大臂长度灵活调整的scara机械手臂的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种工业机器人领域，特别涉及一种大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂。
【背景技术】
[0002]在种类众多的多关节机器人中，SCARA机器人是一种圆柱坐标型的工业机器人。SCARA的全称为:Selective Compliance Assembly Robot Arm，即选择顺应性装配机械手臂，所以SCARA又称为装配机械手。该结构型机器人是在1978年由日本山梨大学牧野洋发明，具有四个运动自由度，其中有三个水平转动自由度X轴、Y轴和R轴，其轴线相互平行，可在平面内进行定位和定向。另外还有一个垂直移动自由度Z轴，用于实现机器人在垂直于平面的运动。如图1所示，为市场上普通SCARA机器人典型的结构示意图。在装配用机器人中，SCARA机器人是应用数量最多且较为广泛的一种机器人。SCARA机器人的主要应用领域为电子电气业、家用电器业、精密机械业。SCARA工业机器人的机构特点使得它在其动作空间的四个方向上具有有限刚度，而在剩下的其余两个方向上具有无限大的刚度，适合于平面定位，垂直方向安装的装配任务。SCARA工业机器人还具有结构紧凑，动作灵活，速度快，位置精度高等特点，它的应用可以大大提高了机器人对复杂装配任务的适应性，同时也降低了成本，提高生产的效率。
[0003]如图2所示，SCARA机器人在平面内的工作范围取决于大臂的长度和小臂的长度，以及前两个水平转动自由度的自由旋转角度，即绕X轴方向旋转角度土和绕Y轴方向旋转角度土。对某型号SCARA机器人，一旦其大小臂的长度以及相应的旋转角度值固定，则其在平面内的工作范围也是固定的。最大工作半径，最小工作半径为；最大偏转角度为土，其中。
[0004]现有的SCARA机械手的臂长均为固定值，各型号的SCARA机械手的工作范围也非常固定。对于经常变换产品的自动装配生产线来说，则需要随产品的变更而更换SCARA机器人，大大提高了使用成本。由此造成SCARA机器人缺乏灵活性，适应性较差。这是需要着重改善的地方。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种可以灵活改变工作范围的大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂。
[0006]为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂，所述SCARA机械手臂包括大臂上端和大臂下端，大臂上端与大臂下端滑动连接，大臂上端相对大臂下端沿长度方向滑动，使大臂整体长度在设定范围内实现连续变换。
[0007]所述大臂下端沿长度方向设有内凹的滑动丝杆，大臂两侧面设有燕尾凹槽，一侧面还设有固定刻度尺。
[0008]所述大臂上端两侧设有与燕尾凹槽相嵌的突条，一侧还设有紧固螺母和游动刻度尺。
[0009]所述大臂下端通过减速器与底座连接，大臂下端绕底座自由转动。
[0010]所述大臂上端通过减速器与小臂组件连接，小臂组件绕大臂上端自由转动。
[0011]所述SCARA机械手臂包含四个自由度，有四套电机和减速机构。其中第一轴X轴的电机和减速器固定在底座上，其它三轴的电机和减速器均固定在小臂组件上。小臂组件一端与大臂通过减速器相连，同时相关的电线通过电缆线与底座相连。
[0012]所述SCARA机械手臂需要调整大臂长度时，先松开大臂上端侧面的数个燕尾槽紧固螺母，利用丝杆组件调整大臂上端与大臂下端之间的相对位置，参照固定刻度尺与游动刻度尺之间的位置进行灵活调整。待固定刻度尺与游动刻度尺之间位置关系确定之后，紧锁置于大臂上端侧面的数个燕尾槽紧固螺母，进而可以快速灵活地得到所需的大臂整体长度。
[0013]本实用新型大臂的长度可以灵活变化，在其它参数、和不变的情况下，SCARA工业机器人在平面的工作区间可按照不同的工况进行快速调整，从而提高了 SCARA机器人的可适应性。
[0014]本实用新型的优越功效在于:
[0015]I)实现快速伸缩大臂的整体长度，使得SCARA机械手臂适用于不同区域范围的应用；
[0016]2)极大提高SCARA机器人的应用灵活性，也大大降低了生产成本，同时也提高产品的竞争力。
【附图说明】
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1市场上普通SCARA机器人结构示意图；
[0019]图2 SCARA机器人在平面内的工作范围示意图；
[0020]图3本实用新型SCARA机器人工作状态一时的示意图；
[0021]图4本实用新型SCARA机器人工作状态二时的示意图；
[0022]图5本实用新型SCARA机器人在工作状态一、状态二时在平面内的工作范围示意图；
[0023]图6大臂下端、丝杆组件和固定刻度尺的装配示意图；
[0024]图7大臂上端、丝杆锁紧螺母、游动刻度尺和燕尾槽紧固螺母的装配示意图；
[0025]图8大臂在工作状态一时的示意图；
[0026]图9大臂在工作状态二时的示意图；
[0027]图中标号说明
[0028]I一底座；2—大臂下端；
[0029]3—大臂上端；4一电缆线；
[0030]5—小臂组件；6—丝杆组件；
[0031]7—固定刻度尺；8—丝杆锁紧螺母；
[0032]9—游动刻度尺；10—紧固螺母；
[0033]11—燕尾凹槽；12—突条。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0035]下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。
[0036]本实用新型的底座I固定在地面、桌面、工作台等平面上，底座I与大臂通过减速器相连接，实现大臂可以绕底座I自由转动。大臂与小臂组件5也通过减速器相连接，实现小臂组件5绕大臂上端自由转动。同时，该手臂包含四个自由度，有四套电机和减速机构。其中第一轴的电机和减速器固定在底座I上，其它三轴的电机和减速器均固定在小臂组件上。小臂组件一端与大臂通过减速器相连，同时相关的电线通过电缆线4与底座I相连。
[0037]图3和图4示出了本实用新型实施例的工作状态图。如图3和图4所示，本实用新型提供了一种大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂，所述SCARA机械手臂包括大臂上端3和大臂下端2，大臂上端3与大臂下端2通过燕尾槽结构滑动连接，大臂上端3相对大臂下端2沿长度方向滑动，使大臂整体长度在设定范围内实现连续变换。
[0038]如图6所示，所述大臂下端2沿长度方向设有内凹的滑动丝杆6，大臂两侧面设有燕尾凹槽11，一侧面还设有固定刻度尺7。
[0039]如图7所示，所述大臂上端3两侧设有与燕尾凹槽相嵌的突条12，一侧还设有紧固螺母10和游动刻度尺9。
[0040]所述SCARA机械手臂需要调整大臂长度时，先松开大臂上端侧面的数个燕尾槽紧固螺母10，利用丝杆组件6调整大臂上端3与大臂下端2之间的相对位置，参照固定刻度尺7与游动刻度尺9之间的位置进行灵活调整。待固定刻度尺7与游动刻度尺9之间位置关系确定之后，紧锁置于大臂上端侧面的数个燕尾槽紧固螺母10，进而可以快速灵活地得到所需的大臂整体长度。
[0041 ] 在调整大臂状态时，将SCARA机械臂由图3所示的状态一，调整到图4所示的状态二时，可按以下流程进行:将小臂组件5调整到与大臂基本平行的位置(如图3示)，切断机器人所有电源开关；使用相关工具，先松开大臂上端3侧面的数个燕尾槽紧固螺母10 ;利用丝杆组件6调整大臂上端3与大臂下端2之间的相对位置，此时可以参照固定刻度尺7与游动刻度尺9之间的位置，调整至大臂在状态二时的整体长度理论值；确定位置关系之后，紧锁置于大臂上端3侧面的数个燕尾槽紧固螺母10 ;检查柔性的电缆线4等其它零部件的新的工作状态，确定完好后，通电，完成大臂状态的调整。
[0042]图5显示了调整前后，机械臂在平面的工作区间的示意图。可以得出，调整后机械臂工作区间迅速发生了变化，从而达到了快速提高SCARA机器人的可适应性的目的。进一步的，图8所示，为大臂在调整前，即大臂上端3与大臂下端2连接的工作状态一时的示意图；图9为大臂在调整后，即大臂上端3与大臂下端2连接的工作状态二时的示意图。相应的SCARA机械臂在这两种状态下的示意图如图3和图4所示。
[0043]本实用新型大臂的长度可以灵活变化，在其它参数、和不变的情况下，SCARA工业机器人在平面的工作区间可按照不同的工况进行快速调整，从而提高了 SCARA机器人的可适应性。
[0044]以上所述仅为本实用新型的优先实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内之内。
【主权项】
1.一种大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂，其特征在于:所述SCARA机械手臂包括大臂上端和大臂下端，大臂上端与大臂下端滑动连接，大臂上端相对大臂下端沿长度方向滑动，使大臂整体长度在设定范围内实现连续变换。2.根据权利要求1所述的大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂，其特征在于:所述大臂下端沿长度方向设有内凹的滑动丝杆，大臂两侧面设有燕尾凹槽，一侧面还设有固定刻度尺。3.根据权利要求1所述的大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂，其特征在于:所述大臂上端两侧设有与燕尾凹槽相嵌的突条，一侧还设有紧固螺母和游动刻度尺。4.根据权利要求1所述的大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂，其特征在于:所述大臂下端通过减速器与底座连接，大臂下端绕底座自由转动。5.根据权利要求1所述的大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂，其特征在于:所述大臂上端通过减速器与小臂组件连接，小臂组件绕大臂上端自由转动。
【专利摘要】本实用新型公开一种大臂长度灵活调整的SCARA机械手臂，所述SCARA机械手臂包括大臂上端和大臂下端，大臂上端与大臂下端滑动连接，大臂上端相对大臂下端沿长度方向滑动，使大臂整体长度在设定范围内实现连续变换。本实用新型的优点是实现快速伸缩大臂的整体长度，使得SCARA机械手臂适用于不同区域范围的应用；极大提高SCARA机器人的应用灵活性，也大大降低了生产成本，同时也提高产品的竞争力。
【IPC分类】B25J9/04, B25J18/02
【公开号】CN205097182
【申请号】CN201520798879
【发明人】王卫军, 熊林根
【申请人】中国电子科技集团公司第二十一研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月16日