平面关节四轴机械臂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112757271A(43)申请公布日2021.05.07(21)申请号201911070212.6(22)申请日2019.11.05(71)申请人南京立迈胜机器人有限公司地址211500江苏省南京市六合区龙池街道雄州南路216号(72)发明人董春禄(74)专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人王秀娟(51)Int.Cl.B25J9/04(2006.01)B25J9/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称平面关节四轴机械臂(57)摘要本发明公开了一种平面关节四轴机械臂，包括底座，底座上安装有第一电机和滚珠丝杆模组，第一电机与滚珠丝杆模组通过同步带连接，螺母组件上安装有第二电机和大臂，大臂的前端安装有第三电机和前臂，前臂的前端安装有第四电机和末端执行器；第一、第二、第三、第四电机通过EtherCAT线缆与PLC控制器连接。本申请通过采用一体化低压伺服电机作为机械臂关节轴，采用滚珠丝杠模组为第一轴，使用EtherCAT线缆连接各关节，使得机械臂质量轻，惯量小，集成度高，运动速度快，通讯带宽提升，响应性、稳定性增强。CN112757271ACN112757271A权利要求书1/1页1.一种平面关节四轴机械臂，包括底座，其特征在于，底座上安装有第一电机和滚珠丝杆模组，所述滚珠丝杆模组包括丝杆和螺母组件，第一电机与丝杆通过同步带连接，第一电机驱动丝杆做平面旋转运动从而带动螺母组件做直线运动；螺母组件上安装有第二电机和大臂，第二电机驱动大臂绕第二轴做平面转动；大臂的前端安装有第三电机和前臂，第三电机驱动前臂绕第三轴做平面转动；前臂的前端安装有第四电机和末端执行器，第四电机驱动末端执行器做平面转动；第一、第二、第三、第四电机均采用一体化低压伺服电机，通过EtherCAT线缆与PLC控制器连接。2.根据权利要求1所述的平面关节四轴机械臂，其特征在于，所述一体化低压伺服电机连接有行星减速器。3.根据权利要求1或2所述的平面关节四轴机械臂，其特征在于，第二电机输出轴穿过大臂安装在螺母组件上且通过预紧螺母锁紧定位，大臂与螺母组件之间设有第一推力球轴承。4.根据权利要求1或2所述的平面关节四轴机械臂，其特征在于，第三电机输出轴穿过大臂、前臂安装在大臂上且通过预紧螺母锁紧定位，大臂与前臂之间设有第二推力球轴承。5.根据权利要求1或2所述的平面关节四轴机械臂，其特征在于，第四电机和末端执行器通过同步带连接。6.根据权利要求1或2所述的平面关节四轴机械臂，其特征在于，滚珠丝杠模组的型号为1610，有效行程为200mm。2CN112757271A说明书1/3页平面关节四轴机械臂技术领域[0001]本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种平面关节四轴机械臂。背景技术[0002]Scara机器人是一种应用于装配作业的机器人手臂，一般有2～3个轴线平行的旋转关节，结构简单，占地面积小，运动速度快，在生产领域得到广泛应用。现有SCARA四轴机械臂由4个电机分别驱动大臂和前臂的水平方向旋转，以及末端机构的水平方向旋转和竖直方向运动。其中用于驱动大臂水平方向旋转的电机位于基座内，其余三个电机位于前臂内。现有SCARA四轴机械臂在带载运行工况的主要质量集中在第四轴，转动惯量大，且刚性相对较弱，不能进行快速旋转，限制了机械臂的运转效率，成为提高工作效率的瓶颈。另一方面，现有SCARA机械臂由电控箱和机械臂两大部分组成，占用体积大，装配复杂，现场防护困难；线缆是在防护罩外由基座引至前臂，造成机器人在运动过程中易造成线缆弯折，限制了机器人的运动范围。发明内容[0003]为解决现有现有SCARA四轴机械臂，转动惯量大、刚性弱、运转效率低，以及占用体积大、装配复杂、运动范围小，通讯带宽低的技术问题，本发明提供一种平面关节四轴机械臂。[0004]本发明采用的技术方案是：[0005]一种平面关节四轴机械臂，包括底座，底座上安装有第一电机和滚珠丝杆模组，所述滚珠丝杆模组包括丝杆和螺母组件，第一电机与丝杆通过同步带连接，第一电机驱动丝杆做平面旋转运动从而带动螺母组件做直线运动；螺母组件上安装有第二电机和大臂，第二电机驱动大臂绕第二轴做平面转动；大臂的前端安装有第三电机和前臂，第三电机驱动前臂绕第三轴做平面转动；前臂的前端安装有第四电机和末端执行器，第四电机驱动末端执行器做平面转动；第一、第二、第三、第四电机均采用一体化低压伺服电机，通过EtherCAT线缆与PLC控制器连接。[0006]进一步地，所述一体化低压伺服电机连接有行星减速器。[0007]进一步地，第二电机输出轴穿过大臂安装在螺母组件上且通过预紧螺母锁紧定位，大臂与螺母组件之间设有第一推力球轴承。[00