專利名稱：擺頭式裝配機器人的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種生產裝配機械領域的機器人。
背景技術：
裝配機器人與一般工業(yè)機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。使用裝配機器人可以保證產品質量，降低成本，提高生產自動化水平。擺頭式裝配機器人是一種并聯(lián)機器人，擺頭動平臺和定平臺通過兩個獨立的運動鏈相連接，機構具有三個自由度，且以并聯(lián)方式驅動，具有無累積誤差，精度較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供結構簡單、運動部分重量輕、速度高、動態(tài)響應好、結構緊湊、剛度高、承載能力大的擺頭式裝配機器人。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明擺頭式裝配機器人，其特征是包括懸臂、升降件、立柱懸臂連接件、立柱、 光桿、底座傳動絲杠、底座、電機、底座凸臺、并聯(lián)絲杠、擺頭，底座凸臺固定在底座上，光桿和底座傳動絲杠安裝在底座凸臺上，立柱和電機分別連接底座傳動絲杠，懸臂通過立柱懸臂連接件連接立柱，升降件安裝在懸臂上，升降機構安裝并聯(lián)絲杠，擺頭安裝在并聯(lián)絲杠上。本發(fā)明還可以包括1、還包括電機安置平臺，電機安置平臺固定在底座上，電機固定電機安置平臺上。2、所述的懸臂有兩個。3、所述的升降機構有兩個，升降機構位于兩個懸臂中。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明無累積誤差，精度較高；驅動裝置可置于定平臺上，結構簡單、運動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應好；結構緊湊，剛度高，承載能力大；工作空間較小、制造成本低等特點，可用于需要高剛度、高精度或者大載荷而無須很大工作空間的領域內的裝配作業(yè)。


圖1為本發(fā)明的總體裝配圖正視圖2為本發(fā)明的總體裝配圖俯視圖3為本發(fā)明的立柱結構及其連接；
圖4為本發(fā)明的立柱-懸臂連接件；
圖5為本發(fā)明的懸臂；
圖6為本發(fā)明的絲杠傳動螺母；
圖7為本發(fā)明的機械手升降機構底板
圖8為本發(fā)明的機械手升降機構殼體
圖9為本發(fā)明的極限位置1 ；圖10為本發(fā)明的極限位置2 ；圖11為本發(fā)明的機械手擺動位置1 ；圖12為本發(fā)明的機械手擺動位置2 ；圖13為本發(fā)明的機械手極限位置3 ；圖14為本發(fā)明的機械手極限位置4。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結合圖1 14，本發(fā)明的總體裝配圖如圖1、圖2所示，包括懸臂1 ；機械手升降機構2 ；螺栓3 ；立柱-懸臂連接機構4 ；懸臂軸5 ；圓柱銷6 ；懸臂軸-底座連接機構7 ；光桿 8 ；底座傳動絲杠9 ；底座10 ；螺栓11 ；電機12 ；聯(lián)軸器13 ；螺釘14 ；軸承端蓋15 ；底座凸臺 16 ；并聯(lián)絲杠17 ；擺頭18。所述的底座10在其平臺上留出兩個凸臺16，凸臺16上安裝光桿和絲杠9來實現(xiàn)運動；其特征是立柱其底端入到底座-機架聯(lián)結件頂端的盲孔里，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-懸臂連接機構4圓孔用過盈配合方式聯(lián)結，保持兩零件之間相對位置的固定；其特征是機械手升降傳動機構2安裝在懸臂1上，在機械手升降傳動機構2的底板兩側設計兩凸出軸實現(xiàn)懸臂1與機械手升降傳動機構2的聯(lián)結，通過懸臂1與立柱-懸臂連結機構4，兩個懸臂機構先與升降機構聯(lián)結，再安裝到立柱懸臂連接機構中用螺栓固定；其特征是機械手升降傳動機構2上選擇絲杠作為傳動零件，絲杠傳動螺母其兩端伸出一段空心軸，絲杠可以穿過并且不會對絲杠運動產生影響，在兩端的空心軸上安裝滾動軸承，只要固定住軸承，絲杠螺母就能在固定位置轉動，絲杠螺母上將傳動螺紋與傳動齒輪設計為一體；其特征是傳動螺母與兩個軸承聯(lián)結，其中底端的軸承安裝在升降傳動機構2的底板上，底板上加工一個圓形槽，軸承安裝到其內部，底下鉆光孔以便絲杠穿過；另一個軸承經過升降傳動機構殼體上的軸承孔用端蓋15固定；其特征是絲杠傳動螺母上齒輪需要與大齒輪嚙合，使絲杠傳動螺母轉動，大齒輪繞固定軸轉動，在升降傳動機構的底板另一端加工圓形槽，通過與絲杠傳動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動，其它所有自由度被限制。再通過在底板底面安裝電機帶動大齒輪軸轉動，將運動傳至絲杠螺母上。通過機械手升降機構上與擺頭直接相連的兩并聯(lián)絲杠的運動，擺頭式裝配機器人實現(xiàn)了機械手沿Z方向的升降和沿X方向的運動以及在X-Z平面內的擺動，底座傳動絲杠傳動則實現(xiàn)了擺頭并聯(lián)機構沿Y方向的運動，裝配機械手安裝在擺頭上，三個方向的聯(lián)動可以滿足機器人裝配作業(yè)要求。擺頭式裝配機器人底座需要Y方向運動，底座平臺上留出兩個凸臺，經過機械加工后，凸臺安裝光桿和絲杠實現(xiàn)這個自由度。立柱的底端插入到底座-機架聯(lián)結件頂端的盲孔里，用圓柱銷固定，立柱的結構如圖3所示，柱體分為兩個部分，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)結件圓孔用過盈配合方式聯(lián)結，保持兩零件之間相對位置的固定。懸臂以及立柱-懸臂聯(lián)結件、升降傳動機構的殼體、底板選擇材料為鋁合金，整個機架部分質量很小，所以底座沿Y方向自由度的實現(xiàn)沒有選用導軌，而是使用機架-底座聯(lián)結件，只要兩側的光桿保證精度、保證潤滑條件良好，就能在運動過程中支撐機架并滿足結構的精度要求。立柱-懸臂連接件與立柱配合，與懸臂連接的位置需要打孔。機械手升降傳動機構安裝在懸臂上，在機械手升降傳動機構的底板兩側設計兩凸出軸實現(xiàn)懸臂與機械手升降傳動機構的聯(lián)結，通過圖5懸臂與立柱懸臂聯(lián)結機構，兩個懸臂機構先與升降機構聯(lián)結，再安裝到立柱懸臂連接機構中用螺栓固定。機械手升降傳動機構上選擇絲杠作為傳動零件。絲杠傳動螺母如圖6所示，其兩端伸出一段空心軸，絲杠可以穿過并且不會對絲杠運動產生影響，在兩端的空心軸上安裝滾動軸承，只要固定住軸承，絲杠螺母就能在固定位置轉動，絲杠螺母上將傳動螺紋與傳動齒輪設計為一體。根據(jù)圖6，有兩個軸承與傳動螺母聯(lián)結，其中底端的軸承安裝在升降傳動機構的底板上，底板結構如圖7 所示，底板上加工一個圓形槽，軸承安裝到其內部，底下鉆光孔以便絲杠穿過；另一個軸承經過升降傳動機構殼體上的軸承孔用端蓋固定。絲杠傳動螺母上齒輪需要與大齒輪嚙合， 使絲杠傳動螺母轉動，大齒輪繞固定軸轉動，在升降傳動機構的底板另一端加工圓形槽，通過與絲杠傳動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動，其它所有自由度被限制。再通過在底板底面安裝電機帶動大齒輪軸轉動，將運動傳至絲杠螺母上。圖 9 圖14為本發(fā)明的極限位置示意圖。
權利要求
1.擺頭式裝配機器人，其特征是包括懸臂、升降件、立柱懸臂連接件、立柱、光桿、底座傳動絲杠、底座、電機、底座凸臺、并聯(lián)絲杠、擺頭，底座凸臺固定在底座上，光桿和底座傳動絲杠安裝在底座凸臺上，立柱和電機分別連接底座傳動絲杠，懸臂通過立柱懸臂連接件連接立柱，升降件安裝在懸臂上，升降機構安裝并聯(lián)絲杠，擺頭安裝在并聯(lián)絲杠上。
2.根據(jù)權利要求1所述的擺頭式裝配機器人，其特征是還包括電機安置平臺，電機安置平臺固定在底座上，電機固定電機安置平臺上。
3.根據(jù)權利要求2所述的擺頭式裝配機器人，其特征是所述的懸臂有兩個。
4.根據(jù)權利要求3所述的擺頭式裝配機器人，其特征是所述的升降機構有兩個，升降機構位于兩個懸臂中。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供擺頭式裝配機器人，包括懸臂、升降件、立柱懸臂連接件、立柱、光桿、底座傳動絲杠、底座、電機、底座凸臺、并聯(lián)絲杠、擺頭，底座凸臺固定在底座上，光桿和底座傳動絲杠安裝在底座凸臺上，立柱和電機分別連接底座傳動絲杠，懸臂通過立柱懸臂連接件連接立柱，升降件安裝在懸臂上，升降機構安裝并聯(lián)絲杠，擺頭安裝在并聯(lián)絲杠上。本發(fā)明無累積誤差，精度較高；驅動裝置可置于定平臺上，結構簡單、運動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應好；結構緊湊，剛度高，承載能力大；工作空間較小、制造成本低等特點，可用于需要高剛度、高精度或者大載荷而無須很大工作空間的領域內的裝配作業(yè)。
文檔編號B23P19/00GK102343508SQ20111032905
公開日2012年2月8日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權日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 申請人:哈爾濱工程大學