专利名称：摆头式装配机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种生产装配机械领域的机器人。
背景技术：
装配机器人与一般工业机器人比较具有精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用等特点。使用装配机器人可以保证产品质量，降低成本，提高生产自动化水平。摆头式装配机器人是一种并联机器人，摆头动平台和定平台通过两个独立的运动链相连接，机构具有三个自由度，且以并联方式驱动，具有无累积误差，精度较高。
发明内容
本发明的目的在于提供结构简单、运动部分重量轻、速度高、动态响应好、结构紧凑、刚度高、承载能力大的摆头式装配机器人。本发明的目的是这样实现的本发明摆头式装配机器人，其特征是包括悬臂、升降件、立柱悬臂连接件、立柱、 光杆、底座传动丝杠、底座、电机、底座凸台、并联丝杠、摆头，底座凸台固定在底座上，光杆和底座传动丝杠安装在底座凸台上，立柱和电机分别连接底座传动丝杠，悬臂通过立柱悬臂连接件连接立柱，升降件安装在悬臂上，升降机构安装并联丝杠，摆头安装在并联丝杠上。本发明还可以包括1、还包括电机安置平台，电机安置平台固定在底座上，电机固定电机安置平台上。2、所述的悬臂有两个。3、所述的升降机构有两个，升降机构位于两个悬臂中。本发明的优势在于本发明无累积误差，精度较高；驱动装置可置于定平台上，结构简单、运动部分重量轻，速度高，动态响应好；结构紧凑，刚度高，承载能力大；工作空间较小、制造成本低等特点，可用于需要高刚度、高精度或者大载荷而无须很大工作空间的领域内的装配作业。
图1为本发明的总体装配图正视图2为本发明的总体装配图俯视图3为本发明的立柱结构及其连接；
图4为本发明的立柱-悬臂连接件；
图5为本发明的悬臂；
图6为本发明的丝杠传动螺母；
图7为本发明的机械手升降机构底板
图8为本发明的机械手升降机构壳体
图9为本发明的极限位置1 ；图10为本发明的极限位置2 ；图11为本发明的机械手摆动位置1 ；图12为本发明的机械手摆动位置2 ；图13为本发明的机械手极限位置3 ；图14为本发明的机械手极限位置4。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图1 14，本发明的总体装配图如图1、图2所示，包括悬臂1 ；机械手升降机构2 ；螺栓3 ；立柱-悬臂连接机构4 ；悬臂轴5 ；圆柱销6 ；悬臂轴-底座连接机构7 ；光杆 8 ；底座传动丝杠9 ；底座10 ；螺栓11 ；电机12 ；联轴器13 ；螺钉14 ；轴承端盖15 ；底座凸台 16 ；并联丝杠17 ；摆头18。所述的底座10在其平台上留出两个凸台16，凸台16上安装光杆和丝杠9来实现运动；其特征是立柱其底端入到底座-机架联结件顶端的盲孔里，用圆柱销6固定；其特征是立柱分为两部分组成，其顶端直径小于底端，这样就可以将柱体顶端与立柱-悬臂连接机构4圆孔用过盈配合方式联结，保持两零件之间相对位置的固定；其特征是机械手升降传动机构2安装在悬臂1上，在机械手升降传动机构2的底板两侧设计两凸出轴实现悬臂1与机械手升降传动机构2的联结，通过悬臂1与立柱-悬臂连结机构4，两个悬臂机构先与升降机构联结，再安装到立柱悬臂连接机构中用螺栓固定；其特征是机械手升降传动机构2上选择丝杠作为传动零件，丝杠传动螺母其两端伸出一段空心轴，丝杠可以穿过并且不会对丝杠运动产生影响，在两端的空心轴上安装滚动轴承，只要固定住轴承，丝杠螺母就能在固定位置转动，丝杠螺母上将传动螺纹与传动齿轮设计为一体；其特征是传动螺母与两个轴承联结，其中底端的轴承安装在升降传动机构2的底板上，底板上加工一个圆形槽，轴承安装到其内部，底下钻光孔以便丝杠穿过；另一个轴承经过升降传动机构壳体上的轴承孔用端盖15固定；其特征是丝杠传动螺母上齿轮需要与大齿轮啮合，使丝杠传动螺母转动，大齿轮绕固定轴转动，在升降传动机构的底板另一端加工圆形槽，通过与丝杠传动螺母相同的固定方式固定大齿轮轴，大齿轮轴绕固定的中心转动，其它所有自由度被限制。再通过在底板底面安装电机带动大齿轮轴转动，将运动传至丝杠螺母上。通过机械手升降机构上与摆头直接相连的两并联丝杠的运动，摆头式装配机器人实现了机械手沿Z方向的升降和沿X方向的运动以及在X-Z平面内的摆动，底座传动丝杠传动则实现了摆头并联机构沿Y方向的运动，装配机械手安装在摆头上，三个方向的联动可以满足机器人装配作业要求。摆头式装配机器人底座需要Y方向运动，底座平台上留出两个凸台，经过机械加工后，凸台安装光杆和丝杠实现这个自由度。立柱的底端插入到底座-机架联结件顶端的盲孔里，用圆柱销固定，立柱的结构如图3所示，柱体分为两个部分，其顶端直径小于底端， 这样就可以将柱体顶端与如图4所示的立柱-悬臂联结件圆孔用过盈配合方式联结，保持两零件之间相对位置的固定。悬臂以及立柱-悬臂联结件、升降传动机构的壳体、底板选择材料为铝合金，整个机架部分质量很小，所以底座沿Y方向自由度的实现没有选用导轨，而是使用机架-底座联结件，只要两侧的光杆保证精度、保证润滑条件良好，就能在运动过程中支撑机架并满足结构的精度要求。立柱-悬臂连接件与立柱配合，与悬臂连接的位置需要打孔。机械手升降传动机构安装在悬臂上，在机械手升降传动机构的底板两侧设计两凸出轴实现悬臂与机械手升降传动机构的联结，通过图5悬臂与立柱悬臂联结机构，两个悬臂机构先与升降机构联结，再安装到立柱悬臂连接机构中用螺栓固定。机械手升降传动机构上选择丝杠作为传动零件。丝杠传动螺母如图6所示，其两端伸出一段空心轴，丝杠可以穿过并且不会对丝杠运动产生影响，在两端的空心轴上安装滚动轴承，只要固定住轴承，丝杠螺母就能在固定位置转动，丝杠螺母上将传动螺纹与传动齿轮设计为一体。根据图6，有两个轴承与传动螺母联结，其中底端的轴承安装在升降传动机构的底板上，底板结构如图7 所示，底板上加工一个圆形槽，轴承安装到其内部，底下钻光孔以便丝杠穿过；另一个轴承经过升降传动机构壳体上的轴承孔用端盖固定。丝杠传动螺母上齿轮需要与大齿轮啮合， 使丝杠传动螺母转动，大齿轮绕固定轴转动，在升降传动机构的底板另一端加工圆形槽，通过与丝杠传动螺母相同的固定方式固定大齿轮轴，大齿轮轴绕固定的中心转动，其它所有自由度被限制。再通过在底板底面安装电机带动大齿轮轴转动，将运动传至丝杠螺母上。图 9 图14为本发明的极限位置示意图。
权利要求
1.摆头式装配机器人，其特征是包括悬臂、升降件、立柱悬臂连接件、立柱、光杆、底座传动丝杠、底座、电机、底座凸台、并联丝杠、摆头，底座凸台固定在底座上，光杆和底座传动丝杠安装在底座凸台上，立柱和电机分别连接底座传动丝杠，悬臂通过立柱悬臂连接件连接立柱，升降件安装在悬臂上，升降机构安装并联丝杠，摆头安装在并联丝杠上。
2.根据权利要求1所述的摆头式装配机器人，其特征是还包括电机安置平台，电机安置平台固定在底座上，电机固定电机安置平台上。
3.根据权利要求2所述的摆头式装配机器人，其特征是所述的悬臂有两个。
4.根据权利要求3所述的摆头式装配机器人，其特征是所述的升降机构有两个，升降机构位于两个悬臂中。
全文摘要
本发明的目的在于提供摆头式装配机器人，包括悬臂、升降件、立柱悬臂连接件、立柱、光杆、底座传动丝杠、底座、电机、底座凸台、并联丝杠、摆头，底座凸台固定在底座上，光杆和底座传动丝杠安装在底座凸台上，立柱和电机分别连接底座传动丝杠，悬臂通过立柱悬臂连接件连接立柱，升降件安装在悬臂上，升降机构安装并联丝杠，摆头安装在并联丝杠上。本发明无累积误差，精度较高；驱动装置可置于定平台上，结构简单、运动部分重量轻，速度高，动态响应好；结构紧凑，刚度高，承载能力大；工作空间较小、制造成本低等特点，可用于需要高刚度、高精度或者大载荷而无须很大工作空间的领域内的装配作业。
文档编号B23P19/00GK102343508SQ20111032905
公开日2012年2月8日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者代海洋, 景年盛, 汤景, 蔡威, 谭定忠, 邱英 申请人:哈尔滨工程大学