一种直线电机驱动的混联机器人制造技术

本实用新型专利技术为一种直线电机驱动的混联机器人，包括机头组件、中轴、第一转动支座、第二转动支座、第一直线电机、第二直线电机以及第三直线电机；中轴包括螺母固定座、滚珠花键螺母、滚珠花键轴以及力矩电机，机头组件与中轴的力矩电机连接，螺母固定座套接在滚珠花键螺母上，滚珠花键螺母套接在滚珠花键轴上，螺母固定座铰接在第一转动支座上；第一转动支座开设有三个独立的活动空间，中部的活动空间放置中轴，两端的活动空间分别放置第一直线电机和第二直线电机，在第一转动支座的两端还转动设置有第一轴座。本实用新型专利技术方便搭建不同的装备和制造系统，有效地减少了构件数目、降低了制造成本，方便了制造、安装。

【技术实现步骤摘要】
一种直线电机驱动的混联机器人
本技术涉及机械手，具体涉及程序控制机械手。
技术介绍
并联机器人以高速度、高精度的完成各种形状类型的小产品的拾取和放置动作。广泛应用在电子、医药、食品等工业领域中。与串联构型相比,并联构型具有刚度好、动态性能好(运动惯量小)，而且无累计误差，精度高、高速和高加速度等特点,非常适合生产线上的高速拾放动作，现已被广泛应用于食品、药品、日化、电子等行业的抓取、列整、贴标等工作中。众多研究机构和制造企业都看好其在制造领域的应用前景。而对于并联和串联混合的混联机器人，由于其自由度多，可适用范围广而不断被开发和应用。现有的混联机器人往往采用气缸的方式作用驱动件，这种结构强度有限，而且结构复杂、运动构件数量多、制造工艺难度大、制造成本高、连接拼接不方便等问题，会影响制造和推广应用，而且现有的混联机器人对零部件的制造和安装有严格的要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本技术的目的在于提供一种直线电机驱动的混联机器人，该直线电机驱动的混联机器人有效地减少了构件数目、降低制造成本，且便于制造、安装和实时控制。本技术实现上述目的的技术方案为：一种直线电机驱动的混联机器人，包括机头组件、中轴、第一转动支座、第二转动支座、第一直线电机、第二直线电机以及第三直线电机；所述中轴包括螺母固定座、滚珠花键螺母、滚珠花键轴以及力矩电机，所述机头组件与所述中轴的力矩电机连接，所述螺母固定座套接在所述滚珠花键螺母上，所述滚珠花键螺母套接在所述滚珠花键轴上，所述螺母固定座铰接在所述第一转动支座上；所述第一转动支座开设有三个独立的活动空间，中部的活动空间放置所述中轴，两端的活动空间分别放置第一直线电机和第二直线电机，在所述第一转动支座的两端还转动设置有第一轴座；所述第一直线电机、第二直线电机以及第三直线电机均铰接在所述力矩电机上，在所述第三直线电机上铰接所述第二转动支座，在该第二转动支座的两端设置有第二轴座。所述第一直线电机包括第一动子、第一定子、铰接在第一动子顶端的第一铰链以及设置在第一动子上的第一直线光栅，所述第一直线电机的第一定子铰接在所述第一转动支座上；所述第二直线电机包括第二动子、第二定子、铰接在第二动子顶端的第二铰链以及设置在第二动子上的第二直线光栅，所述第二定子铰接在所述第一转动支座上；所述第三直线电机包括第三动子、第三定子、铰接在第三动子顶端的第三铰链以及设置在第三动子上的第三直线光栅，所述第三直线电机的第三定子铰接在所述第二转动支座上。所述机头组件包括机头架、连接在该机头架上的摆动电机、连接在该摆动电机上的主轴座以及电主轴。在所述中轴的末端形成有凸起。所述第一直线电机、第二直线电机以及第三直线电机的转动轴线均相交于同一点。连接所述第一轴座和第一转动支座所在轴线垂直于所述中轴的中轴线。所述第一直线电机、第二直线电机以及所述中轴在同一运动平面。在所述螺母固定座两端各设置有一个所述滚珠花键螺母。所述第一铰链、第二铰链以及第三铰链均为球铰链。在所述中轴的滚珠花键轴的外壁形成有凹槽，在所述滚珠花键螺母上形成有与该凹槽配合的凸起。本技术与现有技术相比具有以下的有益效果：本技术有效地减少了构件数目、降低了制造成本，方便了制造、安装。直线电机、力矩电机内置编码器或者光栅尺，可以很方便的进行闭环控制，从而实现机器人高精度运行。本技术的机器人拼装结构简化了机器人结构，不但减少了构件数目，还省去了成本高的减速器、丝杠等易损件，有效地降低了制造成本，方便了制造、安装；机器人使用的直线电机、力矩电机内置编码器或者光栅尺，可以很方便的进行闭环控制，实现机器人高精度运行。本技术的零部件加工、装配简单，成本低，机器人精度及稳定性高，降低了机器人自动化应用门槛。附图说明图1为本技术的立体结构示意图；图2为本技术另一视角的立体结构示意图；图3为中轴的立体结构示意图；图4为中轴的主视图；图5为中轴A-A面剖视图；图6为第二直线电机的立体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。实施例：参照图1，一种直线电机驱动的混联机器人，包括机头组件50、中轴10、第一转动支座60、第二转动支座70、第一直线电机20、第二直线电机30以及第三直线电机40；如图3，所述中轴10包括螺母固定座11、滚珠花键螺母12、滚珠花键轴13以及力矩电机14，所述机头组件50与所述中轴10的力矩电机14连接，所述螺母固定座11套接在所述滚珠花键螺母12上，所述滚珠花键螺母12套接在所述滚珠花键轴13上，所述螺母固定座11铰接在所述第一转动支座60上；所述第一转动支座60开设有三个独立的活动空间，中部的活动空间放置所述中轴10，两端的活动空间分别放置第一直线电机20和第二直线电机30，在所述第一转动支座60的两端还转动设置有第一轴座61；参照图2，所述第一直线电机20、第二直线电机30以及第三直线电机40均铰接在所述力矩电机14上，在所述第三直线电机40上铰接所述第二转动支座70，在该第二转动支座70的两端设置有第二轴座71。如图6，所述第一直线电机20包括第一动子23、第一定子22、铰接在第一动子23顶端的第一铰链21以及设置在第一动子23上的第一直线光栅24，所述第一直线电机20的第一定子22铰接在所述第一转动支座60上；如图1和图2，所述第二直线电机30包括第二动子、第二定子、铰接在第二动子顶端的第二铰链31以及设置在第二动子上的第二直线光栅，所述第二定子铰接在所述第一转动支座60上；参照图2和图6，所述第三直线电机40包括第三动子43、第三定子42、铰接在第三动子43顶端的第三铰链41以及设置在第三动子43上的第三直线光栅44，所述第三直线电机40的第三定子42铰接在所述第二转动支座70上。本技术的第一直线电机和第二直线电机的结构一致，且功能相同，运动轨迹相似。如图1，所述机头组件50包括机头架51、连接在该机头架51上的摆动电机52、连接在该摆动电机52上的主轴座53以及电主轴54。在所述中轴10的末端形成有凸起，该凸起用以阻挡螺母固定座。如图1和图2，所述第一直线电机20、第二直线电机30以及第三直线电机40的转动轴线均相交于同一点。连接所述第一轴座61和第一转动支座60所在轴线垂直于所述中轴10的中轴10线。所述第一直线电机20、第二直线电机30以及所述中轴10在同一运动平面。在所述螺母固定座11两端各设置有一个所述滚珠花键螺母12。如图6，所述第一铰链21、第二铰链31以及第三铰链41均为球铰链。所述第一铰链21、第二铰链31、第三铰链41均为具有三个转动自由度的球铰链，且同一铰链上的三个转动轴线不共线但相交于一点。如图4和图5，在所述中轴10的滚珠花键轴13的外壁形成有凹槽，在所述滚珠花键螺母12上形成有与该凹槽配合的凸起。这样的结构对滚珠花键轴在相对移动的过程中进行限位，较好的保证中轴的稳定性。所述第一转动支座60的两侧端分别各通过一自由度铰链旋转地连接有第一轴座61，所述第二转动支座70的两侧端分别各通过一自由度铰链旋转地连接有第二轴座71，中轴10的一端贯穿所述第一转动支座60的中部并与机头组件50固定连接，所述第一直线电机20和第二直线电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线电机驱动的混联机器人，其特征在于：包括机头组件(50)、中轴(10)、第一转动支座(60)、第二转动支座(70)、第一直线电机(20)、第二直线电机(30)以及第三直线电机(40)；所述中轴(10)包括螺母固定座(11)、滚珠花键螺母(12)、滚珠花键轴(13)以及力矩电机(14)，所述机头组件(50)与所述中轴(10)的力矩电机(14)连接，所述螺母固定座(11)套接在所述滚珠花键螺母(12)上，所述滚珠花键螺母(12)套接在所述滚珠花键轴(13)上，所述螺母固定座(11)铰接在所述第一转动支座(60)上；所述第一转动支座(60)开设有三个独立的活动空间，中部的活动空间放置所述中轴(10)，两端的活动空间分别放置第一直线电机(20)和第二直线电机(30)，在所述第一转动支座(60)的两端还转动设置有第一轴座(61)；所述第一直线电机(20)、第二直线电机(30)以及第三直线电机(40)均铰接在所述力矩电机(14)上，在所述第三直线电机(40)上铰接所述第二转动支座(70)，在该第二转动支座(70)的两端设置有第二轴座(71)。

【技术特征摘要】
1.一种直线电机驱动的混联机器人，其特征在于：包括机头组件(50)、中轴(10)、第一转动支座(60)、第二转动支座(70)、第一直线电机(20)、第二直线电机(30)以及第三直线电机(40)；所述中轴(10)包括螺母固定座(11)、滚珠花键螺母(12)、滚珠花键轴(13)以及力矩电机(14)，所述机头组件(50)与所述中轴(10)的力矩电机(14)连接，所述螺母固定座(11)套接在所述滚珠花键螺母(12)上，所述滚珠花键螺母(12)套接在所述滚珠花键轴(13)上，所述螺母固定座(11)铰接在所述第一转动支座(60)上；所述第一转动支座(60)开设有三个独立的活动空间，中部的活动空间放置所述中轴(10)，两端的活动空间分别放置第一直线电机(20)和第二直线电机(30)，在所述第一转动支座(60)的两端还转动设置有第一轴座(61)；所述第一直线电机(20)、第二直线电机(30)以及第三直线电机(40)均铰接在所述力矩电机(14)上，在所述第三直线电机(40)上铰接所述第二转动支座(70)，在该第二转动支座(70)的两端设置有第二轴座(71)。2.根据权利要求1所述的一种直线电机驱动的混联机器人，其特征在于：所述第一直线电机(20)包括第一动子(23)、第一定子(22)、铰接在第一动子(23)顶端的第一铰链(21)以及设置在第一动子(23)上的第一直线光栅(24)，所述第一直线电机(20)的第一定子(22)铰接在所述第一转动支座(60)上；所述第二直线电机(30)包括第二动子、第二定子、铰接在第二动子顶端的第二铰链(31)以及设置在第二动子上的第二直线光栅，所述第二定子铰接在所述第一转动支座(60)上；所述第三直线电机(40)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱立，江文明，
申请(专利权)人：广州数控设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44