專利名稱:機器人的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種機器人,尤其涉及一種具有多個依次相連的機械臂的機器人。
背景技術:
機器人通常包括多個依次相連的機械臂,設置于其末端的機械臂,可裝設夾具、切 削工具及探測器等以執(zhí)行各種動作。每個機械臂通過驅(qū)動組件實現(xiàn)繞單軸的旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動組 件一般包括沿各機械臂的轉(zhuǎn)動軸線方向設置的電機以及與電機相連接的減速機構(gòu),該減速 機構(gòu)一般選擇RV (rotate vector)減速機或HD (harmonic drive)減速機,減速機構(gòu)的輸出 端與另一機械臂相連接以驅(qū)動并使該另一機械臂按照預設的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),因此各機械臂沿其 轉(zhuǎn)動軸線方向的尺寸通常較大,且RV減速機及HD減速機一般價格昂貴,使得成本較高,安 裝時,RV減速機、HD減速機及與之連接的電機均需裝設于機器人的殼體內(nèi),從而電機的連 接線纜,如電源線、信號線等需穿設至殼體內(nèi)部,易與其他構(gòu)件纏繞或刮擦而損傷。上述機器人末端的運動軸,比如六軸機器人的相互轉(zhuǎn)動連接且垂直設置的第五機 械臂及第六機械臂,其設置的驅(qū)動組件通常需鄰近設置,造成第五機械臂及第六機械臂沿 各自轉(zhuǎn)動軸線方向的尺寸均較大,增加了機器人整體結(jié)構(gòu)及占用空間,不利于機器人在較 狹小操作空間中的應用。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況,有必要提供一種占用空間較小且可便于連接線纜布置的機器人。一種機器人,包括腕部、繞第一軸線與該腕部轉(zhuǎn)動連接的第一機械臂、繞第二軸線 與該第一機械臂轉(zhuǎn)動連接的第二機械臂、繞第三軸線與該第二機械臂轉(zhuǎn)動連接的第三機械 臂、驅(qū)動該第一機械臂的第一驅(qū)動器及第一傳動機構(gòu)、驅(qū)動該第二機械臂的第二驅(qū)動器及 第二傳動機構(gòu),以及驅(qū)動該第三機械臂的第三驅(qū)動器及第三傳動機構(gòu)。該第一驅(qū)動器、第 二驅(qū)動器及第三驅(qū)動器均設于該腕部上,該第一機械臂設有沿該第一軸線方向延伸的中空 部,該第二傳動機構(gòu)包括穿設于該中空部的第一傳動軸,該第三傳動機構(gòu)包括穿設于該中 空部且與該第一傳動軸相套設的第二傳動軸。由于上述機器人的第一至第三驅(qū)動器均設于腕部上,與各驅(qū)動器連接的連接線纜 可從外部直接接入,從而可便于連接線纜的布設并可避免連接線纜與其他構(gòu)件纏繞或刮 擦。第二傳動機構(gòu)及第三傳動機構(gòu)分別通過穿設于第一機械臂的中空部的第一傳動軸及第 二傳動軸進行動力傳輸,第二機械臂及第三機械臂整體結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間較小,便于機器 人在較狹小空間內(nèi)的應用。
圖1是本發(fā)明實施方式的機器人的簡略示意圖。圖2是本發(fā)明實施方式的機器人的臂部件的立體圖。圖3是圖2所示臂部件的端面示意圖。
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圖4是圖2所示臂部件沿IV-IV方向的剖示圖。圖5是圖2所示臂部件的局部結(jié)構(gòu)的立體分解圖。圖6是圖5所示臂部件的局部結(jié)構(gòu)的立體組裝圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明的機器人作進一步的詳細說明。圖1所示為本發(fā)明實施方式的機器人100的簡略示意圖。機器人100為六軸機器 人,其包括基座11、可轉(zhuǎn)動地設置于基座11的機架12、可轉(zhuǎn)動地設置于機架12的大臂13、 與大臂13可轉(zhuǎn)動連接的腕部14,以及依次連接的第一機械臂15、第二機械臂16及第三機 械臂17。第一機械臂15與腕部14轉(zhuǎn)動連接,第二機械臂16與第一機械臂15轉(zhuǎn)動連接,第 三機械臂17與第二機械臂16轉(zhuǎn)動連接。第一機械臂15、第二機械臂16及第三機械臂17分 別繞第一軸線181、第二軸線182及第三軸線183轉(zhuǎn)動。在本實施方式中,第一軸線181及 第三軸線183均與第二軸線182垂直。機架12、大臂13及腕部14可分別繞旋轉(zhuǎn)軸線184、 185、186轉(zhuǎn)動。第三機械臂17的末端安裝夾具、刀具或者探測儀器等末端執(zhí)行器,以執(zhí)行相 應任務。請同時參見圖2至圖6,第一機械臂15由第一驅(qū)動器21及第一傳動機構(gòu)(圖未 示)驅(qū)動,第二機械臂16由第二驅(qū)動器23及第二傳動機構(gòu)(圖未示)驅(qū)動,第三機械臂17 由第三驅(qū)動器25及第三傳動機構(gòu)(圖未示)驅(qū)動。腕部14用于可轉(zhuǎn)動地支撐第一機械臂15,其包括第一支承部142及與第一支承部 142固定連接的第二支承部143。第一支承部142貫通開設一軸孔1421,軸孔1421的兩端設有軸承1423。第一機 械臂15由軸承1423支承,并可轉(zhuǎn)動地設于軸孔1421中。第一支承部142鄰近軸孔1421 的側(cè)部還形成有安裝孔1424,用于將腕部14安裝至可帶動其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)(圖未示)。第二支承部143包括底壁1431及由底壁1431周緣向一側(cè)延伸的周壁1432。底 壁1431與周壁1432圍成一收容空間1433。周壁1432遠離底壁1431的一側(cè)與第一支承 部142通過螺紋件固定連接。收容空間1433與第一支承部142的軸孔1421相連通。底壁 1431上設有三個安裝孔(圖未標),第一至第三驅(qū)動器21、23、25均固定設置于第二支承部 143的底壁1431上,且第一至第三驅(qū)動器21、23、25的輸出軸(圖未標)相互平行并分別穿 設一個安裝孔,從而連接纜線,如電源線、控制信號線等,均可從外部直接與第一至第三驅(qū) 動器21、23、25相連,方便布線,還可避免連接纜線與機器人100的內(nèi)部構(gòu)件纏繞或因刮擦 而損壞。第一機械臂15中部開設大致沿第一軸線181方向延伸的中空部151。第一機械臂 15的一端與腕部14轉(zhuǎn)動連接,相對的另一端與第二機械臂16轉(zhuǎn)動連接。第一傳動機構(gòu)設置于第一驅(qū)動器21與第一機械臂15鄰近腕部14的端部之間。 第一傳動機構(gòu)為三級圓柱齒輪機構(gòu),其包括與第一驅(qū)動器21的輸出軸固定連接的小齒輪 221、固定設置于第一機械臂15外周緣的大齒輪223以及設于小齒輪221與大齒輪223之 間的兩對中間齒輪226。兩對中間齒輪分別由固定設置于收容空間1433內(nèi),并與第一支承 部142固定連接的兩個軸承座225轉(zhuǎn)動支承。大齒輪223套設于第一機械臂15的外周緣, 其直徑較大,從而可較為容易地獲得較大的減速比。
第二傳動機構(gòu)包括第一傳動軸M1,設于第一傳動軸241與第二驅(qū)動器23之間的 第一單級圓柱齒輪對2。第一傳動軸241與第二機械臂16之間還進一步設有齒輪組(圖未 示),以將第一傳動軸Ml的旋轉(zhuǎn)運動傳送至第二機械臂16。第一單級圓柱齒輪242包括與第二驅(qū)動器23的輸出軸固定連接的小齒輪M21,以 及與第一傳動軸241伸入收容空間1433中的一端固定連接的大齒輪M22。第三傳動機構(gòu)包括第二傳動軸沈1,設于第二傳動軸261與第三驅(qū)動器25之間的 第二單級圓柱齒輪262。第二傳動軸261與第三機械臂17之間還進一步設有齒輪組(圖未 示),以將第二傳動軸261的旋轉(zhuǎn)運動傳送至第三機械臂17。第二單級圓柱齒輪沈2包括與第三驅(qū)動器25的輸出軸固定連接的小齒輪沈21,以 及與第二傳動軸261伸入收容空間1433中的一端固定連接的大齒輪沈22。第二傳動軸開設一個沿其軸向貫穿的通孔沈12,第一傳動軸241穿設于通孔 2612且兩端分別伸出通孔沈12外。大齒輪M22與大齒輪沈22在第一軸線181方向偏置, 可減小第一機械臂15的徑向尺寸。第二傳動軸由設于第一機械臂15的中空部151內(nèi) 的軸承1512支承。第一傳動軸Ml由設于第二傳動軸的通孔沈12內(nèi)的軸承(圖未 示)支承??梢岳斫?,也可在第一傳動軸241開設一個沿其軸向貫穿的通孔,而將第二傳動 軸261穿設于該通孔且兩端分別伸出通孔外。第一傳動機構(gòu)、第二傳動機構(gòu)的第一單級圓柱齒輪M2以及第三傳動機構(gòu)的第二 單級圓柱齒輪262均收容于腕部14的收容空間1433內(nèi),從而使得第一至第三傳動機構(gòu)緊 湊地設置在一起,且便于維護。另外,第一至第三傳動機構(gòu)中的齒輪均可采用傳統(tǒng)齒輪,可 降低成本??梢岳斫?,本發(fā)明的機器人100不限于為六軸機器人,其還可以為僅具有第一至 第三機械臂15、16、17的三軸機器人,此時,腕部14作為基座與地面或其他物體固定。本發(fā) 明的機器人100也可以為包括第一至第三機械臂15、16、17的四軸或者五軸機器人等。另外,本領域技術人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化,當然,這些依據(jù)本發(fā)明 精神所作的變化,都包含在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種機器人,包括腕部、與該腕部轉(zhuǎn)動連接的第一機械臂、與該第一機械臂轉(zhuǎn)動連接 的第二機械臂、與該第二機械臂轉(zhuǎn)動連接的第三機械臂、驅(qū)動該第一機械臂的第一驅(qū)動器 及第一傳動機構(gòu)、驅(qū)動該第二機械臂的第二驅(qū)動器及第二傳動機構(gòu),以及驅(qū)動該第三機械 臂的第三驅(qū)動器及第三傳動機構(gòu),該第一機械臂、第二機械臂及第三機械臂分別繞第一軸 線、第二軸線及第三軸線轉(zhuǎn)動,其特征在于該第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器及第三驅(qū)動器均設 于該腕部上,該第一機械臂設有沿該第一軸線方向延伸的中空部,該第二傳動機構(gòu)包括穿 設于該中空部的第一傳動軸,該第三傳動機構(gòu)包括穿設于該中空部且與該第一傳動軸相套 設的第二傳動軸。
2.如權利要求1所述的機器人,其特征在于該第一傳動機構(gòu)包括設置于第一驅(qū)動器 與第一機械臂之間的三級圓柱齒輪機構(gòu)。
3.如權利要求2所述的機器人,其特征在于該三級圓柱齒輪機構(gòu)包括固定設置于該 第一機械臂外周緣的大齒輪。
4.如權利要求1所述的機器人,其特征在于該第二傳動機構(gòu)包括設于該第二驅(qū)動器 與第一傳動軸之間的第一單級圓柱齒輪。
5.如權利要求4所述的機器人,其特征在于該第三傳動機構(gòu)包括設于該第三驅(qū)動器 與第二傳動軸之間的第二單級圓柱齒輪。
6.如權利要求5所述的機器人,其特征在于該第一單級圓柱齒輪與第二單級圓柱齒 輪均包括一個小齒輪以及與該小齒輪嚙合的大齒輪,兩個大齒輪在第一軸線方向偏置。
7.如權利要求1所述的機器人,其特征在于該腕部包括第一支承部,該第一支承部貫 通開設一軸孔,該第一機械臂可轉(zhuǎn)動地設于該軸孔中。
8.如權利要求7所述的機器人,其特征在于該腕部還包括與第一支承部固定連接的 第二支承部,該第二支承部包括底壁及由底壁周緣向一側(cè)延伸的周壁,該第一驅(qū)動器、第二 驅(qū)動器及第三驅(qū)動器均固定設置于該底壁上。
9.如權利要求8所述的機器人,其特征在于該底壁與周壁圍成一個與該軸孔相連通 的收容空間,該第一傳動機構(gòu)收容于該收容空間內(nèi),該第二傳動機構(gòu)及第三傳動機構(gòu)的部 分結(jié)構(gòu)收容于該收容空間內(nèi)。
10.如權利要求1至9任一項所述的機器人,其特征在于該第三機械臂為該機器人的 末端臂,該第一軸線及第三軸線均與第二軸線垂直。
全文摘要
一種機器人,包括腕部、與腕部轉(zhuǎn)動連接的第一機械臂、與第一機械臂轉(zhuǎn)動連接的第二機械臂、與第二機械臂轉(zhuǎn)動連接的第三機械臂、驅(qū)動第一機械臂的第一驅(qū)動器及第一傳動機構(gòu)、驅(qū)動第二機械臂的第二驅(qū)動器及第二傳動機構(gòu),以及驅(qū)動第三機械臂的第三驅(qū)動器及第三傳動機構(gòu)。第一機械臂、第二機械臂及第三機械臂分別繞第一軸線、第二軸線及第三軸線轉(zhuǎn)動,該第一驅(qū)動器、第二驅(qū)動器及第三驅(qū)動器均設于該腕部上,該第一機械臂設有沿該第一軸線方向延伸的中空部,該第二傳動機構(gòu)包括穿設于該中空部的第一傳動軸,該第三傳動機構(gòu)包括穿設于該中空部且與該第一傳動軸相套設的第二傳動軸。上述機器人具有占用空間較小且可便于連接線纜布置的優(yōu)點。
文檔編號B25J9/06GK102079089SQ20091031066
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權日2009年11月30日
發(fā)明者龍波 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司