[实用新型]用于工业机器人的臂组件和工业机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于工业机器人的臂组件，以及一种具有至少一个这种臂组件的工业机器人。 

背景技术

工业机器人现在广泛应用于各种工业，例如在移印（pad printing）工业中用来拾取和放置部件或者在诸如半导体工业和汽车工业中用于简单的组装操作。 

一种类型的常用工业机器人是选择顺应性装配机器手臂（SCARA）机器人。简要地说，SCARA机器人具有三个臂。第一臂与竖直取向的支撑件连接并且可围绕第一竖直轴线相对于竖直取向的支撑件水平地旋转。第二臂与第一臂连接并且可围绕第二竖直轴线相对于第一臂水平地旋转。第三臂与第二臂连接并且可围绕第三竖直轴线相对于第二臂水平地旋转。第三臂也可相对于第二臂竖直地，即沿第三竖直轴线线性地运动。 

第一臂和第二臂中的每一个都是由马达通过减速齿轮单独地驱动。对于第三臂，它通过马达和引导螺杆竖直地（向上地和向下地）运动，并且通过另外的马达由同步带沿两个方向（即，沿顺时针方向和逆时针方向）旋转达到360°。 

与这种机器人关联的长久问题是“齿隙（backlash）”。简单地说，在实践中发现，当机器手臂运动到其预设运动端点时，在预设位置停止之前存在轻微的振动。这由以下事实引起：在彼此啮合的驱动齿轮和从动齿轮之间存在对缝间隙（clearance gap）。当驱动齿轮突然停止时，从动齿轮的动量和载荷促使从动齿轮继续运动并通过对缝间隙，直到从动齿轮碰撞到静止的驱动 齿轮（该驱动齿轮在碰撞时已经停止）。当运动部件碰撞静止部件时产生振动和声响。 

减小在机器手臂运动中的齿隙的一种方法是使用谐波齿轮。谐波齿轮具有三个主要部件，即输出齿轮、输入齿轮和输入驱动椭圆三脚架（input driveellipse splider）。谐波齿轮具有大的减速比（也称为“齿数比”），该减速比可以达到300:1。谐波齿轮的尺寸紧凑并且输入齿轮和输出齿轮位于相同轴线上。谐波齿轮可以显著减小齿隙，并且因此适合用于需要机器手臂的精确定位的工业机器人，诸如SCARA机器人。 

然而，谐波齿轮的缺点是，三个部件之间的高的运动摩擦产生噪音、磨损和裂纹。所有三个元件需要高精度制造工艺，因而成本昂贵。世界上仅有很少制造商可以生产可靠的且质量良好的谐波齿轮。这至少部分地造成SCARA机器人的相对高的价格。 

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供一种用于工业机器人的臂组件，和一种具有至少一个这种臂组件的工业机器人，其中前述缺点被减轻或者至少向行业和公共提供了有用的替代。 

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于工业机器人的臂组件，所述臂组件包括蜗杆构件、与所述蜗杆构件啮合的齿轮构件以及臂构件，其中所述蜗杆构件能够旋转以驱动所述齿轮构件来移动所述臂构件，并且其中所述蜗杆构件来在第一位置与第二位置之间运动，在该第一位置中，所述蜗杆构件能够旋转以驱动所述齿轮构件，在该第二位置中，所述蜗杆构件和所述齿轮构件之间的相对运动被防止，所述臂组件还包括气动气缸，该气动气缸用来在所述第一位置与所述第二位置之间移动所述蜗杆构件，其中所述蜗杆构件被支撑在平台上，该平台能够通过所述气动气缸移动，并且其中所述平 台被支撑在基座上方并且能够相对于该基座枢转。 

优选地，当所述蜗杆构件处于所述第二位置时，所述蜗杆构件被推靠在所述齿轮构件上。 

优选地，当所述蜗杆构件处于所述第一位置时，对缝间隙存在于所述蜗杆构件与所述齿轮构件之间，并且当所述蜗杆构件处于所述第二位置时，在所述蜗杆构件和所述齿轮构件之间不存在对缝间隙。 

优选地，该臂组件还包括马达，所述马达与所述蜗杆构件连接以旋转所述蜗杆构件。 

优选地，所述齿轮构件能够围绕相对于所述基座固定的轴线旋转。 

优选地，所述齿轮构件是直齿轮。 

优选地，所述齿轮构件是斜齿轮。 

根据本实用新型的第二方面，提供了一种包括至少一个臂组件的工业机器人，所述臂组件包括蜗杆构件、与所述蜗杆构件啮合的齿轮构件以及臂构件，其中所述蜗杆构件能够旋转以驱动所述齿轮构件来移动所述臂构件，并且其中所述蜗杆构件能够在第一位置与第二位置之间运动，在该第一位置中，所述蜗杆构件能够旋转以驱动所述齿轮构件，在该第二位置中，所述蜗杆构件与所述齿轮构件之间的相对运动被防止，所述臂组件还包括气动气缸，该气动气缸用来在所述第一位置与所述第二位置之间移动所述蜗杆构件，其中所述蜗杆构件被支撑在平台上，该平台能够通过所述气动气缸移动，并且其中所述平台被支撑在基座上方并且能够相对于该基座枢转。