專利名稱：關(guān)節(jié)式機器人腕部的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種下述類型的關(guān)節(jié)式機器人腕部，所述類型包括-包括第一和第二端部的第一主體，所述第一主體的所述第一端部意在安裝在可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)的機器人組件上，-包括第一和第二端部的第二主體，所述第二主體的所述第一端部圍繞第二軸線 可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第一主體的所述第二端部上，該第二軸線相對于所述第一軸線傾斜，-包括第一和第二端部的第一主體，所述第三主體的所述第一端部可圍繞第三軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第二主體的所述第二端部上，該第三軸線相對于所述第二軸線傾斜，-其中所述第一和第三軸線都大體正交于所述第二軸線，并且其中在所述機器人腕部的至少一個位置中，所述第一和第三軸線互相大體對齊，-其中所述第一主體包括大體肘形部分，在其底部具有第一開口，第一開口引導(dǎo)朝向所述第二和第三主體，并且在所述機器人腕部的已安裝條件下，第一開口大體與所述第一軸線對齊，-其中所述肘形部分攜載偏置部分，其相對于所述第一開口的軸線大體并置并且間隔開，以及其上設(shè)置所述第一主體的所述第二端部，-其中所述第二主體包括懸臂部分，對應(yīng)于所述第二主體的所述第二端部，其具有大體與所述第三軸線對齊的第二開口，在所述機器人腕部的已安裝條件下，所述第一和第二開口被纜索和/或管穿過以便提供和/或控制與機器人腕部的所述第三主體相關(guān)聯(lián)的裝置，-所述機器人腕部還包括用于驅(qū)動所述第二和第三主體的分別圍繞所述第二和第三軸線旋轉(zhuǎn)的裝置，其中用于驅(qū)動所述第二和第三主體的旋轉(zhuǎn)的所述裝置包括-由所述第一主體攜載的第一馬達，-用于將所述第一馬達的輸出軸的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)剿龅诙黧w的第一齒輪裝置；-由所述第二主體攜載的第二馬達，-以及用于將所述第二馬達的輸出軸的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)剿龅谌黧w的第二齒輪裝置。
背景技術(shù)：
上述類型的機器人腕部被披露在例如日本專利申請JP2006-289503中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進這種類型的機器人腕部，特別是，通過提供更緊湊和更簡單的結(jié)構(gòu)。上述目的通過提供具有權(quán)利要求I的特征的機器人腕部來實現(xiàn)。權(quán)利要求形成參考本發(fā)明的在此所提供的技術(shù)教導(dǎo)的完整部分。


參照附圖，現(xiàn)在將純粹地通過非限制性例子的方式來描述本發(fā)明，附圖中-圖I代表在此描述的機器人腕部的第一實施例的透視圖；-圖2代表沿著由圖I中線II-II示意性所示的縱向剖面所取的剖視圖；
-圖3代表在此描述的機器人腕部的第二實施例的透視圖；-圖4代表由圖3中線IV-IV示意性所示的縱向剖面所取的剖視圖。
具體實施例方式在以下描述中，各種具體細節(jié)被描述以便提供對實施例的全面理解。例如缺少一個或多個這些具體細節(jié)，或者通過其他方法、組成或者材料等來提供實施例。在其他情況下，已知的結(jié)構(gòu)，材料或者操作既沒有被示出，也沒有被詳細描述，以避免對實施例各方面的大量描述。因此，此處所用標記僅僅是為了便利，并不限定保護的范圍或者實施例的范圍。在圖中，參考標記10標識關(guān)節(jié)式機器人腕部。如在本領(lǐng)域所知，這類機器人被安裝在機器人構(gòu)件上，并且設(shè)置有工具或者其他操作裝置，所述工具或者其他操作裝置被供應(yīng)和/或通過與腕部自身結(jié)構(gòu)直接關(guān)聯(lián)的纜索和/或管來控制。這些纜索和/或管在圖中示意性地顯示并且通過標記C來標識。它們定義了什么被稱作機器人腕部的“配線”，機器人腕部在纜索和/或管被安裝在其上時被定義為被“配線”。這些方面在此處不會詳細地被討論，因為它們本身在本領(lǐng)域中是常見的，并且僅在為描述本發(fā)明的腕部所必要的程度上被解釋。腕部10包括第一主體12，其包括第一端部12’和第二端部32。第一端部12’將被安裝在圍繞第一軸線IV旋轉(zhuǎn)的機器人構(gòu)件(未示出)上。腕部10還包括第二主體14，其包括第一端部14’和第二端部24。第一端部14’圍繞相對于第一軸線IV傾斜的第二軸線V能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在主體12的端部32上。此外，機器人腕部10包括第三主體16，其包括第一端部和由標記16”標識的第二端部。如圖中所示，優(yōu)選地第三主體16是環(huán)形主體，其將被與腕部相關(guān)聯(lián)的工具的纜索和/或管穿過，其端部16”具有表面，在該表面上形成用來連接該工具的合適支座。主體16的第一端部圍繞相對于第二軸線V傾斜的第三軸線VI能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在主體14的第二端部24上。軸線IV和VI關(guān)于第二軸線V形成大體90度的角度(換句話說，軸線IV和VI都大體與軸線V正交)。如圖中所示，在機器人腕部空間的給定位置中，這些軸線互相大體定準。具體地，在圖中示出的構(gòu)造對于腕部的所有位置來說都被保持，所述位置相對于所示出的僅由于腕部圍繞軸線IV的旋轉(zhuǎn)來移位。值得注意的是，在本描述中，當(dāng)提及在兩條軸線或直線之間的正交條件時，這可適用于互相相交并且相對于彼此垂直的直線或軸線的情況，也適用于互不相交但是在同一平面上的平行于它們的投影互相形成大體90度的角的直線或者軸線的情況。更具體地，如從圖I到圖4中可見，第一主體12包括肘形主體18，在其基部處具有面朝第二主體14和第三主體16的第一開口 20。在腕部的已安裝條件下，開口 20基本和第一軸線IV對齊。此外，肘形部分攜載偏置部分22，其相對于開口 20的軸線大體并置并且間隔開。第二主體14圍繞第二軸線V可旋轉(zhuǎn)地安裝在該偏置部分上。第二主體14具有與第二主體14的所述第二端部對應(yīng)的懸臂部分24，其具有基本與第三軸線VI對齊的第二開口 26。在機器人腕部的已安裝和已配線條件下，第一開口 20和第二開口 26通過與第三主體16相關(guān)聯(lián)工具的纜索和/或管C穿過。如圖I可見，由于被部分18和22限定的總體構(gòu)造，所以形成了用于纜索和/或管C的通道，以致這些纜索和管被維持在機器人腕部的整體橫向尺寸中，以避免它們可能干涉腕部本身的操作。此外，在機器人的已安裝和已配線條件下，纜索和/或管C延伸它們長度的一部分大體對齊軸線IV，并且延伸它們長度的另一部分大體對齊軸線VI。這種情況提供纜索在機器人腕部操縱過程中經(jīng)受的扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力的最小值的減少。在此描述的機器人腕部中，用于驅(qū)動第二主體和第三主體的旋轉(zhuǎn)的裝置被直接地安裝在腕部自身的結(jié)構(gòu)上。具體地，該驅(qū)動裝置包括第一馬達28，其由第一主體12攜載并驅(qū)動第二主體14的旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動裝置還包括第二馬達30，其被第二主體14攜載并驅(qū)動第三主體16的旋轉(zhuǎn)。如將在下面更詳細地所見，驅(qū)動裝置還包括用于傳遞所述第一馬達28的輸出軸的旋轉(zhuǎn)到所述第二主體14的第一齒輪裝置，和用于傳遞所述第二馬達30的輸出軸的旋轉(zhuǎn)到第三主體16的第二齒輪裝置。在各個實施例以及在附圖中所示的實施例中，第一馬達28由偏置部分22攜載。此外，在其與肘形部分18相反的端部處，第一主體的偏置部分22具有叉形部分32，對應(yīng)于第一主體的所述第二端部部分。該叉形部分32相對于開口20的軸線并置且間隔開，而第二主體14圍繞第二軸線V能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在其上。在各個實施例以及在附圖中所示的實施例中，第二馬達30安裝在第二主體14的端部部分14’上，在叉形部分32的臂32’和32”之間。在各個實施例以及在附圖中所示的實施例中，第二主體14通過其自己的端部部分14’與臂32’和32”可旋轉(zhuǎn)地接合。在各個實施例以及在附圖中所示的實施例中，第二馬達30定向成使得其輸出軸基本平行于第三軸線VI。如圖I到圖4可見，懸臂部分24包括圍繞著基本平行于第三軸線VI的軸線能夠旋轉(zhuǎn)地安裝的軸34，并設(shè)置在該后者(第三軸線)和第二馬達30的輸出軸之間。軸34還攜載接合齒輪38的齒輪36，齒輪38剛性地連接到第二馬達30的輸出軸。軸34攜載接合齒輪42的齒輪40。齒輪42圍繞第三軸線VI可旋轉(zhuǎn)地安裝在懸臂部分24上，并且驅(qū)動第三主體16的旋轉(zhuǎn)。在各個實施例及在附圖中所示的實施例中，齒輪42安裝在由減速器(reducer)裝置44攜載的中空軸43上，減速器裝置44固定于懸臂部分24。具體地，減速器裝置44具有總體環(huán)形形狀，并且由軸43中心地穿過。外部地，減速器裝置44附接于懸臂部分24。第三主體16固定在減速器裝置44上，并且因而與軸43旋轉(zhuǎn)地連接。在各個實施例及在附圖中所示的實施例中，在利用機器人腕部的已配線條件下，減速器裝置44和軸43被上述的纜索和/或管C穿過。在各個實施例及圖I和2中所示的實施例中，馬達28安裝在偏置部分22上，定向成使得其輸出軸基本平行于第二軸線V且與其間隔開。在優(yōu)選實施例中，軸46圍繞基本平行于第二軸線V的軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝在偏置部分22上，并且設(shè)置在該后者(第二軸線)和馬達28的輸出軸之間。軸46攜載被齒輪50接合的第一齒輪48，齒輪50被第一馬達28的 輸出軸攜載。軸46還包括接合齒輪54的齒輪部分52。齒輪54圍繞第二軸線V能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在叉形部分32的臂32’上。具體地，齒輪54受到軸承裝置35可旋轉(zhuǎn)地支撐。該裝置抵靠界定在臂32’中形成的開口 33的邊緣受到齒輪54的阻擋。通過開口 33，用于固定齒輪54的裝置接合第二主體的部分14’，這樣將部分14’和齒輪54旋轉(zhuǎn)地連接。在各個實施例及圖3和4中所示的實施例中，第一馬達28安裝在偏置部分22上，定向成使得其輸出軸基本平行于第一軸線IV，且與該第一軸線間隔開。在該實施例中，接合由軸46攜載的齒輪48的齒輪50不直接連接到第一馬達28的輸出軸，而是相反地，由軸56攜載。軸56圍繞著基本平行 于第二軸線V的軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝在偏置部分22上，并且關(guān)于軸46相對于第二軸線。軸56，借助于在端部處相反于齒輪50的錐形齒輪部分58，接合旋轉(zhuǎn)地固定的第一馬達28的輸出軸的錐形齒輪60。在各個實施例及附圖所示的實施例中，叉形部分32的臂32”，其不含有用于驅(qū)動第二主體14的裝置，具有面朝在臂32’，32”之間的空間的開口 62。臂32”，與開口 62，為第二馬達30的動力纜索(未示出)提供通道。在各個實施例及附圖所示的實施例中，部分14的環(huán)形支撐件64，意在由上述動力纜索穿過，通過軸承裝置63能夠旋轉(zhuǎn)地支撐在相應(yīng)的開口 62內(nèi)。根據(jù)前面所述，分別在繞軸線V和VI的旋轉(zhuǎn)中運動到第二主體和第三主體的傳遞如下所述來獲得當(dāng)?shù)谝获R達28致動時，齒輪50通過接合由軸46攜載的齒輪48來驅(qū)動軸46的旋轉(zhuǎn)。通過其齒輪部分52，軸46驅(qū)動齒輪54的旋轉(zhuǎn)，并且因此驅(qū)動第二主體14。在圖3和4的實施例中，第一馬達28通過致動軸56驅(qū)動齒輪50的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙R達30致動時，齒輪36和齒輪38之間的接合導(dǎo)致軸34的旋轉(zhuǎn)，其通過齒輪40和齒輪42之間的接合傳遞運動到減速器裝置44。減速器裝置44執(zhí)行扭矩的增加，并傳遞運動到第三主體16。最后值得注意的是，上述馬達28和30，以及減速器裝置44，在此處并沒有被詳細地說明，因為它們可以是在機器人領(lǐng)域中普遍使用的任何類型。類似地，在圖中示出的一些結(jié)構(gòu)細節(jié)沒有被說明，以避免不必要的復(fù)雜描述，但總之它們對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。自然地，雖然本發(fā)明的原理是一樣的，但是構(gòu)造細節(jié)和實施例相對于單純通過非限制性例子描述的那些可以廣泛變化，而不偏離由隨附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.關(guān)節(jié)式機器人腕部(10)，包括 -包括第一端部和第二端部的第一主體(12)，所述第一主體(12)的所述第一端部安裝在圍繞第一軸線(IV)能夠旋轉(zhuǎn)的機器人組件上， -包括第一端部和第二端部的第二主體(14)，所述第二主體(14)的所述第一端部圍繞相對于所述第一軸線(IV)傾斜的第二軸線(V)能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第一主體(22)的所述第二端部上， -包括第一端部和第二端部的第三主體(16)，所述第三主體的所述第一端部圍繞相對于所述第二軸線(V)傾斜的第三軸線(VI)能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第二主體(24)的所述第ニ端部上， -其中所述第一軸線和第三軸線(IV，VI)大體正交于所述第二軸線(V)，并且其中在所述機器人腕部的至少ー個位置中，所述第一軸線和第三軸線彼此基本對齊， -其中所述第一主體包括大體肘形部分(18)，其具有帶有第一開ロ(20)的基部，所述第一開ロ面向所述第二主體和第三主體，并且在所述機器人腕部的已安裝條件下布置成與所述第一軸線基本對齊， -其中所述肘形部分(18)攜載偏置部分(22)，其相對于所述第一開ロ(20)的軸線基本井置并且間隔開，其中所述第一主體的所述第二端部設(shè)置在所述偏置部分上， -其中所述第二主體具有與所述第二主體的所述第二端部對應(yīng)的懸臂部分(24)，其具有與所述第三軸線(VI)基本對齊的第二開ロ(26)，并且其中在所述機器人腕部的已安裝條件下，所述第一開口和第二開ロ被用于提供和/或控制與所述機器人腕部的所述第三主體(16)相關(guān)聯(lián)的裝置的纜索和/或管(C)穿過， 所述機器人腕部還包括用于驅(qū)動所述第二主體和第三主體分別圍繞所述第二軸線和第三軸線(V，VI)旋轉(zhuǎn)的裝置，其中用于驅(qū)動所述第二主體和第三主體(14，16)旋轉(zhuǎn)的所述裝置包括 -由所述第一主體(22)攜載的第一馬達(28)， -用于將所述第一馬達(28)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)傳送至所述第二主體(14)的第一齒輪裝置； -由所述第二主體(14)攜載的第二馬達(30)， -用于將所述第二馬達(30)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)傳送至所述第三主體(16)的第二齒輪裝置； 所述機器人腕部的特征在于，所述第一馬達由所述偏置部分(22)攜載，并且在其與所述肘形部分相反的端部處，所述第一主體的所述偏置部分具有與所述第一主體的所述第二端部對應(yīng)的叉形部分(32)，其相對于所述第一開ロ(20)的軸線并置并且間隔開，并且所述第二主體圍繞所述第二軸線(V)能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在其上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機器人腕部，其中所述第二馬達(30)安裝在所述第二主體的所 >述第一端部(14)上以便被設(shè)置在所述叉形部分(32)的臂(32，32”)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2中任一個所述的機器人腕部，其中所述第二主體的所述第一端部(14’ )能夠旋轉(zhuǎn)地接合所述叉形部分(32)的臂(32，32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一個所述的機器人腕部，其中所述叉形部分的第二臂(32”)具有面朝所述叉形部分的所述臂之間的空間的開ロ(62)，并且其中通過所述第一臂(32”)和所述第一臂的所述開ロ(62)，具有用于所述第二馬達(30)的動カ供給的纜索。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機器人腕部，其中所述第一馬達(28)安裝在所述偏置部分(22)內(nèi)，定向成使得其輸出軸相對于所述第二軸線(V)基本平行并且間隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機器人腕部，其中軸(46)圍繞基本平行于所述第二軸線(V)的軸線能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述偏置部分(22)內(nèi)，并且設(shè)置在所述第一馬達(28)的輸出軸和所述第二軸線(V)之間，其中所述偏置部分的所述軸(46)具有與所述第一馬達的輸出軸的齒輪(50)接合的齒輪(48)，和接合齒輪(54)的齒輪(52)，所述齒輪(54)圍繞所述第ニ軸線能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述叉形部分的第一臂(32’ )內(nèi)并且凝轉(zhuǎn)地連接到所述第二主體的所述第一端部(14’)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機器人腕部，其中所述第一馬達(28)安裝在所述偏置部分(22)內(nèi)，定向成使得其輸出軸相對于所述第一軸線(IV)基本平行并且間隔開。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機器人腕部，其中軸(46)圍繞相對于所述第二軸線基本平行并且間隔開的軸線能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述偏置部分(22)內(nèi)， 其中所述第一軸(46)具有接合第一齒輪(54)的齒輪部分(52)，所述第一齒輪(54)圍繞所述第二軸線能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述叉形部分的第一臂(32)內(nèi)，并且旋轉(zhuǎn)地連接到所述第二主體的所述第一端部(14)，并且其中所述第一軸(46)具有第二齒輪(48)，其被旋轉(zhuǎn)地固定到第二軸(56)的第三齒輪(50)接合， 其中所述第二軸(56)圍繞基本平行于所述第二軸線(4)的軸線能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述偏置部分(22)內(nèi)并且關(guān)于所述第一軸與所述第二軸線相對，所述第二軸(56)通過在所述軸相反于所述第三齒輪(50)的端部處的錐形齒輪部分(58)接合對應(yīng)的錐形齒輪(60)，所述錐形齒輪￠0)旋轉(zhuǎn)地固定到所述第一馬達(28)的輸出軸。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個所述的機器人腕部，其中所述第二主體的懸臂部分(24)具有軸(34)，所述軸(34)圍繞基本平行于所述第三軸線(Vi)的軸線能夠旋轉(zhuǎn)地安裝，并且設(shè)置在所述第二馬達(30)的輸出軸和所述第三軸線(VI)之間，其中所述懸臂部分的所述軸(34)具有齒輪(36)，其與旋轉(zhuǎn)地固定到所述第二馬達(30)的輸出軸的齒輪(38)接合；和另ー齒輪(40)，其與圍繞第三軸線(VI)能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在懸臂部分(24)內(nèi)的齒輪(42)接合，且適于驅(qū)動所述第三主體的旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機器人腕部，其中所述懸臂部分的所述齒輪(42)與所述第三主體之間設(shè)置與所述第三軸線同軸的減速器裝置(44)，其被所述懸臂部分(24)攜載，并且適于將所述懸臂部分的齒輪(42)旋轉(zhuǎn)地連接于所述第三部分。
全文摘要
一種關(guān)節(jié)式機器人腕部(10)，包括包括第一和第二端部的第一主體(12)，所述第一主體(12)的所述第一端部意在安裝在圍繞第一軸線(IV)能夠旋轉(zhuǎn)的機器人組件上；包括第一端部和第二端部的第二主體(14)，所述第二主體(14)的所述第一端部圍繞相對于所述第一軸線(IV)傾斜的第二軸線(V)能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第一主體(22)的所述第二端部上；包括第一端部和第二端部的第三主體(16)，所述第三主體的所述第一端部圍繞相對于所述第二軸線(V)傾斜的第三軸線(VI)能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第二主體(24)的所述第二端部上，其中所述第一軸線和第三軸線(IV，VI)相對于所述第二軸線(V)基本正交，并且其中在所述機器人腕部的至少一個位置中，所述第一軸線和第三軸線彼此基本對齊。
文檔編號B25J17/00GK102649276SQ20121009690
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者G·佩爾內(nèi)凱萊, G·帕帕雷拉, M·安帕羅雷 申請人:康茂股份公司