工業(yè)機(jī)器人手腕的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種工業(yè)機(jī)器人手腕，包括小臂以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于小臂一端的腕殼，小臂的另一端設(shè)有垂直電機(jī)和垂直減速機(jī)，垂直減速機(jī)的輸出軸連接有左帶輪，腕殼內(nèi)設(shè)有水平電機(jī)和水平減速機(jī)，腕殼通過(guò)固定軸連接有右?guī)л?，左帶輪和右?guī)л喼g通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。本實(shí)用新型省去了錐齒輪傳動(dòng)，降低了噪聲，同時(shí)減少了機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使其在水平方向的運(yùn)動(dòng)與在豎直方向的運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，不再存在耦合關(guān)系，保證了機(jī)器精度。另外垂直電機(jī)和垂直減速機(jī)前置，有效減小腕殼處的體積，且使同步帶處在低速端，提高了同步帶的使用壽命。
【專利說(shuō)明】工業(yè)機(jī)器人手腕

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)機(jī)器人手腕，屬于工業(yè)機(jī)器人的領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]在一般的工業(yè)機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)中，大部分運(yùn)用錐齒輪傳動(dòng)，以改變傳動(dòng)方向。由于錐齒輪的存在，增加了機(jī)械制造的難度，且錐齒輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。并且，錐齒輪一般都需要潤(rùn)滑，若密封不好，會(huì)造成潤(rùn)滑油滲漏等問(wèn)題。
[0003]同時(shí)，在機(jī)械傳動(dòng)中，一般是減速機(jī)在遠(yuǎn)離電機(jī)端，靠近執(zhí)行端，而同步帶在電機(jī)端，這樣的好處是執(zhí)行端在受外力時(shí)幾乎沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳?zhí)行端很難促使減速機(jī)反轉(zhuǎn)，減速機(jī)有一定的自鎖作用。而在機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)中，要求機(jī)器人手腕前端體積小，便于機(jī)器人作業(yè)，若按照傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將減速機(jī)安排在執(zhí)行端，會(huì)引起機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)體積龐大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種工業(yè)機(jī)器人手腕，去掉現(xiàn)有的錐齒輪傳動(dòng)，且將減速機(jī)設(shè)計(jì)在電機(jī)端，減少機(jī)器人手腕前端體積，并在同一傳動(dòng)環(huán)節(jié)應(yīng)用連桿與同步帶傳動(dòng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種工業(yè)機(jī)器人手腕，包括小臂以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于小臂一端的腕殼，小臂的另一端內(nèi)部固定有垂直電機(jī)以及與垂直電機(jī)的輸出軸相連的垂直減速機(jī)，垂直電機(jī)與垂直減速機(jī)同軸并且與小臂的寬度方向相一致；所述腕殼的內(nèi)部固定有水平電機(jī)以及與水平電機(jī)的輸出軸相連的水平減速機(jī)，水平電機(jī)與水平減速機(jī)同軸并且與小臂的長(zhǎng)度方向相一致；所述垂直減速機(jī)的輸出軸連接有一個(gè)左帶輪，所述腕殼靠近左帶輪的一邊通過(guò)傳動(dòng)軸連接有一個(gè)右?guī)л啠髱л喓陀規(guī)л喼g通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。
[0006]優(yōu)選的，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為連桿和同步帶，連桿通過(guò)固定軸安裝在左帶輪和右?guī)л喩?，同步帶連接在左帶輪和右?guī)л喼g。連桿能夠增加傳動(dòng)的剛度，保證傳動(dòng)精度。同步帶克服連桿傳動(dòng)過(guò)程中的死點(diǎn)，使連桿能夠保持連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]優(yōu)選的，水平減速機(jī)的輸出軸連接有一個(gè)末端法蘭。
[0008]優(yōu)選的，所述同步帶外側(cè)靠近右?guī)л喬幵O(shè)有張緊結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選的，所述張緊結(jié)構(gòu)包括張緊座、位于張緊座上的轉(zhuǎn)動(dòng)套、固定軸以及張緊螺釘，所述張緊座上設(shè)有長(zhǎng)槽形孔，張緊螺釘位于長(zhǎng)槽形孔內(nèi)。
[0010]優(yōu)選的，所述左帶輪與右?guī)л嘄X數(shù)相同，并且固定軸在這兩帶輪上的位置相同。
[0011]優(yōu)選的，所述連桿與固定軸之間有軸承支承，且在左帶輪處為滾動(dòng)軸承，右?guī)л喬帪殛P(guān)節(jié)軸承。
[0012]優(yōu)選的，所述小臂與腕殼之間通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，該軸承位于傳動(dòng)軸和小臂之間；遠(yuǎn)離兩帶輪端也軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，其軸承安裝在腕殼與軸承座之間。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型省去了錐齒輪傳動(dòng)，降低了噪聲，同時(shí)減少了機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使腕殼、水平電機(jī)、水平減速機(jī)和末端法蘭在水平方向的運(yùn)動(dòng)與末端法蘭在豎直方向的運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，不再存在耦合關(guān)系，保證了機(jī)器精度。同時(shí)腕殼在水平方向的正反運(yùn)動(dòng)是垂直電機(jī)的轉(zhuǎn)速先通過(guò)水平減速機(jī)減速后，再經(jīng)過(guò)同步帶的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣的好處是可以有效減小腕殼處的體積，且使同步帶處在低速端，提高了同步帶的使用壽命。連桿的應(yīng)用，保證了水平方向運(yùn)動(dòng)的精度，實(shí)現(xiàn)扭矩的傳動(dòng)。關(guān)節(jié)軸承的運(yùn)用，補(bǔ)償連桿加工的誤差，方便了連桿的裝配。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的A-A剖面圖；
[0016]圖3為圖1的B-B剖面圖；
[0017]圖中:1、小臂，2、垂直電機(jī)，3、水平電機(jī)，4、軸承座，5、腕殼，6、水平減速機(jī),7、末端法蘭，8、右?guī)л啠?、傳動(dòng)軸，10、張緊結(jié)構(gòu)，11、左帶輪，12、同步帶，13、水平減速機(jī)，14、連桿，15、固定軸，16、軸用擋圈，17、支承軸承。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明和限定。
[0019]本實(shí)用新型包括小臂1、垂直電機(jī)2、水平電機(jī)3、軸承座4、腕殼5、水平減速機(jī)6、末端法蘭7、右?guī)л?、傳動(dòng)軸9、張緊結(jié)構(gòu)1、左帶輪11、同步帶12、水平減速機(jī)13、連桿14、固定軸15、軸用擋圈16、軸承17。
[0020]小臂I 一端通過(guò)位于軸承座4與腕殼5之間的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端內(nèi)部安裝有垂直電機(jī)2和垂直減速機(jī)13，垂直電機(jī)2的輸出軸與垂直減速機(jī)13的輸入軸相連,垂直電機(jī)2和垂直減速機(jī)13同軸并且與小臂I的寬度方向相一致。腕殼5內(nèi)固定有水平電機(jī)3和水平減速機(jī)6，水平電機(jī)3的輸出軸與水平減速機(jī)6的輸入軸相連，水平減速機(jī)6的輸出軸連接有一個(gè)末端法蘭7。垂直減速機(jī)13的輸出軸通過(guò)螺釘連接左帶輪11，右?guī)л?固定在傳動(dòng)軸9上，傳動(dòng)軸9與腕殼5相連，左帶輪11和右?guī)л?通過(guò)連桿14和同步帶12傳動(dòng)。
[0021]至此，當(dāng)垂直電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速通過(guò)垂直減速機(jī)13的減速以及連桿14和同步帶12的傳動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)腕殼5、水平電機(jī)3、水平減速機(jī)6和末端法蘭7在水平方向的正反運(yùn)動(dòng)，即圖中箭頭I所標(biāo)示方向。當(dāng)水平電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速通過(guò)水平減速機(jī)6的減速后帶動(dòng)末端法蘭7在豎直方向的正反運(yùn)動(dòng)，即圖中箭頭2所標(biāo)示的方向的正反運(yùn)動(dòng)。
[0022]本實(shí)施例的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，連桿14能夠增加傳動(dòng)的剛度，保證傳動(dòng)精度，實(shí)現(xiàn)扭矩的傳動(dòng)，同步帶克服連桿14傳動(dòng)過(guò)程中的死點(diǎn)，使連桿能夠保持連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。連桿14通過(guò)固定軸15安裝在左帶輪11和右?guī)л?上，為了使固定軸15的位置固定，固定軸15外設(shè)有軸用擋圈16，在軸用擋圈16和連桿14之間設(shè)有軸承17。在靠近左帶輪11處，所述軸承17是滾動(dòng)軸承；在靠近右?guī)л?處，所述軸承17是關(guān)節(jié)軸承。關(guān)節(jié)軸承的運(yùn)用，補(bǔ)償連桿14加工的誤差，方便了連桿14的裝配。
[0023]本實(shí)施例中，所述左帶輪11與右?guī)л?齒數(shù)相同，并且固定軸15在這兩帶輪上的位置相同。
[0024]本實(shí)施例中，所述同步帶12可以通過(guò)張緊結(jié)構(gòu)10張緊到合適程度。所述張緊結(jié)構(gòu)10包括張緊座、轉(zhuǎn)動(dòng)套以及位于轉(zhuǎn)動(dòng)套內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸,所述張緊座上設(shè)有一個(gè)以上的長(zhǎng)槽形孔，每個(gè)長(zhǎng)槽形孔內(nèi)設(shè)有一個(gè)調(diào)節(jié)同步帶張緊度的張緊螺釘。另外，在軸承座的里面有一個(gè)軸承，該軸承可以在腕殼5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)降低對(duì)電機(jī)線纜的磨損。
[0025]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，易于實(shí)現(xiàn)，能夠保證機(jī)器精度。去掉錐齒輪，可以降低噪聲和機(jī)械加工難度；將垂直減速機(jī)13前置，可以有效減小腕殼5處結(jié)構(gòu)體積(腕體體積減小，可以提高機(jī)器人的適應(yīng)性，特別是當(dāng)機(jī)器人手腕進(jìn)入狹小空間時(shí))，同時(shí)由于同步帶12轉(zhuǎn)速的減小可以提高其使用壽命；軸承15可以有效減少線纜摩損，提高線纜使用壽命，增加機(jī)器的可靠性。
[0026]本實(shí)用新型上述實(shí)施方案，只是舉例說(shuō)明，不是僅有的，所有在本實(shí)用新型范圍內(nèi)或等同本實(shí)用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實(shí)用新型包圍。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)機(jī)器人手腕，包括小臂(I)以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于小臂(I) 一端的腕殼(5)，其特征在于:小臂(I)的另一端內(nèi)部固定有垂直電機(jī)(2)以及與垂直電機(jī)(2)的輸出軸相連的垂直減速機(jī)(13)，垂直電機(jī)(2)與垂直減速機(jī)(13)同軸并且與小臂(I)的寬度方向相一致；所述腕殼(5)的內(nèi)部固定有水平電機(jī)(3)以及與水平電機(jī)(3)的輸出軸相連的水平減速機(jī)(6)，水平電機(jī)(3)與水平減速機(jī)(6)同軸并且與小臂(I)的長(zhǎng)度方向相一致；所述垂直減速機(jī)(13)的輸出軸連接有一個(gè)左帶輪(11)，所述腕殼(5)靠近左帶輪(11)的一邊通過(guò)傳動(dòng)軸(9)連接有一個(gè)右?guī)л?8),左帶輪(11)和右?guī)л?8)之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人手腕，其特征在于:所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為連桿(14)和同步帶(12),連桿(14)通過(guò)固定軸(15)安裝在左帶輪(11)和右?guī)л?8)上，同步帶(12)連接在左帶輪(11)和右?guī)л?8 )之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)機(jī)器人手腕，其特征在于:水平減速機(jī)(6)的輸出軸連接有一個(gè)末端法蘭(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)機(jī)器人手腕，其特征在于:所述同步帶(12)外側(cè)靠近右?guī)л?8)處設(shè)有張緊結(jié)構(gòu)(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)機(jī)器人手腕，其特征在于:所述張緊結(jié)構(gòu)(10)包括張緊座、位于張緊座上的轉(zhuǎn)動(dòng)套、固定軸以及張緊螺釘，所述張緊座上設(shè)有一個(gè)以上的長(zhǎng)槽形孔，張緊螺釘位于長(zhǎng)槽形孔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)機(jī)器人手腕，其特征在于:所述左帶輪(11)與右?guī)л?8 )齒數(shù)相同，并且固定軸(15 )在這兩帶輪上的位置相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)機(jī)器人手腕，其特征在于:所述連桿(14)與固定軸(15)之間有支承軸承(17)，且在左帶輪(11)處為滾動(dòng)軸承，右?guī)л?8)處為關(guān)節(jié)軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人手腕，其特征在于:所述小臂(I)與腕殼(5)之間通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，該軸承位于傳動(dòng)軸(9)和小臂(I)之間；遠(yuǎn)離兩帶輪端也為軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，軸承安裝于腕殼(5)與軸承座(4)之間。
【文檔編號(hào)】B25J17/02GK204136064SQ201420628197
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】徐會(huì)正, 金曉龍 申請(qǐng)人:濟(jì)南時(shí)代試金試驗(yàn)機(jī)有限公司, 時(shí)代集團(tuán)公司