一种机器人及其驱动方法技术

本发明专利技术属于工业机器人技术领域，公开了一种机器人及其驱动方法，机器人包括小臂、丝杠花键轴以及驱动机构，丝杠花键轴具有首端和末端，其还包括花键螺母。花键螺母设置于丝杠花键轴的首端和末端之间并与驱动机构连接，驱动机构用于驱动花键螺母带动丝杠花键轴旋转，花键螺母位于小臂外部，花键螺母的长度至少为丝杠花键轴直径的六倍。通过延长花键螺母相对于丝杠花键轴的长度，增大花键螺母与丝杠花键轴之间的接触面积，使得机器人在不增设其他结构导致自身结构更为复杂的情况下提高了承载能力、运行平稳性、旋转精度等，从而有效提高了该机器人的适用范围。机器人的适用范围。机器人的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人及其驱动方法


[0001]本专利技术涉及工业机器人
，尤其涉及一种机器人及其驱动方法。

技术介绍

[0002]在工业领域内的生产加工中，工业机器人具有非常广泛的应用，其能够代替工人进行一系列危险度较高或者精度要求较高的作业。工业机器人一般包括基座、多个关节、多个关节电机、小臂以及手腕等结构，根据作业要求的不同，可以对应调整其具体的构成和动作状态。
[0003]现有技术中，工业机器人的小臂中穿设有丝杠花键轴，在丝杠花键轴上套设有花键螺母，花键螺母位于小臂内并与设置于小臂内的驱动机构连接，驱动机构通过花键螺母带动丝杠花键轴旋转。
[0004]在上述方案中，丝杠花键轴的两端都会伸出小臂与相邻的关节结构连接，因此丝杠花键轴的长度较大，而花键螺母位于小臂内时，由于架构限制其长度不宜过长，与丝杠花键轴之间的通过钢珠进行滑动接触的长度减少导致接触面积小，二者的连接强度较低，花键丝杆轴的抗弯能力就较小，则驱动机构通过该花键螺母带动丝杠花键轴旋转时，导致丝杠花键轴所能够承受的载荷有限，使得在机器人运动时丝杠花键轴运动的摆动和振动幅度受限，降低了机器人适用范围。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种机器人及其驱动方法，解决了现有技术中由于架构限制花键螺母的长度，其与丝杠花键轴之间的有效接触面积较小，二者的连接强度较低，花键丝杆轴的抗弯能力就较小，导致丝杠花键轴所能够承受的载荷有限，使得在机器人运动时丝杠花键轴运动的摆动和振动幅度受限，降低了机器人使用范围的问题。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种机器人，包括小臂、穿设于所述小臂的丝杠花键轴以及设置于所述小臂内且用于驱动所述丝杠花键轴升降的驱动机构，所述丝杠花键轴具有相对的首端和末端，其特征在于，还包括：花键螺母。花键螺母设置于所述丝杠花键轴的所述首端和末端之间并与所述驱动机构连接，所述驱动机构用于驱动所述花键螺母带动所述丝杠花键轴旋转，所述花键螺母位于所述小臂外部，所述花键螺母的长度至少为所述丝杠花键轴直径的六倍。
[0008]可选地，所述花键螺母包括：套体，套设于所述丝杠花键轴并与所述驱动机构连接，且所述套体的一端靠近所述小臂，另一端朝向靠近所述末端的一侧延伸；保持架，设置于所述套体与所述丝杠花键轴之间并与所述套体固定连接，所述保持架内且沿所述丝杠花键轴的周向分布有多个安装槽，每个所述安装槽内设有沿所述丝杠花键轴的轴线方向分布的至少多个钢珠，所述钢珠与所述丝杠花键轴的键槽抵接。
[0009]可选地，所述安装槽包括开设在所述保持架外侧壁上的过渡槽和与所述过渡槽连
通且贯通开设在所述保持架上的滚动槽，多个所述钢珠依次分布在所述过渡槽和所述滚动槽内。
[0010]可选地，所述安装槽绕所述丝杠花键轴的周向间隔分布6个。
[0011]可选地，所述机器人还包括：限位环，固定套设于所述丝杠花键轴并靠近所述末端之间。
[0012]可选地，所述机器人还包括：支撑套，所述支撑套的一端与所述小臂固定连接，另一端通过支撑轴承与所述花键螺母转动连接。
[0013]可选地，所述驱动机构包括：第一驱动组件，设置于所述小臂内且与所述丝杠花键轴连接，以驱动所述丝杠花键轴升降；以及与所述花键螺母连接，以驱动所述花键螺母带动所述丝杠花键轴旋转。
[0014]可选地，所述第一驱动组件包括：升降传动件，设置于所述丝杠花键轴；第一传动件，与所述升降传动件连接；以及第一电机，与所述第一传动件连接以通过所述第一传动件和所述升降传动件带动所述丝杠花键轴升降。
[0015]可选地，所述第二驱动组件包括：谐波减速机，设置于所述丝杠花键轴并与所述花键螺母连接；第二传动件，与所述谐波减速机连接；以及第二电机，与所述第二传动件连接以通过所述第二传动件和所述谐波减速机带动所述花键螺母转动。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种机器人驱动方法，其应用于如上述第一方面中任一项所述的机器人，包括：
[0017]控制所述驱动机构运行带动所述丝杠花键轴升降，同时驱动机构通过花键螺母带动所述丝杠花键轴旋转以作用于负载；
[0018]当所述丝杠花键轴的末端作用于负载时，所述花键螺母的长度至少为所述丝杠花键轴直径的六倍。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]第一方面，通过将花键螺母整体设置在小臂外部，使得花键螺母更加靠近丝杠花键轴的末端设置，由于整个花键螺母可以伸出小臂部分，小臂结构对花键螺母长度没有太大的约束，有利于使得花键螺母的长度得到加长，而相比于现有技术中花键螺母仅为丝杠花键轴直径的3.5倍，本方案中花键螺母长度为丝杠花键轴的直径的6倍以上，这种增加花键螺母长度的方案，能够有效增大花键螺母与丝杠花键轴花键的接触受力面积，进而提高花键螺母的抗弯能力，增强花键丝杆的连接强度，最终使得丝杠花键轴能够承受较大的负载能力。
[0021]第二方面，通过该驱动方法使得机器人在运行过程中，丝杠花键轴在升降过程中，由于花键螺母的加长，较长导向的花键螺母将使丝杠花键轴运行较为平稳，同时采用谐波减速机与花键螺母进行连接，能够提高花键螺母的旋转精度。使得机器人在不增设其他结构导致自身结构更为复杂的情况下提高了承载能力、运行平稳性、旋转精度等，从而有效提高了该机器人的适用范围。
附图说明
[0022]图1是本专利技术一些实施例中机器人中小臂的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术一些实施例中机器人中花键螺母和丝杠花键轴的结构示意图；
[0024]图3是本专利技术一些实施例中机器人中驱动机构和丝杠花键轴的结构示意图；
[0025]图4是本专利技术一些实施例中机器人中花键螺母和丝杠花键轴的剖视图；
[0026]图5是本专利技术一些实施例中机器人中花键螺母和丝杠花键轴的爆炸结构示意图。
[0027]图中：
[0028]1、小臂；10、防护套；2、丝杠花键轴；20、首端；21、末端；3、驱动机构；30、第一驱动组件；300、升降传动件；301、第一传动件；302、第一电机；303、安装板；31、第二驱动组件；310、谐波减速机；311、第二传动件；312、第二电机；4、花键螺母；40、第一端；41、第二端；42、套体；43、保持架；430、过渡槽；431、滚动槽；44、钢珠；5、限位环；6、支撑套；60、支撑轴承。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0030]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人，包括小臂(1)、穿设于所述小臂(1)的丝杠花键轴(2)以及设置于所述小臂(1)内且用于驱动所述丝杠花键轴(2)升降的驱动机构(3)，所述丝杠花键轴(2)具有相对的首端(20)和末端(21)，其特征在于，还包括：花键螺母(4)，设置于所述丝杠花键轴(2)的所述首端(20)和末端(21)之间并与所述驱动机构(3)连接，所述驱动机构(3)用于驱动所述花键螺母(4)带动所述丝杠花键轴(2)旋转，所述花键螺母(4)位于所述小臂外部，所述花键螺母(4)的长度至少为所述丝杠花键轴(2)直径的六倍。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述花键螺母(4)包括：套体(42)，套设于所述丝杠花键轴(2)并与所述驱动机构(3)连接，且所述套体(42)的一端靠近所述小臂(1)，另一端朝向靠近所述末端(21)的一侧延伸；保持架(43)，设置于所述套体(42)与所述丝杠花键轴(2)之间并与所述套体(42)，所述保持架(43)内且沿所述丝杠花键轴(2)的周向分布有多个安装槽，每个所述安装槽内设有沿所述丝杠花键轴(2)的轴线方向分布的多个钢珠(44)，所述钢珠(44)与所述丝杠花键轴(2)的键槽抵接。3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述安装槽包括开设在所述保持架(43)外侧壁上的过渡槽(430)和与所述过渡槽(430)连通且贯通开设在所述保持架(43)上的滚动槽(431)，多个所述钢珠(44)依次分布在所述过渡槽(430)和所述滚动槽(431)内。4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述安装槽绕所述丝杠花键轴(2)的周向间隔分布6个。5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：限位环(5)，固定套设于所述丝杠花键轴(2)并靠近所述末端(21)之...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祥祥，顾鹏飞，曹俊，林睿，王俊杰，
申请(专利权)人：苏州灵猴机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：