一种注塑用多关节机器人的连接机构的制作方法

本实用新型属于自动化技术领域，涉及一种注塑用多关节机器人的连接机构。

背景技术：

随着科技的进步，制造业逐渐由传统的手工制造朝机械自动化的方向发展，其中，机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。注塑机是一种塑料成型模具，工作时，通过高温将固态原料熔化，然后注塑到模具中成型，成型后的注塑件需搬从模具中搬运出，但刚成型的注塑件带有较高的余温，若人为抓取存在被烫伤的风险，故采用机械手对注塑件进行搬运，以避免人受到伤害且提高工作效率。

现有技术中的机械手，例如中国专利文献资料公开了可调节长度臂的平面关节型简易机械手[专利号：201320205863.3；申请公布号：CN203266634U]，包括基座、转动臂、升降杆以及机械夹具，转动臂一端与升降杆相连，转动臂另一端与基座相连，机械夹具与升降杆相连，升降杆为液压缸结构，升降杆上设有活塞杆，机械手升降时，通过活塞杆往复移动带动机械夹具的升降。

该可调节长度臂的平面关节型简易机械手能够对注塑件进行搬运。由于刚注塑成型的注塑件硬度较低，若与机械夹具或者输送平台发生碰撞易导致注塑件发生变形，因此机械手需对注塑件进行平稳搬运，即机械手需运行平稳，但是，一方面采用液压缸作为动力输出导致活塞杆的动力输出不稳定，导致机械手爪易与注塑件发生碰撞或者机械手带动工件运行移动过程中易发生晃动，进而导致注塑件发生变形，另一方面需要额外设置油箱对油液进行存储，且采用油液液体压力作为驱动源存在易泄露的问题，进而降低机器人的运行稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种注塑用多关节机器人的连接机构，解决的技术问题是如何使提高机器人的运行稳定性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种注塑用多关节机器人的连接机构，多关节机器人包括基座和一端与基座转动连接的水平关节，所述水平关节另一端连接有竖直关节，其特征在于，所述连接机构包括固连在竖直关节上的滑轨和固连在水平关节上与滑轨相嵌合的滑块，所述水平关节上设有驱动件，所述连接机构还包括固连在竖直关节上的齿条，所述驱动件能带动齿条上下移动并使滑轨沿着滑块上下移动。

当本注塑用多关节机器人上下运行时，驱动件动力输出，驱动件与齿条配合，使得滑轨沿着滑块移动，即可使得机械手爪向下伸出或者向上回退。本注塑用多关节机器人的连接机构的原理是：以驱动件作为动力源，通过驱动件直接将动力输送至齿条，避免在驱动件与齿条之间额外设置传动结构，使得由驱动件输出至齿条上的动力稳定，由此提高竖直关节的移动稳定性，而齿条传动本身具有承载力大以及传动精度高的优点，由此进一步提高竖直关节的移动稳定性，同时，因机器人的运行稳定性与其手臂的运行状况相关，竖直关节远离基座，故基座对竖直关节的支撑力较弱，而将滑轨与滑块嵌合提高水平关节对竖直关节的支撑力，且对竖直关节的运行轨迹进行限定，避免竖直关节在移动过程中发生偏斜，由此更近一步提高竖直关节的运行稳定性，进而提高机器人的运行稳定性。

在上述的一种注塑用多关节机器人的连接机构中，所述连接机构还包括与齿条相啮合的齿轮，所述驱动件能驱动齿轮转动。当驱动件动力输出后，齿轮与齿条啮合传动以直接驱动竖直关节上下移动，通过齿轮啮合传动保证了驱动件动力传输的稳定性，使得竖直关节运行平稳，进而提高机器人的运行稳定性。

在上述的一种注塑用多关节机器人的连接机构中，所述齿轮为斜齿轮，所述齿条为直齿条。由于斜齿轮传动的轮齿为倾斜设置，故当斜齿轮与直齿条啮合时，齿轮在齿条上作渐入渐出的传动，由此避免轮齿啮合过程中发生干涉，以进一步保证驱动件动力传输的平稳性，使得竖直关节运行平稳，进而提高机器人的运行稳定性。

在上述的一种注塑用多关节机器人的连接机构中，所述水平关节上还固连有罩壳，所述齿轮设置在罩壳内且罩壳与竖直关节之间具有间隙。由于齿轮设置在罩壳内，使得罩壳对齿轮起到防护的左右，很大程度上避免外界因素对齿轮造成的干扰，使得驱动件动力传输平稳，同时，罩壳固定在水平关节上，故当竖直关节移动时罩壳固定不动，若滑轨在滑动过程中因外界因素导致竖直关节的位置发生偏斜，则罩壳与竖直关节之间的间隙消失，即罩壳与竖直关节发生接触，进而罩壳与竖直关节摩擦而产生刺耳的声音，该声音能够对操作人员起到警示的作用，使得操作人员及时对机器人产生的故障进行解决，由此保证机器人的运行稳定性。

在上述的一种注塑用多关节机器人的连接机构中，所述驱动件为伺服电机。伺服电机动力输出恒定，且当信号电压为零时，电机转速随转矩增加而匀速下降，故当突然断电时，仍保证竖直关节的移动匀速停止。

在上述的一种注塑用多关节机器人的连接机构中，所述伺服电机与齿轮之间设置有减速机，所述减速机的输入轴与伺服电机的输出轴相连，所述减速机的输出轴与齿轮相连。减速机将伺服电机输出的转速限定在合适范围内，使得齿轮与齿条啮合稳定，即保证由伺服电机输出的旋转运动平稳转化为竖直关节的直线往复移动，由此保证机器人的运行稳定性。

在上述的一种注塑用多关节机器人的连接机构中，所述减速机的减速比为1：5。通过选定具有合适减速比的减速机，用以将伺服电机输出的转速限定在合理范围内，使得后续伺服电机动力输送稳定，且使得竖直关节上下移动的速度可根据实际需要进行调节，由此保证机器人的运行稳定性。

在上述的一种注塑用多关节机器人的连接机构中，所述水平关节上设置有与水平关节相固连的支撑板，所述伺服电机、减速机以及罩壳均设置在支撑板上，所述支撑板上设置有若干用于减重的减重孔一。设置支撑板对伺服电机、减速机以及罩壳同时进行支撑，使得驱动件布置紧凑，各驱动元件之间的关联性强，以避免在各驱动元件之间额外设置关联元件，避免过多驱动元件或者关联元件的设置对基座造成压迫，同时，通过开设减重孔一减低支撑板的重量，避免支撑板的设置对基座所造成的压迫，由此提高机器人的运行稳定性。

在上述的一种注塑用多关节机器人的连接机构中，所述滑轨上开设有若干用于减重的减重孔二。在滑轨上开设减重孔二，减重孔二方面减轻滑轨本身的重量，由此减小基座对竖直关节的支撑力，减重孔二另一方面也可用来供紧固件穿设，避免额外设置将滑轨固定在竖直关节上结构，由此再次减小基座对整个竖直关节的支撑力，避免竖直关节对基座造成压迫，进而提高机器人的运行稳定性。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种注塑用多关节机器人的连接机构具有以下优点：

1、当本注塑用多关节机器人上下运行时，伺服电机动力输出，输出后，由减速机对伺服电机的转速限速，再由齿轮与齿条啮合传动，将电机输出的旋转运动转变为滑轨沿滑块的直线往复移动，该结构从电机的动力输出至竖直关节最终移动的每个传递过程均进行限定，以保证竖直关节的移动稳定性，进而提高机器人的运行稳定性。

2、通过斜齿轮与齿条啮合传动，当斜齿轮与直齿条啮合时，齿轮在齿条上作渐入渐出的传动，由此避免轮齿啮合过程中发生干涉，以进一步保证驱动件动力传输的平稳性，使得竖直关节运行平稳，进而提高机器人的运行稳定性。

附图说明

图1是本注塑用多关节机器人的整体结构示意图。

图2是图1的局部结构示意图。

图3是图2的局部结构放大图。

图4是本注塑用多关节机器人连接机构的结构示意图。

图中，1、基座；2、水平关节；21、滑块；22、支撑板；221、减重孔一；3、竖直关节；31、滑轨；311、减重孔二；32、齿条；4、驱动件；5、齿轮；6、罩壳；7、减速机。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本注塑用多关节机器人的连接机构，多关节机器人包括基座1、水平关节2以及竖直关节3。

水平关节2的一端与基座1相连，水平关节2的另一端与竖直关节3相连，所述水平关节2上设有驱动件4，如图2、图3所示，连接机构包括滑轨31、与滑轨31相嵌合的滑块21、齿条32、与齿条32相啮合的齿轮5，如图4所示，滑轨31以及齿条32均固连在竖直关节3上，滑块21固连在水平关节2上，其中，齿轮5为斜齿轮5，齿条32为直齿条32，本实施例中，滑轨31上开设有二十个用于减重的减重孔二311，实际生产中，减重孔二311的数量可以为十八个或者二十二个，驱动件4能驱动齿轮5转动，水平关节2上还固连有罩壳6，齿轮5设置在罩壳6内且罩壳6与竖直关节3之间具有间隙，驱动件4为伺服电机，伺服电机与齿轮5之间设置有减速机7，减速机7的输入轴与伺服电机的输出轴相连，减速机7的输出轴与齿轮5相连，减速机7的减速比为1：5。

水平关节2上设置有与水平关节2相固连的支撑板22，伺服电机、减速机7以及罩壳6均通过紧固件固定在支撑板22上，本实施例中，支撑板22上开设有二十四个用于减重的减重孔一221，实际生产中，减重孔一221的数量可以为二十二个或者二十六个。

当本注塑用多关节机器人上下运行时，伺服电机动力输出，输出后，由减速机7对伺服电机的转速限速，再由斜齿轮5与直齿条32啮合传动，将电机输出的旋转运动转变为滑轨31沿滑块21的直线往复移动，由此实现机械夹具的伸出以及回缩。其中，伺服电机的转速输出恒定，即便在突然断电的情况下，电机仍能匀速停止，减速机7将伺服电机的转速限定在合理范围内，即伺服电机输出的转速恒定，滑块21对滑轨31的移动轨迹进行限定，避免滑轨31晃动或者移动轨迹发生偏移，由此提高机器人的运行稳定性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了基座1、水平关节2、滑块21、支撑板22、减重孔一221、竖直关节3、滑轨31、减重孔二311、齿条32、驱动件4、齿轮5、罩壳6、减速机7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。