本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人噴涂技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種噴涂機(jī)器人中空手腕結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在噴涂行業(yè)，由于噴涂工作環(huán)境污染嚴(yán)重，對人危害大，越來越多的企業(yè)采用噴涂機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化噴涂作業(yè)。但由于噴涂所使用的噴槍或旋杯上面，所接的油漆管路和控制管路較多，如果這些管線布置在手腕的外面，會(huì)對噴涂機(jī)器人的作業(yè)范圍和路徑形成干擾，影響噴涂質(zhì)量和噴涂效率，因此有必要設(shè)計(jì)一種內(nèi)部中空，可以讓油漆管路和控制管路從內(nèi)部穿過的中空手腕，且手腕結(jié)構(gòu)緊湊，自重輕，配套使用在噴涂機(jī)器人上，以提升噴涂機(jī)器人的性能。

1、現(xiàn)有的機(jī)器人噴涂手腕結(jié)構(gòu)復(fù)雜或內(nèi)部不中空或內(nèi)部中空直徑小于50mm；

2、油漆及控制管路在手腕部的布置不方便。

如中國專利號為201520655960.1的一種工業(yè)機(jī)器人腕部中空偏置結(jié)構(gòu)，雖采用了中空設(shè)計(jì)，但是存在以下不足：

1、整體尺寸長，且重量重，動(dòng)作不靈活；

2、手腕折疊角度小，噴涂覆蓋區(qū)域不夠；

3、內(nèi)部中通孔徑過小，不能滿足噴涂設(shè)備要求。

因此，迫切需求一種新的中空手腕結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)出可實(shí)現(xiàn)4軸、5軸、6軸的無限制旋轉(zhuǎn)，且結(jié)構(gòu)緊湊的一種噴涂機(jī)器人中空手腕結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通孔直徑大，內(nèi)部通孔完全密封，可隔絕手腕部齒輪的潤滑油脂。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種噴涂機(jī)器人中空手腕結(jié)構(gòu)，包括4軸手腕固定座、5軸手腕固定座、6軸手腕固定座、5軸內(nèi)部中空彎管、6軸內(nèi)部中空彎管、4軸驅(qū)動(dòng)齒輪、末端輸出法蘭，所述4軸手腕固定座通過4軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承與5軸手腕固定座套裝，4軸手腕固定座固定在外接的噴涂機(jī)器人的工藝臂上；所述5軸手腕固定座與4軸驅(qū)動(dòng)齒輪相連，4軸驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，可帶動(dòng)5軸手腕固定座繞4軸軸線旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了4軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述6軸手腕固定座連接有5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述6軸內(nèi)部中空彎管的兩側(cè)與6軸手腕固定座相連，以確保6軸內(nèi)部中空彎管與6軸手腕固定座保持相同姿態(tài)，無相對運(yùn)動(dòng)；所述5軸內(nèi)部中空彎管套裝在5軸手腕固定座內(nèi)，5軸內(nèi)部中空彎管的兩側(cè)通過螺栓與5軸手腕固定座相連，以確保5軸內(nèi)部中空彎管、5軸手腕固定座的姿態(tài)保持相同，無相對運(yùn)動(dòng)；所述5軸手腕固定座與5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；所述5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)套裝有6軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這樣6軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以相對運(yùn)動(dòng)；所述末端輸出法蘭通過末端法蘭支撐軸承與6軸手腕固定座上遠(yuǎn)離4軸手腕固定座的一端相連。本發(fā)明的可以實(shí)現(xiàn)4軸、5軸、6軸的無限制旋轉(zhuǎn)，4軸、5軸、6軸的相鄰的夾角均為110°，5軸內(nèi)部中空彎管、6軸內(nèi)部中空彎管的中空直接可達(dá)70mm，滿足市場現(xiàn)有噴涂機(jī)器人末端手腕的過線要求。

所述5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)齒輪、第二驅(qū)動(dòng)齒輪和第三驅(qū)動(dòng)齒輪，所述第一驅(qū)動(dòng)齒輪與第二驅(qū)動(dòng)齒輪按照軸線重合的方式相連，第二驅(qū)動(dòng)齒輪通過5軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承與5軸手腕固定座相連，所述第三驅(qū)動(dòng)齒輪通過軸承一與5軸手腕固定座相連，所述第三驅(qū)動(dòng)齒輪通過螺栓固定在6軸手腕固定座上，從而可帶動(dòng)6軸手腕固定座繞著5軸的軸線旋轉(zhuǎn)，所述第三驅(qū)動(dòng)齒輪與第二驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過第三驅(qū)動(dòng)齒輪與第二驅(qū)動(dòng)齒輪的嚙合傳遞動(dòng)力，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳送到5軸手腕固定座的另一端，實(shí)現(xiàn)了5軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于5軸手腕固定座是110°的彎角結(jié)構(gòu)，通過這一組合，可實(shí)現(xiàn)4軸和5軸旋轉(zhuǎn)中心的110°偏交結(jié)構(gòu)，

所述6軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第四驅(qū)動(dòng)齒輪、第五驅(qū)動(dòng)齒輪、第六驅(qū)動(dòng)齒輪、第七驅(qū)動(dòng)齒輪、第八驅(qū)動(dòng)齒輪，第四驅(qū)動(dòng)齒輪通過6軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承二與第一驅(qū)動(dòng)齒輪相連，第四驅(qū)動(dòng)齒輪與第五驅(qū)動(dòng)齒輪按照軸線重合的方式相連，第五驅(qū)動(dòng)齒輪通過6軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承一與第二驅(qū)動(dòng)齒輪相連，第七驅(qū)動(dòng)齒輪通過軸承二與第三驅(qū)動(dòng)齒輪相連，第六驅(qū)動(dòng)齒輪與第七驅(qū)動(dòng)齒輪固連，第八驅(qū)動(dòng)齒輪與末端輸出法蘭固連，從而末端輸出法蘭可以隨著6軸手腕固定座一起繞著6軸軸心旋轉(zhuǎn)，第八驅(qū)動(dòng)齒輪通過末端法蘭支撐軸承與6軸手腕固定座相連。當(dāng)?shù)谒尿?qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，可進(jìn)一步帶動(dòng)第五驅(qū)動(dòng)齒輪、第六驅(qū)動(dòng)齒輪、第七驅(qū)動(dòng)齒輪、第八驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其中第四驅(qū)動(dòng)齒輪、第五驅(qū)動(dòng)齒輪繞著4軸的軸心旋轉(zhuǎn)，第六驅(qū)動(dòng)齒輪、第七驅(qū)動(dòng)齒輪繞著5軸的軸心旋轉(zhuǎn)，第八驅(qū)動(dòng)齒輪繞著6軸的軸心旋轉(zhuǎn)，如此一次傳遞，可以實(shí)現(xiàn)6軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且6軸的軸線與5軸的軸線之間的夾角為110°。

所述4軸手腕固定座上靠近4軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承的位置處安裝有4軸密封件，以防止灰塵進(jìn)入4軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承內(nèi)。

所述5軸手腕固定座上靠近軸承一的位置處安裝有5軸密封件，以防止灰塵進(jìn)入到軸承一內(nèi)。

所述6軸手腕固定座上靠近末端法蘭支撐軸承的位置處安裝有6軸密封件，以防止灰塵進(jìn)入到末端法蘭支撐軸承內(nèi)。

所述5軸內(nèi)部中空彎管的兩端與第五驅(qū)動(dòng)齒輪、第六驅(qū)動(dòng)齒輪均通過內(nèi)部彎管密封件實(shí)現(xiàn)密封。

所述4軸手腕固定座的內(nèi)部設(shè)有與第四驅(qū)動(dòng)齒輪通過內(nèi)部彎管密封件密封連接的中空通道，以隔絕污染。

所述5軸內(nèi)部中空彎管、6軸內(nèi)部中空彎管首尾相連，形成了與手腕齒輪潤滑區(qū)相互隔離的內(nèi)部通道，可供噴槍管路使用。

4軸手腕固定座、5軸手腕固定座、6軸手腕固定座、5軸內(nèi)部中空彎管、6軸內(nèi)部中空彎管均采用碳纖維復(fù)合材料制成。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明自身重量輕，內(nèi)部通孔大，整體尺寸緊湊，且各軸運(yùn)動(dòng)范圍不受限制，可適配各種噴槍和旋杯，大大提高了噴涂機(jī)器人的適用范圍和工作效率。本發(fā)明的各軸夾角110°，可保證最大的噴涂覆蓋區(qū)域，較大的內(nèi)部通過，可提高內(nèi)部線纜的使用壽命，通過其中的管線不易損壞，特別適合噴涂行業(yè)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的4軸驅(qū)動(dòng)齒輪、第一驅(qū)動(dòng)齒輪、第二驅(qū)動(dòng)齒輪、第四驅(qū)動(dòng)齒輪、第五驅(qū)動(dòng)齒輪連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的5軸內(nèi)部中空彎管、6軸內(nèi)部中空彎管、末端輸出法蘭連接的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1所示，圖中的a、b、c分別代表4軸軸線、5軸軸線、6軸軸線。

如圖2至圖5所示，一種噴涂機(jī)器人中空手腕結(jié)構(gòu)，包括4軸手腕固定座1、5軸手腕固定座2、6軸手腕固定座3、5軸內(nèi)部中空彎管4、6軸內(nèi)部中空彎管5、4軸驅(qū)動(dòng)齒輪6、末端輸出法蘭10，所述4軸手腕固定座1通過4軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承9與5軸手腕固定座2套裝，4軸手腕固定座1固定在外接的噴涂機(jī)器人的工藝臂上；所述5軸手腕固定座2與4軸驅(qū)動(dòng)齒輪6相連，4軸驅(qū)動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)時(shí)，可帶動(dòng)5軸手腕固定座2繞4軸軸線旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了4軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述6軸手腕固定座3連接有5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7；所述6軸內(nèi)部中空彎管5的兩側(cè)與6軸手腕固定座3相連，以確保6軸內(nèi)部中空彎管5與6軸手腕固定座3保持相同姿態(tài)，無相對運(yùn)動(dòng)；所述5軸內(nèi)部中空彎管4套裝在5軸手腕固定座2內(nèi)，5軸內(nèi)部中空彎管4的兩側(cè)通過螺栓與5軸手腕固定座2相連，以確保5軸內(nèi)部中空彎管4、5軸手腕固定座2的姿態(tài)保持相同，無相對運(yùn)動(dòng)；所述5軸手腕固定座2與5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7相連；所述5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7內(nèi)套裝有6軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8，這樣6軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8與5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7可以相對運(yùn)動(dòng)；所述末端輸出法蘭10通過末端法蘭支撐軸承18與6軸手腕固定座3上遠(yuǎn)離4軸手腕固定座1的一端相連。本發(fā)明的可以實(shí)現(xiàn)4軸、5軸、6軸的無限制旋轉(zhuǎn)，4軸、5軸、6軸的相鄰的夾角均為110°，5軸內(nèi)部中空彎管4、6軸內(nèi)部中空彎管5的中空直接可達(dá)70mm，滿足市場現(xiàn)有噴涂機(jī)器人末端手腕的過線要求。

所述5軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括第一驅(qū)動(dòng)齒輪7.1、第二驅(qū)動(dòng)齒輪7.2和第三驅(qū)動(dòng)齒輪7.3，所述第一驅(qū)動(dòng)齒輪7.1與第二驅(qū)動(dòng)齒輪7.2按照軸線重合的方式相連，第二驅(qū)動(dòng)齒輪7.2通過5軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承11與5軸手腕固定座2相連，所述第三驅(qū)動(dòng)齒輪7.3通過軸承一19與5軸手腕固定座2相連，所述第三驅(qū)動(dòng)齒輪7.3通過螺栓固定在6軸手腕固定座3上，從而可帶動(dòng)6軸手腕固定座3繞著5軸的軸線旋轉(zhuǎn)，所述第三驅(qū)動(dòng)齒輪7.3與第二驅(qū)動(dòng)齒輪7.2嚙合實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪7.1旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過第三驅(qū)動(dòng)齒輪7.3與第二驅(qū)動(dòng)齒輪7.2的嚙合傳遞動(dòng)力，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳送到5軸手腕固定座2的另一端，實(shí)現(xiàn)了5軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于5軸手腕固定座2是110°的彎角結(jié)構(gòu)，通過這一組合，可實(shí)現(xiàn)4軸和5軸旋轉(zhuǎn)中心的110°偏交結(jié)構(gòu)，

所述6軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8包括第四驅(qū)動(dòng)齒輪8.1、第五驅(qū)動(dòng)齒輪8.2、第六驅(qū)動(dòng)齒輪8.3、第七驅(qū)動(dòng)齒輪8.4、第八驅(qū)動(dòng)齒輪8.5，第四驅(qū)動(dòng)齒輪8.1通過6軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承二13與第一驅(qū)動(dòng)齒輪7.1相連，第四驅(qū)動(dòng)齒輪8.1與第五驅(qū)動(dòng)齒輪8.2按照軸線重合的方式相連，第五驅(qū)動(dòng)齒輪8.2通過6軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承一12與第二驅(qū)動(dòng)齒輪7.2相連，第七驅(qū)動(dòng)齒輪8.4通過軸承二20與第三驅(qū)動(dòng)齒輪7.3相連，第六驅(qū)動(dòng)齒輪8.3與第七驅(qū)動(dòng)齒輪8.4固連，第八驅(qū)動(dòng)齒輪8.5與末端輸出法蘭10固連，從而末端輸出法蘭10可以隨著6軸手腕固定座3一起繞著6軸軸心旋轉(zhuǎn)，第八驅(qū)動(dòng)齒輪8.5通過末端法蘭支撐軸承18與6軸手腕固定座3相連。當(dāng)?shù)谒尿?qū)動(dòng)齒輪8.1旋轉(zhuǎn)時(shí)，可進(jìn)一步帶動(dòng)第五驅(qū)動(dòng)齒輪8.2、第六驅(qū)動(dòng)齒輪8.3、第七驅(qū)動(dòng)齒輪8.4、第八驅(qū)動(dòng)齒輪8.5轉(zhuǎn)動(dòng)，其中第四驅(qū)動(dòng)齒輪8.1、第五驅(qū)動(dòng)齒輪8.2繞著4軸的軸心旋轉(zhuǎn)，第六驅(qū)動(dòng)齒輪8.3、第七驅(qū)動(dòng)齒輪8.4繞著5軸的軸心旋轉(zhuǎn)，第八驅(qū)動(dòng)齒輪8.5繞著6軸的軸心旋轉(zhuǎn)，如此一次傳遞，可以實(shí)現(xiàn)6軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且6軸的軸線與5軸的軸線之間的夾角為110°，增大了手腕而對工作范圍。

所述4軸手腕固定座1上靠近4軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承9的位置處安裝有4軸密封件14，以防止灰塵進(jìn)入4軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承9內(nèi)。

所述5軸手腕固定座2上靠近軸承一19的位置處安裝有5軸密封件15，以防止灰塵進(jìn)入到軸承一19內(nèi)。

所述6軸手腕固定座3上靠近末端法蘭支撐軸承18的位置處安裝有6軸密封件16，以防止灰塵進(jìn)入到末端法蘭支撐軸承18內(nèi)。

所述5軸內(nèi)部中空彎管4的兩端與第五驅(qū)動(dòng)齒輪8.2、第六驅(qū)動(dòng)齒輪8.3均通過內(nèi)部彎管密封件17實(shí)現(xiàn)密封。

所述4軸手腕固定座1的內(nèi)部設(shè)有與第四驅(qū)動(dòng)齒輪8.1通過內(nèi)部彎管密封件17密封連接的中空通道21；

所述5軸內(nèi)部中空彎管4、6軸內(nèi)部中空彎管5首尾相連，形成了與手腕齒輪潤滑區(qū)相互隔離的內(nèi)部通道，可供噴槍管路使用。

4軸手腕固定座1、5軸手腕固定座2、6軸手腕固定座3、5軸內(nèi)部中空彎管4、6軸內(nèi)部中空彎管5均采用碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過3D打印制成，可保證內(nèi)部通孔直徑大。

使用時(shí)，根據(jù)實(shí)際的工作需求以對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作，從而執(zhí)行不同的動(dòng)作。即驅(qū)動(dòng)4軸驅(qū)動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)，可帶動(dòng)5軸手腕固定座2繞4軸軸線旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了4軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)齒輪7.1旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過第三驅(qū)動(dòng)齒輪7.3與第二驅(qū)動(dòng)齒輪7.2的嚙合傳遞動(dòng)力，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳送到5軸手腕固定座2的另一端，以實(shí)現(xiàn)了5軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)第四驅(qū)動(dòng)齒輪8.1旋轉(zhuǎn)時(shí)，借助于第五驅(qū)動(dòng)齒輪8.2、第六驅(qū)動(dòng)齒輪8.3、第七驅(qū)動(dòng)齒輪8.4、第八驅(qū)動(dòng)齒輪8.5傳遞動(dòng)力，使末端輸出法蘭10可以隨著6軸手腕固定座3一起繞著6軸軸心旋轉(zhuǎn)，從而可進(jìn)行相應(yīng)的噴涂加工。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，將4軸驅(qū)動(dòng)齒輪6、第一驅(qū)動(dòng)齒輪7.1、第四驅(qū)動(dòng)齒輪8.1集中放置，縮小了空間，且方便維護(hù)和安裝；4軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承9、5軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承11、6軸旋轉(zhuǎn)支撐軸承二13采用特殊設(shè)計(jì)的薄壁軸承，重量輕，內(nèi)部通孔大；本發(fā)明的5軸內(nèi)部中空彎管4、6軸內(nèi)部中空彎管5的密封設(shè)計(jì)，還能滿足旋轉(zhuǎn)的功能。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。