低成本、模块化scara机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及SCARA机器人技术领域，具体是一种低成本、模块化SCARA机器人。
【背景技术】
[0002]SCARA机器人是一种圆柱坐标型工业机器人，具有工作效率高，运行可靠的特点，广泛应用于装配行业。但价格居高不下，传统的SCARA机器人在大臂和小臂上共安装了三套伺服电机和减速器，因此运动部分质量大，实现高速高精度运动时对于机器人的机械和控制系统要求很高，导致整机成本与维修成本居高不下。因此，减少运动部分质量、对整机进行模块化设计，是降低SCARA机器人整体成本的有效方式。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服上述【背景技术】中的不足，提供一种低成本、模块化SCARA机器人，该机器人应具有结构简单、低成本以及模块化的特点。
[0004]本发明的技术方案是:低成本、模块化SCARA机器人，包括机座、设置在机座内的电机组、可绕竖直轴线转动地定位在机座上的大臂、可绕竖直轴线转动地定位在大臂前端的小臂、可绕竖直轴线转动地定位在小臂前端的末端轴、用于传递电机组动力以驱动大臂、小臂与末端轴运动的传动机构；其特征在于:
[0005]所述机座、大臂及小臂分别为采用多个组合件组装成为机座模块、大臂模块及小臂模块，各模块通过螺钉连接即可组成低成本、模块化SCARA机器人整机；
[0006]所述的末端轴为空心轴，末端轴内腔中定位一可竖直运动的气缸；
[0007]所述电机组包括用于驱动大臂旋转的第一电机、用于驱动小臂旋转的第二电机、用于驱动末端轴旋转的第三电机；所述第一电机、第二电机、第三电机均设置在机座中；
[0008]所述传动机构包括在第一电机与大臂之间传递动力的第一传动组、在第二电机与小臂之间传递动力的第二传动组、在第三电机与末端轴之间传递动力的第三传动组。
[0009]所述第一传动组包括可转动地定位在大臂和与机座中的大臂转轴以及在大臂转轴与第一电机转轴之间传递动力的大臂带轮组。
[0010]所述第二传动组包括可转动地定位在大臂与机座中的第一小臂转轴、可转动地定位在大臂与小臂中的第二小臂转轴、在第一小臂转轴与第二电机转轴之间传递动力的第一小臂带轮组以及在第一小臂转轴与第二小臂转轴之间传递动力的第二小臂带轮组。
[0011]所述第三传动组包括可转动地定位在大臂与机座中的第一末端转轴、可转动地定位在大臂与小臂中的第二末端转轴、在第一末端转轴与第三电机转轴之间传递动力的第一末端轴带轮组、在第一末端转轴与第二末端转轴之间传递动力的第二末端轴带轮组、在第二末端转轴与末端轴之间传递动力的第三末端轴带轮组。
[0012]所述第一小臂转轴、第一末端转轴均为同轴穿套在大臂转轴外部的空心轴；所述第二末端转轴为同轴穿套在第二小臂转轴外部的空心轴。
[0013]所述传动轴均靠轴承实现轴向固定。
[0014]所述第一电机、第二电机、第三电机均为大扭矩的步进电机。
[0015]所述机座模块包括固定大臂下轴承的大臂轴承固定板、固定第一小臂转轴下轴承的小臂轴承固定板、固定第一末端转轴下轴承的末端轴轴承固定板、连接各固定板的连接柱、安装连接柱的盖板以及固定大臂上轴承的大臂轴承架。
[0016]所述大臂模块包括直接通过法兰和大臂连接的大臂板和大臂输出轴架、和大臂板连接的大臂加强筋、连接大臂输出轴架和大臂加强筋的第一拉块、连接小臂轴承架和大臂加强筋的第二拉块、固定第二小臂转轴下轴承的小臂轴承架和小臂轴端挡板、固定第一小臂转轴上轴承的第一小臂轴承盖、固定第二小臂转轴上轴承的第二小臂轴承盖、固定第一末端转轴上轴承的第一末端轴承盖、固定第二末端转轴上轴承的第二末端轴承盖。
[0017]所述小臂模块包括直接通过法兰和第二小臂转轴连接的小臂板(小臂板前端可固定末端轴上轴承)、固定第二末端转轴下轴承的第三末端轴承盖、具有内腔结构以固定气缸的末端轴、固定末端轴下轴承的第四末端轴承盖。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]本发明将用于驱动大臂、小臂以及末端轴运动的电机都设置在机座内，降低了机械臂的重量，同时由于驱动电机安装在机座，可以用大扭矩的步进电机代替原来的伺服电机加减速器系统，而且末端轴设计成套筒结构可以安装不同行程的气缸代替原来的滚珠丝杠螺母结构，机座模块、大臂模块及小臂模块均采用组合式结构提高了制造工艺性降低了制造成本，从而大幅降低了整机成本；因此本发明具有结构简单、成本低、惯性小、模块化等特性，在保证较高的定位精度和运转效率的同时，有效降低了机器人的成本。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的立体结构示意图。
[0021]图2为本发明的俯视结构示意图。
[0022]图3为图2的F-F剖视结构示意图。
[0023]图4为图2的J-J剖视结构示意图。
[0024]图5是本发明中机座模块的立体示意图之一。
[0025]图6是本发明中机座模块的立体示意图之二。
[0026]图7为本发明中大臂模块的立体示意图之一。
[0027]图8为本发明中大臂模块的立体示意图之二。
[0028]图9是本发明中小臂模块的立体示意图之一。
[0029]图10是本发明中小臂模块的立体示意图之二。
【具体实施方式】
[0030]以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
[0031]如图1所示，低成本、模块化SCARA机器人，包括机座11、大臂12、小臂13、末端轴14、气缸15、电机组、传动机构、机座模块、大臂模块及小臂模块；所述大臂可绕竖直轴线转动地定位在机座上，小臂可绕竖直轴线转动地定位在大臂前端(图3的右侧方向)，末端轴可绕竖直轴线转动地定位在小臂前端，气缸可竖直升降地定位在末端轴内部(图3的右侧方向)。
[0032]所述电机组包括第一电机21、第二电机22、第三电机23 ;第一电机用于驱动大臂旋转，第二电机用于驱动小臂旋转，第三电机用于驱动末端轴旋转，同时上述三个电机均设置在机座内。
[0033]所述传动机构用于传递电机组动力以驱动大臂、小臂及末端轴运动，包括第一传动组、第二传动组与第三传动组。
[0034]第一传动组:
[0035]所述第一传动组在第一电机与大臂之间传递动力，包括设置在机座内的大臂带轮组以及可绕竖直轴线转动地定位在大臂与机座中的大臂转轴31 ;所述大臂转轴的上端与大臂固定并且下端可转动地定位在机座内；
[0036]所述大臂带轮组在大臂转轴与第一电机之间传递动力，包括固定在第一电机输出轴上的第一电机带轮21-1、固定在大臂转轴下端的大臂转轴带轮31-1以及套装在第一电机带轮与大臂转轴带轮31-1上的第一传送带51。
[0037]第二传动组:
[0038]所述第二传动组在第二电机与小臂之间传递动力，包括可绕竖直轴线转动地定位在大臂与机座中的第一小臂转轴32、可绕竖直轴线转动地定位在大臂与小臂中的第二小臂转轴41、设置在机座内的第一小臂带轮组以及设置在大臂内的第二小臂带轮组；所述第一小臂转轴的下端可转动地定位在机座内并且上端可转动地定位在大臂内，第二小臂转轴的上端可转动地定位在大臂内并且下端与小臂固定；
[0039]第一小臂带轮组在第二电机与第一小臂转轴之间传递动力，包括固定在第二电机输出轴上的第二电机带轮22-1、固定在第一小臂转轴下端的第一小臂转轴下带轮32-1以及套装在第二电机带轮与第一小臂转轴下带轮上的第一小臂传送带52 ;
[0040]第二小臂带轮组在第一小臂转轴与第二小臂转轴之间传递动力，包括固定在第一小臂转轴上端的第一小臂转轴上带轮32-2、固定在第二小臂转轴上端的第二小臂转轴上带轮41-2、套装在第一小臂转轴上带轮与第二小臂转轴上带轮上的第二小臂传送带53。
[0041]第三传动组:
[0042]所述第三传动组在第三电机与末端轴之间传递动力，包括可绕竖直轴线转动地定位在大臂与机座中的第一末端转轴33、可绕竖直轴线转动地定位在大臂与小臂中的第二末端转轴42、连接第一末端转轴与第三电机的第一末端轴带轮组、连接第一末端转轴与第二末端转轴的第二末端轴带轮组、连接第二末端转轴与末端轴的第三末端轴带轮组；
[0043]所述第一末端转轴的下端可转动地定位在机座内并且上端可转动地定位在大臂内，第二