一种含滚珠丝杠副的六自由度工业机器人

摘要

本发明公开一种含滚珠丝杠副的六自由度工业机器人，属于工业机器人技术领域。该机器人由腰部回转机构、肩部回转机构、肘部回转机构、腕部俯仰机构、腕部回转机构以及腕部偏转机构组成。本发明利用滚珠丝杠传动原理，实现了与之连接的伺服电机输出轴的减速增扭功能，无需购买安装价格昂贵的RV减速器或谐波减速器，降低了加工制造维护成本，与伺服电机形成了该六自由度工业机器人肩部回转机构、肘部回转机构、腕部俯仰机构、腕部回转机构的驱动装置，并且将该驱动装置都安装于腰部壳上，实现了该六自由度工业机器人具有高精度、高刚度、高可靠性、高负荷等性能。

主权项

一种含滚珠丝杠副的六自由度工业机器人，其特征在于该机器人由腰部回转机构、肩部回转机构、肘部回转机构、腕部俯仰机构、腕部回转机构以及腕部偏转机构组成；所述腰部回转机构包括第一伺服电机(12)、RV减速器(11)、底座(13)以及回转支架(10)，所述第一伺服电机(12)固接于所述回转支架(10)的内部，所述RV减速器(11)与所述底座(13)固接，所述回转支架(10)通过所述第一伺服电机(12)以及RV减速器(11)相对于所述底座(13)实现腰部回转运动；所述肩部回转机构包括第二伺服电机(22)、第一伞齿轮组(23)、第一滚珠丝杠(14)、第一丝杠螺母(21)、第一丝杠螺母座(20)、第一滑块组(19)、第一导轨组(18)、肩部底座(17)、前大臂(15)以及第一转动副(16)，所述第二伺服电机(22)固接于所述回转支架(10)的外侧壁，所述第一导轨组(18)固接于所述回转支架(10)的内侧壁，所述第一滚珠丝杠(14)的一端固接于所述回转支架(10)的内侧壁，所述第一滚珠丝杠(14)与所述第一导轨组(18)平行设置，所述第一伞齿轮组(23)分别固接于所述第二伺服电机(22)的输出轴以及所述第一滚珠丝杠(14)的另一端，所述第一丝杠螺母(21)固接于所述第一丝杠螺母座(20)，所述第一丝杠螺母(21)设置在所述第一滚珠丝杠(14)中，所述第一丝杠螺母座(20)固接于所述第一滑块组(19)，所述肩部底座(17)固接于所述第一滑块组(19)，所述第一滑块组(19)设置在所述第一导轨组(18)中，所述前大臂(15)的一端通过所述第一转动副(16)与所述肩部底座(17)连接，所述前大臂(15)的另一端通过第六转动副(27)与小臂(28)连接；所述肘部回转机构包括第三伺服电机(1)、第一同步带轮组(5)、第二滚珠丝杠(24)、第一同步带(4)、第二丝杠螺母(25)、第二丝杠螺母座(30)、第二滑块组(31)、第二导轨组(29)、后大臂(36)、第一连杆(34)、小臂(28)、第二转动副(32)、第三转动副(35)、第四转动副(33)、第五转动副(26)以及第六转动副(27)，所述第三伺服电机(1)固接于所述回转支架(10)的外部，所述第二导轨组(29)固接于所述回转支架(10)的内侧壁，所述第二滚珠丝杠(24)的一端固接于所述回转支架(10)内侧壁，所述第二滚珠丝杠(24)与所述第二导轨组(29)平行设置，所述第一同步带轮组(5)分别固接于所述第三伺服电机(1)输出轴以及所述第二滚珠丝杠(24)的另一端，所述第一同步带(4)设置在所述第一同步带轮组(5)上，所述第二丝杠螺母(25)固接于所述第二丝杠螺母座(30)，所述第二丝杠螺母(25)设置在所述第二滚珠丝杠(24)中，所述第二丝杠螺母座(30)固接于所述第二滑块组(31)，所述第二滑块组(31)设置在所述第二导轨组(29)中，所述后大臂(36)的一端通过所述第二转动副(32)与所述第二滑块组(31)连接，所述第一连杆(34)的一端通过所述第三转动副(35)与所述肩部底座(17)连接，所述后大臂(36)的一端通过所述第四转动副(33)与所述第一连杆(34)的另一端连接，所述小臂(28)通过所述第五转动副(26)与所述后大臂(36)的另一端连接；所述腕部俯仰机构包括第四伺服电机(2)、第二同步带轮组(7)、第三滚珠丝杠(46)、第二同步带(6)、第三丝杠螺母(47)、第三丝杠螺母座(48)、第三滑块组(50)、第三导轨组(51)、第二连杆(45)、第三连杆(53)、第四连杆(38)、第五连杆(39)、腕部座(42)、第七转动副(52)、第八转动副(54)、第九转动副(49)、第十转动副(43)、第十一转动副(44)、第十二转动副(37)、第十三转动副(40)以及第十四转动副(41)，所述第四伺服电机(2)固接于所述回转支架(10)的外部，所述第三导轨组(51)固接于所述回转支架(10)的内侧壁，所述第三滚珠丝杠(46)的一端固接于所述回转支架(10)的内侧壁，所述第三滚珠丝杠(46)与所述第三导轨组(51)平行设置，所述第二同步带轮组(7)分别固接于所述第四伺服电机(2)输出轴与所述第三滚珠丝杠(46)的另一端，所述第二同步带(6)设置在所述第二同步带轮组(7)上，所述第三丝杠螺母(47)固接于所述第三丝杠螺母座(48)，所述第三丝杠螺母(47)设置在所述第三滚珠丝杠(46)上，所述第三丝杠螺母座(48)固接于所述第三滑块组(50)，所述第三滑块组(50)设置在所述第三导轨组(51)上，所述第二连杆(45)的一端通过所述第七转动副(52)与所述第三滑块组(50)相连接，所述第三连杆(53)的一端通过所述第八转动副(54)与所述肩部底座(17)相连接，所述第三连杆(53)的另一端通过所述第九转动副(49)与所述第二连杆(45)相连接，所述第四连杆(38)通过所述第十转动副(43)连接于所述前大臂(15)，所述第四连杆(38)的一端通过所述第十一转动副(44)与所述第二连杆(45)的另一端相连接，所述第五连杆(39)的一端通过所述第十二转动副(37)与所述第四连杆(38)的另一端相连接，所述第五连杆(39)的另一端通过所述第十三转动副(40)与所述腕部座(42)相连接；所述腕部座(42)通过所述第十四转动副(41)与所述小臂(28)连接；所述腕部回转机构包括第五伺服电机(3)、第三同步带轮组(9)、第四滚珠丝杠(59)、第三同步带(8)、第四丝杠螺母(61)、第四丝杠螺母座(62)、第四滑块组(63)、第四导轨组(58)、第六连杆(57)、第七连杆(64)、第八连杆(56)、第九连杆(69)、第十连杆(72)、第一转轴(85)、腕部壁罩(71)、小同步带轮组(75)、小同步带(73)、第二转轴(84)、第二伞齿轮组(81)、回转件(82)、第十五转动副(65)、第十六转动副(66)、第十七转动副(60)、第十八转动副(68)、第十九转动副(55)、第二十转动副(67)、第二十一转动副(70)、第二十二转动副(86)、第二十三转动副(74)、第二十四转动副(77)以及第二十五转动副(83)，所述第五伺服电机(3)固接于所述回转支架(10)的外部，所述第四导轨组(58)固接于所述回转支架(10)的内侧壁，所述第四滚珠丝杠(59)的一端固接于所述回转支架(10)的内侧壁，所述第四滚珠丝杠(59)与所述第四导轨组(58)平行设置，所述第三同步带轮组(9)分别固接于所述第五伺服电机(3)的输出轴与所述第四滚珠丝杠(59)的另一端，所述第三同步带(8)设置在所述第三同步带轮组(9)上，所述第四丝杠螺母(61)固接于所述第四丝杠螺母座(62)，所述第四丝杠螺母(61)设置在所述第四滚珠丝杠(59)上，所述第四丝杠螺母座(62)固接于所述第四滑块组(63)，所述第四滑块组(63)设置在所述第四导轨组(58)上，所述第六连杆(57)的一端通过所述第十五转动副(65)与所述第四滑块组(63)相连接，所述第七连杆(64)的一端通过所述第十六转动副(66)与所述肩部底座(17)相连接，所述第七连杆(64)的另一端通过所述第十七转动副(60)与所述第六连杆(57)相连接，所述第八连杆(56)通过所述第十八转动副(68)与所述前大臂(15)相连接，所述第八连杆(56)的一端通过所述第十九转动副(55)与所述第六连杆(57)的另一端相连接，所述第九连杆(69)的一端通过所述第二十转动副(67)与所述第八连杆(56)的另一端相连接，所述第九连杆(69)的另一端通过所述第二十一转动副(70)与所述第十连杆(72)的一端相连接，所述第十连杆(72)的另一端固接于所述第一转轴(85)，所述第一转轴(85)通过所述第二十二转动副(86)、第二十三转动副(74)分别与所述小臂(28)以及所述腕部座(42)相连接，所述第二转轴(84)通过所述第二十四转动副(77)与所述腕部座(42)相连接，所述小同步带轮组(75)分别固接于所述第一转轴(85)与第二转轴(84)的一端，所述小同步带(73)设置在所述小同步带轮组(75)上，所述腕部壁罩(71)固接于所述腕部座(42)的一侧，所述腕部壁罩(71)覆盖所述小同步带轮组(75)与小同步带(73)，所述第二伞齿轮组(81)中一伞齿轮固接于所述第二转轴(84)的另一端，所述第二伞齿轮组(81)中的另一伞齿轮通过第二十五转动副(83)连接于所述腕部座(42)，且所述第二伞齿轮组(81)中的另一伞齿轮与所述回转件(82)固接；所述腕部偏转机构包括第六伺服电机(76)、圆柱齿轮组(78)、输出件(79)以及第二十六转动副(80)，所述第六伺服电机(76)固接于所述回转件(82)，所述圆柱齿轮组(78)中一圆柱齿轮固接于所述第六伺服电机(76)的输出轴，所述圆柱齿轮组(78)中另一圆柱齿轮通过所述第二十六转动副(80)与所述回转件(82)相连接，且所述圆柱齿轮组(78)中另一圆柱齿轮与所述输出件(79)固接。