轴为转动中心能够转动的安装在所述第一机械臂（14）上；作业主轴（25），其以与Y轴平行的R轴为转动中心能够转动的安装在上述第二机械臂（23）上；R轴盖子（26），被安装在第二机械臂（23）上，支承作业主轴（25)，且具有供所述作业主轴(25)贯穿的通孔；  所述底座3包括竖直平行设置的前竖直板（48）、后竖直板（49），以及分别连接设置于前竖直板（48）和后竖直板（49）顶部和底部的顶板（47）和底板（54），所述丝杆（6）的下端与安装在底座轴承固定板（4）中的第一角接触球轴承（2）配合，所述底座轴承固定板（4）固定在底板（54）上，所述丝杆（6）的上端通过联轴器（44）与安装在顶板（47）上的Z轴伺服电机（46）相连接，所述丝杆（6）上段还设置有通过轴承固定板（43）固定在后竖直板（49）内侧上段的第三角接触球轴承（45），所述升降座（9）与升降座连接板（7）相连接，所述丝杆螺帽（1）通过螺帽固定板（5）与升降座连接板（7）固定连接；所述导轨副包括两竖直固定在轴承固定板43和底座轴承固定板（4）之间的导轨（51）以及固定在升降座连接板（7）上且与导轨（51）滑动配合的滑块（50）；  X轴伺服电机（42）与X轴谐波减速器（10）的输入端相连接，且通过第二螺钉（11）固定第一机械臂（14）上，所述 X轴谐波减速器（10）的输出端通过第一螺钉（8）与升降座（13）相连接，从而带动第一机械臂（14）以及第一机械臂（14）上的部件绕X轴转动；Y轴伺服电机（41）固定在Y轴盖子（37）上，所述Y轴盖子（37）安装在第一机械臂（14）上，Y轴伺服电机（41）与Y轴一级主动带轮（40）相连接，Y轴一级主动带轮（40）与设置在Y轴减速装置二轴（36）上的Y轴一级从动带轮（34）通过同步带驱动连接，设置在Y轴减速装置二轴（36）上的Y轴二级主动带轮（35）与设置在Y轴减速装置一轴（38）上Y轴二级从动带轮（39）通过同步带驱动连接，设置在Y轴减速装置一轴（38）上的Y轴三级主动带轮（12）与设置在关节轴(20)上的三级从动带轮（22）通过同步带驱动连接，从而带动第二机械臂（23）和第二机械臂（23）上的部件绕Y轴转动，所述Y轴减速装置一轴（38）及Y轴减速装置二轴（36）分别通过第一深沟球轴承（13）和第二深沟球轴承（15）平行设置在第一机械臂（14）和Y轴盖子（37）之间；关节轴（20）下段与装在第一机械臂（14）中的第二角接触球轴承（18）通过轴肩配合，所述关节轴（20）与第二角接触球轴承（18）采用过盈配合，所述第一机械臂（14）上的安装孔与第二角接触球轴承（18）采用过渡配合，所述第一机械臂安装孔的下部有一轴承挡板（19）通过第三螺钉（16）与第一机械臂（14）紧密固定连接，所述第一机械臂（14）安装孔的上部有一轴承套盖（17）与第一机械臂（14）紧密固定连接，所述第二机械臂（23）和Y轴三级从动带轮（22）通过第一平键（21）与关节轴（20）连接，用于传递扭矩，所述关节轴（20）的上部通过第二平键(33)与第二机械臂（23）固定连接，同时关节轴（20）顶端安装有圆螺母，所述Y轴三级从动带轮（22）与第二机械臂（23）之间的关节轴（20）上设置有套筒32用于第二机械臂（23）的轴向定位；所述R轴盖子（26）与第二机械臂（23）固定连接，所述R轴伺服电机（31）通过电机架30固定在第二机械臂（23）上，所述作业主轴（25）与分别安装在R轴盖子（26）和第二机械臂（23）中的第三深沟球轴承(28)和第四深沟球轴承(24)相配合，R轴伺服电机（31）与R轴主动带轮（29）驱动连接，R轴主动带轮（29）通过同步带与固连在作业主轴（25）上段的R轴从动带轮（27）驱动连接，从而带动作业主轴（25）和作业主轴（25）上的部件沿R轴转动。