SCARA机器人小臂结构及SCARA机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种SCARA机器人小臂结构及SCARA机器人。SCARA机器人小臂结构，包括：小臂；驱动机构，所述驱动机构安装在所述小臂的第一端；丝杠花键组件，所述丝杠花键组件安装在所述小臂的第二端；传动机构，所述传动机构连接在所述丝杠花键组件和所述驱动机构之间；编码器组件，所述编码器组件安装在所述丝杠花键组件上以采集所述丝杠花键组件运动信息；控制单元，所述控制单元与所述编码器组件和所述驱动机构均通讯连接，所述控制单元根据所述编码器组件传递的信息对所述驱动机构进行控制以对所述丝杠花键组件进行运动误差补偿。本发明专利技术的SCARA机器人小臂结构的控制精度高、生产、控制成本低。

SCARA Robot Arm Structure and SCARA Robot

The invention provides a small arm structure of a SCARA robot and a SCARA robot. SCARA robot arm structure includes: arm; driving mechanism, the driving mechanism is installed at the first end of the arm; screw spline assembly, the screw spline assembly is installed at the second end of the arm; transmission mechanism, the transmission mechanism is connected between the screw spline assembly and the driving mechanism; encoder assembly, the encoder assembly is installed in the said said arm. The motion information of the screw spline component is collected on the screw spline component; the control unit communicates with the encoder component and the driving mechanism, and the control unit controls the driving mechanism according to the information transmitted by the encoder component to compensate the motion error of the screw spline component. The SCARA robot arm structure of the invention has high control precision, low production and control cost.

【技术实现步骤摘要】
SCARA机器人小臂结构及SCARA机器人
本专利技术涉及机器人
，具体而言，涉及一种SCARA机器人小臂结构及SCARA机器人。
技术介绍
目前SCARA机器人大多采用对各轴的伺服电机进行直接控制，采集的运动信息也都为伺服电机的信息，而由于传动机构的误差即关节的柔性会使伺服电机的信息与传动终端的信息不一致，由此会影响机器人整体的精度。由于SCARA机器人的J3、J4轴采用单级或多级同步带传动，因此该种现象在SCARA机器人J3、J4轴中体现的较为明显，因此要在现有的技术方案上进一步提高SCARA机器人精度会有较大技术壁垒。机器人小臂结构中一般包括SCARA机器人的J3、J4轴的电机及传动机构，其中传动机构一般采用带轮机构及丝杠花键机构，因同步带机构相比谐波减速机传动有较大误差并需要定期检测张紧力，一旦张紧力不足或过大都会给机器人精度带来较大影响，同时丝杠、花键的传动也会给整机精度带来较大影响。并且J3、J4轴的结构限制很难实现整机较高精度的碰撞检测。而目前对上述问题都没有较好的监控及解决方式。通过查阅相关专利文献，专利文献TW201600276A及专利文献US20160046020A1通过旋转电机及直线电机直接驱动J3/J4轴的方式取代了同步带传动，改善了精度及同步带的维护，但与此同时却使整机的质心向机器人末端移动，影响的整机的操控性，并增加了成本。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种SCARA机器人小臂结构及SCARA机器人，以解决现有技术中的SCARA机器人小臂结构及SCARA机器人的控制精度不高、成本高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种SCARA机器人小臂结构，包括：小臂；驱动机构，所述驱动机构安装在所述小臂的第一端；丝杠花键组件，所述丝杠花键组件安装在所述小臂的第二端；传动机构，所述传动机构连接在所述丝杠花键组件和所述驱动机构之间；编码器组件，所述编码器组件安装在所述丝杠花键组件上以采集所述丝杠花键组件运动信息；控制单元，所述控制单元与所述编码器组件和所述驱动机构均通讯连接，所述控制单元根据所述编码器组件传递的信息对所述驱动机构进行控制以对所述丝杠花键组件进行运动误差补偿。进一步地，所述小臂的第二端设置有安装孔，所述丝杠花键组件包括：丝杠花键轴，所述丝杠花键轴上间隔套设有丝杠母和花键母，所述丝杠母通过第一轴套固定在所述安装孔处，所述花键母通过第二轴套固定在丝杠安装板上。进一步地，所述丝杠母靠近所述花键母的一端设置有与所述丝杠花键轴同轴设置的第一台阶轴；所述编码器组件包括第一编码器，所述第一编码器的内圈套设在所述第一台阶轴上。进一步地，所述传动机构包括第一带轮，所述第一带轮与所述驱动机构之间通过第一同步带连接，所述第一带轮套设在所述第一台阶轴上并固定在所述丝杠母上。进一步地，所述第一带轮位于所述第一编码器和所述丝杠安装板之间，所述第一带轮上设置有第一凹槽，所述第一编码器位于所述第一凹槽内。进一步地，所述第一凹槽的内径大于所述第一编码器的外径，所述第一编码器的顶部与所述第一带轮之间具有第一间隙。进一步地，所述小臂上设置有多个阶梯立柱，所述SCARA机器人小臂结构还包括编码器安装板，所述编码器安装板安装在所述阶梯立柱上，所述编码器安装板上设置有定位孔，所述第一编码器的外圈固定在所述定位孔内。进一步地，所述SCARA机器人小臂结构还包括立柱套和垫片，所述立柱套套设在所述阶梯立柱的顶端并与所述立柱套间隙配合，所述垫片位于所述立柱套和所述编码器安装板之间，所述丝杠安装板固定在所述阶梯立柱的顶端，所述立柱套的顶端抵顶在所述丝杠安装板的底部。进一步地，所述花键母靠近所述丝杠母的一端设置有与所述丝杠花键轴同轴设置的第二台阶轴；所述编码器组件包括第二编码器，所述第二编码器内圈套设在所述第二台阶轴上，所述第二编码器的外圈固定在所述定位孔内。进一步地，所述传动机构包括第二带轮，所述第二带轮与所述驱动机构之间通过第二同步带连接，所述第二带轮套设在所述第二台阶轴上并与所述花键母固定连接。进一步地，所述第二带轮位于所述第二编码器和所述第二轴套之间，所述第二带轮上设置有第二凹槽，所述第二编码器位于所述第二凹槽内。进一步地，所述第二凹槽的内径大于所述第二编码器的外径，所述第二带轮的顶部与所述第二带轮之间具有第二间隙。进一步地，所述编码器安装板的两侧均设置有走线槽，所述第一编码器和所述第二编码器的引线均沿所述走线槽设置。进一步地，所述驱动机构包括第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机与所述第一带轮通过第一同步带连接，所述第二伺服电机与所述第二带轮通过第二同步带连接。进一步地，所述第一台阶轴与所述丝杠母一体成型设置，所述第二台阶轴与所述花键母一体成型设置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种SCARA机器人，包括小臂结构，所述小臂结构为上述的SCARA机器人小臂结构。应用本专利技术的技术方案，由于本专利技术中的SCARA机器人小臂结构设置有编码器组件，通过该编码器组件的作用，能够对丝杠花键组件的运动信息进行采集，并将该信息传递给控制单元，控制单元能够根据丝杠花键组件采集的信息对驱动机构进行控制，从而补偿由于驱动机构与丝杠花键组件之间通过传动机构进行动力传递而导致的控制误差，提高本专利技术中的SCARA机器人小臂结构的控制精度，降低SCARA机器人小臂结构的生产、控制成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示意性示出了本专利技术的SCARA机器人小臂结构的局部剖视图；图2示意性示出了图1中M区域的放大图；图3示意性示出了本专利技术的SCARA机器人小臂结构的第一立体图；图4示意性示出了本专利技术的SCARA机器人小臂结构的第二立体图；图5示意性示出了本专利技术的小臂的立体图；图6示意性示出了本专利技术的编码器安装板的立体图；图7示意性示出了本专利技术的丝杠母的立体图；图8示意性示出了本专利技术的花键母的立体图；图9示意性示出了本专利技术的立柱套的立体图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、小臂；11、安装孔；13、阶梯立柱；20、驱动机构；21、第一伺服电机；22、第二伺服电机；30、丝杠花键组件；31、丝杠花键轴；32、丝杠母；321、第一台阶轴；33、花键母；331、第二台阶轴；40、编码器组件；41、第一编码器；42、第二编码器；50、第一间隙；60、第二间隙；70、丝杠安装板；80、传动机构；81、第一带轮；811、第一凹槽；82、第二带轮；821、第二凹槽；90、编码器安装板；91、定位孔；92、走线槽；100、立柱套；110、垫片；120、第一轴套；130、第二轴套。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCARA机器人小臂结构，其特征在于，包括：小臂(10)；驱动机构(20)，所述驱动机构(20)安装在所述小臂(10)的第一端；丝杠花键组件(30)，所述丝杠花键组件(30)安装在所述小臂(10)的第二端；传动机构(80)，所述传动机构(80)连接在所述丝杠花键组件(30)和所述驱动机构(20)之间；编码器组件(40)，所述编码器组件(40)安装在所述丝杠花键组件(30)上以采集所述丝杠花键组件(30)运动信息；控制单元，所述控制单元与所述编码器组件(40)和所述驱动机构(20)均通讯连接，所述控制单元根据所述编码器组件(40)传递的信息对所述驱动机构(20)进行控制以对所述丝杠花键组件(30)进行运动误差补偿。

【技术特征摘要】
1.一种SCARA机器人小臂结构，其特征在于，包括：小臂(10)；驱动机构(20)，所述驱动机构(20)安装在所述小臂(10)的第一端；丝杠花键组件(30)，所述丝杠花键组件(30)安装在所述小臂(10)的第二端；传动机构(80)，所述传动机构(80)连接在所述丝杠花键组件(30)和所述驱动机构(20)之间；编码器组件(40)，所述编码器组件(40)安装在所述丝杠花键组件(30)上以采集所述丝杠花键组件(30)运动信息；控制单元，所述控制单元与所述编码器组件(40)和所述驱动机构(20)均通讯连接，所述控制单元根据所述编码器组件(40)传递的信息对所述驱动机构(20)进行控制以对所述丝杠花键组件(30)进行运动误差补偿。2.根据权利要求1所述的SCARA机器人小臂结构，其特征在于，所述小臂(10)的第二端设置有安装孔(11)，所述丝杠花键组件(30)包括：丝杠花键轴(31)，所述丝杠花键轴(31)上间隔套设有丝杠母(32)和花键母(33)，所述丝杠母(32)通过第一轴套(120)固定在所述安装孔(11)处，所述花键母(33)通过第二轴套(130)固定在丝杠安装板(70)上。3.根据权利要求2所述的SCARA机器人小臂结构，其特征在于，所述丝杠母(32)靠近所述花键母(33)的一端设置有与所述丝杠花键轴(31)同轴设置的第一台阶轴(321)；所述编码器组件(40)包括第一编码器(41)，所述第一编码器(41)的内圈套设在所述第一台阶轴(321)上。4.根据权利要求3所述的SCARA机器人小臂结构，其特征在于，所述传动机构(80)包括第一带轮(81)，所述第一带轮(81)与所述驱动机构(20)之间通过第一同步带连接，所述第一带轮(81)套设在所述第一台阶轴(321)上并固定在所述丝杠母(32)上。5.根据权利要求4所述的SCARA机器人小臂结构，其特征在于，所述第一带轮(81)位于所述第一编码器(41)和所述丝杠安装板(70)之间，所述第一带轮(81)上设置有第一凹槽(811)，所述第一编码器(41)位于所述第一凹槽(811)内。6.根据权利要求5所述的SCARA机器人小臂结构，其特征在于，所述第一凹槽(811)的内径大于所述第一编码器(41)的外径，所述第一编码器(41)的顶部与所述第一带轮(81)之间具有第一间隙(50)。7.根据权利要求4所述的SCARA机器人小臂结构，其特征在于，所述小臂(10)上设置有多个阶梯立柱(13)，所述SCARA机器人小臂结构还包括编码器安装板(90)，所述编码器安装板(90)安装在所述阶梯立柱(13)上，所述编码器安装板(90)上设置有定位孔(91)，所述第一编码器(41...

【专利技术属性】
技术研发人员：金明亮，孔令超，马章宇，钟成堡，崔中，赵杰，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44