平面关节型机器人及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种平面关节型机器人，其中所述平面关节型机器人包括机架、设于机架的第一机械臂、设于所述机架和第一机械臂之间的第一电机、连接于所述第一机械臂的机械手，所述第一电机嵌入所述第一机械臂并直接驱动所述第一机械臂转动。本发明专利技术提供的平面关节型机器人及其控制系统工作效率更高、装配精度更高且成本较低。

Planar articulated robot and its control system

The invention discloses a planar articulated robot, wherein the SCARA robot comprises a frame arranged on the machine frame, the first mechanical arm, which is arranged on the machine frame and the first arm between the first motor and connected to the first arm manipulator, the first electrical machine into the first mechanical arm and the first direct drive arm rotation. The plane joint type robot and the control system provided by the invention have higher work efficiency, higher assembly precision and lower cost.

【技术实现步骤摘要】
平面关节型机器人及其控制系统本申请是申请人于2015年12月28日申请的专利技术名称为“平面关节型机器人及其控制系统”，申请号为201510996302.3的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及工业机器人
，尤其涉及一种平面关节型机器人及其控制系统。
技术介绍
随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，工业机器人将被更广泛地应用在制造业的各个领域。其中平面关节型机器人手臂大量地运用于装配作业，这一类机器人有结构轻便，响应速度快的优点。现有的平面关节型机器人手臂关节是通过谐波减速器或者RV减速器来联接，并通过伺服电机驱动减速器来达到快速驱动机械臂的目的。但由于使用了谐波减速器或RV减速器，且减速器中的啮合齿间存在侧隙，所以平面关节型机器人手臂工作时会存在不可避免的误差，从而影响装配精度。另外，现有的平面关节型机器人的Z轴和绕Z轴旋转的实现是通过两个伺服电机分别驱动平行放置的滚珠丝杆和花键来实现的，而滚珠丝杆和花键通过一个连接块连接。上述方案在两伺服电机同时工作时会出现不可避免的微小抖动，从而影响装配的精度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供了一种平面关节型机器人及其控制系统，该平面关节型机器人及其控制系统工作效率更高、装配精度更高且成本较低。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种平面关节型机器人，其中所述平面关节型机器人包括机架、设于机架的第一机械臂、设于所述机架和第一机械臂之间的第一电机、连接于所述第一机械臂的机械手，所述第一电机嵌入所述第一机械臂并直接驱动所述第一机械臂转动。优选的，所述平面关节型机器人还包括设于所述第一机械臂和机械手之间的第二机械臂，及嵌入所述第二机械臂并直接驱动所述第二机械臂转动的第二电机。优选的，所述第一电机为内转子电机。优选的，所述内转子电机包括动子轴、与所述动子轴过盈配合的第一动子、设于所述第一动子外围的第一定子，所述第一定子具有磁极，所述磁极上缠绕有线圈绕组，所述第一动子具有安装槽，所述安装槽内设有第一永磁体贴片，所述内转子电机还包括设于所述动子轴上的第一编码器。优选的，所述第一编码器包括第一光栅片和电路板，所述第一光栅片设于所述动子轴上。优选的，所述第一电机为外转子电机。优选的，所述外转子电机包括定子轴、与所述定子轴相配接的第二定子、设于所述第二定子外围的第二动子，所述第二定子具有电枢，所述电枢上均匀缠绕有电枢绕组，所述第二动子的内壁上设有第二永磁体贴片，所述外转子电机还包括第二编码器，所述第二编码器包括与所述定子轴配合的第二光栅片。优选的，所述第一机械臂为所述外转子电机的第二动子，当所述外转子电机转动时，所述第一机械臂绕所述定子轴转动，且所述第一机械臂的位置参数通过所述第二编码器反馈。优选的，所述机械手包括上中空电机、下中空电机、丝杠、丝杠花键连接件、直线导轨及相对于所述直线导轨滑行的滑块，所述丝杠花键连接件设于所述滑块上，所述上中空电机和下中空电机同轴心设置，所述上中空电机具有上中空转轴，所述上中空转轴上设有上编码器和与所述丝杠配接的法兰螺母，且所述丝杠套入所述上中空转轴中，所述丝杠连接于所述丝杠花键连接件的上端，所述下中空电机具有下中空转轴，所述下中空转轴上设有下编码器，所述下中空转轴中套设有花键，所述花键设于所述丝杠花键连接件上，且所述直线导轨与所述上中空转轴和下中空转轴平行。相应地，一种平面关节型机器人的控制系统，其中所述平面关节型机器人包括第一电机、第二电机、上中空电机和下中空电机，所述控制系统包括计算机、控制器、第一电机驱动器、第一编码器、第二电机驱动器、第二编码器、上中空电机驱动器、上编码器、下中空电机驱动器、下编码器，所述计算机和控制器通过以太网线连接，并且可以交互信息，通过所述计算机对控制器进行编程，控制器将系统反馈的参数传送给计算机显示出来，从而根据程序分别对第一电机驱动器、第二电机驱动器、上中空电机驱动器及下中空电机驱动器发出相应的脉冲信号。本专利技术的有益效果是，不使用RV减速器和谐波减速器，通过电机直接驱动机械臂，速度比较快，从而大大提高了工作效率；另外因为减少了中间环节，从而避免了使用RV减速器和谐波减速器产生的误差。再者，减少了中间的零部件，从而进一步降低了制造成本。因此，该平面关节型机器人及其控制系统工作效率更高、装配精度更高且制造成本较低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施例提供的平面关节型机器人的立体示意图。图2是本专利技术第一实施例提供的平面关节型机器人的第一电机的局部剖视图。图3是图2中A-A处的剖视图。图4是本专利技术第一实施例提供的平面关节型机器人的第二电机的局部剖视图。图5是本专利技术第一实施例提供的平面关节型机器人的第二电机的俯视图。图6是本专利技术实施例提供的平面关节型机器人的机械手的主视图。图7是本专利技术实施例提供的平面关节型机器人的控制系统示意图。图8是本专利技术第二实施例提供的平面关节型机器人的立体示意图。图9是本专利技术第二实施例提供的平面关节型机器人的第一电机的局部剖视图。图10是本专利技术第二实施例提供的平面关节型机器人的第一电机的俯视图。图11是本专利技术第二实施例提供的平面关节型机器人的第二电机的局部剖视图。图12是本专利技术第二实施例提供的平面关节型机器人的第二电机的俯视图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。如图1、图2和图3所示，本专利技术的第一优选实施例，一种平面关节型机器人，其中平面关节型机器人包括机架1、设于机架1的第一机械臂2、设于机架1和第一机械臂2之间的第一电机3、连接于第一机械臂2的机械手4，第一电机3嵌入第一机械臂2并直接驱动第一机械臂2转动。从而第一机械臂2带动机械手4移动。本优选实施例中，不使用RV减速器和谐波减速器，通过第一电机3直接驱动第一机械臂2，速度比较快，从而大大提高了工作效率；另外因为减少了中间环节，从而避免了使用RV减速器和谐波减速器产生的误差，使得该平面关节型机器人的精度更高。再者，减少了中间的零部件，从而进一步降低了制造成本。因此该平面关节型机器人的结构更加优化、且性能得到了大大的改善，从而使得该平面关节型机器人工作效率更高、装配精度更高且成本较低。机械手4包括连接于第一机械臂2的操作机构(未图示)，操作机构为机械手4的终端执行机构，可以为：夹爪，用于自动抓取、插件等；或为吸嘴，用于贴片、晶圆切割；或为焊接机，用于焊锡等。本优选实施例中，第一电机直接驱动第一机械臂2的传动精度高、响应快、体积小，且成本较低。进一步，平面关节型机器人还包括设于第一机械臂2和机械手4之间的第二机械臂5，及嵌入第二机械臂5并直接驱动第二机械臂5转动的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面关节型机器人，其特征在于：所述平面关节型机器人包括机架、设于所述机架的第一机械臂、设于所述机架和所述第一机械臂之间的第一电机、连接于所述第一机械臂的机械手，所述第一电机嵌入所述第一机械臂并直接驱动所述第一机械臂转动，所述第一电机为第一外转子电机，所述第一外转子电机包括第一定子轴、与所述第一定子轴相配接的第二定子、设于所述第二定子外围的第二动子，所述第二定子具有电枢，所述电枢上均匀缠绕有电枢绕组，所述第二动子的内壁上设有第二永磁体贴片，所述第一外转子电机还包括第二编码器，所述第二编码器包括与所述第一定子轴配合的第二光栅片。

【技术特征摘要】
1.一种平面关节型机器人，其特征在于：所述平面关节型机器人包括机架、设于所述机架的第一机械臂、设于所述机架和所述第一机械臂之间的第一电机、连接于所述第一机械臂的机械手，所述第一电机嵌入所述第一机械臂并直接驱动所述第一机械臂转动，所述第一电机为第一外转子电机，所述第一外转子电机包括第一定子轴、与所述第一定子轴相配接的第二定子、设于所述第二定子外围的第二动子，所述第二定子具有电枢，所述电枢上均匀缠绕有电枢绕组，所述第二动子的内壁上设有第二永磁体贴片，所述第一外转子电机还包括第二编码器，所述第二编码器包括与所述第一定子轴配合的第二光栅片。2.根据权利要求1所述的平面关节型机器人，其特征在于：所述第一电机为第一内转子电机。3.根据权利要求2所述的平面关节型机器人，其特征在于：所述第一内转子电机包括第一动子轴、与所述第一动子轴过盈配合的第一动子、设于所述第一动子外围的第一定子，所述第一定子具有磁极，所述磁极上缠绕有线圈绕组，所述第一动子具有安装槽，所述安装槽内设有第一永磁体贴片，所述内转子电机还包括设于所述动子轴上的第一编码器，所述第一编码器包括第一光栅片和电路板，所述第一光栅片设于所述第一动子轴上。4.根据权利要求1所述的平面关节型机器人，其特征在于：所述第一机械臂为所述第一外转子电机的第二动子，当所述第一外转子电机转动时，所述第一机械臂绕所述第一定子轴转动，且所述第一机械臂的位置参数通过所述第二编码器反馈。5.根据权利要求1所述的平面关节型机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉柱，刘永华，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32