工業機器人手腕的製作方法

2023-04-27 21:01:56 1

工業機器人手腕的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種工業機器人手腕，包括小臂以及轉動連接於小臂一端的腕殼，小臂的另一端設有垂直電機和垂直減速機，垂直減速機的輸出軸連接有左帶輪，腕殼內設有水平電機和水平減速機，腕殼通過固定軸連接有右帶輪，左帶輪和右帶輪之間通過傳動機構傳動。本發明省去了錐齒輪傳動，降低了噪聲，同時減少了機械傳動環節，使其在水平方向的運動與在豎直方向的運動相互獨立，不再存在耦合關係，保證了機器精度。另外垂直電機和垂直減速機前置，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。
【專利說明】工業機器人手腕

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種工業機器人手腕，屬於工業機器人的領域。

【背景技術】
[0002]在一般的工業機器人手腕結構中，大部分運用錐齒輪傳動，以改變傳動方向。由於錐齒輪的存在，增加了機械製造的難度，且錐齒輪在高速運轉時會產生噪聲。並且，錐齒輪一般都需要潤滑，若密封不好，會造成潤滑油滲漏等問題。
[0003]同時，在機械傳動中，一般是減速機在遠離電機端，靠近執行端，而同步帶在電機端，這樣的好處是執行端在受外力時幾乎沒有運動，因為執行端很難促使減速機反轉，減速機有一定的自鎖作用。而在機器人手腕結構中，要求機器人手腕前端體積小，便於機器人作業，若按照傳統結構，將減速機安排在執行端，會引起機器人手腕結構體積龐大。


【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是:提供一種工業機器人手腕，去掉現有的錐齒輪傳動，且將減速機設計在電機端，減少機器人手腕前端體積，並在同一傳動環節應用連杆與同步帶傳動。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:一種工業機器人手腕，包括小臂以及轉動連接於小臂一端的腕殼，小臂的另一端內部固定有垂直電機以及與垂直電機的輸出軸相連的垂直減速機，垂直電機與垂直減速機同軸並且與小臂的寬度方向相一致；所述腕殼的內部固定有水平電機以及與水平電機的輸出軸相連的水平減速機，水平電機與水平減速機同軸並且與小臂的長度方向相一致；所述垂直減速機的輸出軸連接有一個左帶輪，所述腕殼靠近左帶輪的一邊通過傳動軸連接有一個右帶輪，左帶輪和右帶輪之間通過傳動機構傳動。
[0006]優選的，所述傳動機構為連杆和同步帶，連杆通過固定軸安裝在左帶輪和右帶輪上，同步帶連接在左帶輪和右帶輪之間。連杆能夠增加傳動的剛度，保證傳動精度。同步帶克服連杆傳動過程中的死點，使連杆能夠保持連續轉動。
[0007]優選的，水平減速機的輸出軸連接有一個末端法蘭。
[0008]優選的，所述同步帶外側靠近右帶輪處設有張緊結構。
[0009]優選的，所述張緊結構包括張緊座、位於張緊座上的轉動套、固定軸以及張緊螺釘，所述張緊座上設有長槽形孔，張緊螺釘位於長槽形孔內。
[0010]優選的，所述左帶輪與右帶輪齒數相同，並且固定軸在這兩帶輪上的位置相同。
[0011]優選的，所述連杆與固定軸之間有軸承支承，且在左帶輪處為滾動軸承，右帶輪處為關節軸承。
[0012]優選的，所述小臂與腕殼之間通過軸承轉動連接，該軸承位於傳動軸和小臂之間；遠離兩帶輪端也軸承轉動連接，其軸承安裝在腕殼與軸承座之間。
[0013]本發明的有益效果:本發明省去了錐齒輪傳動，降低了噪聲，同時減少了機械傳動環節，使腕殼、水平電機、水平減速機和末端法蘭在水平方向的運動與末端法蘭在豎直方向的運動相互獨立，不再存在耦合關係，保證了機器精度。同時腕殼在水平方向的正反運動是垂直電機的轉速先通過水平減速機減速後，再經過同步帶的傳動來實現的，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。連杆的應用，保證了水平方向運動的精度，實現扭矩的傳動。關節軸承的運用，補償連杆加工的誤差，方便了連杆的裝配。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的外部結構示意圖；
圖2為圖1的A-A剖面圖；
圖3為圖1的B-B剖面圖；
圖中:1、小臂，2、垂直電機，3、水平電機，4、軸承座，5、腕殼，6、水平減速機，7、末端法蘭，8、右帶輪，9、傳動軸，10、張緊結構，11、左帶輪，12、同步帶，13、水平減速機，14、連杆，15、固定軸，16、軸用擋圈，17、支承軸承。

【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明做進一步的說明和限定。
[0016]本發明包括小臂1、垂直電機2、水平電機3、軸承座4、腕殼5、水平減速機6、末端法蘭7、右帶輪8、傳動軸9、張緊結構10、左帶輪11、同步帶12、水平減速機13、連杆14、固定軸15、軸用擋圈16、軸承17。
[0017]小臂I 一端通過位於軸承座4與腕殼5之間的軸承轉動連接，另一端內部安裝有垂直電機2和垂直減速機13，垂直電機2的輸出軸與垂直減速機13的輸入軸相連,垂直電機2和垂直減速機13同軸並且與小臂I的寬度方向相一致。腕殼5內固定有水平電機3和水平減速機6，水平電機3的輸出軸與水平減速機6的輸入軸相連，水平減速機6的輸出軸連接有一個末端法蘭7。垂直減速機13的輸出軸通過螺釘連接左帶輪11，右帶輪8固定在傳動軸9上，傳動軸9與腕殼5相連，左帶輪11和右帶輪8通過連杆14和同步帶12傳動。
[0018]至此，當垂直電機2轉動時，轉速通過垂直減速機13的減速以及連杆14和同步帶12的傳動，可以實現腕殼5、水平電機3、水平減速機6和末端法蘭7在水平方向的正反運動，即圖中箭頭I所標示方向。當水平電機3轉動時，轉速通過水平減速機6的減速後帶動末端法蘭7在豎直方向的正反運動，即圖中箭頭2所標示的方向的正反運動。
[0019]本實施例的傳動機構中，連杆14能夠增加傳動的剛度，保證傳動精度，實現扭矩的傳動，同步帶克服連杆14傳動過程中的死點，使連杆能夠保持連續轉動。連杆14通過固定軸15安裝在左帶輪11和右帶輪8上，為了使固定軸15的位置固定，固定軸15外設有軸用擋圈16，在軸用擋圈16和連杆14之間設有軸承17。在靠近左帶輪11處，所述軸承17是滾動軸承；在靠近右帶輪8處，所述軸承17是關節軸承。關節軸承的運用，補償連杆14加工的誤差，方便了連杆14的裝配。
[0020]本實施例中，所述左帶輪11與右帶輪8齒數相同，並且固定軸15在這兩帶輪上的位置相同。
[0021]本實施例中，所述同步帶12可以通過張緊結構10張緊到合適程度。所述張緊結構10包括張緊座、轉動套以及位於轉動套內部的轉動軸,所述張緊座上設有一個以上的長槽形孔，每個長槽形孔內設有一個調節同步帶張緊度的張緊螺釘。另外，在軸承座的裡面有一個軸承，該軸承可以在腕殼5轉動時降低對電機線纜的磨損。
[0022]本發明結構穩定可靠，易於實現，能夠保證機器精度。去掉錐齒輪，可以降低噪聲和機械加工難度；將垂直減速機13前置，可以有效減小腕殼5處結構體積(腕體體積減小，可以提高機器人的適應性，特別是當機器人手腕進入狹小空間時)，同時由於同步帶12轉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，增加機器的可靠性。
[0023]本發明上述實施方案，只是舉例說明，不是僅有的，所有在本發明範圍內或等同本發明的範圍內的改變均被本發明包圍。
【權利要求】
1.一種工業機器人手腕，包括小臂(1)以及轉動連接於小臂(1) 一端的腕殼(5),其特徵在於:小臂(1)的另一端內部固定有垂直電機(2)以及與垂直電機(2)的輸出軸相連的垂直減速機(13),垂直電機(2)與垂直減速機(13)同軸並且與小臂(1)的寬度方向相一致；所述腕殼(5)的內部固定有水平電機(3)以及與水平電機(3)的輸出軸相連的水平減速機(6),水平電機(3)與水平減速機(6)同軸並且與小臂(1)的長度方向相一致；所述垂直減速機(13)的輸出軸連接有一個左帶輪(11),所述腕殼(5)靠近左帶輪(11)的一邊通過傳動軸(9)連接有一個右帶輪(8),左帶輪(11)和右帶輪(8)之間通過傳動機構傳動。
2.根據權利要求1所述的工業機器人手腕，其特徵在於:所述傳動機構為連杆(14)和同步帶(12),連杆(14)通過固定軸(15)安裝在左帶輪(11)和右帶輪(8)上，同步帶(12)連接在左帶輪(11)和右帶輪(8 )之間。
3.根據權利要求1或2所述的工業機器人手腕，其特徵在於:水平減速機(6)的輸出軸連接有一個末端法蘭(了)。
4.根據權利要求1或2所述的工業機器人手腕，其特徵在於:所述同步帶(12)外側靠近右帶輪(8)處設有張緊結構(川)。
5.根據權利要求4所述的工業機器人手腕，其特徵在於:所述張緊結構(10)包括張緊座、位於張緊座上的轉動套、固定軸以及張緊螺釘，所述張緊座上設有一個以上的長槽形孔，張緊螺釘位於長槽形孔內。
6.根據權利要求1或2所述的工業機器人手腕，其特徵在於:所述左帶輪(11)與右帶輪(8 )齒數相同，並且固定軸(15 )在這兩帶輪上的位置相同。
7.根據權利要求1或2所述的工業機器人手腕，其特徵在於:所述連杆(14)與固定軸(15)之間有支承軸承(17),且在左帶輪(11)處為滾動軸承，右帶輪(8)處為關節軸承。
8.根據權利要求1所述的工業機器人手腕，其特徵在於:所述小臂(1)與腕殼(5)之間通過軸承轉動連接，該軸承位於傳動軸(9)和小臂(1)之間；遠離兩帶輪端也為軸承轉動連接，軸承安裝於腕殼(5)與軸承座(4)之間。
【文檔編號】B25J17/02GK104308858SQ201410585321
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】徐會正, 金曉龍 申請人:濟南時代試金試驗機有限公司, 時代集團公司