底座驱动组件、轻量级工业桌面机械臂以及机器人的制作方法

1.本技术涉及轻量级工业桌面机械臂技术领域，尤其涉及一种底座驱动组件、轻量级工业桌面机械臂以及机器人。


背景技术：

2.1954年美国戴沃尔最早提出了工业机械臂的概念，工业机械臂要点是借助伺服技术控制机械臂的关节，利用人手对机械臂进行动作示教，机械臂能实现动作的记录和再现。这些工业机械臂主要由类似人的手和臂组成，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、等工业领域。
3.如cn204235546u所公开的一种工业型多关节机械臂，见图1所示，作为一种比较传统的工业机械臂，其在底座上配置有在转台上的大臂a1与小臂a2，由于关节轴数较多，通常为6至7轴，即需要6至7套电机及减速器、刹车、编码器等组件，虽然负载能力高，驱动控制精度高，但是存在体积大且制造成本高等问题。
4.基于上述工业机械臂存在的问题，发展出一种如jp2002021807所公开的采用平行四边形组合臂架的四轴工业机械臂，见图2所示，公开的工业级机械臂主要是在固定台b1上可转动连接有转台b2，转台b2上配置有动力同时枢接有大臂b3，大臂b3的末端枢接有小臂b4，小臂b4末端为机械手b5，且明确指出其用于工业方向上的搬运，从附图结构看，其仍旧是电机 减速器直连的简单方案。这种工业机械臂一般用于不追求控制精度且用于平面-平面的码垛搬用工作，由于省掉了2个轴，降低了制造成本，这类机械臂一般采用大功率电机和大减速比减速器直连的动力方案，从而获得较大负载能力，相对如上述的传统的工业机械臂或us16/754874或cn111360787a公开的工业/协作机械臂而言，成本更低。us16/754874见图3所示，其在转台c1上配置大功率电机和大减速比减速器直连，其大臂c2可转动地连接于转台c1，而小臂c3可转动地连接于大臂c2。cn111360787a见图4所示，包括第一关节d1、第二关节d2、第三关节d3、第四关节d4、第五关节d5、第六关节d6以及第七关节d7，每个关节均包括定制的具有减速器与电机的关节电机方案。
5.在近年来，市场上出现一种轻量型桌面机械臂，与价格高昂、体型巨大的工业机械臂不同，桌面机械臂在保留传统机械臂特征的同时，又衍生出了许多自己的优点。比起工业机械臂几十千克甚至几百千克的重量，大部分桌面机械臂重量仅在10千克甚至3千克以内，占地面积可控制在不到一张a4纸大小，成年人完全可以直接用手搬运。整体上可以视为如cn204235546u所公开的一种工业型多关节机械臂的缩小简配版本，如cn205394539u、cn204868855u及cn110948470a公开的采用平行四边形组合臂架的轻量型桌面机械臂，一般此类机械臂由于精度不足和负载能力差，通常用于要求不高的教育培训场景，如编程教学、写字绘画、轻量级的抓取搬运等，其主要在小型化和降低成本方面有了长足的进展。此类机械臂见图5所示意的结构，但因此类轻量型桌面机械臂，主要采用低精度的齿轮箱或减速同步带进行减速，导致其负载比较小(一般负载在200至500克)，驱动控制精度不高，一般只能
适用于教育、教学编程等场景，在工业方向的应用上表现不尽如人意。
6.而由于上述采用平行四边形组合臂架的轻量型桌面机械臂，具备体积小巧，成本低的特点，发现其在3c数码制造领域具备较好的应用前景，因为3c数码领域生产的零件通常比较轻巧，通常只有数克或数十克，而生产流程繁多，需要其自动化流水线搭建十分紧凑，而前述的工业机械臂虽然负载能力强、且精度高，但由于体积过大往往难以设置，因此这种轻量型机械臂更加适合。同时，由于传统的工业/协作机械臂的价格/成本，是此类轻量型桌面机械臂的数倍，使此类轻量型桌面机械臂能够有效降低机械臂代替人工的成本，因此出现了此类轻量型桌面机械臂大规模应用于3c数码制造等轻工业领域的机会。
7.因此，发展出如cn112318547a、cn112454329b、cn112454326a、cn112454327a、cn112454328a、cn112454417a、cn112454346b所公开的轻量型桌面机械臂，见图6所示意的结构图，主要包括底座e1,可转动地安装于底座e1上的转台e2，转台e2上配置有电机与同步带减速器组成的动力部分，可转动连接于转台e2的大臂e3,大臂e3末端枢接有小臂e4。这类机械臂采用了电机 二级同步带轮作为传动及减速结构的方案，在保持体积小巧的形态下，进一步扩大了负载(约750克)及保持了较高的控制精度(重复定位精度约0.02mm)，另从cn112466568a案中可见，由于为了保持体积的小巧，在结构上已经逼近了生产工艺的极限，但此结构仍然存在运动系统刚性不佳及惯量比仍然较大的问题。
8.同时，随着上述轻量型桌面机械臂在利用3c数码制造领域中的不断应用，发现由于3c数码制造领域中的生产需要和提高生产效率的需要，往往需要采用复杂的治具或夹具，如为了同时吸放多个物料，需要采用有多组吸盘的吸盘治具，此时，此类治具或夹具的质量可能达到500克至1000克，甚至更高，再加工件重量等，此时上述如cn112318547a所公开的轻量型桌面机械臂的负载能力会存在不足，不能够适应此类对负载能力要求更高的应用场景。
9.若希望基于cn112318547a所公开的机械臂动力结构提高负载能力的话，首先需要提高减速比，但这种减速系统若再增加减速比，比如再增加一级同步带减速，会导致由于同步带级数越多，传动系统中低刚性传动环节增加，会导致传动系统刚性进一步降低，当传动系统刚性不佳时，在驱动侧(也就是电机侧)与被驱动侧(负载侧)之间会产生“间隙”或/和“弹性”效应，电机输出的驱动力传输到负载会有迟滞，并且在两侧之间会有相对位移，影响传动精度。另外，若采用扩大同步带的减速比的方式，需要加大同步带轮中的大轮直径，因现有结构在保持体积紧凑的情况下大轮直径已逼近极限，不改变整体结构的话，没有大幅度增大同步带轮中的大轮直径的空间，且加大同步带轮的减速比会导致对同步带的扭矩变大，降低同步带的寿命。
10.并且，本领域技术人员可以理解的是，电机的惯性矩为im，负载的惯性矩为ie，减速比为i，则惯量比＝ie/(im*i2)。
11.而在机械臂运动控制方面，传动系统惯量比越大，机械臂动态性能越差，在非刚性的弹性运动系统的动态加减速运动过程中，由于间隙和弹性效应产生的电机侧与负载侧的“弹性碰撞”，会对惯量较小的电机的运行状态产生较大的“扰动”，这就直接增加了运动系统控制调整的难度，轻则影响控制精度，严重的可能造成机械臂的抖动甚至系统的振动和崩溃。而上面介绍的多关节机械臂，受传动方案的限制，在成本和空间的约束下，无法实现较大减速比，从而只能降低机械臂的负载能力来保证一定的动态性能，或者采用较大负载，
牺牲动态性能，在低精度低速的工况下运行。
12.上述在机械臂的大臂组件和小臂组件中存在的技术问题也同样存在于机械臂的底座中，现有技术中亟需提供一种新结构的轻量级工业桌面机械臂的底座传动和驱动方案，其能够在保持体积和成本不大幅度提高的情况下，大幅度提高负载能力，同时保证高速、快速响应及平稳运行等动态性能。


技术实现要素：

13.本技术提供了一种底座驱动组件、轻量级工业桌面机械臂以及机器人，以解决现有机械臂底座中的转台驱动由于受尺寸限制以及精度要求不便于再提升减速比的技术问题。
14.第一方面，本技术实施例提供一种轻量级工业桌面机械臂的底座驱动组件，包括底座电机、底座减速器、底座一级同步带轮组件以及底座二级同步带轮组件；所述底座电机通过所述底座一级同步带轮组件传动连接所述底座减速器，所述底座减速器通过底座二级同步带轮组件传动连接转台驱动轴；所述底座一级同步带轮组件以及所述底座二级同步带轮组件的减速比大于1。
15.根据本技术实施例，所述底座电机的输出轴的轴线与所述底座减速器的输入轴的轴线平行，所述底座电机的输出轴的轴线与所述转台驱动轴的轴线平行。
16.根据本技术实施例，所述底座减速器以及所述转台驱动轴的底端均介于所述底座电机的底端与顶端之间。
17.根据本技术实施例，所述底座一级同步带轮组件包括底座一级同步带主动轮、底座一级同步带以及底座一级同步带从动轮，所述底座一级同步带主动轮的外径小于所述底座一级同步带从动轮，所述底座一级同步带主动轮套设于所述底座电机的输出轴，所述底座一级同步带从动轮套设于所述底座减速器的输入轴，所述底座一级同步带传动连接所述底座一级同步带主动轮以及所述底座一级同步带从动轮；以及/或者，
18.所述底座二级同步带轮组件包括底座二级同步带主动轮、底座二级同步带以及底座二级同步带从动轮，所述底座二级同步带主动轮的外径小于所述底座二级同步带从动轮，所述底座二级同步带主动轮套设于所述底座减速器的输出轴，所述底座二级同步带从动轮固定安装于所述转台驱动轴，所述底座二级同步带传动连接所述底座二级同步带主动轮以及所述底座二级同步带从动轮。
19.根据本技术实施例，所述底座减速器的减速比在3-25之间，所述底座一级同步带轮组件的减速比在1.5-6之间；以及/或者，所述底座二级同步带轮组件的减速比在1.5-6之间。
20.根据本技术实施例，所述底座减速器的减速比在5-15之间，所述底座一级同步带轮组件的减速比在3-5之间；以及/或者，所述底座二级同步带轮组件的减速比在3-5之间。
21.根据本技术实施例，所述底座电机以及所述底座减速器均固定安装于一个隔板，所述隔板在所述底座分隔为上下两个腔体。
22.根据本技术实施例，所述底座电机与所述底座减速器均安装于隔板同一侧腔体内；或者，所述底座电机与所述底座减速器分别安装于隔板两侧的腔体内。
23.根据本技术实施例，所述转台驱动轴对齐转台中心设置，所述底座电机以及所述
底座减速器均位于所述转台驱动轴的同一侧。
24.另一方面，本技术提供一种轻量级工业桌面机械臂，包括如前所述的机械臂的底座驱动组件；轻量级工业桌面机械臂还包括：
25.底座，
26.转台，转台可转动地装配于底座；
27.大臂组件，与转台枢接；
28.小臂组件，与大臂组件另一端枢接；以及，
29.末端执行器，连接与小臂组件。
30.根据本技术实施例，转台驱动轴通过轴承可转动连接于底座，底座内以水平延展的隔板安装固定轴承，转台驱动轴穿过隔板连接于转台。
31.又一方面，本技术还可以认为提供一种小型工业用桌面级机械臂，包括如前所述的轻量级工业桌面机械臂的驱动组件。
32.最后一方面本技术还认为是提供一种机器人，包括前所述的轻量级工业桌面机械臂，或者包括如前所述的小型工业用桌面级机械臂。
33.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
34.本技术实施例中，底座电机的减速组件利用两级同步带以及减速器进行减速，在提升减速比的同时不会降低传动精度，能较大幅度的提升减速比，从而输出更大的动力，并且还可以选择功率较小的电机，再一方面，由于两组同步带机构分别位于减速器的输入侧以及输出侧，这样减速器的安装位置便可以在底座内灵活选择，不必增加底座电机的轴向高度，也便于降低底座的体积。
35.本技术实施例中底座的动力组件采用电机 减速器 同步带的动力配置，如此，在桌面级机械臂的客观限制条件下，能大幅提升减速比，相同负载情况下，减速比增大，可以使得系统惯量比减小，控制系统更加容易对电机进行控制，机器人运行更平稳，启停加减速动态性能更好；同时对电机的转矩要求更低，能有效避免电机长期在较低速度下运行出现的速度波动大、效率低的问题。同时，可以选择规格更小、转子惯量更低的电机，体积小重量轻的电机，能减轻机器人的负载，符合轻量级工业桌面机械臂的定位。
附图说明
36.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
37.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为第一种现有机械臂实施例的结构示意图；
39.图2为第二种现有机械臂实施例的结构示意图；
40.图3为第三种现有桌面机械臂实施例的结构示意图；
41.图4为第四种现有桌面机械臂实施例的结构示意图；
42.图5为第五种现有桌面机械臂实施例的结构示意图；
43.图6为第六种现有桌面机械臂实施例的结构示意图；
44.图7为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂从底面视的立体结构示意图(拆除底座外壳)；
45.图8为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的底座驱动组件的立体结构示意图；
46.图9为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的底座驱动组件的部件分解结构示意图；
47.图10为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的仰视结构示意图；
48.图11为本技术实施例提供的底座驱动组件第一种实施例结构简图；
49.图12为本技术实施例提供的底座驱动组件第二种实施例结构简图；
50.图13为本技术实施例提供的底座驱动组件第三种实施例结构简图；
51.图14为本技术实施例提供的底座驱动组件第四种实施例结构简图；
52.图15为本技术实施例提供的底座驱动组件第五种实施例结构简图；
53.图16为本技术实施例提供的底座驱动组件第六种实施例结构简图；
54.图17为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的立体结构示意图。
55.附图说明：
56.11、底座；111、底座电机；112、底座减速器；1110、底座一级同步带轮组件；1111、底座一级同步带主动轮；1112、底座一级同步带；1113、底座一级同步带从动轮；1120、底座二级同步带轮组件；1121、底座二级同步带主动轮；1122、底座二级同步带；1123、底座二级同步带从动轮；114、转台驱动轴；115、轴承；116、隔板；12、转台；124、底板；17、大臂；18、小臂；19、末端执行器。
具体实施方式
57.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围，因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.如图1-6所示的现有桌面机械臂，比如图1、2以及图5中所示意的桌面机械臂中，一般将转台电机倒装在大臂电机、小臂电机之间，转台电机的输出轴通过同步带转台减速组件与底座固定连接，电机工作时，底座需要保持不动，电机带动电机本体及转台减速组件一起转动，这会导致底座电机负载大，且控制精度差，功耗当然也更高。若需要进一步提升减速比，则需要增加同步带级数，现实的困难在于，同步带减速的级数越多，传动体系的刚性会降低较大，造成较大的传动精度降低。
59.为了解决现有桌面机械臂底座驱动组件由于受尺寸限制以及精度要求不便于再提升减速比的技术问题。本技术人发现，现有技术的困难主要在于受限于桌面级机械臂本身体积小，不便于配置更大减速比的减速组件，若直接在电机上配置减速器又会增加电机的轴向长度，加大电机的安装难度。另一方面，桌面级机械臂领域一般不在动力组件中配置
减速器，一方面认为是受限于成本限制，再一方面是普遍认为减速器相比同步带减速组件的重量更大。本技术人经过调研，认为可以在桌面级机械臂中引入减速器，在负载需求增大的趋势下，通过减速器提升减速比可以降低增大电机功率以及增大同步带级数的成本，同时相对于同步带减速还具有更小的安装空间需求，通过减速器提升减速比也会相比增大电机功率以及增大同步带级数具有更小的整体重量。
60.因此，本技术实施例提出以底座电机的减速组件利用两级同步带以及减速器进行减速，在提升减速比的同时不会降低传动精度，能较大幅度的提升减速比，从而输出更大的动力，并且还可以选择功率较小的电机。同时由于采用了减速器，所以对传动链的整体刚性影响较小，当传动链整体刚性较高时，在驱动侧(也就是电机侧)与被驱动侧(负载侧)之间会降低“间隙”或/和“弹性”效应，电机输出的驱动力传输到负载迟滞减少，从而减少由负载传导到运行状态的电机的“扰动”，控制系统更加容易对电机进行控制，机器人运行更平稳。并且电机均与减速器同轴配置，不仅便于电机与减速器的安装，同时也能减少用于传动与装配的零件，从而减少整体重量。相较于同级普遍使用同步带轮组件进行减速的方案，采用本技术的思路显然可以选用更小的电机或者认为实现了重量更轻、控制精度更高的动力组合。
61.为便于更形象地理解本技术解决技术问题的技术思路，以下结合附图对本技术示例性实施例介绍如下：
62.图7为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂从底面视的立体结构示意图(拆除底座外壳)，以及，图8为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的底座驱动组件的立体结构示意图。
63.参照图中所示意，本技术实施例提供一种机械臂的底座驱动组件，主要包括底座电机111、底座减速器112、底座一级同步带轮组件1110以及底座二级同步带轮组件1120。底座电机111通过底座一级同步带轮组件1110传动连接底座减速器112，底座减速器112通过底座二级同步带轮组件1120传动连接转台驱动轴114；底座一级同步带轮组件1110以及底座二级同步带轮组件1120均为减速同步带机构。相较于同级普遍使用同步带轮组件进行减速的方案，采用本技术实施例的思路显然可以选用更小的电机，或者可以认为实现了重量更轻、精度更高的动力组合。
64.应该理解的是，附图中示出而且在本说明书中描述的轻量级工业桌面机械臂仅仅是能够采用本技术技术思路原理的许多种轻量级工业桌面机械臂中的一个示例。应清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的桌面机械臂的任何细节或桌面机械臂的任何部件。另一方面大臂17、小臂18以及末端执行器19的具体结构有各种现有结构可供选择，本技术人在申请日前也有多个专利记载有可供选择的结构，因此在此不再展开赘述。
65.本实施例中底座减速器112选择为行星减速器，行星减速器相对其他减速器，具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97％-98％)、高的扭矩、体积比、终身免维护等特点。可以理解的是，行星减速器单级减速一般最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3/4/5/6/8/10，减速机级数一般不超过3。
66.本实施例中，底座11可选择为长方体箱体状，箱体状的底座11内构造有容置腔，容置腔用于安装转台驱动电机和配套的减速或传动部件，底座11顶部设置有向上凸出设置的
转台驱动轴114，底座11内的驱动电机和配套的减速或传动部件通过转台驱动轴114连接于转台下侧的底板124，以此带动转台12转动。转台12设有用于抓取物品的大臂17和小臂18。
67.根据本技术实施例，底座一级同步带轮组件1110包括底座一级同步带主动轮1111、底座一级同步带1112以及底座一级同步带从动轮1113，底座一级同步带主动轮1111套设于底座电机111的输出轴，底座一级同步带从动轮1113套设于底座减速器112的输入轴，底座一级同步带1112传动连接底座一级同步带主动轮1111以及底座一级同步带从动轮1113；底座二级同步带轮组件1120包括底座二级同步带主动轮1121、底座二级同步带1122以及底座二级同步带从动轮1123，底座二级同步带主动轮1121套设于底座减速器112的输出轴，底座二级同步带从动轮1123固定安装于转台驱动轴114，底座二级同步带1122传动连接底座二级同步带主动轮1121以及底座二级同步带从动轮1123。
68.根据本技术实施例，底座减速器112的减速比在3-25之间，底座一级同步带轮组件1110的减速比在1.5-6之间。底座二级同步带轮组件1120的减速比在1.5-6之间。如此底座动力的减速比均可在6.75-900之间选择，在此动力架构下，减速比的选择与提升空间巨大，同时并不会提升整体重量与体积。
69.根据本技术一具体的实施例中，底座减速器112的减速比选择在5-15之间，底座一级同步带轮组件1110的减速比选择在3-5之间；底座二级同步带轮组件1120的减速比选择在3-5之间。如此，底座的动力的减速比均可在45-375之间选择，在此动力架构下，以较简化的减速组件便可以实现较高的减速比，减速比的选择与提升空间巨大，同时并不会提升整体重量与体积。
70.图9为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的底座驱动组件的部件分解结构示意图，根据本技术实施例，底座11腔体内安装一个隔板116，可在底座11侧壁上设置类似法兰座式装配结构以安装隔板116，隔板116基本平行于转台的底板124设置，隔板116可以理解为底座驱动组件中各部件的安装座，且利用隔板116将底座腔体隔开为上腔体以及下腔体，上腔体位于上方且靠近于转台一侧，下腔体远离转台且位于下方。隔板116为具备足够结构强度的材质制成，比如铝合金板或硬质塑料板，以便于牢固地固定电机以及减速机。本实施例中底座电机111以及底座减速器112均固定安装于隔板116底面，底座一级同步带轮组件1110设置于隔板116顶面外。隔板116可以为底座电机111、底座减速器112以及转台驱动轴114的固定安装板，一般会对应电机以及减速器的四角配置螺接座，以便于利用螺栓这类紧固件将电机以及减速器进行牢固的固定。本技术实施例中的隔板116可凹入底座11一定距离，以提供给底座一级同步带轮组件1110一定的安装空间，可以理解的是，隔板116上对应底座电机111、底座减速器112以及转台驱动轴114配置有相应的轴孔，以便于穿过隔板116进行传动连接。
71.如图所示意的本技术具体实施例中，底座电机111的输出轴朝上布置，底座减速器112的输入轴也朝上布置，而底座减速器112的输出轴朝下布置，如此这两个较大体积和重量的部件可以在轴向上重叠的进行布置与安装，不会占用更大的轴向空间，底座电机111的输出轴朝上而底座减速器112的输出轴朝下，使得两个装置在启动时的转动方向相反，可便于减速启停阶段的振动，也不会引起较大的摆动。
72.图10为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的仰视结构示意图，其中所示意，底座一级同步带轮组件1110一端传动连接底座电机111，另一端传动连接底座减速
器112。而底座二级同步带1122一端传动连接底座减速器112的输出轴，另一端传动连接转台驱动轴114。底座一级同步带轮组件1110两端的传动轴之间的连线为一级传动线，底座二级同步带1122两端的传动轴之间的连线为二级传动线，其中一级传动线与二级传动线在俯视或仰视方向两者形成一个小于90度的夹角，或者说，底座电机111、底座减速器112与转台驱动轴114在水平面上的投影呈三角形排布。而底座一级同步带轮组件1110与底座二级同步带1122分别位于隔板两个相对的表面上，这样两个同步带轮组件相互之间形成基本平衡的力学体系，且相互不会干涉，从而还便于安装与装配。
73.根据本技术实施例，由于底座11腔体内空间有限，而底座电机111以及底座减速器112一般是轴向上较长的长条形形状，若将底座电机111以及底座减速器112在底座内平均分布，将较大的占用底座11内空间，不利于再安装其他部件，因此，具体实施例中转台驱动轴114对齐转台中心设置，在俯视或仰视方向底座电机111以及底座减速器112均位于偏离转台驱动轴114的同一侧。也就是说，底座电机111以及底座减速器112均位于转台驱动轴114左侧、右侧、前侧或后侧，可以利用这两个较重的部件与上部的部件偏重情况进行配重，以便于将轻量级工业桌面机械臂的整体重心进行灵活的配平。
74.图11为本技术实施例提供的底座驱动组件第一种实施例结构简图，本图可以认为是图7至图10中具体结构实施例的简化结构后示意图，如图中所示意，底座电机111以及底座减速器112均固定安装在隔板116的下侧表面，底座一级同步带轮组件1110安装于隔板116的上侧，底座一级同步带轮组件1110传动连接底座电机111的输出轴与底座减速器112输入轴之间，而底座减速器112底端输出轴与转台驱动轴114底端通过底座二级同步带轮组件1120传动连接。底座电机111的轴线与底座减速器112的轴线平行，底座电机111的轴线与转台驱动轴114的轴线平行。本实施例中底座减速器112以及转台驱动轴114的底端均高于底座电机111的底端，底座减速器112以及转台驱动轴114的底端均介于所述底座电机111的底端与顶端之间，或者更具体地，底座电机111与底座减速器112和转台驱动轴114在水平方向上基本对齐安装，且底座减速器112与转台驱动轴114不会单独占用高度空间，如此，底座电机111、底座减速器112以及转台驱动轴114之间传动稳定，且结构紧凑占用空间小。
75.图12为本技术实施例提供的底座驱动组件第二种实施例结构简图，可以认为是第一种实施例的垂直翻转变化，如图中所示意，隔板116修改为设置在底座11的下部，底座电机111以及底座减速器112均固定安装在隔板116的上侧，底座一级同步带轮组件1110安装于隔板116的下侧，底座一级同步带轮组件1110传动连接底座电机111的输出轴与底座减速器112输入轴之间，而底座减速器112顶端输出轴与转台驱动轴114中部或底端可通过底座二级同步带轮组件1120传动连接。底座电机111的轴线与底座减速器112的轴线平行，底座电机111的轴线与转台驱动轴114的轴线平行。本实施例中底座减速器112以及转台驱动轴114的底端仍是均高于底座电机111的底端，也就是底座电机111与底座减速器112和转台驱动轴114在水平方向上基本重合，且底座减速器112与转台驱动轴114不会单独占用高度空间，如此，底座电机111、底座减速器112以及转台驱动轴114之间传动稳定，且结构紧凑占用空间小。
76.图13为本技术实施例提供的底座驱动组件第三种实施例结构简图，可以认为是第二种实施例的底座电机111安装位置变化后结构，如图中所示意，隔板116修改为设置在底座11的中部，底座减速器112固定安装在隔板116的上侧，底座电机111固定安装在隔板116
的下侧表面，底座一级同步带轮组件1110可安装于隔板116的上侧或下侧，底座一级同步带轮组件1110传动连接底座电机111的输出轴与底座减速器112输入轴之间，而底座减速器112顶端输出轴与转台驱动轴114中部或底端可通过底座二级同步带轮组件1120传动连接。底座电机111的轴线与底座减速器112的轴线平行，底座电机111的轴线与转台驱动轴114的轴线平行。本实施例中底座减速器112以及转台驱动轴114的底端仍是均高于底座电机111的底端，但底座减速器112已高出底座电机111的顶端，因此本实施例中占有高度尺寸相对较大，不过由于底座电机111与底座减速器112分别安装在两个空间内，所以更便于装配与维修，综上所述，本实施例中底座电机111、底座减速器112以及转台驱动轴114之间传动稳定。
77.图14为本技术实施例提供的底座驱动组件第四种实施例结构简图，可以认为是第三种实施例的垂直翻转变化后结构，如图中所示意，隔板116也设置在底座11的中部，底座减速器112固定安装在隔板116的下侧表面，底座电机111倒装地固定安装在隔板116的上侧，底座一级同步带轮组件1110可安装于隔板116的上侧或下侧，底座一级同步带轮组件1110传动连接底座电机111的输出轴与底座减速器112输入轴之间，而底座减速器112底端输出轴与转台驱动轴114底端可通过底座二级同步带轮组件1120传动连接。底座电机111的轴线与底座减速器112的轴线平行，底座电机111的轴线与转台驱动轴114的轴线平行。本实施例中底座减速器112与底座电机111需要各自占用一定高度空间，因此本实施例中占有高度尺寸相对较大，不过由于底座电机111与底座减速器112分别安装在两个空间内，所以更便于装配与维修，综上所述，本实施例中底座电机111、底座减速器112以及转台驱动轴114之间传动稳定。
78.图15为本技术实施例提供的底座驱动组件第五种实施例结构简图，本图可以认为是第一种实施例的将底座一级同步带轮组件1110位置变化后示意图，如图中所示意，底座电机111以及底座减速器112均固定安装在隔板116的下侧表面，底座一级同步带轮组件1110也安装于隔板116的下侧，底座一级同步带轮组件1110传动连接底座电机111的输出轴与底座减速器112输入轴之间，而底座减速器112底端输出轴与转台驱动轴114底端通过底座二级同步带轮组件1120传动连接。底座电机111的轴线与底座减速器112的轴线平行，底座电机111的轴线与转台驱动轴114的轴线平行。本实施例中底座减速器112以及转台驱动轴114的底端均高于底座电机111的底端，也就是底座电机111与底座减速器112和转台驱动轴114在水平方向上基本重合，且底座减速器112与转台驱动轴114不会单独占用高度空间，如此，底座电机111、底座减速器112以及转台驱动轴114之间传动稳定，且结构紧凑占用空间小。
79.图16为本技术实施例提供的底座驱动组件第六种实施例结构简图，可以认为是第五种实施例的垂直翻转变化，如图中所示意，隔板116修改为设置在底座11的下部，底座电机111以及底座减速器112均固定安装在隔板116的上侧，底座一级同步带轮组件1110也安装于隔板116的上侧，底座一级同步带轮组件1110传动连接底座电机111的输出轴与底座减速器112输入轴之间，而底座减速器112顶端输出轴与转台驱动轴114中部或底端可通过底座二级同步带轮组件1120传动连接。底座电机111的轴线与底座减速器112的轴线平行，底座电机111的轴线与转台驱动轴114的轴线平行。本实施例中底座减速器112以及转台驱动轴114的底端仍是均高于底座电机111的底端，也就是底座电机111与底座减速器112和转台
驱动轴114在水平方向上基本重合，且底座减速器112与转台驱动轴114不会单独占用高度空间，如此，底座电机111、底座减速器112以及转台驱动轴114之间传动稳定，且结构紧凑占用空间小。
80.图17为本技术实施例提供的一种轻量级工业桌面机械臂的立体结构示意图。另一方面，本技术实施例提供一种轻量级工业桌面机械臂，包括如前所述的机械臂的底座驱动组件；桌面机械臂还包括：
81.底座11，
82.转台12，转台12可转动地装配于底座11；
83.大臂17，与转台12枢接；
84.小臂18，与大臂17另一端枢接；以及，
85.末端执行器19，连接与小臂18。
86.根据本技术实施例，转台驱动轴114通过轴承115可转动连接于底座11，底座11内以水平延展的隔板116安装固定轴承115，转台驱动轴114穿过隔板116连接于转台12。
87.本技术实施例中大臂17主要包括大臂主杆和大臂副杆，小臂18主要包括相对设置的小臂主杆和小臂副杆，可理解的是，本实施例中大臂17与小臂18配置为平行四边形组合臂架。其中大臂主杆的第一端设有两左右相对间隔布置的第一铰接部，连接件为左右并列设置的两个且均位于两第一铰接部之间，小臂主杆的第一端设有第二铰接部，第二铰接部位于两连接件之间，两第一铰接部、两连接件以及第二铰接部通过第一铰接轴连接，大臂副杆的第一端和小臂副杆的第一端分别与两连接件的相对两侧相铰接。大臂作为臂体关节结构基础，其通过采用大臂主杆和大臂副杆的双杆体的结构设计，以实现双杆联合支撑，与目前大臂所采用的单杆体的结构设计相比，其加强了支撑强度，提高了安全性；并且，大臂17的大臂副杆与小臂18的小臂副杆之间通过采用双连接件铰接相连的结构设计，与目前采用单个三角连接件相比，其加强了臂体结构之间的连接强度，提高了配合稳定性以及驱动效果；此外，还通过将大臂主杆、小臂主杆和双连接件进行同轴多点铰接设置，以进一步加强臂体结构之间的连接强度。
88.本技术前述实施例中的同步带轮组件是由一根内周表面设有等间距齿的封闭环形胶带和相应的带轮所组成。运动时，带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力，是一种啮合传动，因而具有齿轮传动、链传动和平带传动的各种优点。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，可精密传动，传动平稳，能吸震，噪音小，传动减速比范围大，一般可达1：10，比如本技术实施例中单级同步带轮组速比可以为：1.5/2/3.75/4/5/6，允许线速度可达50m/s，传动效率高，一般可达98％-99％。
89.又一方面，本技术还可以认为提供一种小型工业用桌面级机械臂，包括如前的轻量级工业桌面机械臂的驱动组件。
90.最后一方面本技术还认为是提供一种机器人，包括前述的轻量级工业桌面机械臂，或者包括如前所述的小型工业用桌面级机械臂。
91.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些
要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
92.以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明总的发明构思的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。