本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域使用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)機(jī)器人一般主要包括大臂、肩部、小臂、肘部以及腕部?，F(xiàn)有技術(shù)中的肘部為分體式結(jié)構(gòu)，使得肘部可以拆開以便于將小臂電機(jī)安裝在肘部內(nèi)的后端部分（正向安裝），小臂電機(jī)安裝在肘部內(nèi)就要求肘部的體積尺寸較大，這樣就會使得肘部的旋轉(zhuǎn)偏心距離較大，肘部的旋轉(zhuǎn)偏心距離是指肘部減速機(jī)（安裝在大臂內(nèi)）中心到小臂減速機(jī)軸線的距離，肘部的旋轉(zhuǎn)偏心距離越大，機(jī)器人在工作時(shí)所占用的空間就越大，不利于狹小空間作業(yè)，而且偏心距離越大會導(dǎo)致小臂運(yùn)動越不靈活。目前，現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人的肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離一般都在30mm以上，比如日本企業(yè)的某型機(jī)器人的肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離高達(dá)35mm。

小臂電機(jī)正向安裝還會導(dǎo)致肘部向后凸出，肘部重量大的問題，使得工業(yè)機(jī)器人的外部線條不流暢，運(yùn)動靈活度不夠。分體式的肘部還導(dǎo)致肘部的剛度降低，使得工業(yè)機(jī)器人的精度降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人，以解決現(xiàn)有技術(shù)中肘部的旋轉(zhuǎn)偏心距離較大，占用工作空間大，肘部剛度較低、重量較大，精度不夠高，運(yùn)動不夠靈活，外形不流暢的技術(shù)問題，能夠大大減小肘部的旋轉(zhuǎn)偏心距離，提高剛度、精度和靈活性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種工業(yè)機(jī)器人，包括肘部及小臂，所述小臂包括小臂主體，所述肘部包括肘部主體；所述小臂主體后端與肘部主體前端對接；小臂主體后端安裝有小臂電機(jī)，所述小臂電機(jī)的輸出軸偏離小臂主體的軸心線，小臂電機(jī)通過小臂同步帶輪進(jìn)行動力傳遞；所述小臂同步帶輪包括主動輪、從動輪與同步帶，主動輪套接在小臂電機(jī)的輸出軸上，從動輪的軸心線與小臂主體的軸心線重合；肘部主體內(nèi)設(shè)有對接擋板，所述對接擋板將肘部主體分隔為前腔室與后腔室；所述前腔室內(nèi)安裝有諧波減速器，所述諧波減速器包括波發(fā)生器、柔輪與剛輪；所述波發(fā)生器的軸心線與肘部主體的軸心線重合；所述柔輪固定在所述對接擋板上，剛輪固定在小臂主體的后端面上；所述波發(fā)生器與所述小臂同步帶輪的從動輪連接并在同一軸線上，從而向諧波減速器內(nèi)輸入動力，并由剛輪將動力輸出給小臂主體。

上述技術(shù)方案中，小臂電機(jī)安裝在小臂主體后端，形成反向安裝，與現(xiàn)有技術(shù)的正向安裝相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：小臂電機(jī)不再占用肘部主體的空間位置，使得肘部主體的徑向尺寸得以縮小，這樣肘部主體底面距離肘部減速器的高度不變的條件下，肘部主體的軸心線位置下降，這樣就使得波發(fā)生器的軸心線，即諧波減速器（小臂減速電機(jī)）的軸心線位置下降，從而縮短了肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離。由于諧波減速器的直徑可在120mm以下，那么肘部主體的直徑可在150mm以下，那么肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離可縮小到3~8mm左右，與現(xiàn)有技術(shù)中的30mm以上，縮小了7倍左右，大大的減小了肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離。并且，肘部主體后端由于沒有小臂減速電機(jī)占位，肘部主體后端也不會再向后凸出，外形更加美觀，同時(shí)減輕了肘部的重量，提高了靈活性。

優(yōu)選的，所述肘部主體為一體成型。由于小臂電機(jī)不再安裝在肘部主體內(nèi)，這就為肘部主體一體成型變得可行，肘部主體一體成型能夠明顯提高肘部的剛度，減少變形，提高精度。

優(yōu)選的，所述對接擋板的中央設(shè)有過線通孔，過線通孔與對接擋板根部之間的區(qū)域鏤空，從而形成內(nèi)環(huán)面與外環(huán)面，內(nèi)環(huán)面通過支撐肋固定在外環(huán)面上。由于肘部主體為一體成型后剛度提高，因此對肘部主體內(nèi)部的對接擋板可進(jìn)行大面積鏤空來進(jìn)一步減輕肘部重量，不會引起肘部主體剛度不足，但是若對現(xiàn)有技術(shù)中的分體式肘部主體鏤空則容易導(dǎo)致剛度不足。

進(jìn)一步的，所述外環(huán)面包括環(huán)繞肘部主體內(nèi)壁分布的帶螺栓孔的凸耳，所述凸耳垂直連接在肘部主體內(nèi)壁上；所述內(nèi)環(huán)面包括用于連接支撐肋的環(huán)形基部，所述環(huán)形基部上環(huán)繞分布有帶螺栓孔的凸耳；所述柔輪通過螺栓連接在外環(huán)面上；還包括過線保護(hù)套，所述過線保護(hù)套通過螺栓連接在內(nèi)環(huán)面上。這樣，過線保護(hù)套能保護(hù)線纜不被卷入旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)，提高安全性能，避免發(fā)生故障或損壞；柔輪及過線保護(hù)套分別與肘部主體形成可拆卸連接，方便安裝和拆卸，并且具有較大的鏤空面積，能夠最大化的減去肘部主體重量。

優(yōu)選的，所述小臂主體為一體成型，所述小臂主體前端設(shè)有用于容納腕部的u型槽，所述u型槽兩側(cè)對稱設(shè)有安裝過孔；所述小臂主體兩側(cè)設(shè)有用于安裝電機(jī)組以及動力傳動機(jī)構(gòu)的側(cè)腔；所述小臂主體兩側(cè)可拆卸連接有用于遮蓋所述側(cè)腔的側(cè)蓋板。這樣，小臂主體一體成型能夠提高小臂的剛度，與肘部主體一體成型相結(jié)合，進(jìn)一步提高剛度和動作精度；并且還使腕部的安裝和拆卸更加方便，安裝過程的可視化程度提高。

所述肘部主體的后腔室包括左右兩個(gè)側(cè)腔以及位于兩個(gè)側(cè)腔中間的過線腔；所述其中一個(gè)側(cè)腔內(nèi)安裝有肘部減速機(jī)軸承組件，另一個(gè)側(cè)腔內(nèi)安裝有肘部軸承。這樣，過線腔能夠容納工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部的線纜，線纜能夠盤繞在過線腔內(nèi)，使得走線布局更加整潔規(guī)范。

優(yōu)選的，所述小臂主體后端面設(shè)有凸頸，所述凸頸上設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)嵌入密封圈；小臂主體通過凸頸插入肘部主體的前腔室內(nèi)。這樣，能夠大大提高密封性能。

優(yōu)選的，所述小臂同步帶輪的從動輪與波發(fā)生器的端面進(jìn)行對接，并通過螺釘固定在波發(fā)生器上。這樣，形成可拆卸連接方便安裝、更換和維修。

綜上所述，本發(fā)明使得肘部尺寸體積減小的同時(shí)，縮小了肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離，減小了工作占用空間，減輕了肘部重量，提高了肘部的剛度、精度和靈活性，提高了外形的美觀度。

附圖說明

圖1為具體實(shí)施方式中小臂電機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的后視圖；

圖3為圖2的局部放大圖；

圖4為圖2的j-j剖視圖；

圖5為圖2的k-k剖視圖；

圖6為肘部主體的立體圖；

圖7為圖6的主視圖；

圖8為小臂主體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為現(xiàn)有技術(shù)中的工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

一種工業(yè)機(jī)器人如圖1至圖8所示，包括肘部1及小臂2，所述小臂2包括小臂主體24，所述肘部1包括肘部主體11；所述小臂主體24后端與肘部主體11前端對接；小臂主體24后端安裝有小臂電機(jī)21，所述小臂電機(jī)21的輸出軸偏離小臂主體24的軸心線，小臂電機(jī)21通過小臂同步帶輪進(jìn)行動力傳遞；所述小臂同步帶輪包括主動輪22、從動輪23與同步帶，主動輪22套接在小臂電機(jī)21的輸出軸上，從動輪23的軸心線與小臂主體24的軸心線重合；肘部主體11內(nèi)設(shè)有對接擋板，所述對接擋板將肘部主體11分隔為前腔室與后腔室；所述前腔室內(nèi)安裝有諧波減速器，所述諧波減速器包括波發(fā)生器16、柔輪17與剛輪18；所述波發(fā)生器16的軸心線與肘部主體11的軸心線重合；所述柔輪17固定在所述對接擋板上，剛輪18固定在小臂主體24的后端面上；所述波發(fā)生器與所述小臂同步帶輪的從動輪23連接并在同一軸線上，從而向諧波減速器內(nèi)輸入動力，并由剛輪18將動力輸出給小臂主體24。

上述技術(shù)方案中，小臂電機(jī)21安裝在小臂主體24后端，形成反向安裝，與現(xiàn)有技術(shù)的正向安裝相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：小臂電機(jī)21不再占用肘部主體11的空間位置，使得肘部主體11的徑向尺寸得以縮小，這樣肘部主體11底面距離肘部減速器12的高度不變的條件下，肘部主體11的軸心線位置下降，這樣就使得波發(fā)生器16的軸心線，即諧波減速器（相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中的小臂減速電機(jī)）的軸心線位置下降，從而縮短了肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離，如圖3所示，肘部減速器12的中心為點(diǎn)o，諧波減速器的軸線線為l，肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離為d。由于諧波減速器16的直徑可在120mm以下，那么肘部主體11的直徑可在150mm以下，那么肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離可縮小到3~8mm左右，縮小了7倍左右。如圖9所示，現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人的肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離d較大，在30mm以上，縮小了7倍左右，大大的減小了肘部旋轉(zhuǎn)偏心距離。并且，肘部主體11后端由于沒有小臂減速電機(jī)占位，肘部主體11后端也不會再向后凸出，外形更加美觀，同時(shí)減輕了肘部1的重量，提高了靈活性。

本具體實(shí)施方式中，如圖6所示，所述肘部主體11為一體成型。由于小臂電機(jī)21不再安裝在肘部主體11內(nèi)，這就為將肘部主體11做成一體成型變得可行，肘部主體11一體成型能夠明顯提高肘部的剛度，減少變形，提高精度。

本具體實(shí)施方式中，圖圖7所示，所述對接擋板的中央設(shè)有過線通孔，過線通孔與對接擋板根部之間的區(qū)域鏤空，從而形成內(nèi)環(huán)面111與外環(huán)面112，內(nèi)環(huán)面112通過支撐肋固定在外環(huán)面111上。由于肘部主體11一體成型后剛度提高，因此對肘部主體11內(nèi)部的對接擋板可進(jìn)行大面積鏤空來進(jìn)一步減輕肘部重量，不會引起肘部主體11剛度不足，但是若對現(xiàn)有技術(shù)中的分體式肘部主體鏤空則容易導(dǎo)致剛度不足。

本具體實(shí)施方式中，所述外環(huán)面112包括環(huán)繞肘部主體內(nèi)壁分布的帶螺栓孔的凸耳，所述凸耳垂直連接在肘部主體11內(nèi)壁上；所述內(nèi)環(huán)面111包括用于連接支撐肋的環(huán)形基部，所述環(huán)形基部上環(huán)繞分布有帶螺栓孔的凸耳；所述諧波減速器16的柔輪通過螺栓連接在外環(huán)面112上；還包括過線保護(hù)套14，所述過線保護(hù)套14通過螺栓連接在內(nèi)環(huán)面111上。這樣，過線保護(hù)套14能保護(hù)線纜不被卷入旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)，提高安全性能，避免發(fā)生故障或損壞；柔輪及過線保護(hù)套14分別與肘部主體11形成可拆卸連接，方便安裝和拆卸，并且具有較大的鏤空面積，能夠最大化的減輕肘部重量。

本具體實(shí)施方式中，如圖8所示，所述小臂主體24為一體成型，所述小臂主體24前端設(shè)有用于容納腕部的u型槽，所述u型槽兩側(cè)對稱設(shè)有安裝過孔；所述小臂主體24兩側(cè)設(shè)有用于安裝電機(jī)組以及動力傳動機(jī)構(gòu)的側(cè)腔，電機(jī)組包括腕部電機(jī)與末端電機(jī)；動力傳動機(jī)構(gòu)包括腕部小臂同步帶輪與末端小臂同步帶輪，分別用于向腕部減速器和末端減速器傳遞動力；所述小臂主體兩側(cè)可拆卸連接有用于遮蓋所述側(cè)腔的側(cè)蓋板。這樣，小臂主體24一體成型能夠提高小臂的剛度，與肘部主體11一體成型相結(jié)合，進(jìn)一步提高剛度和動作精度；并且還使腕部的安裝和拆卸更加方便，安裝過程的可視化程度提高。

在對腕部進(jìn)行安裝，可先將腕部主體安裝在u型槽內(nèi)，再將腕部內(nèi)部的相關(guān)部件從u型槽兩側(cè)的安裝過孔送入腕部主體內(nèi)進(jìn)行安裝，這樣就能避免先組裝完整個(gè)腕部后，再將腕部安裝在u型槽內(nèi)時(shí)產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，特別是相關(guān)部件的橫向尺寸大于u型槽的寬度。

在對腕部進(jìn)行拆卸時(shí)，取下小臂主體24兩側(cè)的側(cè)蓋板，就能對腕部進(jìn)行拆卸，無需像現(xiàn)有技術(shù)中的分體式小臂那樣，將半個(gè)小臂主體及內(nèi)部部件都拆卸下來，大大提高了拆卸效率。

本具體實(shí)施方式中，所述肘部主體11的后腔室包括左右兩個(gè)側(cè)腔以及位于兩個(gè)側(cè)腔中間的過線腔15；所述其中一個(gè)側(cè)腔內(nèi)安裝肘部減速器12，另一個(gè)側(cè)腔內(nèi)安裝有肘部軸承13。這樣，過線腔15能夠容納工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部的線纜，線纜能夠盤繞在過線腔15內(nèi)，使得走線布局更加整潔規(guī)范。

本具體實(shí)施方式中，所述小臂主體24后端面設(shè)有凸頸，所述凸頸上設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)嵌入密封圈；小臂主體24通過凸頸插入肘部主體11的前腔室內(nèi)。這樣，能夠大大提高密封性能。

本具體實(shí)施方式中，所述小臂同步帶輪的從動輪23與波發(fā)生器的端面進(jìn)行對接，并通過螺釘固定在波發(fā)生器上。這樣，形成可拆卸連接方便安裝、更換和維修。