專利名稱：擺頭式裝配機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種生產(chǎn)裝配機(jī)械領(lǐng)域的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
裝配機(jī)器人與一般工業(yè)機(jī)器人比較具有精度高、柔順性好、工作范圍小、能與其他系統(tǒng)配套使用等特點(diǎn)。使用裝配機(jī)器人可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平。擺頭式裝配機(jī)器人是一種并聯(lián)機(jī)器人，擺頭動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)通過兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈相連接，機(jī)構(gòu)具有三個(gè)自由度，且以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)，具有無(wú)累積誤差，精度較高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)部分重量輕、速度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高、承載能力大的擺頭式裝配機(jī)器人。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型擺頭式裝配機(jī)器人，其特征是包括懸臂、升降件、立柱懸臂連接件、立柱、光桿、底座傳動(dòng)絲杠、底座、電機(jī)、底座凸臺(tái)、并聯(lián)絲杠、擺頭，底座凸臺(tái)固定在底座上，光桿和底座傳動(dòng)絲杠安裝在底座凸臺(tái)上，立柱和電機(jī)分別連接底座傳動(dòng)絲杠，懸臂通過立柱懸臂連接件連接立柱，升降件安裝在懸臂上，升降機(jī)構(gòu)安裝并聯(lián)絲杠，擺頭安裝在并聯(lián)絲杠上。本實(shí)用新型還可以包括1、還包括電機(jī)安置平臺(tái)，電機(jī)安置平臺(tái)固定在底座上，電機(jī)固定電機(jī)安置平臺(tái)上。2、所述的懸臂有兩個(gè)。3、所述的升降機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，升降機(jī)構(gòu)位于兩個(gè)懸臂中。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于本實(shí)用新型無(wú)累積誤差，精度較高；驅(qū)動(dòng)裝置可置于定平臺(tái)上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大； 工作空間較小、制造成本低等特點(diǎn)，可用于需要高剛度、高精度或者大載荷而無(wú)須很大工作空間的領(lǐng)域內(nèi)的裝配作業(yè)。

[0011]圖1為本實(shí)用新型的總體裝配圖正視圖；[0012]圖2為本實(shí)用新型的總體裝配圖俯視圖；[0013]圖3為本實(shí)用新型的立柱結(jié)構(gòu)及其連接；[0014]圖4為本實(shí)用新型的立柱-懸臂連接件；[0015]圖5為本實(shí)用新型的懸臂；[0016]圖6為本實(shí)用新型的絲杠傳動(dòng)螺母；[0017]圖7為本實(shí)用新型的機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)底板[0018]圖8為本實(shí)用新型的機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)殼體[0019]圖9為本實(shí)用新型的極限位置1 ；圖10為本實(shí)用新型的極限位置2 ；圖11為本實(shí)用新型的機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)位置1 ；圖12為本實(shí)用新型的機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)位置2 ；圖13為本實(shí)用新型的機(jī)械手極限位置3 ；圖14為本實(shí)用新型的機(jī)械手極限位置4。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 14，本實(shí)用新型的總體裝配圖如圖1、圖2所示，包括懸臂1 ；機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)2 ；螺栓3 ；立柱-懸臂連接機(jī)構(gòu)4 ；懸臂軸5 ；圓柱銷6 ；懸臂軸-底座連接機(jī)構(gòu)7 ； 光桿8 ；底座傳動(dòng)絲杠9 ；底座10 ；螺栓11 ；電機(jī)12 ；聯(lián)軸器13 ；螺釘14 ；軸承端蓋15 ；底座凸臺(tái)16 ；并聯(lián)絲杠17 ；擺頭18。所述的底座10在其平臺(tái)上留出兩個(gè)凸臺(tái)16，凸臺(tái)16上安裝光桿和絲杠9來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)；其特征是立柱其底端入到底座-機(jī)架聯(lián)結(jié)件頂端的盲孔里，用圓柱銷6固定；其特征是立柱分為兩部分組成，其頂端直徑小于底端，這樣就可以將柱體頂端與立柱-懸臂連接機(jī)構(gòu)4圓孔用過盈配合方式聯(lián)結(jié)，保持兩零件之間相對(duì)位置的固定；其特征是機(jī)械手升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2安裝在懸臂1上，在機(jī)械手升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的底板兩側(cè)設(shè)計(jì)兩凸出軸實(shí)現(xiàn)懸臂1與機(jī)械手升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的聯(lián)結(jié)，通過懸臂1與立柱-懸臂連結(jié)機(jī)構(gòu) 4，兩個(gè)懸臂機(jī)構(gòu)先與升降機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)，再安裝到立柱懸臂連接機(jī)構(gòu)中用螺栓固定；其特征是機(jī)械手升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2上選擇絲杠作為傳動(dòng)零件，絲杠傳動(dòng)螺母其兩端伸出一段空心軸， 絲杠可以穿過并且不會(huì)對(duì)絲杠運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，在兩端的空心軸上安裝滾動(dòng)軸承，只要固定住軸承，絲杠螺母就能在固定位置轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠螺母上將傳動(dòng)螺紋與傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)為一體；其特征是傳動(dòng)螺母與兩個(gè)軸承聯(lián)結(jié)，其中底端的軸承安裝在升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的底板上，底板上加工一個(gè)圓形槽，軸承安裝到其內(nèi)部，底下鉆光孔以便絲杠穿過；另一個(gè)軸承經(jīng)過升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體上的軸承孔用端蓋15固定；其特征是絲杠傳動(dòng)螺母上齒輪需要與大齒輪嚙合， 使絲杠傳動(dòng)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的底板另一端加工圓形槽，通過與絲杠傳動(dòng)螺母相同的固定方式固定大齒輪軸，大齒輪軸繞固定的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，其它所有自由度被限制。再通過在底板底面安裝電機(jī)帶動(dòng)大齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)傳至絲杠螺母上。通過機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)上與擺頭直接相連的兩并聯(lián)絲杠的運(yùn)動(dòng)，擺頭式裝配機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手沿Z方向的升降和沿X方向的運(yùn)動(dòng)以及在X-Z平面內(nèi)的擺動(dòng)，底座傳動(dòng)絲杠傳動(dòng)則實(shí)現(xiàn)了擺頭并聯(lián)機(jī)構(gòu)沿Y方向的運(yùn)動(dòng)，裝配機(jī)械手安裝在擺頭上，三個(gè)方向的聯(lián)動(dòng)可以滿足機(jī)器人裝配作業(yè)要求。擺頭式裝配機(jī)器人底座需要Y方向運(yùn)動(dòng)，底座平臺(tái)上留出兩個(gè)凸臺(tái)，經(jīng)過機(jī)械加工后，凸臺(tái)安裝光桿和絲杠實(shí)現(xiàn)這個(gè)自由度。立柱的底端插入到底座-機(jī)架聯(lián)結(jié)件頂端的盲孔里，用圓柱銷固定，立柱的結(jié)構(gòu)如圖3所示，柱體分為兩個(gè)部分，其頂端直徑小于底端， 這樣就可以將柱體頂端與如圖4所示的立柱-懸臂聯(lián)結(jié)件圓孔用過盈配合方式聯(lián)結(jié)，保持兩零件之間相對(duì)位置的固定。懸臂以及立柱-懸臂聯(lián)結(jié)件、升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的殼體、底板選擇材料為鋁合金，整個(gè)機(jī)架部分質(zhì)量很小，所以底座沿Y方向自由度的實(shí)現(xiàn)沒有選用導(dǎo)軌，而是使用機(jī)架-底座聯(lián)結(jié)件，只要兩側(cè)的光桿保證精度、保證潤(rùn)滑條件良好，就能在運(yùn)動(dòng)過程中支撐機(jī)架并滿足結(jié)構(gòu)的精度要求。立柱-懸臂連接件與立柱配合，與懸臂連接的位置需要打孔。機(jī)械手升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在懸臂上，在機(jī)械手升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的底板兩側(cè)設(shè)計(jì)兩凸出軸實(shí)現(xiàn)懸臂與機(jī)械手升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)結(jié)，通過圖5懸臂與立柱懸臂聯(lián)結(jié)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)懸臂機(jī)構(gòu)先與升降機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)，再安裝到立柱懸臂連接機(jī)構(gòu)中用螺栓固定。機(jī)械手升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上選擇絲杠作為傳動(dòng)零件。絲杠傳動(dòng)螺母如圖6所示，其兩端伸出一段空心軸，絲杠可以穿過并且不會(huì)對(duì)絲杠運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，在兩端的空心軸上安裝滾動(dòng)軸承，只要固定住軸承，絲杠螺母就能在固定位置轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠螺母上將傳動(dòng)螺紋與傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)為一體。根據(jù)圖6，有兩個(gè)軸承與傳動(dòng)螺母聯(lián)結(jié)，其中底端的軸承安裝在升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的底板上，底板結(jié)構(gòu)如圖7 所示，底板上加工一個(gè)圓形槽，軸承安裝到其內(nèi)部，底下鉆光孔以便絲杠穿過；另一個(gè)軸承經(jīng)過升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體上的軸承孔用端蓋固定。絲杠傳動(dòng)螺母上齒輪需要與大齒輪嚙合， 使絲杠傳動(dòng)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的底板另一端加工圓形槽，通過與絲杠傳動(dòng)螺母相同的固定方式固定大齒輪軸，大齒輪軸繞固定的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，其它所有自由度被限制。再通過在底板底面安裝電機(jī)帶動(dòng)大齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)傳至絲杠螺母上。圖 9 圖14為本實(shí)用新型的極限位置示意圖。
權(quán)利要求1.擺頭式裝配機(jī)器人，其特征是包括懸臂、升降件、立柱懸臂連接件、立柱、光桿、底座傳動(dòng)絲杠、底座、電機(jī)、底座凸臺(tái)、并聯(lián)絲杠、擺頭，底座凸臺(tái)固定在底座上，光桿和底座傳動(dòng)絲杠安裝在底座凸臺(tái)上，立柱和電機(jī)分別連接底座傳動(dòng)絲杠，懸臂通過立柱懸臂連接件連接立柱，升降件安裝在懸臂上，升降機(jī)構(gòu)安裝并聯(lián)絲杠，擺頭安裝在并聯(lián)絲杠上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺頭式裝配機(jī)器人，其特征是還包括電機(jī)安置平臺(tái)，電機(jī)安置平臺(tái)固定在底座上，電機(jī)固定電機(jī)安置平臺(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擺頭式裝配機(jī)器人，其特征是所述的懸臂有兩個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擺頭式裝配機(jī)器人，其特征是所述的升降機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，升降機(jī)構(gòu)位于兩個(gè)懸臂中。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于提供擺頭式裝配機(jī)器人，包括懸臂、升降件、立柱懸臂連接件、立柱、光桿、底座傳動(dòng)絲杠、底座、電機(jī)、底座凸臺(tái)、并聯(lián)絲杠、擺頭，底座凸臺(tái)固定在底座上，光桿和底座傳動(dòng)絲杠安裝在底座凸臺(tái)上，立柱和電機(jī)分別連接底座傳動(dòng)絲杠，懸臂通過立柱懸臂連接件連接立柱，升降件安裝在懸臂上，升降機(jī)構(gòu)安裝并聯(lián)絲杠，擺頭安裝在并聯(lián)絲杠上。本實(shí)用新型無(wú)累積誤差，精度較高；驅(qū)動(dòng)裝置可置于定平臺(tái)上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大；工作空間較小、制造成本低等特點(diǎn)，可用于需要高剛度、高精度或者大載荷而無(wú)須很大工作空間的領(lǐng)域內(nèi)的裝配作業(yè)。
文檔編號(hào)B23P19/00GK202292032SQ201120412740
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者代海洋, 景年盛, 湯景, 蔡威, 譚定忠, 邱英 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)