一种Scara机器人高精度低成本减速模组论文和设计-林谦福

全文摘要

本实用新型属于工业机器人技术领域，具体涉及一种Scara机器人高精度低成本减速模组。本实用新型公开了一种Scara机器人高精度低成本减速模组，包括伺服电机，所述伺服电机连接有电机固定板，所述伺服电机连接有隔圈，所述伺服电机的动力输出端连接有第一齿轮，所述第一齿轮匹配连接有第二齿轮，所述第二齿轮的中心连接有第一安装轴，所述第一安装轴与第二齿轮之间连接有第一轴承，所述第一安装轴连接有固定板，所述第二齿轮匹配连接有第三齿轮，所述第三齿轮的中心连接有第二安装轴，所述第二安装轴与第三齿轮连接有第二轴承，所述第二安装轴安装在固定板上，所述第三齿轮连接有第四齿轮，所述第四齿轮连接有复合丝杆模组。

主设计要求

1.一种Scara机器人高精度低成本减速模组，包括伺服电机(1)，其特征在于：所述伺服电机(1)连接有电机固定板(2)，所述伺服电机(1)连接有隔圈(3)，所述伺服电机(1)的动力输出端连接有第一齿轮(4)，所述第一齿轮(4)匹配连接有第二齿轮(7)，所述第二齿轮(7)的中心连接有第一安装轴(13)，所述第一安装轴(13)与第二齿轮(7)之间连接有第一轴承(8)，所述第一安装轴(13)连接有固定板(9)，所述第二齿轮(7)匹配连接有第三齿轮(10)，所述第三齿轮(10)的中心连接有第二安装轴(14)，所述第二安装轴(14)与第三齿轮(10)连接有第二轴承(15)，所述第二安装轴(14)安装在固定板(9)上，所述第三齿轮(10)连接有第四齿轮(11)，所述第四齿轮(11)连接有复合丝杆模组(12)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种Scara机器人高精度低成本减速模组，其特征在于：所述伺服电机(1)连接有与第一齿轮(4)相匹配的挡圈(5)，所述挡圈(5)连接有镙丝(6)，所述镙丝(6)与伺服电机(1)螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种Scara机器人高精度低成本减速模组，其特征在于：所述第二齿轮(7)包括大齿轮件(71)和小齿轮件(72)，所述大齿轮件(71)与第一齿轮(4)相匹配，所述小齿轮件(72)与第三齿轮(10)相匹配。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于工业机器人技术领域，具体涉及一种Scara机器人高精度低成本减速模组。

背景技术

《中国制造2025》及工业4.0的提出，促进了工业机器人的高速发展。自2010年以来，全球工业机器人市场规模持续增长；我国制造业企业多以粗放型发展模式为主；随着未来人们对产品质量要求的提升，我国工业制造业也将朝着集约化、智能化的方向进行产业升级，自动化程度将会越来越高，同时随着我国人口结构的不断变化，人口红利逐渐消失，对以工业机器人为代表的自动化设备的需求将越来越大。

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

机器人上游核心零部件有控制器、伺服电机、减速器；从成本上看，核心零部件占工业机器人成本72％左右，是机器人行业利润主要来源，但目前国内仅少数机器人企业技术较先进，可自主生产核心零部件，大部分机器人企业核心零部件依赖进口(以伺服电机为例，国外品牌占据中国伺服市场近80％市场份额)；因此一直以来国内工业机器人成本较高。但随着国产品牌技术研发与外资企业不断缩小差距，国产品牌竞争力渐显，未来核心零部件国产化趋势已露端倪(国内小型伺服电机市场占有率已上升至20％左右)。

Scara机器人是工业机器人的一个分支。Scara机器人第三轴(末端执行器旋转轴)，现有的结构一般有以下几种：1、伺服电机直接通过同步带带动复合丝杆旋转；2、伺服电机通过精密行星减速机，再通过同步带带动复合丝杆旋转；3、中空电机直接驱动复合丝杆旋转； 4、用分离丝杆分别驱动。

国内的机器人发展迅速，技术已经很成熟，普及度越来越大。但是存在以下问题：1、高精密度的机器人核心零部件成本较高，制造周期较长，造成机器人的总体成本较高，对小型企业导入机器人有一定的成本压力。2、伺服电机直接通过同步带带动复合丝杆旋转，由于同步带有一定的弹性，如果机器人末端执行器负载较大、惯量较大时，当机器人做高速运行时，会影响末端执行器的精度。3、伺服电机通过精密行星减速机，再通过同步带带动复合丝杆旋转，机器人的负载能力相对直接通过皮带带动，负载能力得到了很大的提高，但是精密行星减速机成本太高，影响机器人厂家的利润及机器人应用厂家的成本。

实用新型内容

针对上述背景技术所提出的问题，本实用新型的目的是：旨在提供一种Scara机器人高精度低成本减速模组。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种Scara机器人高精度低成本减速模组，包括伺服电机，所述伺服电机连接有电机固定板，所述伺服电机连接有隔圈，所述伺服电机的动力输出端连接有第一齿轮，所述第一齿轮匹配连接有第二齿轮，所述第二齿轮的中心连接有第一安装轴，所述第一安装轴与第二齿轮之间连接有第一轴承，所述第一安装轴连接有固定板，所述第二齿轮匹配连接有第三齿轮，所述第三齿轮的中心连接有第二安装轴，所述第二安装轴与第三齿轮连接有第二轴承，所述第二安装轴安装在固定板上，所述第三齿轮连接有第四齿轮，所述第四齿轮连接有复合丝杆模组。

进一步限定，所述伺服电机连接有与第一齿轮相匹配的挡圈，所述挡圈连接有镙丝，所述镙丝与伺服电机螺纹连接，这样的结构设计，可以通过镙丝和挡圈的配合能够很好的对第一齿轮进行固定。

进一步限定，所述第二齿轮包括大齿轮件和小齿轮件，所述大齿轮件与第一齿轮相匹配，所述小齿轮件与第三齿轮相匹配，这样的结构设计，可以使得第二齿轮的对于整个装置的减速效果更佳。

本实用新型的有益效果：

1、安装调试简单、方便，普通技术员就能完成装配及调试工作；

2、全部是齿轮传动，没有同步带，所以传动链中没有弹性，对高惯量的负载高速旋转时，经软件消除间隙后，末端执行器的精度高；

3、不用购买价格昂贵的行星减速机，降低了成本、缩短了生产周期。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本实用新型一种Scara机器人高精度低成本减速模组实施例的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种Scara机器人高精度低成本减速模组实施例的剖面结构示意图；

主要元件符号说明如下：

伺服电机1、电机固定板2、隔圈3、第一齿轮4、挡圈5、镙丝6、第二齿轮7、大齿轮件71、小齿轮件72、第一轴承8、固定板9、第三齿轮10、第四齿轮11、复合丝杆模组12、第一安装轴13、第二安装轴14、第二轴承15。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1、图2所示，本实用新型的一种Scara机器人高精度低成本减速模组，包括伺服电机1，伺服电机1连接有电机固定板2，伺服电机1连接有隔圈3，伺服电机1的动力输出端连接有第一齿轮4，第一齿轮4匹配连接有第二齿轮7，第二齿轮7的中心连接有第一安装轴13，第一安装轴13与第二齿轮7之间连接有第一轴承8，第一安装轴13连接有固定板9，第二齿轮7匹配连接有第三齿轮10，第三齿轮10的中心连接有第二安装轴14，第二安装轴 14与第三齿轮10连接有第二轴承15，第二安装轴14安装在固定板9上，第三齿轮10连接有第四齿轮11，第四齿轮11连接有复合丝杆模组12。

本实施例中，通过第一齿轮4、第二齿轮7、第三齿轮10和第四齿轮11的配合，可以达到减速的目的；本实用新型中不用同步带，也不用精密行星减速机，经过齿轮一级一级减速，通过第一齿轮4、第二齿轮7、第三齿轮10和第四齿轮11上的各个轮齿的匹配，抵消掉齿轮之间的啮合间隙，从而达到机器人在高负载、高速运行下的精度要求，并且降低了机器人的整体成本，为想导入机器人运作的小型企业，减少压力，提高机器人的普及范围。

优选伺服电机1连接有与第一齿轮4相匹配的挡圈5，挡圈5连接有镙丝6，镙丝6与伺服电机1螺纹连接，这样的结构设计，可以通过镙丝6和挡圈5的配合能够很好的对第一齿轮4进行固定。实际上，也可以根据具体情况考虑第一齿轮4的固定结构。

优选第二齿轮7包括大齿轮件71和小齿轮件72，大齿轮件71与第一齿轮4相匹配，小齿轮件72与第三齿轮10相匹配，这样的结构设计，可以使得第二齿轮7的对于整个装置的减速效果更佳。实际上，也可以根据具体情况考虑第二齿轮7的结构。

上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

设计图

一种Scara机器人高精度低成本减速模组论文和设计

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