專利名稱：一種機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別涉及ー種可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂操作機(jī)構(gòu)伸縮與擺動(dòng)的復(fù)合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的自動(dòng)噴涂設(shè)備有串聯(lián)式機(jī)器人、并聯(lián)式機(jī)器人和往復(fù)式自動(dòng)噴涂機(jī)，它們實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)的方法各不相同。串聯(lián)式機(jī)器人是靠大臂和小臂的角度控制以及3R手腕的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂操作機(jī)構(gòu)的伸縮和擺動(dòng)；并聯(lián)式機(jī)器人是通過(guò)并聯(lián)分支機(jī)構(gòu)的同步和不同步運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂操作機(jī)構(gòu)伸縮和擺動(dòng)；往復(fù)式自動(dòng)噴涂機(jī)結(jié)構(gòu)比較単一，沒(méi)有機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)功能。串聯(lián)式機(jī)器人和并聯(lián)式機(jī)器人實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂伸縮擺動(dòng)功能需要通過(guò)復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和繁瑣的電氣編程控制實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、性能可靠的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)復(fù)合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂操作機(jī)構(gòu)的伸縮與擺動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是其包括有伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)共同設(shè)置在機(jī)器人臂上。所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最終帶動(dòng)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)做直線伸縮運(yùn)動(dòng)；所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、擺動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最終帶動(dòng)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)支架轉(zhuǎn)動(dòng)，操作機(jī)構(gòu)隨操作機(jī)構(gòu)支架轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明公開(kāi)了ー種機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，其包括伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括獨(dú)立伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)和獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括獨(dú)立擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和可伸縮傳動(dòng)軸，其特征在于，所述的可伸縮傳動(dòng)軸穿過(guò)所述的獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心，所述的獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人臂擺動(dòng)支架做軸向伸縮運(yùn)動(dòng)，所述的獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)固定于擺動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)軸上的操作機(jī)構(gòu)做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所述的獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括空心滾珠絲杠和絲杠螺母組成的絲杠螺母副、滾珠花鍵軸套和空心滾珠花鍵軸組成的滾珠花鍵滑動(dòng)副，所述的獨(dú)立伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)最終帶動(dòng)擺動(dòng)支架做伸縮運(yùn)動(dòng)。所述的可伸縮傳動(dòng)軸包括內(nèi)矩形花鍵軸和外矩形花鍵軸組成的傳動(dòng)軸副、主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪組成的錐齒輪副，所述的獨(dú)立擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)最終帶動(dòng)所述的操作機(jī)構(gòu)做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所述的可伸縮傳動(dòng)軸穿過(guò)所述的空心滾珠絲杠中心和所述的空心滾珠花鍵軸中心。所述的空心滾珠花鍵軸在所述的滾珠花鍵軸套中心內(nèi)滑動(dòng)。所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾珠花鍵軸套、空心滾珠花鍵軸、空心滾珠絲杠、第一壓蓋、第一脹緊套、連接座、絲杠螺母、伸縮桿外套、軸承座、軸承、支架、伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪、傳送帶、伸縮從動(dòng)皮帶輪、第二壓蓋、第二脹緊套及擺動(dòng)支架，其特征在于，所述的空心滾珠絲杠和絲杠螺母組成絲杠螺母副，所述的滾珠花鍵軸套和所述的空心滾珠花鍵軸組成滾珠花鍵傳動(dòng)副，通過(guò)所述的第一壓蓋、第一脹緊套、連接座、第二壓蓋、第二脹緊套將所述的絲杠螺母、連接座、空心滾珠花鍵軸、擺動(dòng)支架組成ー個(gè)共同隨動(dòng)體。所述的伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承固定在所述的支架上，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過(guò)連接鍵和鎖緊螺母與伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪相連，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪通過(guò)所述的傳動(dòng)帶帶動(dòng)伸縮所述的從動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述的空心滾珠絲杠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 所述的獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括外矩形花鍵套、擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪、傳動(dòng)帶、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪、行星減速機(jī)、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、內(nèi)矩形花鍵軸、 主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪、操作機(jī)構(gòu)支架的旋轉(zhuǎn)軸及操作機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的外矩形花鍵套和所述的內(nèi)矩形花鍵軸組成可伸縮傳動(dòng)軸副、所述的主動(dòng)錐齒輪和所述的從動(dòng)錐齒輪組成錐齒輪副。所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)行星減速機(jī)減速后帶動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)傳動(dòng)帶帶動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述的可伸縮傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)動(dòng)カ傳遞帶動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)副運(yùn)行，最終帶動(dòng)和從動(dòng)錐齒輪同固定于操作機(jī)構(gòu)支架上的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，操作機(jī)構(gòu)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。由于兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩套既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此，它能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)單獨(dú)伸縮運(yùn)動(dòng)，也能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)單獨(dú)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，更能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)伸縮與擺動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。由于兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩套既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此對(duì)兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)的程序控制簡(jiǎn)單，既可以對(duì)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)單獨(dú)伸縮運(yùn)動(dòng)控制，也可以對(duì)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)單獨(dú)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制，更可以對(duì)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)伸縮與擺動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)控制，既可以對(duì)兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)串行控制，也可以對(duì)兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)并行控制。由于兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩套既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)共同設(shè)置在機(jī)器人臂上，因此其將機(jī)器人臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線伸縮運(yùn)動(dòng)集合為一體，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞部件置于直線伸縮運(yùn)動(dòng)傳遞部件內(nèi)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的同時(shí)不影響整體尺寸，同時(shí)可以大大降低整個(gè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)尺寸和機(jī)器人占用空間。由于兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩套既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此一旦出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)故障，可以快速排查故障原因，便于快速防護(hù)和保養(yǎng)。由于兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩套既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最終帶動(dòng)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)做直線伸縮運(yùn)動(dòng)；所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、擺動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最終帶動(dòng)機(jī)器人臂的操作機(jī)構(gòu)支架轉(zhuǎn)動(dòng)，操作機(jī)構(gòu)隨操作機(jī)構(gòu)支架轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)本發(fā)明伸縮和擺動(dòng)復(fù)合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于噴涂機(jī)器人臂后，可以操控噴槍做伸縮運(yùn)動(dòng)及±90°的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可以有效的排除エ件在噴涂過(guò)程中的噴涂死角，優(yōu)化噴涂效果。由于兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩套既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)共同設(shè)置在機(jī)器人臂上，獨(dú)立之處在于其所做傳遞運(yùn)動(dòng)是經(jīng)過(guò)兩套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，關(guān)聯(lián)之處在干其最終的控制對(duì)象是同一個(gè)操作機(jī)構(gòu)，機(jī)器人臂的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)支架軸向伸縮運(yùn)動(dòng)，而機(jī)器人臂的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最終的控制對(duì)象是同一個(gè)操作機(jī)構(gòu)。因此其將機(jī)器人臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線伸縮運(yùn)動(dòng)集合為一體，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞部件置于直線伸縮運(yùn)動(dòng)傳遞部件內(nèi)，由于其結(jié)構(gòu)合理、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低，可實(shí)現(xiàn)對(duì)エ件(以轎車車身為例)的側(cè)面及上下面圓弧過(guò)渡段的噴涂作業(yè)，有效地保證了車身的表面噴涂處理的質(zhì)量。同時(shí)因其結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)與伸縮功能結(jié)合，整體尺寸又較小，可大大降低噴房的設(shè)計(jì)尺寸，起到產(chǎn)業(yè)節(jié)能環(huán)保的目的。


圖I為帶本發(fā)明伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的噴漆機(jī)器人示意圖；圖2為本發(fā)明伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成的示意圖；
圖3為圖2中A向伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成端面示意圖；圖4為圖2中E-E截面首I]視圖；圖5A- 為本發(fā)明伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)縮回狀態(tài)的示意圖；圖5B- 分別為圖5A所示的I，II，III局部放大圖；圖6A為本發(fā)明伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)伸展?fàn)顟B(tài)的示意圖；圖6B-6C分別為圖6A中H_H，G-G剖視圖；圖7A為本發(fā)明擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖；圖7B-7C分別為圖7A中1-1，J-J剖視圖；圖8A-8C分別為圖7中B向的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)不同擺幅角度示意圖；其中附圖標(biāo)記分別表示如下101為噴漆機(jī)器人臂的升降裝置、102為噴漆機(jī)器人臂的左右移動(dòng)裝置、103為噴漆機(jī)器人臂的旋轉(zhuǎn)裝置、104為噴漆機(jī)器人臂的伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成、105為噴漆機(jī)器人的電纜及輸漆管道支架、106為噴漆機(jī)器人的電控系統(tǒng)、107為噴漆機(jī)器人的輸調(diào)漆系統(tǒng)、I為外矩形花鍵套、2為滾珠花鍵軸套、3為空心滾珠花鍵軸、4為空心滾珠絲杠、5為第一壓蓋、6為第一脹緊套、7為連接座、8為絲杠螺母、9為伸縮桿外套、10為軸承座、11為軸承、12為伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)、13為支架、14為伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪、15為傳送帯、16為伸縮從動(dòng)皮帶輪、17為軸承、18為擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪、19為傳動(dòng)帯、20為擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪、21為行星減速機(jī)、22為擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、23為內(nèi)矩形花鍵軸、24為第二壓蓋、25為第ニ脹緊套、26為主動(dòng)錐齒輪軸承、27為擺動(dòng)支架、28為主動(dòng)錐齒輪、29為從動(dòng)錐齒輪、30為旋轉(zhuǎn)軸、31為從動(dòng)錐齒輪軸承、32為操作機(jī)構(gòu)支架、33為操作機(jī)構(gòu)、34為皮帶輪連接鍵、35為皮帶輪鎖緊螺母。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明工作原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，圖I示出了帶本發(fā)明伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的噴漆機(jī)器人，其中噴漆機(jī)器人包括噴漆機(jī)器人臂的升降裝置101、噴漆機(jī)器人臂的左右移動(dòng)裝置102、噴漆機(jī)器人臂的旋轉(zhuǎn)裝置103、噴漆機(jī)器人臂的伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成104、噴漆機(jī)器人的電纜及輸漆管道支架105、噴漆機(jī)器人的電控系統(tǒng)106、噴漆機(jī)器人的輸調(diào)漆系統(tǒng)107。其中噴漆機(jī)器人安裝在噴漆車間流水線兩旁，噴漆機(jī)器人的輸調(diào)漆系統(tǒng)107對(duì)調(diào)漆和輸漆實(shí)行智能控制。噴漆機(jī)器人的電控系統(tǒng)106分別對(duì)噴漆機(jī)器人臂的升降裝置101、噴漆機(jī)器人臂的左右移動(dòng)裝置102、噴漆機(jī)器人臂的旋轉(zhuǎn)裝置103、噴漆機(jī)器人臂的伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)104的所有驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)施智能控制。為了防止噴漆機(jī)器人的電纜及輸漆管線的相互纏繞，為噴漆機(jī)器人臂的后端設(shè)置有噴漆機(jī)器人的電纜及輸漆管道支架105。如圖2-4所示，圖2示出了本發(fā)明伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成104，圖3為圖2中A向伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成端面示意圖，圖4為圖2中E-E截面剖視圖。該伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成104包括伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖5A-5D，6A_6C所示，圖5A - 示出了本發(fā)明伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)縮回狀態(tài)，圖6A-6C示出了本發(fā)明伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)伸展?fàn)顟B(tài)。所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾珠花鍵軸套2、空心滾珠花鍵軸3、空心滾珠絲杠4、第一壓蓋5、第一脹緊套6、連接座7、絲杠螺母8、伸縮桿外套9、軸承座10、軸承11、伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、支架13、伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪14、傳送帶15、伸縮從動(dòng)皮帶輪16、第二壓蓋24、第二脹緊套25及擺動(dòng)支架27、34為皮帶輪連接鍵、35為皮帶輪鎖緊螺母。上述伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件連接關(guān)系為伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)12軸承固定在支架13上，イ申縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)12輸出軸通過(guò)連接鍵和鎖緊螺母與伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪14相連，伸縮從動(dòng)皮帶輪16通過(guò)皮帶輪連接鍵34和皮帶輪鎖緊螺母35固定連接在空心滾珠絲杠4上，空心滾珠絲杠4和絲杠螺母8組成絲杠螺母副，滾珠花鍵軸套2和空心滾珠花鍵軸3組成滾珠花鍵傳動(dòng)副，兩者通過(guò)連接座7串聯(lián)在一起，連接座7與絲杠螺母8通過(guò)螺栓連接固定、與空心滾珠花鍵軸3通過(guò)第一脹緊套6和第一壓蓋5連接固定(圖5C中示出)；伸縮桿外套9和軸承座10固定連接為一整體，滾珠花鍵軸套2固定在伸縮桿外套9上，空心滾珠絲杠4通過(guò)四個(gè)軸承11為支撐點(diǎn)，四個(gè)軸承11置于軸承座10內(nèi)；擺動(dòng)支架27通過(guò)第二脹緊套25和第二壓蓋24與空心滾珠花鍵軸3的另一端相固接。伸縮電機(jī)12提供驅(qū)動(dòng)力，帶動(dòng)伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪14通過(guò)傳動(dòng)帶15帶動(dòng)伸縮從動(dòng)皮帶輪16轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮從動(dòng)皮帶輪16通過(guò)皮帶輪連接鍵34及皮帶輪鎖緊螺母35與空心滾珠絲杠4連接，從而帶動(dòng)空心滾珠絲杠4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母8在空心滾珠絲杠4上做伸縮或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母8與連接座7通過(guò)螺栓固定連接(圖5C中示出)，連接座7通過(guò)第一脹緊套6，第一壓蓋5與空心滾珠花鍵軸3相固接，而空心滾珠花鍵軸3只能在滾珠花鍵軸套2內(nèi)做伸縮運(yùn)動(dòng)(如圖6B所示)，即滾珠花鍵軸套2起導(dǎo)向作用，空心滾珠花鍵軸3另一端通過(guò)第二壓蓋24、第二脹緊套25與擺動(dòng)支架27相固接，從而確保了絲杠螺母8、連接座7、第一脹緊套6、第一壓蓋5、空心滾珠花鍵軸3、第二脹緊套25、第二壓蓋24和擺動(dòng)支架27 —起隨動(dòng)，由于伸縮桿外套9和滾珠花鍵軸套2固定連接不能轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠花鍵軸套2和空心滾珠花鍵軸3組成滾珠花鍵滑動(dòng)副，而絲杠螺母8與連接座7通過(guò)螺栓固定連接，即絲杠螺母8、連接座7、空心滾珠花鍵軸3、擺動(dòng)支架27組成ー個(gè)共同隨動(dòng)件。從而空心滾珠絲杠4旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而絲杠螺母8不能隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，而絲杠螺母8、連接座7、空心滾珠花鍵軸3、擺動(dòng)支架27 —起沿軸向運(yùn)動(dòng)，把伸縮電機(jī)12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為擺動(dòng)支架27伸縮運(yùn)動(dòng)。所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的伸展傳動(dòng)方式為動(dòng)カ從伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)12正轉(zhuǎn)輸出后，經(jīng)伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪14和傳送帶15、輸出至伸縮從動(dòng)皮帶輪16，空心滾珠絲杠4通過(guò)四個(gè)軸承11固定支撐，其一端與從動(dòng)皮帶輪16連接。伸縮從動(dòng)皮帶輪16的驅(qū)動(dòng)カ帶動(dòng)空心滾珠絲杠4做正轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母8與連接座7通過(guò)螺栓固定連接，連接座7通過(guò)第一脹緊套6，第ー壓蓋5與空心滾珠花鍵軸3的一端相固接，空心滾珠花鍵軸3另一端通過(guò)第二壓蓋24、第ニ脹緊套25與擺動(dòng)支架27相固接，空心滾珠絲杠4正轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于滾珠花鍵軸套2和空心滾珠花鍵軸3組成滾珠花鍵滑動(dòng)副限定滑動(dòng)作用，因此帶動(dòng)空心滾珠花鍵軸3在滾珠花鍵軸套2做伸展運(yùn)動(dòng),從5A所示位置延伸至圖6A所示位置。從而伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)12正轉(zhuǎn)最終帶動(dòng)擺動(dòng)支架27做伸展運(yùn)動(dòng)。所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的縮回傳動(dòng)方式為動(dòng)カ從伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)12反轉(zhuǎn)輸出后，經(jīng)伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪14和傳送帶15、輸出至伸縮從動(dòng)皮帶輪16，空心滾珠絲杠4通過(guò)軸承11支撐，其一端與從動(dòng)皮帶輪16連接。驅(qū)動(dòng)カ帶動(dòng)空心滾珠絲杠4做反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),絲杠螺母8與絲杠螺母8與連接座7通過(guò)螺栓固定連接，連接座7通過(guò)第一脹緊套6，第一壓蓋5與空心滾珠花鍵軸3 —端相固接，空心滾珠花鍵軸3在滾珠花鍵 軸套2做收縮運(yùn)動(dòng)，空心滾珠花鍵軸3另一端通過(guò)第二壓蓋24、第二脹緊套25與擺動(dòng)支架27相固接，空心滾珠絲杠4反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于滾珠花鍵軸套2和空心滾珠花鍵軸3組成滾珠花鍵滑動(dòng)副限定滑動(dòng)作用，因此帶動(dòng)空心滾珠花鍵軸3在滾珠花鍵軸套2做縮回運(yùn)動(dòng)，從6A所示位置縮回至圖5A所示位置。從而伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)12反轉(zhuǎn)最終帶動(dòng)擺動(dòng)支架27做縮回運(yùn)動(dòng)。如圖7A-7C和圖8A-8C所示，圖7A-7C 7為本發(fā)明擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，圖8A-8C分別為圖7中B向的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)不同擺幅角度的示意圖。所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括外矩形花鍵套I、皮帶輪軸承17、擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪18、傳動(dòng)帶19、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪20、行星減速機(jī)21、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22、內(nèi)矩形花鍵軸23、主動(dòng)錐齒輪軸承26、主動(dòng)錐齒輪28、從動(dòng)錐齒輪29、旋轉(zhuǎn)軸30、從動(dòng)錐齒輪軸承31、操作機(jī)構(gòu)支架32及操作機(jī)構(gòu)33。上述零部件連接關(guān)系為擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22軸承固定在支架13上，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22提供驅(qū)動(dòng)カ，帶動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪20轉(zhuǎn)動(dòng),擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪20通過(guò)傳動(dòng)帶19帶動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪18通過(guò)壓蓋與外矩形花鍵軸I連接，外矩形花鍵軸I通過(guò)皮帶輪軸承17固定在空心滾珠絲杠4內(nèi)，內(nèi)矩形花鍵軸23 —端在外矩形花鍵軸I內(nèi)，內(nèi)矩形花鍵軸23和外矩形花鍵軸I組成可伸縮傳動(dòng)軸，隨所述的伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步伸縮。內(nèi)矩形花鍵軸23另一端與主動(dòng)錐齒輪28連接，主動(dòng)錐齒輪28帶動(dòng)從動(dòng)錐齒輪29旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)錐齒輪29與旋轉(zhuǎn)軸30鍵連接，旋轉(zhuǎn)軸30與操作機(jī)構(gòu)支架32鍵連接，從而最終帶動(dòng)操作機(jī)構(gòu)33做擺動(dòng)。外矩形花鍵套I和內(nèi)矩形花鍵軸23組成花鍵傳動(dòng)副，主動(dòng)錐齒輪28和從動(dòng)錐齒輪29組成錐齒輪傳動(dòng)副，其中主動(dòng)錐齒輪28和內(nèi)矩形花鍵軸23固定連接；外矩形花鍵套I以皮帶輪軸承17為支撐點(diǎn)置于空心滾珠絲杠4內(nèi)，內(nèi)矩形花鍵軸23以主動(dòng)錐齒輪軸承26為支撐點(diǎn)和擺動(dòng)支架27相連接；從動(dòng)錐齒輪29固定于旋轉(zhuǎn)軸30上，旋轉(zhuǎn)軸30以從動(dòng)錐齒輪軸承31為支撐點(diǎn)和擺動(dòng)支架27相連接；操作機(jī)構(gòu)33固定于操作機(jī)構(gòu)支架32上，操作機(jī)構(gòu)支架32固定于旋轉(zhuǎn)軸30上。所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的正向傳動(dòng)方式為動(dòng)カ從擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22正轉(zhuǎn)輸出后，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22經(jīng)行星減速機(jī)21減速后帶動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪20轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)傳動(dòng)帶19帶動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)花鍵傳動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)動(dòng)カ傳遞帶動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)副運(yùn)行，最終帶動(dòng)和從動(dòng)錐齒輪29同固定于旋轉(zhuǎn)軸30上的操作機(jī)構(gòu)支架32轉(zhuǎn)動(dòng)，操作機(jī)構(gòu)33亦隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反向傳動(dòng)方式為動(dòng)カ從擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22反轉(zhuǎn)輸出后，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22經(jīng)行星減速機(jī)21減速后帶動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪20轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)傳動(dòng)帶19帶動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)花鍵傳動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)動(dòng)カ傳遞帶動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)副運(yùn)行，最終帶動(dòng)和從動(dòng)錐齒輪29同固定于旋轉(zhuǎn)軸30上的操作機(jī)構(gòu)支架32轉(zhuǎn)動(dòng)，操作機(jī)構(gòu)33亦隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其伸縮限位以及擺動(dòng)限位均是由電控系統(tǒng)106的電氣開(kāi)關(guān)控制。本發(fā)明所述的ー種機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以噴槍為例，但不局限于此，可以廣泛用焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等領(lǐng)域，由于可帶動(dòng)操作機(jī)構(gòu)33做直線伸縮運(yùn)動(dòng)及±90°的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可對(duì)エ件(以轎車車身為例)的側(cè) 面及上下面圓弧過(guò)渡段的噴涂作業(yè)，有效避免了車身不規(guī)則的外表面對(duì)噴涂作業(yè)的影響，有效地保證了車身的表面噴涂處理的質(zhì)量；并且，本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、易于制造、便于操作，有效地降低了設(shè)備投入和運(yùn)行、維護(hù)的費(fèi)用。應(yīng)該理解，本發(fā)明并非局限于上述優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)質(zhì)兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩套既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)共同設(shè)置在機(jī)器人臂上，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的可伸縮傳動(dòng)軸穿過(guò)伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心，獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人臂擺動(dòng)支架做軸向伸縮運(yùn)動(dòng)，獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)固定于擺動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)軸上的操作機(jī)構(gòu)做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，因此，上述優(yōu)選實(shí)施方式有許多變型方式，如，滾珠花鍵軸套2和空心滾珠花鍵軸3組成的滾珠花鍵滑動(dòng)副可以變換設(shè)置在連接座7與伸縮桿外套9之間，上述花鍵也可以替換成單鍵，只要起旋轉(zhuǎn)限位作用就行；同理內(nèi)矩形花鍵軸23和外矩形花鍵軸I連接方式也可以設(shè)置單鍵連接，也可以設(shè)置其它可伸縮滑動(dòng)而不轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸。伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)12與伸縮從動(dòng)皮帶輪16之間傳動(dòng)方式及其具體結(jié)構(gòu)也可以有許多變型方式，本發(fā)明示例為帶傳動(dòng)，但它還可以是鏈條傳動(dòng)、正時(shí)皮帶傳動(dòng)，正時(shí)鏈條、變速齒輪傳動(dòng)等等，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22與擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪18之間傳動(dòng)方式及其具體結(jié)構(gòu)也如此。絲杠螺母、連接座7、空心滾珠花鍵軸3、擺動(dòng)支架27組成ー個(gè)共同隨動(dòng)件的固定連接方式也有許多變型。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，其包括伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括獨(dú)立伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)和獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括獨(dú)立擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和可伸縮傳動(dòng)軸，其特征在于，所述的可伸縮傳動(dòng)軸穿過(guò)所述的獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心，所述的獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人臂擺動(dòng)支架做軸向伸縮運(yùn)動(dòng)，所述的獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)固定于擺動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)軸上的操作機(jī)構(gòu)做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，其特征在于，所述的獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括空心滾珠絲杠和絲杠螺母組成的絲杠螺母副、滾珠花鍵軸套和空心滾珠花鍵軸組成的滾珠花鍵滑動(dòng)副，所述的獨(dú)立伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)最終帶動(dòng)擺動(dòng)支架做伸縮運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，其特征在干，所述的獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)矩形花鍵軸和外矩形花鍵軸組成的伸縮傳動(dòng)軸副、主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪組成的錐齒輪副，所述的獨(dú)立擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)最終帶動(dòng)所述的操作機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，其特征在于，所述的可伸縮傳動(dòng)軸穿過(guò)所述的空心滾珠絲杠中心和所述的空心滾珠花鍵軸中心。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，其特征在干，所述的空心滾珠花鍵軸在所述的滾珠花鍵軸套中心內(nèi)滑動(dòng)。
6.如權(quán)利要求I所述的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾珠花鍵軸套、空心滾珠花鍵軸、空心滾珠絲杠、第一壓蓋、第一脹緊套、連接座、絲杠螺母、伸縮桿外套、軸承座、軸承、支架、伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪、傳送帶、伸縮從動(dòng)皮帶輪、第二壓蓋、第ニ脹緊套及擺動(dòng)支架，其特征在于，所述的空心滾珠絲杠和絲杠螺母組成絲杠螺母副，所述的滾珠花鍵軸套和所述的空心滾珠花鍵軸組成滾珠花鍵傳動(dòng)副，通過(guò)所述的第一壓蓋、第一脹緊套、連接座、第二壓蓋、第二脹緊套將所述的絲杠螺母、連接座、空心滾珠花鍵軸、擺動(dòng)支架組成ー個(gè)共同隨動(dòng)體。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承固定在所述的支架上，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過(guò)連接鍵和鎖緊螺母與伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪相連，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)皮帶輪通過(guò)所述的傳動(dòng)帶帶動(dòng)伸縮所述的從動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述的空心滾珠絲杠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求I所述的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，所述的獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括外矩形花鍵套、皮帶輪軸承、擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪、傳動(dòng)帶、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪、行星減速機(jī)、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、內(nèi)矩形花鍵軸、主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪、操作機(jī)構(gòu)支架的旋轉(zhuǎn)軸及操作機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的外矩形花鍵套和所述的內(nèi)矩形花鍵軸組成可伸縮傳動(dòng)軸副、所述的主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪組成錐齒輪傳動(dòng)副。
9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)行星減速機(jī)減速后帶動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)帶帶動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述的可伸縮傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)動(dòng)カ傳遞帶動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)副運(yùn)行，最終帶動(dòng)和從動(dòng)錐齒輪同固定于操作機(jī)構(gòu)支架上的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，操作機(jī)構(gòu)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
一種機(jī)器人臂伸縮和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成，其包括伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括獨(dú)立伸縮驅(qū)動(dòng)電機(jī)和獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括獨(dú)立擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)軸，所述的獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)軸位于所述的獨(dú)立伸縮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中心，所述的獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人臂擺動(dòng)支架做軸向伸縮運(yùn)動(dòng)，所述的獨(dú)立擺動(dòng)傳動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)固定于擺動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)軸上的操作機(jī)構(gòu)做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。由于兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩套既獨(dú)立又有關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)共同設(shè)置在機(jī)器人臂上，從而實(shí)現(xiàn)兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)最終的控制對(duì)象是同一個(gè)操作機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B25J18/00GK102689311SQ20121017458
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者仇云杰, 仇云林, 姚啟宏, 張葛林, 楊亞, 王國(guó)連 申請(qǐng)人:江蘇長(zhǎng)虹汽車裝備集團(tuán)有限公司, 鹽城市綠藍(lán)清工業(yè)環(huán)保空調(diào)有限公司