CN105479446A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械自动化技术领域，尤其是涉及一种机器人。该机器人包括执行机臂、动力机构、传动机构和执行机构；动力机构设置在执行机臂上方，且输出轴和传动机构位于动力机构的上端；动力机构与输出轴传动连接，以带动输出轴转动；输出轴通过传动机构与执行机构传动连接，以带动执行机构运动。将动力机构与位于动力机构上端的输出轴传动连接，输出轴再与传动机构连接，从而使得传动机构悬在执行机臂的上方，进一步地减少了执行机臂的整体高度以及惯量。另外，传动机构悬于执行机臂上方，从而便于工作人员进行维修和维护。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机械自动化技术领域，尤其是涉及一种机器人。

背景技术

随着科学技术不断的发展，经济条件日益提高的今天，自动化生产已经是日常生产中不可缺少的部分。例如在食品或者医疗行业用来代替人工实现搬运、理料和码放等功能的机器人。

现有技术中的机器人包括基座、大臂和小臂，大臂的一端与基座转动连接，另一端与小臂的一端转动连接；在基座上设置有一个电机，该电机的动力输出轴与大臂固定连接，以带动大臂相对于基座转动连接；在大臂上远离基座的一端设置有另一个电机，该电机的动力输出轴与小臂连接，以带动小臂相对于大臂转动连接；小臂远离大臂的一端设置有执行机构和执行动力源；执行动力源设置在小臂的下方，并通过传动机构与所述执行机构传动连接，以带动执行机构执行相应的动作。

但是，现有技术中的机器人在设置执行动力源时，需要通过支架将执行动力源和动力源挂置在小臂的下方，不仅使得小臂的整体高度增加，同时也不便于工作人员维护和维修执行动力源和传动机构。

发明内容

本发明的目的在于提供机器人，以解决现有技术中存在的小臂的惯量较大，从而影响机器人动作的精准度的技术问题。

本发明提供的一种机器人，包括执行机臂、动力机构、传动机构和执行机构；动力机构设置在执行机臂上方，且输出轴和传动机构位于动力机构的上端；动力机构与输出轴传动连接，以带动输出轴转动；输出轴通过传动机构与执行机构传动连接，以带动执行机构运动。

进一步地，机器人还包括连接机臂；执行机臂的一端与连接机臂的一端转动连接；动力机构设置在执行机臂和连接机臂的转动连接处，执行机构设置在执行机臂远离连接机臂的一端。

进一步地，执行机构包括滚珠丝杠滚珠花键；动力机构包括第一电机、第二电机；传动机构包括第一传动机构和第二传动机构；滚珠丝杠滚珠花键设置在执行机臂上，第一电机和第二电机均设置在执行机臂和连接机臂的转动连接处，且第一电机的动力输出轴和第二电机的动力输出轴均为输出轴；第一电机通过第一传动机构与丝杠螺母连接，第二电机通过第二传动机构与花键母连接。

进一步地，第一传动机构包括第一主动皮带轮和第一从动皮带轮；第一主动皮带轮设置在第一电机的动力输出轴上，第一从动皮带轮设置在滚珠丝杠滚珠花键的丝杠螺母上；第一主动皮带轮和第一从动皮带轮通过皮带传动连接。

进一步地，第二传动机构包括第二主动皮带轮和所述第二从动皮带轮；第二主动皮带轮设置在第二电机的动力输出轴上，第二从动皮带轮设置在滚珠丝杠滚珠花键的花键母上；第二主动皮带轮和第二从动皮带轮通过皮带传动连接。

进一步地，执行机臂上设置有上盖，上盖和执行机臂围成安装空间；在安装空间内，第一电机和第二电机并排设置在执行机臂的上表面；在安装空间内，位于第二电机与滚珠丝杠滚珠花键之间，还转动连接有传动轴；传动轴的轴线方向分别与第二电机的轴线方向和滚珠丝杠滚珠花键的轴线方向一致；传动轴的一端设置有大皮带轮，另一端设置有小皮带轮；第二主动皮带轮通过皮带与大皮带轮传动连接，小皮带轮通过皮带与第二从动皮带轮传动连接。

进一步地，第一主动皮带轮的直径小于第一从动皮带轮的直径；

和/或，大皮带轮的直径大于第二主动皮带轮的直径，第二主动皮带轮大于小皮带轮，第二从动皮带轮大于第二主动皮带轮。

进一步，机器人还包括基座，连接机臂远离执行机臂的一端与基座转动连接；连接机臂上设置有第三电机，且第三电机位于连接机臂和基座的转动连接；第三电机通过皮带轮与执行机臂传动连接，以带动执行机臂相对于连接机臂转动。

进一步地，基座内设置有第四电机，第四电机的动力输出轴与连接机臂固定连接，以带动连接机臂相对于基座转动。

进一步地，第三电机的动力输出轴和第四电机的动力输出轴位于同一轴线上。

本发明提供的机器人，将动力机构与位于动力机构上端的输出轴传动连接，输出轴再与传动机构连接，从而使得传动机构悬在执行机臂的上方，进一步地减少了执行机臂的整体高度以及惯量。另外，传动机构悬于执行机臂上方，从而便于工作人员进行维修和维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的机器人的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的机器人的结构示意图；

图3为本发明又一实施例提供的机器人的结构示意图。

附图标记：

1-第四电机；2-基座；3-减速机；

4-第三电机；5-电机承载筒；6-第一带轮；

7-第三带轮；8-第四带轮；9-第二带轮；

10-连接机臂；11-动力机构；12-第一主动皮带轮；

13-第二主动皮带轮；14-大皮带轮；15-小皮带轮；

16-第二从动皮带轮；17-第一从动皮带轮；18-执行机臂；

19-传动机构；20-执行机构；31-减速机的输入端；

32-减速机的输出端；101-安装槽；102-环形挡板；

103-安装腔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的机器人的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的一种机器人，包括执行机臂18、动力机构、传动机构19和执行机构20；动力机构设置在执行机臂18上方，且输出轴和传动机构19位于动力机构的上端；动力机构与输出轴传动连接，以带动输出轴转动；输出轴通过传动机构19与执行机构20传动连接，以带动执行机构20运动。

其中，动力机构11、传动机构19和所述执行机构20的结构形式可以为多种，例如：执行机构20包括U形架和两个夹臂，一个夹臂与U形架的一端转动连接，另一个夹臂与U形架的另一端转动连接，U形架弯折处设置有通孔；拉杆的一端穿过通孔分别与两个夹臂固定连接。动力机构11为电动机、内燃机或者卷扬机等，动力源带动输出轴转动。传动机构19可以为绳索或者齿轮和齿条等等，输出轴可以通过绳索或者齿轮和齿条带动拉杆移动，从而使得两个夹臂相互打开或者闭合，以放开或者夹持负载。

本实施例提供的机器人，将动力机构11与位于动力机构11上端的输出轴传动连接，输出轴再与传动机构19连接，从而使得传动机构19悬在执行机臂的上方，进一步地减少了执行机臂18的整体高度以及惯量。另外，传动机构19悬于执行机臂18上方，从而便于工作人员进行维修和维护。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，机器人还包括连接机臂10和执行机臂18；连接机臂10的一端与执行机臂18转动连接；动力机构11设置在所述执行机臂18上，且位于执行机臂18和连接机臂10的转动连接处，执行机构20设置在执行机臂18远离所述连接机臂10的一端。

将动力机构11设置在执行机臂18和连接机臂10的转动连接处，即动力机构11位于执行机臂18的转动中心上。将执行机构20设置在执行机臂18远离连接机臂10的一端，动力机构11与执行机构20传动连接，以带动执行机构20运动。这样，当执行机臂相对于连接机臂10转动的过程中，执行机臂18上只有执行机构20，使得执行机臂18的重量降低，有效的降低了执行机臂的惯量，从而提高了机器人动作的精准度，同时，也增加了机器人的负载量。

当然，在本发明中，动力机构11、传动机构19和执行机构20的结构形式可以多种，在此就不再一一赘述，以下以动力机构11为电机，执行机构20为滚珠丝杠滚珠花键，传动机构19皮带轮为例，来介绍一下关于动力机构11和传动机构19之间的分布方式。

图2为本发明另一实施例提供的机器人的结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，执行机构20包括滚珠丝杠滚珠花键；动力机构11包括第一电机、第二电机；传动机构19包括第一传动机构19和第二传动机构19；滚珠丝杠滚珠花键设置在执行机臂上，第一电机和第二电机均设置在执行机臂18和连接机臂10的转动连接处，且第一电机的动力输出轴和第二电机的动力输出轴均为输出轴；第一电机通过第一传动机构19与丝杠螺母连接，第二电机通过第二传动机构19与花键母连接。

其中，滚珠丝杠滚珠花键的型号可以为多种，例如：BNS-A型、BNS型、NS-A型或者NS型等等。当然，本实施例中，还可以包括末端执行件，例如吸盘或者电磁吸附装置等等。另外，为了便于安装末端执行件，将滚珠丝杠滚珠花键的轴设计成中空。

另外，本实施例中，动力机构11包括电机、液压马达或者内燃机等动力源中的一种，较佳地，动力机构11包括第一电机、第二电机、第一传动机构19和第二传动机构19；第一电机和第二电机均设置在执行机臂和连接机臂10的转动连接处；第一电机通过第一传动机构19与丝杠螺母连接，第二电机通过第二传动机构19与花键母连接。

其中，第一传动机构19和第二传动机构19的结构形式可以为多种，例如：第一传动机构19和第二传动机构19可以为齿轮与链条的传动方式，也可以通过齿轮和齿条的传动方式等等。

在本实施例中，利用第一电机和第二电机分别带动丝杠螺母和花键母转动或者停止，从而实现滚珠丝杠滚珠花键的轴直线运动、旋转运动以及螺旋运动。不仅降低了执行机臂18的惯量，使得机器人动作更将精准，还使得机器人动作更加的多样。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，第一传动机构19包括第一主动皮带轮12和第一从动皮带轮17；第一主动皮带轮12设置在第一电机的动力输出轴上，第一从动皮带轮17设置在滚珠丝杠滚珠花键的丝杠螺母上；第一主动皮带轮12和第一从动皮带轮17通过皮带传动连接。

如图1和图2所示，进一步地，第二传动机构19包括第二主动皮带轮13和所述第二从动皮带轮16；第二主动皮带轮13设置在第二电机的动力输出轴上，第二从动皮带轮16设置在滚珠丝杠滚珠花键的花键母上；第二主动皮带轮13和第二从动皮带轮16通过皮带传动连接。

在本实施例中，利用皮带轮和地带的传动方式，可以保证传动的稳定性和可靠性，使机器人的动作更将的精准。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，执行机臂18上设置有上盖，上盖和执行机臂18围成安装空间；在安装空间内，第一电机和第二电机并排设置在执行机臂18的上表面；在安装空间内，位于第二电机与滚珠丝杠滚珠花键之间，还转动连接有传动轴，传动轴的轴线方向分别与第二电机的轴线方向和滚珠丝杠滚珠花键的轴线方向一致；传动轴的一端设置有大皮带轮14，另一端设置有小皮带轮15；第二主动皮带轮13通过皮带与大皮带轮14传动连接，小皮带轮15通过皮带与第二从动皮带轮16传动连接。

其中，执行机臂18的形状可以为多种，例如：长方形、正方形或者椭圆形等等。当然为了便于安装，执行机臂18的周围还设置有围板，即为上端开口的中空壳体，而第一电机和第二电机设置在执行机臂18的内底面上。

在本实施例中，将第一电机和第二电机并排的设置在执行机臂18上。这样，第一电机的第一主动皮带轮12即可通过皮带与位于上方的丝杠螺母的第一从动皮带轮17传动连接。而第二电机的第二主动皮带轮13，则通过大皮带轮14和小皮带轮15的传动，与位于下方的花键母的第二从动皮带轮16传动连接。从而将第一传动机构19和第二传动机构19悬设在执行机臂18上，便于工作人员第一传动机构19和第二传动机构19的维修和维护。另外，由于第一电机、第二电机、第一传动机构19和第二传动机构19均位于执行机臂的上方，故而，减少了执行机臂的厚度。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，第一主动皮带轮12的直径小于第一从动皮带轮17的直径。从而提高了丝杠螺母的传动速度，提高了机器人的工作效率。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，大皮带轮14的直径大于第二主动皮带轮13的直径，第二主动皮带轮13大于小皮带轮15，第二从动皮带轮16大于第二主动皮带轮13。从而提高了花键母的传动速度，提高了机器人的工作效率。

图3为本发明又一实施例提供的机器人的结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步，机器人还包括基座2，连接机臂10远离执行机臂的一端与基座2转动连接；连接机臂10上设置有第三电机4，且第三电机4位于连接机臂10和基座2的转动连接；第三电机4通过皮带轮与执行机臂18传动连接，以带动执行机臂18相对于连接机臂10转动。

其中，为了提高执行机臂18的传动速度，在第三电机4上设置有第一带轮6，在连接机臂10远离基座2的一端设置有第二带轮9；在连接机臂10上，位于第一带轮6和第二带轮9之间，转动连接有同轴设置的第三带轮7和第四带轮8；第二带轮9的直径和第三带轮7的直径大于第一带轮6的直径；第二带轮9的直径和第三带轮7的直径大于第四带轮8的直径；第一带轮6通过皮带与第三带轮7传动连接，第四带轮8通过皮带的第二带轮9传动连接。这样，由于第一带轮6的直径小于第三带轮7的直径，从而提高了执行机臂18的稳定性，而第四带轮8的直径小于第二带轮9的直径，可以保证在执行机臂18的稳定性的前提下，提高了执行机臂18的转动速度。

在本实施例中，本实施例提供的机器人，其将第三电机4设置在连接机臂10和基座2的转动连接处，且第三电机4通过带轮与执行机臂18传动连接，以带动执行机臂18相对于连接机臂10转动。由于，将带动执行机臂18转动的第三电机4设置在基座2与连接机臂10的转动连接处，所以，当连接机臂10和执行机臂18相对于基座2转动时，连接机臂10和执行机臂18的重量相对较轻，从而降低了连接机臂10和执行机臂18的惯量，不仅提高了机器人动作的精准度，还进一步地增加了机器人的负载量。

如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，基座2内设置有第四电机1，第四电机1的动力输出轴与连接机臂10固定连接，以带动连接机臂10相对于基座2转动。

其中，连接机臂10包括电机承载筒5；电机承载筒5为一端开口的中空壳体；连接机臂10靠近基座2的一端设置有安装槽101；安装槽101的侧壁上，沿该侧壁延伸的方向，设置有环形挡板102；电机承载筒5的开口端插设在安装槽101内，且电机承载筒5的开口端与环形挡板102抵接；第三电机4设置在电机承载筒5内，且第一带轮6与第三电机4位于环形挡板102的两侧。连接机臂10内设置有安装腔103，安装腔103与安装槽101连通，第二皮带轮、第三皮带轮和第四皮带轮均设置在安装腔103内；电机承载筒5的封闭端与基座2转动连接。

另外，基座22内设置有第四电机1，第四电机1的动力输出轴与电机承载筒5连接，且第三电机4的动力输出轴和第四电机1的动力输出轴位于同一轴线上。当然，为了连接机臂10能够更加稳定的运行，在基座2上还设置有减速机3，减速机的输入端31与第四电机1连接，减速机的输出端32与第三电机4连接。

在本实施中，利用第三电机4带动电机承载筒5运动，从而带动连接机臂10相对于基座2转动。从而将第三电机4后置在基座2上，减少了连接机臂10和执行机臂18的惯量。而使第三电机4的动力输出轴和第四电机1的动力输出轴位于同一条轴线上，提高机器人的在运动过程中的稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种机器人，其特征在于，包括执行机臂、动力机构、传动机构和执行机构；所述动力机构设置在所述执行机臂上方，且输出轴和所述传动机构均位于动力机构的上端；所述动力机构与所述输出轴传动连接，以带动所述输出轴转动；所述输出轴通过所述传动机构与所述执行机构传动连接，以带动所述执行机构运动。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，还包括连接机臂；所述执行机臂的一端与所述连接机臂的一端转动连接；

所述动力机构设置在所述执行机臂和所述连接机臂的转动连接处，所述执行机构设置在所述执行机臂远离所述连接机臂的一端。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述执行机构包括滚珠丝杠滚珠花键；所述动力机构包括第一电机、第二电机；所述传动机构包括第一传动机构和第二传动机构；

所述滚珠丝杠滚珠花键设置在所述执行机臂上，所述第一电机和所述第二电机均设置在所述执行机臂和所述连接机臂的转动连接处，且所述第一电机的动力输出轴和所述第二电机的动力输出轴均为所述输出轴；所述第一电机通过所述第一传动机构与丝杠螺母连接，所述第二电机通过所述第二传动机构与花键母连接。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述第一传动机构包括第一主动皮带轮和第一从动皮带轮；

所述第一主动皮带轮设置在所述第一电机的动力输出轴上，所述第一从动皮带轮设置在所述滚珠丝杠滚珠花键的丝杠螺母上；所述第一主动皮带轮和所述第一从动皮带轮通过皮带传动连接。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述第二传动机构包括第二主动皮带轮和所述第二从动皮带轮；

所述第二主动皮带轮设置在所述第二电机的动力输出轴上，所述第二从动皮带轮设置在所述滚珠丝杠滚珠花键的花键母上；所述第二主动皮带轮和所述第二从动皮带轮通过皮带传动连接。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述执行机臂上设置有上盖，所述上盖和所述执行机臂围成安装空间；

在所述安装空间内，所述第一电机和所述第二电机并排设置在所述执行机臂的上表面；所述安装空间内，位于所述第二电机与所述滚珠丝杠滚珠花键之间，还转动连接有传动轴；所述传动轴的轴线方向分别与所述第二电机的轴线方向和所述滚珠丝杠滚珠花键的轴线方向一致；

所述传动轴的一端设置有大皮带轮，另一端设置有小皮带轮；所述第二主动皮带轮通过皮带与所述大皮带轮传动连接，所述小皮带轮通过皮带与所述第二从动皮带轮传动连接。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述第一主动皮带轮的直径小于所述第一从动皮带轮的直径；

和/或，所述大皮带轮的直径大于所述第二主动皮带轮的直径，所述第二主动皮带轮大于所述小皮带轮，所述第二从动皮带轮大于所述第二主动皮带轮。

8.根据权利要求1-7任一项所述的机器人，其特征在于，还包括基座，所述连接机臂远离所述执行机臂的一端与所述基座转动连接；所述连接机臂上设置有第三电机，且所述第三电机位于所述连接机臂和所述基座的转动连接；所述第三电机通过皮带轮与所述执行机臂传动连接，以带动所述执行机臂相对于所述连接机臂转动。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述基座内设置有第四电机，所述第四电机的动力输出轴与所述连接机臂固定连接，以带动所述连接机臂相对于所述基座转动。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述第三电机的动力输出轴和所述第四电机的动力输出轴位于同一轴线上。