机器人二轴结构及机器人论文和设计-谢金波

全文摘要

本实用新型公开了一种机器人二轴结构及机器人，属于机器人术领域。该机器人二轴结构包括电机、小臂、大臂和减速器，电机外壳安装在电机安装法兰的一端面上，电机安装法兰的另一端面与减速器的输出端连接，电机驱动轴与减速器的波发生器连接，波发生器与减速器的输入端传动连接，减速器的输出端还与小臂连接，减速器的固定端与大臂连接。与现有的SCARA四轴工业机器人二轴结构相比，本实用新型的电机外壳与减速器输出端之间的连接部件减少，优化了电机外壳与减速器的连接方式，提高了二轴的安装精度，因为连接部件的减少，电机外壳与减速机输出端之间的密封结构也减少一层，使得防止漏油效果更好。

主设计要求

1.一种机器人二轴结构，包括电机(1)、小臂(2)、大臂(3)和减速器(4)，其特征在于，电机外壳(11)安装在电机安装法兰(5)的一端面上，所述电机安装法兰(5)的另一端面与减速器(4)的输出端连接，所述减速器(4)包括波发生器(41)，电机驱动轴(12)与所述波发生器(41)连接，所述波发生器(41)与所述减速器(4)的输入端传动连接，所述减速器(4)的输出端还与所述小臂(2)连接，减速器(4)的固定端与所述大臂(3)连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的机器人二轴结构，其特征在于，所述减速器(4)为谐波齿轮减速器，其还包括柔轮和刚轮，所述波发生器(41)两端设置有滚轮，所述滚轮与所述柔轮的内壁抵接，所述柔轮为能够产生弹性变形的齿轮，所述刚轮能够与所述柔轮上的部分齿啮合。

3.根据权利要求2所述的机器人二轴结构，其特征在于，所述波发生器(41)为凸轮，所述波发生器(41)设置在轴承内，所述轴承设置在所述柔轮内。

4.根据权利要求2所述的机器人二轴结构，其特征在于，所述小臂(2)与所述刚轮连接；所述大臂(3)通过螺栓与所述柔轮固定连接。

5.根据权利要求1所述的机器人二轴结构，其特征在于，所述波发生器(41)通过固定法兰(6)与所述电机驱动轴(12)连接。

6.根据权利要求1所述的机器人二轴结构，其特征在于，所述电机外壳(11)与所述电机安装法兰(5)的连接处设置有密封圈(7)。

7.根据权利要求1所述的机器人二轴结构，其特征在于，所述电机安装法兰(5)与所述减速器(4)的连接处设置有密封圈(7)。

8.根据权利要求2所述的机器人二轴结构，其特征在于，所述大臂(3)与所述柔轮的连接处设置有加强垫片。

9.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的机器人二轴结构。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人二轴结构及机器人。

背景技术

传统SCARA四轴工业机器人二轴结构减速器与电机安装经过多个零部件配合固定，连接配合零部件过多安装精度很难保证容易产生振动噪音影响机器人精度及受命，零部件过多也造成密封较为困难，容易出现漏油减速器损坏情况，安装及维修拆卸较为复杂。其中，电机、减速器及小臂的连接是最核心的部分，但是现有的SCARA四轴工业机器人二轴结构中电机外壳通常先安装在电机安装法兰的上端面上，电机安装法兰的下端面与小臂连接，小臂再与减速器的输出端连接。这样电机与减速器之间连接的零部件较多，造成安装精度较差；且在转动过程中各连接部件之间的连接处要增加密封结构，零部件越多，需要的密封结构越多，且在转动过程中密封性的保证越困难，造成易漏油的问题。

因此，需要提供一种电机外壳与减速器之间的连接部件少、安装精度高的机器人二轴结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机器人二轴结构及机器人，以实现优化电机外壳与减速器的连接方式，使连接部件精减到最少化，更好的保证安装精度。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种机器人二轴结构，包括电机、小臂、大臂和减速器，电机外壳安装在电机安装法兰的一端面上，所述电机安装法兰的另一端面与减速器的输出端连接，所述减速器包括波发生器，电机驱动轴与所述波发生器连接，所述波发生器与所述减速器的输入端传动连接，所述减速器的输出端还与所述小臂连接，减速器的固定端与所述大臂连接。

进一步地，所述减速器为谐波齿轮减速器，其还包括柔轮和刚轮，所述波发生器两端设置有滚轮，所述滚轮与所述柔轮的内壁抵接，所述柔轮为能够产生弹性变形的齿轮，所述刚轮能够与所述柔轮上的部分齿啮合。

进一步地，所述波发生器为凸轮，所述波发生器设置在轴承内，所述轴承设置在所述柔轮内。

进一步地，所述小臂与所述刚轮连接；所述大臂通过螺栓与所述柔轮固定连接。

进一步地，所述波发生器通过固定法兰与所述电机驱动轴连接。

进一步地，所述电机外壳与所述电机安装法兰的连接处设置有密封圈。

进一步地，所述电机安装法兰与所述减速器的连接处设置有密封圈。

进一步地，所述大臂与所述柔轮的连接处设置有加强垫片。

本实用新型还提供了一种机器人，包括上述任一项技术方案所述的机器人二轴结构。

与现有技术相比，本实用新型提供的机器人二轴结构，其中，电机外壳与电机安装法兰的上端面连接，电机安装法兰的下端面直接与减速器的输出端连接，减速器的输出端还与小臂连接。与现有的SCARA四轴工业机器人二轴结构相比，本实用新型的电机外壳与减速器输出端之间的连接部件减少，优化了电机外壳与减速器的连接方式，提高了二轴的安装精度，因为连接部件的减少，电机外壳与减速机输出端之间的密封结构也减少一层，使得防止漏油效果更好。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的机器人二轴结构的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例中的机器人二轴结构的结构示意图二；

图3为图2中沿A-A向的剖视图；

图4为图3中B部的放大图。

附图标记：1-电机；11-电机外壳；12-电机驱动轴；2-小臂；3-大臂；4-减速器；41-波发生器；5-电机安装法兰；6-固定法兰；7-密封圈。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步地详细描述，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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供了一种机器人二轴结构，其主要应用于SCARA四轴工业机器人中。如图1-图4所示，本机器人二轴结构包括电机1、小臂2、大臂3和减速器4，其中，电机外壳11安装在电机安装法兰5的上端面，电机安装法兰5的下端面与减速器4的输出端连接，电机驱动轴12与减速器4的波发生器41连接，波发生器41与减速器4的输入端传动连接，减速器4的输出端还与小臂2连接，减速器4的固定端与大臂3连接。与现有的SCARA四轴工业机器人二轴结构相比，本实施例的电机外壳11与减速器4输出端之间的连接部件减少了，优化了电机外壳11与减速器4的连接方式，提高了二轴的安装精度，因为连接部件的减少，电机外壳11与减速机输出端之间的密封结构也减少一层，使得防止漏油效果更好。

本实施例中的减速器4为谐波齿轮减速器，谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动(简称谐波传动)，它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动，工作时，固定柔轮，由电机1带动波发生器41转动，刚轮作为从动轮，输出转动，带动负载运动。本实施例中的谐波齿轮减速器包括波发生器41、柔轮(图中未示出)和刚轮(图中未示出)，具体地，波发生器41两端设置有滚轮，滚轮与柔轮的内壁抵接，柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内孔直径略小于波发生器41的总长。波发生器41通常成椭圆形的凸轮，将凸轮装入薄壁轴承内，再将它们装入柔轮内。当波发生器41装入柔轮后，迫使柔轮的剖面此时由原来的圆形而变成椭圆形，椭圆长轴两端的柔轮与之配合的刚轮齿则处于完全啮合状态，即柔轮的外齿与刚轮的内齿沿齿高啮合。这时啮合区，一般有30％左右的齿处在啮合状态；椭圆短轴两端的柔轮齿与刚轮齿处于完全脱开状态，简称脱开；在波发生器41长轴和短轴之间的柔轮齿，沿柔轮周长的不同区段内，有的逐渐退出刚轮齿间，处在半脱开状态，称之为啮出。波发生器41在柔轮内转动时，迫使柔轮产生连续的弹性变形，此时波发生器41的连续转动，就使柔轮齿的啮入—啮合—啮出—脱开这四种状态循环往复不断地改变各自原来的啮合状态。这种现象称之错齿运动，正是这一错齿运动，作为减速器就可将输入的高速转动变为输出的低速转动。本实施例中，小臂2连接在刚轮外侧，大臂3通过螺栓连接在柔轮上，在波发生器41转动时，柔轮固定不动，构成减速器4的固定端，刚轮转动，构成减速器4的输出端，因此，在电机1转动时，带动波发生器41转动，波发生器41带动刚轮转动，从而带动小臂2转动，而大臂3不动。

进一步地，如图4所示，波发生器41通过固定法兰6与电机驱动轴12连接，具体地，固定法兰6盖设在电机驱动轴12与波发生器41的端面上，通过螺栓将固定法兰6与电机驱动轴12固定连接，两侧也通过螺栓将固定法兰6与波发生器41固定连接。

为防止在电机1和小臂2一起转动过程中电机外壳11与电机安装法兰5的连接处、电机安装法兰5与减速器4的连接处漏油，电机外壳11与电机安装法兰5的连接处以及电机安装法兰5与减速器4的连接处均设置有密封圈7，具体密封圈7选用橡胶密封圈。

为增加大臂3与柔轮的连接强度，如图4所示，大臂3与柔轮的连接处设置有加强垫片，使得大臂3与柔轮的连接更可靠，提高了大臂3与小臂2相对转动过程中的安全性。

本实施例还提供了一种机器人，包括上述的机器人二轴结构，该种结构的机器人的二轴结构中的电机外壳11与减速器4之间的连接方式经过优化，使得连接部件精减到最少，保证了安装精度，减少了连接密封结构的数量，提高了密封性，减少了漏油的可能性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

设计图

机器人二轴结构及机器人论文和设计

机器人二轴结构及机器人论文和设计-谢金波

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢