Scara型機械手臂的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種SCARA型機械手臂，所述SCARA型機械手臂包括底座、動力部分和旋轉部分，所述動力部分全部固定設置于所述底座中，所述動力部分能夠帶動所述旋轉部分進行任意角度的旋轉和任意方位的定位。本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用多級同軸傳動，把提供動力的零部件全部放置到固定底座，并且不直接參與所述SCARA型機械手臂的運動，因此不會消耗彼此的動力和慣量，在同等負載的條件下，能夠達到節省能源、提高速度和加速度的效果，從而提高本實用新型所述的SCARA型機械手臂的工作效率，此外，本實用新型所述的SCARA型機械手臂能夠通過各伺服電機獨立控制各個機械臂的關節運動，使得所述SCARA型機械手臂的運動更為精準。
【專利說明】SCARA型機械手臂
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于智能型機械設備領域，更具體而言，本實用新型涉及一種能夠進行任意角度旋轉的SCARA型機械手臂。
【背景技術】
[0002]在目前的工業領域，包括汽車行業、電子電器行業以及工程機械行業等，都已使用大量工業機器人自動化生產線。工業機器人是集精密化、柔性化、智能化以及軟件應用開發等先進制造技術于一體，通過對過程實施檢測、控制、優化、調度、管理和決策，實現增加產量、提高質量、降低成本、減少資源消耗和環境污染，是工業自動化水平的最高體現。
[0003]SCARA型機械手臂屬于一種圓柱坐標型的特殊種類的工業機器人，有3個旋轉或者更多個關節，其軸線相互平行，在平面內進行定位和定向。另有一個單自由度移動副，用于完成末端件在垂直于平面的運動。
[0004]但這類機器人在進行旋轉運動時，存在以下幾個方面的問題:
[0005]1、由于電線與氣管等的相互連接纏繞，使所述SCARA型機械手臂的旋轉角度收到了相應的限制；
[0006]2、由于伺服電機在運動過程中是參與運動的，因此，相應地增加了其他伺服電機的動力和慣量，降低了所述SCARA型機械手臂的工作效率；
[0007]3、在所述SCARA型機械手臂的運動過程中需要利用減速機進行控制運動的速比。實用新型內容
[0008]本實用新型的主要目的是提供一種SCARA型機械手臂，以解決現有技術中提及的上述問題。
[0009]為達上述目的，本實用新型的主要技術解決手段是提供一種SCARA型機械手臂，所述SCARA型機械手臂包括底座、動力部分和旋轉部分，所述動力部分全部固定設置于所述底座中，所述動力部分能夠帶動所述旋轉部分進行任意角度的旋轉和任意方位的定位。
[0010]在本實用新型所述的SCARA型機械手臂中，由于將所述動力部分全部固定設置于所述底座中，并且不直接參與所述SCARA型機械手臂的運動，因此，所述旋轉部分在旋轉過程中不會額外承受因為動力部分而帶來的負載，也不會因為動力部分中的多個動力元件設置在不同的地方而需要增加多段電線進行連接，避免了現有技術中因連接多個動力元件而帶來的電路管道纏繞的問題，相對現有技術中的SCARA型機械手臂，能夠達到提高工作效率的目的。
[0011]優選地，所述動力部分包括第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機，所述SCARA型機械手臂包括:A1部分，所述Al部分包括:所述底座、所述第一伺服電機、所述第二伺服電機、所述第三伺服電機、所述第四伺服電機、第一中空軸、第二中空軸、第三中空軸及第四中空軸，所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機分別通過齒輪傳動帶動所述第一中空軸、第二中空軸、第三中空軸及第四中空軸進行轉動，所述第一中空軸、第二中空軸、第三中空軸及第四中空軸從內到外相互套接；A2部分，所述A2部分包括:第五中空軸、第六中空軸及第七中空軸，所述第五中空軸、第六中空軸及第七中空軸從內到外相互套接；A3部分，所述A3部分包括第八中空軸；及A4部分，所述A4部分包括支座、絲桿和活動桿，所述絲桿活動連接于所述支座，所述絲桿和活動桿通過螺紋實現活動連接，所述活動桿穿入設置于所述第八中空軸的內部；其中，所述A2部分、A3部分及A4部分為旋轉部分，所述Al部分與A2部分之間連接有Al臂，所述Al臂固定連接于所述第一中空軸并與所述第七中空軸活動連接，所述A2部分與A3部分之間連接有A2臂，所述A2臂固定連接于所述第七中空軸并與所述第八中空軸活動連接，所述支座固定設置于所述A2臂的上表面，所述第二中空軸、第三中空軸及第四中空軸分別通過第一組同步輪、第二組同步輪及第三組同步輪實現與所述第七中空軸、第六中空軸及第五中空軸同步轉動，所述第八中空軸通過第四組同步輪實現與所述第五中空軸同步轉動，所述絲桿通過第五組同步輪實現與第六中空軸同步轉動，所述活動桿能夠相對于所述第八中空軸上下移動。
[0012]本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用多級齒輪傳動和同步輪傳動從而帶動各個旋轉部分進行轉動，傳動平穩、傳動比精確、工作可靠、傳動效率和使用壽命都比較高，進一步提高了所述SCARA型機械手臂的工作穩定性。
[0013]此外，所述多個伺服電機由于都集中設置于所述底座中，就避免了現有技術中因連接所述多個伺服電機而帶來的電路管道纏繞的問題。
[0014]在本實用新型所述的SCARA型機械手臂的優選改進中，所述第一中空軸的兩端設置有第一組高速旋轉氣動接頭，所述第五中空軸的兩端設置有第二組高速旋轉氣動接頭，所述活動桿的頂端設置有第三高速旋轉接頭，所述第一中空軸上端的高速旋轉氣動接頭的上頂面水平高度低于所述A2臂的下底面水平高度。
[0015]由于常規的氣管接頭的工藝及結構問題，導致常規的氣管接頭不能支持長時間旋轉，而高速旋轉氣動接頭的金屬螺紋部分是安裝在孔里面的，而且里面設置有軸承，因此可以支持長期高速旋轉。
[0016]因此，本實用新型所述的SCARA型機械手臂不僅避免了電路的管道纏繞問題，而且解決了氣路管道接頭不能長期旋轉的問題，本實用新型所述的SCARA型機械手臂的末端氣動手爪的動力源通過多級高速旋轉接頭來改變方向，以此徹底改變電線與氣管等對所述SCARA型機械手臂各關節的纏繞限制，達到無限制的旋轉，避免了普通的SCARA型機械手臂轉動關節的最大旋轉角度為正/負360度的限制，從而實現任意角度的旋轉。
[0017]作為本實用新型的一種優選，所述Al臂的上表面設置有凹槽，所述第一中空軸上端的高速旋轉氣動接頭設置于所述凹槽內。
[0018]設置有凹槽的Al臂進一步避免了所述A2臂在進行旋轉時與所述高速旋轉氣動接頭的發生的干涉問題。
[0019]更進一步地，所述支座上設置有固定桿，所述絲桿通過所述固定桿實現定位。
[0020]所述固定桿的設置保證了絲桿在工作過程中的相對位置保持不變，進一步提高了所述SCARA型機械手臂的工作穩定性和可靠性。
[0021]優選地，所述第一組高速旋轉接頭與所述第二組高速旋轉接頭之間通過第一氣管連接，所述第二組高速旋轉接頭與第三旋轉接頭之間通過是通過第二氣管連接。
[0022]更進一步地，所述固定桿的外側設置有夾緊裝置，所述第二氣管通過所述夾緊裝置固定。
[0023]優選地，所述夾緊裝置為夾子，所述夾子的數量為至少一個。
[0024]通過所述夾緊裝置固定的氣管不僅外觀整潔，而且也避免了因所述氣管的不規則運動而產生的問題。
[0025]優選地，所述Al臂與所述第五中空軸之間通過滾動軸承實現活動連接。
[0026]所述滾動軸承不僅能夠保證所述第五中空軸的自由轉動，還能為所述Al臂提供穩定的定位。
[0027]相應地，所述A2臂與所述第八中空軸之間通過滾動軸承實現活動連接。
[0028]所述SCARA型機械手臂采用可編程邏輯控制器，通過CANopen總線控制所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機。
[0029]優選地，所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機分別通過不同的開關進行控制。
[0030]通過不同的開關分別控制不同的伺服電機，就能夠控制本實用新型所述的SCARA型機械手臂不僅可以進行X、Y及Z方向上的整體運動，還可以對所述Al部分?A4部分中任一部分進行控制，使之進行單獨的某一部件或某一方向上的運動，進一步提高了本實用新型所述的SCARA型機械手臂的靈活性和實用度。
[0031 ] 采用可編程邏輯控制器(即PLC)，通過CANopen總線控制所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機，不僅成本低，而且穩定性好。
[0032]因此，采用本實用新型所述的SCARA型機械手臂能夠達到以下幾點的有益效果:
[0033]1、本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用多級同軸傳動，把提供動力的零部件(伺服電機)全部放置到固定底座，并且不直接參與所述SCARA型機械手臂的運動，因此不會消耗彼此的動力和慣量，在同等負載的條件下，能夠達到節省能源、提高速度和加速度的效果，從而提高本實用新型所述的SCARA型機械手臂的工作效率。
[0034]2、本實用新型所述的SCARA型機械手臂能夠通過各伺服電機獨立控制各個機械臂的關節運動，使得所述SCARA型機械手臂的運動更為精準。
[0035]3、本實用新型所述的SCARA型機械手臂的末端氣動手爪的動力源通過多級高速旋轉接頭來改變方向，從而徹底改變了電線與氣管等對所述SCARA型機械手臂各關節的纏繞限制，達到無限制的旋轉，避免了普通的SCARA型機械手臂轉動關節的最大旋轉角度為正/負360度的限制，也不需要回程運動，就可以實現任意角度的旋轉。
[0036]4、本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用了多級傳動裝置(同步輪、齒輪等)，因此可以直接利用伺服電機進行運動控制速比，不再需要傳統SCARA型機械手臂的諧波減速機，極大的避免了傳統國產機器人對昂貴的進口諧波減速機的依賴，降低了 SCARA型機械手臂的生產成本。
[0037]5、本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用編程邏輯控制器(即PLC)，通過CANopen總線控制所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機，不僅成本低，而且穩定性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例的立體圖。
[0040]圖2為本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例的主體圖。
[0041]圖3為圖2中的C-C向剖視圖。
[0042]圖4為圖3中E-E向剖視圖。
[0043]圖5為本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例的俯視圖。
[0044]圖6為圖5中A-A向剖視圖。
[0045]主要元件符號說明:
[0046]I第一中空軸 2 第二中空軸
[0047]3第三中空軸 4 第四中空軸
[0048]5第五中空軸 6 第六中空軸
[0049]7第七中空軸 8 第八中空軸
[0050]9第一組同步輪 10 第二組同步輪
[0051]11 第三組同步輪12 第四組同步輪
[0052]13 第五組同步輪14 底座
[0053]15 Al 臂16 A2 臂
[0054]17 支座18 絲桿
[0055]19 活動桿20 固定桿
[0056]21 第一氣管22 第二氣管
[0057]23 夾子24 第一組高速旋轉氣動接頭
[0058]25 第二組高速旋轉氣動接頭26 第三高速旋轉氣動接頭
[0059]27 凹槽。
【具體實施方式】
[0060]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0061]圖1為本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例的立體圖。
[0062]圖2為本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例的主體圖。
[0063]圖3為圖2中的C-C向剖視圖。
[0064]圖4為圖3中E-E向剖視圖。
[0065]圖5為本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例的俯視圖。
[0066]圖6為圖5中A-A向剖視圖。
[0067]如圖1至圖6所示，本實用新型主要是提供一種SCARA型機械手臂，所述SCARA型機械手臂包括底座14、動力部分和旋轉部分，所述動力部分全部固定設置于所述底座14中，所述動力部分能夠帶動所述旋轉部分進行任意角度的旋轉和任意方位的定位。
[0068]在本實用新型所述的SCARA型機械手臂中，由于將所述動力部分全部固定設置于所述底座14中，并且不直接參與所述SCARA型機械手臂的運動，因此，所述旋轉部分在旋轉過程中不會額外承受因為動力部分而帶來的負載，也不會因為動力部分中的多個動力元件設置在不同的地方而需要增加多段電線進行連接，避免了現有技術中因連接多個動力元件而帶來的電路管道纏繞的問題，相對現有技術中的SCARA型機械手臂，能夠達到提高工作效率的目的。
[0069]在本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例中，所述動力部分包括第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機(所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機圖中未全部示出)，所述SCARA型機械手臂包括:Al部分，所述Al部分包括:所述底座14、所述第一伺服電機、所述第二伺服電機、所述第三伺服電機、所述第四伺服電機、第一中空軸1、第二中空軸2、第三中空軸3及第四中空軸4，所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機分別通過齒輪傳動帶動所述第一中空軸1、第二中空軸2、第三中空軸3及第四中空軸4進行轉動，所述第一中空軸1、第二中空軸2、第三中空軸3及第四中空軸4從內到外相互套接；A2部分，所述A2部分包括:第五中空軸5、第六中空軸6及第七中空軸7，所述第五中空軸5、第六中空軸6及第七中空軸7從內到外相互套接；A3部分，所述A3部分包括第八中空軸8 ;及A4部分，所述A4部分包括支座17、絲桿18和活動桿19，所述絲桿18活動連接于所述支座17，所述絲桿18和活動桿19通過螺紋實現活動連接，所述活動桿19穿入設置于所述第八中空軸8的內部；其中，所述A2部分、A3部分及A4部分為旋轉部分，所述Al部分與A2部分之間連接有Al臂15，所述Al臂15固定連接于所述第一中空軸I并與所述第七中空軸7活動連接，所述A2部分與A3部分之間連接有A2臂16，所述A2臂16固定連接于所述第七中空軸7并與所述第八中空軸8活動連接，所述支座17固定設置于所述A2臂16的上表面，所述第二中空軸2、第三中空軸3及第四中空軸4分別通過第一組同步輪9、第二組同步輪10及第三組同步輪11實現與所述第七中空軸7、第六中空軸6及第五中空軸5同步轉動，所述第八中空軸8通過第四組同步輪12實現與所述第五中空軸5同步轉動，所述絲桿18通過第五組同步輪13實現與第六中空軸6同步轉動，所述活動桿19能夠相對于所述第八中空軸8上下移動。
[0070]本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用多級齒輪傳動和同步輪傳動從而帶動各個旋轉部分進行轉動，傳動平穩、傳動比精確、工作可靠、傳動效率和使用壽命都比較高，進一步提高了所述SCARA型機械手臂的工作穩定性。
[0071]作為本實用新型的一種改變，所述SCARA型機械手臂也可以采用其他傳動方式實現通過所述動力部分帶動所述旋轉部分進行任意角度的旋轉和任意方位的定位，本實用新型的具體保護范圍不以此為限。
[0072]作為本實用新型的一種改進，所述絲桿18也可以通過其他方式實現將圓周運動變成所述活動桿19的上下直線運動，本實用新型的具體保護范圍不以此為限。
[0073]在本實用新型所述的SCARA型機械手臂的優選改進中，所述第一中空軸I的兩端設置有第一組高速旋轉氣動接頭24，所述第五中空軸5的兩端設置有第二組高速旋轉氣動接頭25，所述活動桿19的頂端設置有第三高速旋轉接頭26，所述第一中空軸I上端的高速旋轉氣動接頭的上頂面水平高度低于所述A2臂16的下底面水平高度。
[0074]由于常規的氣管接頭的工藝及結構問題，導致常規的氣管接頭不能支持長時間旋轉，而高速旋轉氣動接頭的金屬螺紋部分是安裝在孔里面的，而且里面設置有軸承，因此可以支持長期高速旋轉。
[0075]因此，本實用新型所述的SCARA型機械手臂不僅避免了電路的管道纏繞問題，而且解決了氣路管道接頭不能長期旋轉的問題，本實用新型所述的SCARA型機械手臂的末端氣動手爪的動力源通過多級高速旋轉接頭24-26來改變方向，以此徹底改變電線與氣管等對所述SCARA型機械手臂各關節的纏繞限制，達到無限制的旋轉，避免了普通的SCARA型機械手臂轉動關節的最大旋轉角度為正/負360度的限制，從而實現任意角度的旋轉。
[0076]作為本實用新型的一種優選，所述Al臂15的上表面設置有凹槽27，所述第一中空軸I上端的高速旋轉氣動接頭設置于所述凹槽27內。
[0077]設置有凹槽27的Al臂15進一步避免了所述A2臂16在進行旋轉時與所述高速旋轉氣動接頭的發生的干涉問題。
[0078]更進一步地，所述支座17上設置有固定桿20，所述絲桿18通過所述固定桿20實現定位。
[0079]所述固定桿20的設置保證了絲桿18在工作過程中的相對位置保持不變，進一步提高了所述SCARA型機械手臂的工作穩定性和可靠性。
[0080]作為本實用新型的一種選擇，所述絲桿18也可以通過其他結構進行定位，比如支架結構等，本實用新型的具體保護范圍不以此為限。
[0081]在本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例中，所述第一組高速旋轉接頭24與所述第二組高速旋轉接頭25之間通過第一氣管21連接，所述第二組高速旋轉接頭25與第三旋轉接頭26之間通過是通過第二氣管22連接。
[0082]所述第一氣管21與第二氣管22可以選用PU氣管或者高壓氣管，本實用新型的【具體實施方式】不以此為限。
[0083]更進一步地，所述固定桿20的外側設置有夾緊裝置，所述第二氣管22通過所述夾緊裝置固定。
[0084]如圖6所示，在本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例中，所述夾緊裝置為夾子23，所述夾子23的數量為兩個。
[0085]通過所述夾緊裝置固定的第二氣管22不僅外觀整潔，而且也避免了所述SCARA型機械手臂在工作過程中，因所述第二氣管22的不規則運動而產生的問題。
[0086]在本實用新型的第一實施例中，所述Al臂15與所述第五中空軸5之間通過滾動軸承實現活動連接。
[0087]所述滾動軸承不僅能夠保證所述第五中空軸5的自由轉動，還能為所述Al臂15提供穩定的定位。
[0088]相應地，所述A2臂16與所述第八中空軸8之間通過滾動軸承實現活動連接。
[0089]作為選擇，所述Al臂15與所述第五中空軸5之間也可以通過其他方式實現活動連接，本實用新型的具體保護范圍不以此為限。
[0090]相應地，所述A2臂16與所述第八中空軸8之間也可以通過其他方式實現活動連接，本實用新型的具體保護范圍不以此為限。
[0091]在本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例中，所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機分別通過不同的開關進行控制。
[0092]通過不同的開關分別控制不同的伺服電機，就能夠控制本實用新型所述的SCARA型機械手臂不僅可以進行X、Y及Z方向上的整體運動，還可以對所述Al部分?A4部分中任一部分進行控制，使之進行單獨的某一部件或某一方向上的運動，進一步提高了本實用新型所述的SCARA型機械手臂的靈活性和實用度。
[0093]在本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例中，所述SCARA型機械手臂采用可編程邏輯控制器，通過CANopen總線控制所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機。
[0094]采用可編程邏輯控制器(即PLC)，通過CANopen總線控制所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機，不僅成本低，而且穩定性好。
[0095]作為本實用新型的一種改變，所述SCARA型機械手臂也可以通過其他方式實現控制，具體選用何種方式可以根據實際情況決定，只要達到與本實用新型相同的技術效果即可，本實用新型的具體保護范圍不以此為限。
[0096]接下來，根據圖6對本實用新型所述的SCARA型機械手臂的工作原理作進一步的簡單說明。
[0097]如圖所示，當本實用新型所述的SCARA型機械手臂開始工作時，所述可編程邏輯控制器(即PLC)通過CANopen總線控制所述四個伺服電機，使所述四個伺服電機開始工作，當所述伺服電機轉動時:
[0098]Al部分，所述四個伺服電機分別通過齒輪傳動帶動所述第一中空軸1、第二中空軸2、第三中空軸3及第四中空軸4進行轉動，由于所述Al臂15與所述第一中空軸I固定連接，因此所述Al臂15隨著第一中空軸I的轉動而轉動；
[0099]A2部分，由于所述第二中空軸2、第三中空軸3及第四中空軸4分別與所述第七中空軸7、第六中空軸6及第五中空軸5通過第一組同步輪9、第二組同步輪10及第三組同步輪11連接，因此，所述第二中空軸2、第三中空軸3及第四中空軸4在轉動的同時，能夠帶動所述第七中空軸7、第六中空軸6及第五中空軸5進行同步轉動，由于所述A2臂16固定連接于所述第七中空軸7，因此，所述A2臂16隨著所述第七中空軸7的轉動而轉動；
[0100]A3部分，由于所述第八中空軸8與所述第五中空軸5之間連接有第四組同步輪12，因此，所述第八中空軸8隨著所述第五中空軸5的轉動而轉動，而所述第八中空軸8是控制末端的啟動執行元件(比如用來夾住工件的夾緊氣缸)的姿態角度，在所述SCARA型機械手臂的工作過程中，除了在X/Y的坐標上進行位移外，還需要有一個在X/Y的坐標點上進行旋轉的動作，該動作由所述第八中空軸8控制；
[0101]A4部分，由于所述絲桿18與所述第六中空軸6之間連接有第五組同步輪13，因此，所述絲桿18能夠隨著所述第六中空軸6的轉動而轉動，由于所述絲桿18與所述活動桿19之間通過螺紋活動連接，因此，所述絲桿18能夠將圓周轉動變成所述活動桿19的上下直線，而本實用新型所述的SCARA型機械手臂的終端執行元件(比如機械手等)是直接與所述活動桿19相連的，因此，所述活動桿19帶動本實用新型所述的SCARA型機械手臂的終端執行元件(比如機械手等)進行工作。
[0102]由于所述四個伺服電機是可以單獨控制的，而所述Al臂15與所述第七中空軸7活動連接，所述A2臂16與所述第八中空軸8活動連接，所述支座17固定設置于所述A2臂16的上表面，因此本實用新型所述的SCARA型機械手臂的終端執行元件不僅可以進行X、Y及Z方向上的整體運動，還可以對所述Al部分?A4部分中任一部分進行控制，使所述的SCARA型機械手臂進行單獨的某一部件或某一方向上的運動。
[0103]同時，由于本實用新型所述的SCARA型機械手臂結構已經取消了所有外部的電路連接線，并且所述第一氣管21、第二氣管22之間是通過高速旋轉接頭連接，除此以外，在本實用新型所述的SCARA型機械手臂的第一實施例中，所述第一中空軸I上端的高速旋轉氣動接頭的上頂面水平高度低于所述A2臂16的下底面水平高度，且所述第一中空軸I上端的高速旋轉氣動接頭設置于所述凹槽27內，因此，所述SCARA型機械手臂在實際旋轉的時候不會遇到任何的障礙或干涉，可以進行任意角度的轉動。
[0104]綜上所述，采用本實用新型所述的SCARA型機械手臂能夠達到以下幾點的有益效果:
[0105]1、本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用多級同軸傳動，把提供動力的零部件(伺服電機)全部放置到固定底座，并且不直接參與所述SCARA型機械手臂的運動，因此不會消耗彼此的動力和慣量，在同等負載的條件下，能夠達到節省能源、提高速度和加速度的效果，從而提高本實用新型所述的SCARA型機械手臂的工作效率。
[0106]2、本實用新型所述的SCARA型機械手臂能夠通過各伺服電機獨立控制各個機械臂的關節運動，使得所述SCARA型機械手臂的運動更為精準。
[0107]3、本實用新型所述的SCARA型機械手臂的末端氣動手爪的動力源通過多級高速旋轉接頭來改變方向，從而徹底改變了電線與氣管等對所述SCARA型機械手臂各關節的纏繞限制，達到無限制的旋轉，避免了普通的SCARA型機械手臂轉動關節的最大旋轉角度為正/負360度的限制，也不需要回程運動，就可以實現任意角度的旋轉。
[0108]4、本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用了多級傳動裝置(同步輪、齒輪等)，因此可以直接利用伺服電機進行運動控制速比，不再需要傳統SCARA型機械手臂的諧波減速機，極大的避免了傳統國產機器人對昂貴的進口諧波減速機的依賴，降低了 SCARA型機械手臂的生產成本。
[0109]5、本實用新型所述的SCARA型機械手臂采用編程邏輯控制器(即PLC)，通過CANopen總線控制所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機，不僅成本低，而且穩定性好。
[0110]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種SCARA型機械手臂，所述SCARA型機械手臂包括底座、動力部分和旋轉部分，其特征在于，所述動力部分全部固定設置于所述底座中，所述動力部分能夠帶動所述旋轉部分進行任意角度的旋轉和任意方位的定位；所述動力部分包括第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機，所述SCARA型機械手臂包括: Al部分，所述Al部分包括:所述底座、所述第一伺服電機、所述第二伺服電機、所述第三伺服電機、所述第四伺服電機、第一中空軸、第二中空軸、第三中空軸及第四中空軸，所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機分別通過齒輪傳動帶動所述第一中空軸、第二中空軸、第三中空軸及第四中空軸進行轉動，所述第一中空軸、第二中空軸、第三中空軸及第四中空軸從內到外相互套接； A2部分，所述A2部分包括:第五中空軸、第六中空軸及第七中空軸，所述第五中空軸、第六中空軸及第七中空軸從內到外相互套接； A3部分，所述A3部分包括第八中空軸?’及 A4部分，所述A4部分包括支座、絲桿和活動桿，所述絲桿活動連接于所述支座，所述絲桿和活動桿通過螺紋實現活動連接，所述活動桿穿入設置于所述第八中空軸的內部；其中， 所述A2部分、A3部分及A4部分為旋轉部分，所述Al部分與A2部分之間連接有Al臂，所述Al臂固定連接于所述第一中空軸并與所述第七中空軸活動連接，所述A2部分與A3部分之間連接有A2臂，所述A2臂固定連接于所述第七中空軸并與所述第八中空軸活動連接，所述支座固定設置于所述A2臂的上表面，所述第二中空軸、第三中空軸及第四中空軸分別通過第一組同步輪、第二組同步輪及第三組同步輪實現與所述第七中空軸、第六中空軸及第五中空軸同步轉動，所述第八中空軸通過第四組同步輪實現與所述第五中空軸同步轉動，所述絲桿通過第五組同步輪實現與第六中空軸同步轉動，所述活動桿能夠相對于所述第八中空軸上下移動。
2.根據權利要求1所述的SCARA型機械手臂，其特征在于，所述第一中空軸的兩端設置有第一組高速旋轉氣動接頭，所述第五中空軸的兩端設置有第二組高速旋轉氣動接頭，所述活動桿的頂端設置有第三高速旋轉接頭，所述第一中空軸上端的高速旋轉氣動接頭的上頂面水平高度低于所述A2臂的下底面水平高度。
3.根據權利要求2所述的SCARA型機械手臂，其特征在于，所述Al臂的上表面設置有凹槽，所述第一中空軸上端的高速旋轉氣動接頭設置于所述凹槽內。
4.根據權利要求1所述的SCARA型機械手臂，其特征在于，所述支座上設置有固定桿，所述絲桿通過所述固定桿實現定位。
5.根據權利要求2所述的SCARA型機械手臂，其特征在于，所述第一組高速旋轉接頭與所述第二組高速旋轉接頭之間通過第一氣管連接，所述第二組高速旋轉接頭與第三旋轉接頭之間通過是通過第二氣管連接。
6.根據權利要求5所述的SCARA型機械手臂，其特征在于，所述固定桿的外側設置有夾緊裝置，所述第二氣管通過所述夾緊裝置固定。
7.根據權利要求1所述的SCARA型機械手臂，其特征在于，所述Al臂與所述第五中空軸之間通過滾動軸承實現活動連接。
8.根據權利要求1所述的SCARA型機械手臂，其特征在于，所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機分別通過不同的開關進行控制。
9.根據權利要求1所述的SCARA型機械手臂，其特征在于，所述SCARA型機械手臂采用可編程邏輯控制器，通過CANopen總線控制所述第一伺服電機、第二伺服電機、第三伺服電機及第四伺服電機。
【文檔編號】B25J9/16GK204263180SQ201420515514
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】楊青 申請人:上海浩淼自動化設備有限公司