機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及機械自動化技術領域，尤其是涉及一種機器人。該機器人包括執行機臂、動力機構、傳動機構和執行機構；動力機構設置在執行機臂上方，且輸出軸和傳動機構位于動力機構的上端；動力機構與輸出軸傳動連接，以帶動輸出軸轉動；輸出軸通過傳動機構與執行機構傳動連接，以帶動執行機構運動。將動力機構與位于動力機構上端的輸出軸傳動連接，輸出軸再與傳動機構連接，從而使得傳動機構懸在執行機臂的上方，進一步地減少了執行機臂的整體高度以及慣量。另外，傳動機構懸于執行機臂上方，從而便于工作人員進行維修和維護。
【專利說明】
機器人
技術領域
[0001]本實用新型涉及機械自動化技術領域，尤其是涉及一種機器人。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術不斷的發展，經濟條件日益提高的今天，自動化生產已經是日常生產中不可缺少的部分。例如在食品或者醫療行業用來代替人工實現搬運、理料和碼放等功能的機器人。
[0003]現有技術中的機器人包括基座、大臂和小臂，大臂的一端與基座轉動連接，另一端與小臂的一端轉動連接;在基座上設置有一個電機，該電機的動力輸出軸與大臂固定連接，以帶動大臂相對于基座轉動連接;在大臂上遠離基座的一端設置有另一個電機，該電機的動力輸出軸與小臂連接，以帶動小臂相對于大臂轉動連接;小臂遠離大臂的一端設置有執行機構和執行動力源;執行動力源設置在小臂的下方，并通過傳動機構與所述執行機構傳動連接，以帶動執行機構執行相應的動作。
[0004]但是，現有技術中的機器人在設置執行動力源時，需要通過支架將執行動力源和動力源掛置在小臂的下方，不僅使得小臂的整體高度增加，同時也不便于工作人員維護和維修執行動力源和傳動機構。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供機器人，以解決現有技術中存在的小臂的慣量較大，從而影響機器人動作的精準度的技術問題。
[0006]本實用新型提供的一種機器人，包括執行機臂、動力機構、傳動機構和執行機構；動力機構設置在執行機臂上方，且輸出軸和傳動機構位于動力機構的上端;動力機構與輸出軸傳動連接，以帶動輸出軸轉動;輸出軸通過傳動機構與執行機構傳動連接，以帶動執行機構運動。
[0007]進一步地，機器人還包括連接機臂;執行機臂的一端與連接機臂的一端轉動連接；動力機構設置在執行機臂和連接機臂的轉動連接處，執行機構設置在執行機臂遠離連接機臂的一端。
[0008]進一步地，執行機構包括滾珠絲杠滾珠花鍵;動力機構包括第一電機、第二電機；傳動機構包括第一傳動機構和第二傳動機構;滾珠絲杠滾珠花鍵設置在執行機臂上，第一電機和第二電機均設置在執行機臂和連接機臂的轉動連接處，且第一電機的動力輸出軸和第二電機的動力輸出軸均為輸出軸;第一電機通過第一傳動機構與絲杠螺母連接，第二電機通過第二傳動機構與花鍵母連接。
[0009]進一步地，第一傳動機構包括第一主動皮帶輪和第一從動皮帶輪;第一主動皮帶輪設置在第一電機的動力輸出軸上，第一從動皮帶輪設置在滾珠絲杠滾珠花鍵的絲杠螺母上;第一主動皮帶輪和第一從動皮帶輪通過皮帶傳動連接。
[0010]進一步地，第二傳動機構包括第二主動皮帶輪和所述第二從動皮帶輪;第二主動皮帶輪設置在第二電機的動力輸出軸上，第二從動皮帶輪設置在滾珠絲杠滾珠花鍵的花鍵母上;第二主動皮帶輪和第二從動皮帶輪通過皮帶傳動連接。
[0011 ]進一步地，執行機臂上設置有上蓋，上蓋和執行機臂圍成安裝空間；在安裝空間內，第一電機和第二電機并排設置在執行機臂的上表面;在安裝空間內，位于第二電機與滾珠絲杠滾珠花鍵之間，還轉動連接有傳動軸;傳動軸的軸線方向分別與第二電機的軸線方向和滾珠絲杠滾珠花鍵的軸線方向一致;傳動軸的一端設置有大皮帶輪，另一端設置有小皮帶輪;第二主動皮帶輪通過皮帶與大皮帶輪傳動連接，小皮帶輪通過皮帶與第二從動皮帶輪傳動連接。
[0012]進一步地，第一主動皮帶輪的直徑小于第一從動皮帶輪的直徑；
[0013]和/或，大皮帶輪的直徑大于第二主動皮帶輪的直徑，第二主動皮帶輪大于小皮帶輪，第二從動皮帶輪大于第二主動皮帶輪。
[0014]進一步，機器人還包括基座，連接機臂遠離執行機臂的一端與基座轉動連接;連接機臂上設置有第三電機，且第三電機位于連接機臂和基座的轉動連接處；第三電機通過皮帶輪與執行機臂傳動連接，以帶動執行機臂相對于連接機臂轉動。
[0015]進一步地，基座內設置有第四電機，第四電機的動力輸出軸與連接機臂固定連接，以帶動連接機臂相對于基座轉動。
[0016]進一步地，第三電機的動力輸出軸和第四電機的動力輸出軸位于同一軸線上。
[0017]本實用新型提供的機器人，將動力機構與位于動力機構上端的輸出軸傳動連接，輸出軸再與傳動機構連接，從而使得傳動機構懸在執行機臂的上方，進一步地減少了執行機臂的整體高度以及慣量。另外，傳動機構懸于執行機臂上方，從而便于工作人員進行維修和維護。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】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，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，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。
[0019]圖1為本實用新型實施例提供的機器人的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型另一實施例提供的機器人的結構示意圖；
[0021 ]圖3為本實用新型又一實施例提供的機器人的結構示意圖。
[0022]附圖標記:
[0023]1-第四電機；2-基座；3-減速機；
[0024]4-第三電機；5-電機承載筒；6-第一帶輪；
[0025]7-第三帶輪；8-第四帶輪；9-第二帶輪；
[0026]10-連接機臂；11-動力機構；12-第一主動皮帶輪；
[0027]13-第二主動皮帶輪；14-大皮帶輪；15-小皮帶輪；
[0028]16-第二從動皮帶輪；17-第一從動皮帶輪； 18-執行機臂；
[0029]19-傳動機構；20-執行機構；31-減速機的輸入端；
[0030]32-減速機的輸出端；101-安裝槽；102-環形擋板；
[0031]103-安裝腔。
【具體實施方式】
[0032]下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例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做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。
[0033]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0034]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0035]圖1為本實用新型實施例提供的機器人的結構示意圖。如圖1所示，本實施例提供的一種機器人，包括執行機臂18、動力機構、傳動機構19和執行機構20;動力機構設置在執行機臂18上方，且輸出軸和傳動機構19位于動力機構的上端;動力機構與輸出軸傳動連接，以帶動輸出軸轉動;輸出軸通過傳動機構19與執行機構20傳動連接，以帶動執行機構20運動。
[0036]其中，動力機構11、傳動機構19和所述執行機構20的結構形式可以為多種，例如:執行機構20包括U形架和兩個夾臂，一個夾臂與U形架的一端轉動連接，另一個夾臂與U形架的另一端轉動連接，U形架彎折處設置有通孔;拉桿的一端穿過通孔分別與兩個夾臂固定連接。動力機構11為電動機、內燃機或者卷揚機等，動力源帶動輸出軸轉動。傳動機構19可以為繩索或者齒輪和齒條等等，輸出軸可以通過繩索或者齒輪和齒條帶動拉桿移動，從而使得兩個夾臂相互打開或者閉合，以放開或者夾持負載。
[0037]本實施例提供的機器人，將動力機構11與位于動力機構11上端的輸出軸傳動連接，輸出軸再與傳動機構19連接，從而使得傳動機構19懸在執行機臂的上方，進一步地減少了執行機臂18的整體高度以及慣量。另外，傳動機構19懸于執行機臂18上方，從而便于工作人員進行維修和維護。
[0038]如圖1所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，機器人還包括連接機臂10和執行機臂18;連接機臂10的一端與執行機臂18轉動連接;動力機構11設置在所述執行機臂18上，且位于執行機臂18和連接機臂10的轉動連接處，執行機構20設置在執行機臂18遠離所述連接機臂10的一端。
[0039]將動力機構11設置在執行機臂18和連接機臂10的轉動連接處，即動力機構11位于執行機臂18的轉動中心上。將執行機構20設置在執行機臂18遠離連接機臂10的一端，動力機構11與執行機構20傳動連接，以帶動執行機構20運動。這樣，當執行機臂相對于連接機臂10轉動的過程中，執行機臂18上只有執行機構20，使得執行機臂18的重量降低，有效的降低了執行機臂的慣量，從而提高了機器人動作的精準度，同時，也增加了機器人的負載量。
[0040]當然，在本實用新型中，動力機構11、傳動機構19和執行機構20的結構形式可以多種，在此就不再一一贅述，以下以動力機構11為電機，執行機構20為滾珠絲杠滾珠花鍵，傳動機構19皮帶輪為例，來介紹一下關于動力機構11和傳動機構19之間的分布方式。
[0041]圖2為本實用新型另一實施例提供的機器人的結構示意圖。如圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，執行機構20包括滾珠絲杠滾珠花鍵;動力機構11包括第一電機、第二電機;傳動機構19包括第一傳動機構19和第二傳動機構19;滾珠絲杠滾珠花鍵設置在執行機臂上，第一電機和第二電機均設置在執行機臂18和連接機臂10的轉動連接處，且第一電機的動力輸出軸和第二電機的動力輸出軸均為輸出軸;第一電機通過第一傳動機構19與絲杠螺母連接，第二電機通過第二傳動機構19與花鍵母連接。
[0042]其中，滾珠絲杠滾珠花鍵的型號可以為多種，例如:BNS-A型、BNS型、NS-A型或者NS型等等。當然，本實施例中，還可以包括末端執行件，例如吸盤或者電磁吸附裝置等等。另夕卜，為了便于安裝末端執行件，將滾珠絲杠滾珠花鍵的軸設計成中空。
[0043]另外，本實施例中，動力機構11包括電機、液壓馬達或者內燃機等動力源中的一種，較佳地，動力機構11包括第一電機、第二電機、第一傳動機構19和第二傳動機構19;第一電機和第二電機均設置在執行機臂和連接機臂10的轉動連接處;第一電機通過第一傳動機構19與絲杠螺母連接，第二電機通過第二傳動機構19與花鍵母連接。
[0044]其中，第一傳動機構19和第二傳動機構19的結構形式可以為多種，例如:第一傳動機構19和第二傳動機構19可以為齒輪與鏈條的傳動方式，也可以通過齒輪和齒條的傳動方式寺寺。
[0045]在本實施例中，利用第一電機和第二電機分別帶動絲杠螺母和花鍵母轉動或者停止，從而實現滾珠絲杠滾珠花鍵的軸直線運動、旋轉運動以及螺旋運動。不僅降低了執行機臂18的慣量，使得機器人動作更將精準，還使得機器人動作更加的多樣。
[0046]如圖1和圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，第一傳動機構19包括第一主動皮帶輪12和第一從動皮帶輪17;第一主動皮帶輪12設置在第一電機的動力輸出軸上，第一從動皮帶輪17設置在滾珠絲杠滾珠花鍵的絲杠螺母上;第一主動皮帶輪12和第一從動皮帶輪17通過皮帶傳動連接。
[0047]如圖1和圖2所示，進一步地，第二傳動機構19包括第二主動皮帶輪13和所述第二從動皮帶輪16;第二主動皮帶輪13設置在第二電機的動力輸出軸上，第二從動皮帶輪16設置在滾珠絲杠滾珠花鍵的花鍵母上;第二主動皮帶輪13和第二從動皮帶輪16通過皮帶傳動連接。
[0048]在本實施例中，利用皮帶輪和地帶的傳動方式，可以保證傳動的穩定性和可靠性，使機器人的動作更將的精準。
[0049]如圖1和圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，執行機臂18上設置有上蓋，上蓋和執行機臂18圍成安裝空間；在安裝空間內，第一電機和第二電機并排設置在執行機臂18的上表面;在安裝空間內，位于第二電機與滾珠絲杠滾珠花鍵之間，還轉動連接有傳動軸，傳動軸的軸線方向分別與第二電機的軸線方向和滾珠絲杠滾珠花鍵的軸線方向一致；傳動軸的一端設置有大皮帶輪14，另一端設置有小皮帶輪15;第二主動皮帶輪13通過皮帶與大皮帶輪14傳動連接，小皮帶輪15通過皮帶與第二從動皮帶輪16傳動連接。
[0050]其中，執行機臂18的形狀可以為多種，例如:長方形、正方形或者橢圓形等等。當然為了便于安裝，執行機臂18的周圍還設置有圍板，即為上端開口的中空殼體，而第一電機和第二電機設置在執行機臂18的內底面上。
[0051]在本實施例中，將第一電機和第二電機并排的設置在執行機臂18上。這樣，第一電機的第一主動皮帶輪12即可通過皮帶與位于上方的絲杠螺母的第一從動皮帶輪17傳動連接。而第二電機的第二主動皮帶輪13，則通過大皮帶輪14和小皮帶輪15的傳動，與位于下方的花鍵母的第二從動皮帶輪16傳動連接。從而將第一傳動機構19和第二傳動機構19懸設在執行機臂18上，便于工作人員第一傳動機構19和第二傳動機構19的維修和維護。另外，由于第一電機、第二電機、第一傳動機構19和第二傳動機構19均位于執行機臂的上方，故而，減少了執行機臂的厚度。
[0052]如圖1和圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，第一主動皮帶輪12的直徑小于第一從動皮帶輪17的直徑。從而提高了絲杠螺母的傳動速度，提高了機器人的工作效率。
[0053]如圖1和圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，大皮帶輪14的直徑大于第二主動皮帶輪13的直徑，第二主動皮帶輪13大于小皮帶輪15，第二從動皮帶輪16大于第二主動皮帶輪13。從而提高了花鍵母的傳動速度，提高了機器人的工作效率。
[0054]圖3為本實用新型又一實施例提供的機器人的結構示意圖。如圖2所示，在上述實施例的基礎上，進一步，機器人還包括基座2，連接機臂10遠離執行機臂的一端與基座2轉動連接;連接機臂10上設置有第三電機4，且第三電機4位于連接機臂10和基座2的轉動連接處;第三電機4通過皮帶輪與執行機臂18傳動連接，以帶動執行機臂18相對于連接機臂10轉動。
[0055]其中，為了提高執行機臂18的傳動速度，在第三電機4上設置有第一帶輪6，在連接機臂10遠離基座2的一端設置有第二帶輪9;在連接機臂10上，位于第一帶輪6和第二帶輪9之間，轉動連接有同軸設置的第三帶輪7和第四帶輪8;第二帶輪9的直徑和第三帶輪7的直徑大于第一帶輪6的直徑;第二帶輪9的直徑和第三帶輪7的直徑大于第四帶輪8的直徑;第一帶輪6通過皮帶與第三帶輪7傳動連接，第四帶輪8通過皮帶的第二帶輪9傳動連接。這樣，由于第一帶輪6的直徑小于第三帶輪7的直徑，從而提高了執行機臂18的穩定性，而第四帶輪8的直徑小于第二帶輪9的直徑，可以保證在執行機臂18的穩定性的前提下，提高了執行機臂18的轉動速度。
[0056]在本實施例中，本實施例提供的機器人，其將第三電機4設置在連接機臂10和基座2的轉動連接處，且第三電機4通過帶輪與執行機臂18傳動連接，以帶動執行機臂18相對于連接機臂10轉動。由于，將帶動執行機臂18轉動的第三電機4設置在基座2與連接機臂10的轉動連接處，所以，當連接機臂10和執行機臂18相對于基座2轉動時，連接機臂10和執行機臂18的重量相對較輕，從而降低了連接機臂10和執行機臂18的慣量，不僅提高了機器人動作的精準度，還進一步地增加了機器人的負載量。
[0057]如圖3所示，在上述實施例的基礎上，進一步地，基座2內設置有第四電機I，第四電機I的動力輸出軸與連接機臂10固定連接，以帶動連接機臂10相對于基座2轉動。
[0058]其中，連接機臂10包括電機承載筒5;電機承載筒5為一端開口的中空殼體;連接機臂10靠近基座2的一端設置有安裝槽101;安裝槽101的側壁上，沿該側壁延伸的方向，設置有環形擋板102;電機承載筒5的開口端插設在安裝槽101內，且電機承載筒5的開口端與環形擋板102抵接;第三電機4設置在電機承載筒5內，且第一帶輪6與第三電機4位于環形擋板102的兩側。連接機臂10內設置有安裝腔103，安裝腔103與安裝槽101連通，第二皮帶輪、第三皮帶輪和第四皮帶輪均設置在安裝腔103內；電機承載筒5的封閉端與基座2轉動連接。
[0059]另外，基座22內設置有第四電機I，第四電機I的動力輸出軸與電機承載筒5連接，且第三電機4的動力輸出軸和第四電機I的動力輸出軸位于同一軸線上。當然，為了連接機臂10能夠更加穩定的運行，在基座2上還設置有減速機3，減速機的輸入端31與第四電機I連接，減速機的輸出端32與第三電機4連接。
[0060]在本實施中，利用第三電機4帶動電機承載筒5運動，從而帶動連接機臂10相對于基座2轉動。從而將第三電機4后置在基座2上，減少了連接機臂10和執行機臂18的慣量。而使第三電機4的動力輸出軸和第四電機I的動力輸出軸位于同一條軸線上，提高機器人的在運動過程中的穩定性。
[0061]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種機器人，其特征在于，包括執行機臂、動力機構、傳動機構和執行機構;所述動力機構設置在所述執行機臂上方，且輸出軸和所述傳動機構均位于動力機構的上端;所述動力機構與所述輸出軸傳動連接，以帶動所述輸出軸轉動;所述輸出軸通過所述傳動機構與所述執行機構傳動連接，以帶動所述執行機構運動。2.根據權利要求1所述的機器人，其特征在于，還包括連接機臂；所述執行機臂的一端與所述連接機臂的一端轉動連接； 所述動力機構設置在所述執行機臂和所述連接機臂的轉動連接處，所述執行機構設置在所述執行機臂遠離所述連接機臂的一端。3.根據權利要求2所述的機器人，其特征在于，所述執行機構包括滾珠絲杠滾珠花鍵；所述動力機構包括第一電機、第二電機;所述傳動機構包括第一傳動機構和第二傳動機構； 所述滾珠絲杠滾珠花鍵設置在所述執行機臂上，所述第一電機和所述第二電機均設置在所述執行機臂和所述連接機臂的轉動連接處，且所述第一電機的動力輸出軸和所述第二電機的動力輸出軸均為所述輸出軸;所述第一電機通過所述第一傳動機構與絲杠螺母連接，所述第二電機通過所述第二傳動機構與花鍵母連接。4.根據權利要求3所述的機器人，其特征在于，所述第一傳動機構包括第一主動皮帶輪和第一從動皮帶輪； 所述第一主動皮帶輪設置在所述第一電機的動力輸出軸上，所述第一從動皮帶輪設置在所述滾珠絲杠滾珠花鍵的絲杠螺母上;所述第一主動皮帶輪和所述第一從動皮帶輪通過皮帶傳動連接。5.根據權利要求4所述的機器人，其特征在于，所述第二傳動機構包括第二主動皮帶輪和第二從動皮帶輪； 所述第二主動皮帶輪設置在所述第二電機的動力輸出軸上，所述第二從動皮帶輪設置在所述滾珠絲杠滾珠花鍵的花鍵母上;所述第二主動皮帶輪和所述第二從動皮帶輪通過皮帶傳動連接。6.根據權利要求5所述的機器人，其特征在于，所述執行機臂上設置有上蓋，所述上蓋和所述執行機臂圍成安裝空間； 在所述安裝空間內，所述第一電機和所述第二電機并排設置在所述執行機臂的上表面;所述安裝空間內，位于所述第二電機與所述滾珠絲杠滾珠花鍵之間，還轉動連接有傳動軸;所述傳動軸的軸線方向分別與所述第二電機的軸線方向和所述滾珠絲杠滾珠花鍵的軸線方向一致； 所述傳動軸的一端設置有大皮帶輪，另一端設置有小皮帶輪;所述第二主動皮帶輪通過皮帶與所述大皮帶輪傳動連接，所述小皮帶輪通過皮帶與所述第二從動皮帶輪傳動連接。7.根據權利要求6所述的機器人，其特征在于，所述第一主動皮帶輪的直徑小于所述第一從動皮帶輪的直徑； 和/或，所述大皮帶輪的直徑大于所述第二主動皮帶輪的直徑，所述第二主動皮帶輪大于所述小皮帶輪，所述第二從動皮帶輪大于所述第二主動皮帶輪。8.根據權利要求1-7任一項所述的機器人，其特征在于，還包括基座，所述連接機臂遠離所述執行機臂的一端與所述基座轉動連接;所述連接機臂上設置有第三電機，且所述第三電機位于所述連接機臂和所述基座的轉動連接處;所述第三電機通過皮帶輪與所述執行機臂傳動連接，以帶動所述執行機臂相對于所述連接機臂轉動。9.根據權利要求8所述的機器人，其特征在于，所述基座內設置有第四電機，所述第四電機的動力輸出軸與所述連接機臂固定連接，以帶動所述連接機臂相對于所述基座轉動。10.根據權利要求9所述的機器人，其特征在于，所述第三電機的動力輸出軸和所述第四電機的動力輸出軸位于同一軸線上。
【文檔編號】B25J9/00GK205497464SQ201620114175
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月4日
【發明人】周科科, 姚庭, 銀雙貴, 明振標
【申請人】威海新北洋正棋機器人股份有限公司