本實用新型涉及智能機器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種機器人及其臂部結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

噴涂機器人又叫噴漆機器人，是可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的機器人。噴涂機器人一般包括多個依次轉(zhuǎn)動連接的機械臂，位于末端的機械臂上安裝有噴涂機構(gòu)(位于噴涂機器人手腕部分)進行噴涂作業(yè)，且末端的噴涂機構(gòu)具有多個自由度的運動，機械臂內(nèi)設(shè)置有用于驅(qū)動噴涂機構(gòu)沿多個自由度運動的驅(qū)動機構(gòu)。

然而，現(xiàn)有的噴涂機器人的各個驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動電機均是安裝在靠近各自需要驅(qū)動的關(guān)節(jié)臂的部位，這樣，噴涂機器人的各個驅(qū)動電機分布較為分散，會使得噴涂機器人的支撐臂的負載較大，容易出現(xiàn)頭重腳輕的情況，無法保證噴涂機器人的工作穩(wěn)定性，且不能實現(xiàn)對噴涂機器人的集中散熱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種機器人及其臂部結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的噴涂機器人的各個驅(qū)動電機布置較為分散的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種機器人的臂部結(jié)構(gòu)，包括：支撐臂；腕部，可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在支撐臂的第一端；末端臂，可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在腕部上；第一驅(qū)動電機，用于驅(qū)動支撐臂繞其軸線轉(zhuǎn)動；第三驅(qū)動電機，用于驅(qū)動末端臂轉(zhuǎn)動；肘關(guān)節(jié)，設(shè)置在支撐臂的第二端，第一驅(qū)動電機和第三驅(qū)動電機均安裝在肘關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)殼體內(nèi)。

進一步地，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第一減速機，第一驅(qū)動電機的驅(qū)動軸與第一減速機驅(qū)動連接，第一減速機與支撐臂傳動連接；第一減速機安裝在肘關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)殼體內(nèi)。

進一步地，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第一傳動組件，第一傳動組件設(shè)置在第一減速機與支撐臂之間，第一減速機通過第一傳動組件與支撐臂連接。

進一步地，第一傳動組件包括：第一齒輪軸，第一減速機的輸出軸與第一齒輪軸通過第一夾頭連接；第一傳動齒輪，第一齒輪軸與第一傳動齒輪相嚙合，第一傳動齒輪與支撐臂傳動連接。

進一步地，第一傳動組件還包括第一傳動法蘭，第一傳動齒輪通過第一傳動法蘭與支撐臂連接。

進一步地，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第三減速機，第三驅(qū)動電機的驅(qū)動軸與第三減速機驅(qū)動連接，第三減速機與末端臂傳動連接；第三減速機安裝在肘關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)殼體內(nèi)。

進一步地，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第三傳動組件，第三傳動組件設(shè)置在第三減速機與末端臂之間，第三減速機通過第三傳動組件與末端臂連接。

進一步地，第三傳動組件還包括：第四齒輪軸，第三減速機的輸出軸與第四齒輪軸通過第三夾頭連接；第二齒輪組件，第四齒輪軸與第二齒輪組件傳動連接，第二齒輪組件與末端臂傳動連接。

進一步地，第二齒輪組件包括：第二輸入齒輪，第二輸入齒輪與第四齒輪軸相嚙合；第二輸出齒輪，第二輸出齒輪與第二輸入齒輪通過第二連接管連接，第二輸出齒輪與末端臂傳動連接。

進一步地，第二齒輪組件還包括：過渡盤，過渡盤設(shè)置在第二連接管與末端臂之間，第二連接管通過過渡盤與第二輸出齒輪連接。

進一步地，第三傳動組件還包括：第五齒輪軸，第五齒輪軸與第二輸出齒輪相嚙合；第二傳動軸，第二傳動軸與第五齒輪軸通過第三聯(lián)軸器連接，第二傳動軸與末端臂傳動連接。

進一步地，第三傳動組件還包括：第二蝸桿，第二蝸桿與第二傳動軸通過第四聯(lián)軸器連接；第二渦輪，第二蝸桿與第二渦輪相嚙合，第二渦輪通過傳動齒輪副與末端臂連接。

進一步地，傳動齒輪副包括：第二傳動齒輪，第二傳動齒輪與第二渦輪通過中心軸連接；第三傳動齒輪，第二傳動齒輪與第三傳動齒輪相嚙合，第三傳動齒輪安裝在末端臂上。

進一步地，第二傳動齒輪和第三傳動齒輪均為錐齒輪。

根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種機器人，包括臂部結(jié)構(gòu)，臂部結(jié)構(gòu)為上述的臂部結(jié)構(gòu)。

本實用新型中的機器人的臂部結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動電機和第三驅(qū)動電機，第一驅(qū)動電機用于驅(qū)動支撐臂繞其軸線轉(zhuǎn)動，第三驅(qū)動電機用于驅(qū)動末端臂轉(zhuǎn)動，且第一驅(qū)動電機和第三驅(qū)動電機均安裝在后置于支撐臂的肘關(guān)節(jié)內(nèi)，這樣，便可以實現(xiàn)該臂部結(jié)構(gòu)的各個驅(qū)動電機的集成，使各個驅(qū)動電機集中布置，進而減少支撐臂所承受的重量，且可以集中對這些驅(qū)動電機進行散熱處理，解決現(xiàn)有技術(shù)中的噴涂機器人的各個驅(qū)動電機布置較為分散的問題。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本實用新型的機器人的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了圖1中的機器人的臂部結(jié)構(gòu)的一個視角的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖3示出了圖1中的機器人的臂部結(jié)構(gòu)的另一個視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

10、支撐臂；11、主筒體；12、支撐筒體；13、支撐端蓋；20、腕部；30、末端臂；41、第一驅(qū)動電機；42、第二驅(qū)動電機；43、第三驅(qū)動電機；51、第一減速機；52、第二減速機；53、第三減速機；61、第一齒輪軸；62、第二齒輪軸；63、第三齒輪軸；64、第四齒輪軸；65、第五齒輪軸；71、第一夾頭；72、第二夾頭；73、第三夾頭；74、第一安裝座；75、第二安裝座；76、第三安裝座；81、第一傳動齒輪；82、第二傳動齒輪；83、第三傳動齒輪；91、第一傳動法蘭；92、第二傳動法蘭；101、第一輸入齒輪；102、第一輸出齒輪；103、第二輸入齒輪；104、第二輸出齒輪；111、第一連接管；112、第二連接管；113、過渡盤；121、第一傳動軸；122、第二傳動軸；131、第一聯(lián)軸器；132、第二聯(lián)軸器；133、第三聯(lián)軸器；134、第四聯(lián)軸器；141、第一渦輪；142、第二渦輪；143、第一蝸桿；144、第二蝸桿；151、中心軸；152、中空管；210、底座；220、腰關(guān)節(jié)；230、擺動臂；240、肘關(guān)節(jié)；241、主殼體；242、關(guān)節(jié)端蓋。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。

本實用新型提供了一種機器人的臂部結(jié)構(gòu)，請參考圖1至圖3，該臂部結(jié)構(gòu)包括：支撐臂10；腕部20，可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在支撐臂10的第一端；末端臂30，可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在腕部20上；第一驅(qū)動電機41，用于驅(qū)動支撐臂10繞其軸線轉(zhuǎn)動；第三驅(qū)動電機43，用于驅(qū)動末端臂30轉(zhuǎn)動；肘關(guān)節(jié)240，設(shè)置在支撐臂10的第二端，第一驅(qū)動電機41和第三驅(qū)動電機43均安裝在肘關(guān)節(jié)240的關(guān)節(jié)殼體內(nèi)。

本實用新型中的機器人的臂部結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動電機41和第三驅(qū)動電機43，第一驅(qū)動電機41用于驅(qū)動支撐臂10繞其軸線轉(zhuǎn)動，第三驅(qū)動電機43用于驅(qū)動末端臂30轉(zhuǎn)動，且第一驅(qū)動電機41和第三驅(qū)動電機43均安裝在后置于支撐臂10的肘關(guān)節(jié)240內(nèi)，這樣，便可以實現(xiàn)該臂部結(jié)構(gòu)的各個驅(qū)動電機的集成，使各個驅(qū)動電機集中布置，進而減少支撐臂10所承受的重量，且可以集中對這些驅(qū)動電機進行散熱處理，解決現(xiàn)有技術(shù)中的噴涂機器人的各個驅(qū)動電機布置較為分散的問題。

在此基礎(chǔ)上，臂部結(jié)構(gòu)還包括第二驅(qū)動電機42，第二驅(qū)動電機42用于驅(qū)動腕部20轉(zhuǎn)動，且第二驅(qū)動電機42同樣安裝在肘關(guān)節(jié)240的關(guān)節(jié)殼體內(nèi)。

優(yōu)選地，支撐臂10包括主筒體11和支撐筒體12，支撐筒體12和主筒體11通過法蘭部對接，腕部20安裝在支撐筒體12上。

本方案實現(xiàn)驅(qū)動支撐臂10轉(zhuǎn)動的具體傳動方式為，如圖1和圖2所示，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第一減速機51，第一驅(qū)動電機41的驅(qū)動軸與第一減速機51驅(qū)動連接，第一減速機51與支撐 臂10傳動連接；第一減速機51安裝在肘關(guān)節(jié)240的關(guān)節(jié)殼體內(nèi)。通過設(shè)置第一減速機51，可以比較方便地對第一驅(qū)動電機41輸出的轉(zhuǎn)速進行減速，有利于對支撐臂10的驅(qū)動。

為了實現(xiàn)第一減速機51與支撐臂10之間的傳動，如圖1和圖2所示，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第一傳動組件，第一傳動組件設(shè)置在第一減速機51與支撐臂10之間，第一減速機51通過第一傳動組件與支撐臂10連接。

具體地，如圖2所示，第一傳動組件包括：第一齒輪軸61，第一減速機51的輸出軸與第一齒輪軸61通過第一夾頭71連接；第一傳動齒輪81，第一齒輪軸61與第一傳動齒輪81相嚙合，第一傳動齒輪81與支撐臂10傳動連接。這樣，通過齒輪傳動的方式，可以將第一減速機51輸出的轉(zhuǎn)速傳動到支撐臂10上。優(yōu)選地，臂部結(jié)構(gòu)還包括第一安裝座74，第一夾頭71安裝在第一安裝座74內(nèi)，第一安裝座74固定在關(guān)節(jié)殼體的內(nèi)壁上。

進一步地，第一傳動組件還包括第一傳動法蘭91，第一傳動齒輪81通過第一傳動法蘭91與支撐臂10連接。通過設(shè)置第一傳動法蘭91，可以比較方便地將第一傳動齒輪81與支撐臂10連接。優(yōu)選地，支撐臂10還包括支撐端蓋13，支撐端蓋13設(shè)置在主筒體11遠離支撐筒體12的一端，支撐端蓋13與主筒體11通過法蘭部對接。優(yōu)選地，第一傳動法蘭91與支撐端蓋13連接。

本方案實現(xiàn)第二驅(qū)動電機42與腕部20之間的具體傳動方式為，如圖1至圖3所示，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第二減速機52，第二驅(qū)動電機42的驅(qū)動軸與第二減速機52驅(qū)動連接，第二減速機52與腕部20傳動連接；第二減速機52安裝在肘關(guān)節(jié)240的關(guān)節(jié)殼體內(nèi)。通過設(shè)置第二減速機52，可以比較方便地對第二驅(qū)動電機42輸出的轉(zhuǎn)速進行減速，有利于對腕部20的驅(qū)動。

為了實現(xiàn)第二減速機52與腕部20之間的傳動，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第二傳動組件，第二傳動組件設(shè)置在第二減速機52與腕部20之間，第二減速機52通過第二傳動組件與腕部20連接。

具體地，如圖3所示，第二傳動組件包括：第二齒輪軸62，第二減速機52的輸出軸與第二齒輪軸62通過第二夾頭72連接；第一齒輪組件，第二齒輪軸62與第一齒輪組件傳動連接，第一齒輪組件與腕部20傳動連接。這樣，通過齒輪傳動的方式，可以將第二減速機52輸出的轉(zhuǎn)速傳動到腕部20上。優(yōu)選地，臂部結(jié)構(gòu)還包括第二安裝座75，第二夾頭72安裝在第二安裝座75內(nèi)，第二安裝座75固定在關(guān)節(jié)殼體的內(nèi)壁上。

第一齒輪組件的具體結(jié)構(gòu)為，如圖3所示，第一齒輪組件包括：第一輸入齒輪101，第一輸入齒輪101與第二齒輪軸62相嚙合；第一輸出齒輪102，第一輸出齒輪102與第一輸入齒輪101通過第一連接管111連接，第一輸出齒輪102與腕部20傳動連接。

進一步地，第二傳動組件還包括：第三齒輪軸63，第三齒輪軸63與第一輸出齒輪102相嚙合；第一傳動軸121，第一傳動軸121與第三齒輪軸63通過第一聯(lián)軸器131連接，第一傳 動軸121與腕部20傳動連接。通過設(shè)置第一傳動軸121，可以比較方便地將運動從支撐臂10的一端傳動到另一端。

另外，肘關(guān)節(jié)240包括主殼體241和蓋設(shè)在主殼體241遠離支撐臂10一端的關(guān)節(jié)端蓋242。臂部結(jié)構(gòu)還包括中空管152，中空管152穿設(shè)在主殼體241和支撐臂10內(nèi)，第一連接管111套設(shè)在中空管152上。

為了實現(xiàn)第一傳動軸121與腕部20之間的傳動，第二傳動組件還包括：第一蝸桿143，第一蝸桿143與第一傳動軸121通過第二聯(lián)軸器132連接；第一渦輪141，第一蝸桿143與第一渦輪141相嚙合，第一渦輪141通過第二傳動法蘭92與腕部20連接。

本方案實現(xiàn)第三驅(qū)動電機43與肘關(guān)節(jié)240之間傳動的具體方式為，如圖2和圖3所示，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第三減速機53，第三驅(qū)動電機43的驅(qū)動軸與第三減速機53驅(qū)動連接，第三減速機53與末端臂30傳動連接；第三減速機53安裝在肘關(guān)節(jié)240關(guān)節(jié)殼體內(nèi)。通過設(shè)置第三減速機53，可以比較方便地對第三驅(qū)動電機43輸出的轉(zhuǎn)速進行減速，有利于對末端臂30的驅(qū)動。

為了實現(xiàn)第三減速機53與末端臂30之間的傳動，臂部結(jié)構(gòu)還包括：第三傳動組件，第三傳動組件設(shè)置在第三減速機53與末端臂30之間，第三減速機53通過第三傳動組件與末端臂30連接。

具體地，如圖2和圖3,所示，第三傳動組件還包括：第四齒輪軸64，第三減速機53的輸出軸與第四齒輪軸64通過第三夾頭73連接；第二齒輪組件，第四齒輪軸64與第二齒輪組件傳動連接，第二齒輪組件與末端臂30傳動連接。這樣，通過齒輪傳動的方式，可以將第三減速機53輸出的轉(zhuǎn)速傳動到末端臂30上。優(yōu)選地，臂部結(jié)構(gòu)還包括第三安裝座76，第三夾頭73安裝在第三安裝座76內(nèi)，第三安裝座76固定在關(guān)節(jié)殼體的內(nèi)壁上。

第二齒輪組件的具體結(jié)構(gòu)為，如圖3所示，第二齒輪組件包括：第二輸入齒輪103，第二輸入齒輪103與第四齒輪軸64相嚙合；第二輸出齒輪104，第二輸出齒輪104與第二輸入齒輪103通過第二連接管112連接，第二輸出齒輪104與末端臂30傳動連接。優(yōu)選地，第二連接管112套設(shè)在第一連接管111上。

為了實現(xiàn)第二連接管112與第二輸出齒輪104之間的連接，第二齒輪組件還包括：過渡盤113，過渡盤113設(shè)置在第二連接管112與末端臂30之間，第二連接管112通過過渡盤113與第二輸出齒輪104連接。

其次，如圖3所示，第三傳動組件還包括：第五齒輪軸65，第五齒輪軸65與第二輸出齒輪104相嚙合；第二傳動軸122，第二傳動軸122與第五齒輪軸65通過第三聯(lián)軸器133連接，第二傳動軸122與末端臂30傳動連接。通過設(shè)置第二傳動軸122可以將運動從支撐臂10的一端傳動到另一端。

為了實現(xiàn)第二傳動軸122與末端臂30之間的傳動，如圖2和圖3所示，第三傳動組件還包括：第二蝸桿144，第二蝸桿144與第二傳動軸122通過第四聯(lián)軸器134連接；第二渦輪142，第二蝸桿144與第二渦輪142相嚙合，第二渦輪142通過傳動齒輪副與末端臂30連接。

傳動齒輪副的具體結(jié)構(gòu)為，傳動齒輪副包括：第二傳動齒輪82，第二傳動齒輪82與第二渦輪142通過中心軸151連接；第三傳動齒輪83，第二傳動齒輪82與第三傳動齒輪83相嚙合，第三傳動齒輪83安裝在末端臂30上。這樣，便可以將運動傳動到末端臂30上。

由于末端臂30的轉(zhuǎn)動軸線不同于支撐臂10的轉(zhuǎn)動軸線，也不同腕部20的轉(zhuǎn)動軸線，第二傳動齒輪82和第三傳動齒輪83均為錐齒輪。優(yōu)選地，末端臂30包括連接軸部以及從連接軸部外周面徑向延伸的法蘭連接部，連接軸部可轉(zhuǎn)動地配合于腕部20內(nèi)，法蘭連接部用于安裝噴涂機構(gòu)。

具體地，支撐臂10繞第一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，腕部20繞第二旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，末端臂30繞第三旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，其中，第一旋轉(zhuǎn)軸線垂直于第二旋轉(zhuǎn)軸線，第三旋轉(zhuǎn)軸線垂直于第二旋轉(zhuǎn)軸線，第三旋轉(zhuǎn)軸線平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線。

本實用新型還提供了一種機器人，包括臂部結(jié)構(gòu)，臂部結(jié)構(gòu)為上述的臂部結(jié)構(gòu)。

具體地，該機器人還包括底座210、腰關(guān)節(jié)220和擺動臂230，腰關(guān)節(jié)220可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在底座210上，擺動臂230可擺動地安裝在腰關(guān)節(jié)220上。其中，臂部結(jié)構(gòu)的肘關(guān)節(jié)240可擺動地安裝在擺動臂230上，支撐臂10可轉(zhuǎn)動地安裝在肘關(guān)節(jié)240上。

可見，本方案中的驅(qū)動機構(gòu)主要包括動力部分和傳動部分，為盡量降低噴涂機構(gòu)處的重量，多將驅(qū)動機構(gòu)的動力部分置于機械臂的后端位于肘關(guān)節(jié)處，并通過傳動軸與位于手腕處的錐齒輪驅(qū)動組件直接傳動連接，通過傳動軸來帶動對應(yīng)錐齒輪驅(qū)動組件的動力端運動。

另外，為避免管線暴露于噴涂環(huán)境中而被污染，多將傳動軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，并且驅(qū)動每一自由度轉(zhuǎn)動的傳動軸套接，噴涂機器人臂部件內(nèi)部形成一個通道，管線穿設(shè)該通道連接至噴涂機構(gòu)，可有效的防止涂料對管線的污染。

從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

本實用新型中的機器人的臂部結(jié)構(gòu)包括第一驅(qū)動電機和第三驅(qū)動電機，第一驅(qū)動電機用于驅(qū)動支撐臂繞其軸線轉(zhuǎn)動，第三驅(qū)動電機用于驅(qū)動末端臂轉(zhuǎn)動，且第一驅(qū)動電機和第三驅(qū)動電機均安裝在后置于支撐臂的肘關(guān)節(jié)內(nèi)，這樣，便可以實現(xiàn)該臂部結(jié)構(gòu)的各個驅(qū)動電機的集成，使各個驅(qū)動電機集中布置，進而減少支撐臂所承受的重量，且可以集中對這些驅(qū)動電機進行散熱處理，解決現(xiàn)有技術(shù)中的噴涂機器人的各個驅(qū)動電機布置較為分散的問題。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。