一种SCARA机器人的三、四轴关节结构和SCARA机器人的制作方法

一种scara机器人的三、四轴关节结构和scara机器人
技术领域
1.本实用新型涉及机器人设计技术领域，特别是涉及一种scara机器人的三、四轴关节结构，以及一种scara机器人。


背景技术：

2.随着工业自动化水平不断地提高，越来越多的生产线采用工业机器人来取代传统的人工作业，相比于传统的人工作业方式而言，工业机器人具有自动化程度高、节约人工成本的优点；对于工业机器人而言，其本身结构的安全、稳定、可靠对于保证生产线稳定地工作起到了非常重要的作用。目前市场上大多数四轴scara机器人是采用伺服电机配减速机通过皮带传动来实现第四轴(r轴)的运动，由于空间问题第三轴也是由皮带传动来实现的。
3.这样的方式存在的问题和缺点是：
4.1.皮带结构本身刚性不足，高速运行精度差；
5.2.皮带寿命短；
6.3.安装结构复杂，调试麻烦；
7.4.为了实现大扭矩会运用减速机从而增加成本。
8.目前市场上还有一种日系品牌的scara机器人，其采用定制的中空谐波伺服一体机来实现第四轴的运动，这种做法会导致生产及使用成本有巨大增加，本身重量也会重。因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述问题。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于，提供一种结构紧凑，刚性强度高，使用成本低的scara机器人的三、四轴关节结构和scara机器人。
10.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
11.一种scara机器人的三、四轴关节结构，包括第二机械臂、第三轴和第四轴，所述第二机械臂的固定端装设有第二伺服电机，第二机械臂的自由端装设有第四轴，所述第三轴的一端通过联轴器与第三伺服电机的输出轴固定连接，所述第三伺服电机的外侧通过电机支架安装固定在第二机械臂的上表面上，所述第三轴的另一端通过中间连接块与第四轴的一端部固定连接，且第四轴的另一端通过中空旋转平台与第四伺服电机的输出轴传动连接，所述第四伺服电机的底部固定安装在中空旋转平台的上方，所述第四轴的轴体通过内套轴承套设在中空旋转平台的旋转固定台上，所述中空旋转平台的旋转固定台的下部与第四伺服电机的输出轴通过齿轮进行传动。
12.在其中一个实施例中，所述第三轴的上端配装有丝杠螺母，所述中间连接块的下表面固定卡设在丝杠螺母的上端面上。
13.在其中一个实施例中，在所述第二机械臂的自由端的上方与中空旋转平台之间设有护罩，所述护罩用于收容和保护所述中空旋转平台与第四轴的连接部件。
14.在其中一个实施例中，所述第三伺服电机为带刹车机构的伺服电机。
15.在其中一个实施例中，所述中空旋转平台为直角型中空旋转平台。
16.同时，本实用新型还提供一种scara机器人。
17.该scara机器人包括上述任一实施例的scara机器人的三、四轴关节结构。
18.本实用新型提供的一种scara机器人的三、四轴关节结构和scara机器人，与现有技术相比具有以下技术效果：
19.1、本实用新型提供的一种scara机器人的三、四轴关节结构和scara机器人，取消了第三轴和第四轴的皮带结构，将第三、四轴与驱动其工作的伺服电机之间采用直联方式，刚性强度和精度大大增加，安装和调试工作量大大降低，相对寿命也会延长，成本方面大大降低。
20.2、本实用新型提供的一种scara机器人的三、四轴关节结构和scara机器人，与日本某品牌定制的中空谐波伺服一体结构的四轴scara机器人相比，刚性强度和精度完全可以一致的情况下，在成本方面降低非常大。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型外部结构示意图；
23.图2为本实用新型内部结构示意图；
24.图3为图2中去除护罩的结构示意图。
25.以上附图中：
26.1、第二机械臂，2、第二伺服电机，3、第三轴，4、第四轴，5、第三伺服电机，6、中间连接块，7、中空旋转平台，8、第四伺服电机，9、电机支架，10、丝杠螺母，11、联轴器，12、护罩。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
28.作为本实用新型的第一个实施例，本实用新型一种scara机器人的三、四轴关节结构，包括第二机械臂1、第三轴3和第四轴4，所述第二机械臂1的固定端装设有第二伺服电机2，当第二伺服电机2通电工作时，第二伺服电机的动力输出轴带动第二机械臂相对第一机械臂的自由端部转动。第二机械臂1的自由端装设有第四轴4，所述第三轴3的一端通过联轴器11与第三伺服电机5的输出轴固定连接，所述第三伺服电机5的外侧通过电机支架9安装固定在第二机械臂1的上表面上，所述第三轴3的另一端通过中间连接块6与第四轴4的一端部固定连接，且第四轴4的另一端通过中空旋转平台7与第四伺服电机8的输出轴传动连接，第四伺服电机8的底部固定安装在中空旋转平台7的上方，所述第四轴4的轴体通过内套轴承套设在中空旋转平台7的旋转固定台上，所述中空旋转平台7的旋转固定台的下部与第四
伺服电机8的输出轴通过齿轮进行传动。当第四伺服电机8通电工作时，其动力输出轴带动设置在其端部的齿轮旋转，带动配合连接的旋转固定台传动齿轮，使旋转固定台传动齿轮上方连接的旋转固定台在内套轴承外不停的旋转，从而使连接的第四轴4进行旋转，在本实施例中通过采用直角型中空旋转平台7配合第四伺服电机8来让出第四轴的空间，将第四轴4安装到中空旋转平台7上以此达到直联结构，这样做结构会非常紧凑并且便于安装和调试，由于空间方面的节省从而使得第三轴3就可以直接采用丝杆与第三伺服电机5通过联轴器11直联。以此达到第三轴和第四轴全部直联，结构紧凑，刚性强度高，成本低的效果。
29.优选地，作为本实用新型的第二个实施例，本实施例是对实施例一的进一步限定，所述第三伺服电机5为带刹车机构的伺服电机。采用带有刹车机构的伺服电机可以提供安全保护和准确的定位控制。
30.优选的，作为本实用新型的第三个实施例，本实施例也是对实施例一的进一步改进，在本实施例中，所述第三轴3的上端配装有丝杠螺母10，所述中间连接块6的下表面固定卡设在丝杠螺母10的上端面上。
31.优选地，作为本实用新型的第四个实施例，本实施例是对上述实施例的进一步改进，在所述第二机械臂1的自由端的上方与中空旋转平台7之间设有护罩12，所述护罩12用于收容和保护所述中空旋转平台7与第四轴4的连接部件。
32.作为本实用新型的第五个实施例，在本实施例中，公开了一种scara机器人，该机器人包括上述任一实施例的scara机器人的三、四轴关节结构。
33.本实用新型的scara机器人的三、四轴关节结构和scara机器人，取消了第三轴和第四轴的皮带结构，将第三轴和第四轴与驱动其工作的伺服电机之间采用直联方式，大幅度增加了机器人的刚性和精度，安装和调试方面可以省去60％以上的工作量，成本方面也会大大降低。
34.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。