工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，第五關(guān)節(jié)動力軸的末端通過A型平鍵聯(lián)接第五主動弧錐齒輪，第五主動弧錐齒輪與從動弧錐齒輪相嚙合，從動弧錐齒輪通過A型平鍵與主動齒輪聯(lián)接，主動齒輪經(jīng)過渡齒輪與從動齒輪聯(lián)接，從動齒輪設(shè)于第五關(guān)節(jié)減速器上，在第五關(guān)節(jié)減速器的末端設(shè)第五關(guān)節(jié)擺臂；第六關(guān)節(jié)動力軸的末端通過A型平鍵聯(lián)接第六主動弧錐齒輪，第六主動弧錐齒輪與二號從動弧錐齒輪相嚙合，二號從動弧錐齒輪通過A型平鍵與二號主動齒輪聯(lián)接，二號主動齒輪經(jīng)二號過渡齒輪與二號從動齒輪聯(lián)接。本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)緊籌，裝配簡單、傳動效率高、齒輪間隙可調(diào)，從而使得工業(yè)機(jī)器人手腕整體體積小，更靈活、輕便。
【專利說明】工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，尤其涉及一種工業(yè)機(jī)器人腕部末端第五、第六關(guān)節(jié)，屬于機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]腕關(guān)節(jié)是機(jī)器人的手臂與機(jī)械手相互連接的重要組成部分，其最主要的功能是調(diào)整和改變機(jī)械手在三維空間內(nèi)的位置和三維姿態(tài)，因此，腕關(guān)節(jié)在空間運(yùn)動時的靈活性和在空間運(yùn)動的范圍直接影響到機(jī)器人整體在工作中的功能以及性能。
[0003]目前，工業(yè)機(jī)器人的腕關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)如圖1所示，現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)的第五、第六關(guān)節(jié)包括與之關(guān)聯(lián)的第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂101、第五關(guān)節(jié)伺服電機(jī)102、第六關(guān)節(jié)伺服電機(jī)103、一號同步帶104、第五關(guān)節(jié)擺臂105、主動錐齒輪106、從動錐齒輪107、第六關(guān)節(jié)108、第五關(guān)節(jié)減速器109和二號同步帶120。在該結(jié)構(gòu)中，存在以下的不足之處:
[0004]A、第五關(guān)節(jié)伺服電機(jī)102和第六關(guān)節(jié)伺服電機(jī)103置于第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂101之中，使機(jī)器人手臂重心前移，增加了第二、第三關(guān)節(jié)的負(fù)載，額定負(fù)載受到影響；
[0005]B、第五關(guān)節(jié)伺服電機(jī)102和第六關(guān)節(jié)伺服電機(jī)103的控制電纜需要繞過第四關(guān)節(jié)減速器，同時線纜需要隨第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂101 —起旋轉(zhuǎn)，線纜一方面要折彎，另一方面要扭曲，容易折斷；
[0006]C、第五關(guān)節(jié)伺服電機(jī)102和第六關(guān)節(jié)伺服電機(jī)103置于第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂101之中，第五關(guān)節(jié)伺服電機(jī)102和第六關(guān)節(jié)伺服電機(jī)103的外形大小受限，伺服電機(jī)型號選擇受限，成本控制也受到一定影響；為能放置伺服電機(jī)，第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂外形尺寸變大，質(zhì)量增大，影響機(jī)器人手臂的靈活性，也增加了第二、第三關(guān)節(jié)的負(fù)載，末端額定負(fù)載受到影響；
[0007]D、二號同步帶120過長，漲緊后對第五關(guān)節(jié)伺服電機(jī)102的輸出軸影響大，縮短了電機(jī)使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，解決現(xiàn)有機(jī)器人腕關(guān)節(jié)第五、第六關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)不當(dāng)而導(dǎo)致傳動效率低的技術(shù)問題，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0009]本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，包括第六關(guān)節(jié)減速器、末端機(jī)械法蘭、第六關(guān)節(jié)動力軸、第五關(guān)節(jié)動力軸、第五關(guān)節(jié)減速器和第五關(guān)節(jié)擺臂，第五關(guān)節(jié)動力軸的末端通過A型平鍵聯(lián)接第五主動弧錐齒輪，第五主動弧錐齒輪與從動弧錐齒輪相嚙合，從動弧錐齒輪通過A型平鍵與主動齒輪聯(lián)接，主動齒輪經(jīng)過渡齒輪與從動齒輪聯(lián)接，從動齒輪設(shè)于第五關(guān)節(jié)減速器上，在第五關(guān)節(jié)減速器的末端設(shè)第五關(guān)節(jié)擺臂；第六關(guān)節(jié)動力軸的末端通過A型平鍵聯(lián)接第六主動弧錐齒輪，第六主動弧錐齒輪與二號從動弧錐齒輪相嚙合，二號從動弧錐齒輪通過A型平鍵與二號主動齒輪聯(lián)接，二號主動齒輪經(jīng)二號過渡齒輪與二號從動齒輪聯(lián)接，二號從動齒輪通過A型平鍵與三號主動弧錐齒輪聯(lián)接，三號主動弧錐齒輪與一號從動弧錐齒輪相嚙合，一號從動弧錐齒輪置于第五關(guān)節(jié)擺臂中，且該一號從動弧錐齒輪設(shè)于第六關(guān)節(jié)減速器的輸入軸上，在第六關(guān)節(jié)減速器的末端設(shè)末端機(jī)械法蘭。
[0010]作為優(yōu)選方式，過渡齒輪、二號過渡齒輪、從動齒輪、二號從動齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和外形尺寸相同。
[0011]作為優(yōu)選方式，第六主動弧錐齒輪、三號主動弧錐齒輪、第五主動弧錐齒輪的齒數(shù)、模數(shù)相同。
[0012]作為優(yōu)選方式，二號從動弧錐齒輪、一號從動弧錐齒輪、從動弧錐齒輪的齒數(shù)、模數(shù)也相同。
[0013]作為優(yōu)選方式，二號主動齒輪與主動齒輪的齒數(shù)、模數(shù)相同。
[0014]作為優(yōu)選方式，從動弧錐齒輪和二號從動弧錐齒輪分別由兩個深溝球軸承、孔用彈簧擋圈、軸承襯套支承安裝在主動齒輪軸承座中。
[0015]作為優(yōu)選方式，過渡齒輪和二號過渡齒輪分別由兩個四號深溝球軸承和過渡齒輪軸支承在過渡齒輪軸承座中。
[0016]作為優(yōu)選方式，從動齒輪由軸承座、深溝球軸承、內(nèi)六角螺釘、齒輪壓板和十字槽沉頭螺釘安裝在第五關(guān)節(jié)減速器的輸入軸上。
[0017]作為優(yōu)選方式，二號從動齒輪由軸承座、兩個深溝球軸承、內(nèi)六角螺釘、軸承襯套、軸承蓋安裝在第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂上；軸承座與第五關(guān)節(jié)擺臂之間用深溝球軸承支承。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)緊籌，裝配簡單、傳動效率高、齒輪間隙可調(diào)，從而使得工業(yè)機(jī)器人手腕整體體積小，更靈活、輕便；在該第五第六關(guān)節(jié)中，模數(shù)優(yōu)化為相同，減少了零件規(guī)格，便于批量生產(chǎn)、降低成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)采用同步帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2中:第六關(guān)節(jié)減速器-1，末端機(jī)械法蘭_2， 一號從動弧錐齒輪_4， 二號深溝球軸承-6,三號內(nèi)六角螺釘-7, 二號軸承座-8, 二號從動齒輪-9, 三號軸承蓋-10，三號主動弧錐齒輪-11，A型平鍵-12， 三號深溝球軸承-13， 三號軸承襯套-14， 二號過渡齒輪-15，三號深溝球軸承-16， 二號過渡齒輪軸-17， 二號過渡齒輪軸承座-18， 二號主動齒輪軸承座-19， 二號主動齒輪-20， 二號深溝球軸承-21， 二號軸承襯套-22， 二號從動弧錐齒輪-23， 第六主動弧錐齒輪-25，第六關(guān)節(jié)動力軸-29， 第五關(guān)節(jié)動力軸-30， 第五主動弧錐齒輪-33， 從動弧錐齒輪-34， 第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂-35， 孔用彈簧擋圈-36， 深溝球軸承-37，軸承襯套_38，主動齒輪軸承座-39， 主動齒輪-40， 過渡齒輪軸承座-43， 四號深溝球軸承-44，過渡齒輪軸-45，過渡齒輪-46， 齒輪壓板-47， 十字槽沉頭螺釘-48， 深溝球軸承-49，一號軸承座-50， 從動齒輪-51， 第五關(guān)節(jié)減速器-52， 內(nèi)六角螺釘_53，第五關(guān)節(jié)擺臂-54。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0023]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個特征之一系列等效或類似特征中的一個實(shí)施例而已。
[0024]如圖2所示，本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)包括第六關(guān)節(jié)減速器1、末端機(jī)械法蘭2、第六關(guān)節(jié)動力軸29、第五關(guān)節(jié)動力軸30、第五關(guān)節(jié)減速器52和第五關(guān)節(jié)擺臂54，第五關(guān)節(jié)動力軸30的末端通過A型平鍵12聯(lián)接第五主動弧錐齒輪33，第五主動弧錐齒輪33與從動弧錐齒輪34相嚙合，從動弧錐齒輪34通過A型平鍵12與主動齒輪40聯(lián)接，主動齒輪40經(jīng)過渡齒輪46與從動齒輪51聯(lián)接，從動齒輪51設(shè)于第五關(guān)節(jié)減速器52上，在第五關(guān)節(jié)減速器52的末端設(shè)第五關(guān)節(jié)擺臂54 ;第六關(guān)節(jié)動力軸29的末端通過A型平鍵12聯(lián)接第六主動弧錐齒輪25，第六主動弧錐齒輪25與二號從動弧錐齒輪23相嚙合，二號從動弧錐齒輪23通過A型平鍵12與二號主動齒輪20聯(lián)接，二號主動齒輪20經(jīng)二號過渡齒輪15與二號從動齒輪9聯(lián)接，二號從動齒輪9通過A型平鍵12與三號主動弧錐齒輪11聯(lián)接，三號主動弧錐齒輪11與一號從動弧錐齒輪4相嚙合，一號從動弧錐齒輪4置于第五關(guān)節(jié)擺臂54中，且該一號從動弧錐齒輪4設(shè)于第六關(guān)節(jié)減速器I的輸入軸上，在第六關(guān)節(jié)減速器I的末端設(shè)末端機(jī)械法蘭2。
[0025]過渡齒輪46、二號過渡齒輪15、從動齒輪51、二號從動齒輪9的齒數(shù)、模數(shù)和外形尺寸相同，以減少零件規(guī)格，便于批量生產(chǎn)、降低成本。
[0026]第六主動弧錐齒輪25、三號主動弧錐齒輪11、第五主動弧錐齒輪33的齒數(shù)、模數(shù)相同，以減少零件規(guī)格，便于批量生產(chǎn)、降低成本。
[0027]二號從動弧錐齒輪23、一號從動弧錐齒輪4、從動弧錐齒輪34的齒數(shù)、模數(shù)也相同，以減少零件規(guī)格，便于批量生產(chǎn)、降低成本。
[0028]二號主動齒輪20與主動齒輪40的齒數(shù)、模數(shù)相同，以減少零件規(guī)格，便于批量生產(chǎn)、降低成本。
[0029]本實(shí)用新型的傳動路線:
[0030]A、第五關(guān)節(jié)傳動路線:動力由第五關(guān)節(jié)動力軸30輸入，經(jīng)A型平鍵12，聯(lián)接第五主動弧錐齒輪33，與從動弧錐齒輪34相嚙合，由A型平鍵12傳遞給主動齒輪40，經(jīng)過渡齒輪46傳遞到從動齒輪51，經(jīng)過第五關(guān)節(jié)減速器52減速后，驅(qū)動第五關(guān)節(jié)擺臂54擺動。其中，從動弧錐齒輪34由兩個深溝球軸承37、孔用彈簧擋圈36、軸承襯套38支承安裝在主動齒輪軸承座39中；過渡齒輪46由兩個四號深溝球軸承44和過渡齒輪軸45支承在過渡齒輪軸承座43中；從動齒輪51由一號軸承座50、深溝球軸承49、內(nèi)六角螺釘53、齒輪壓板47和十字槽沉頭螺釘48安裝在第五關(guān)節(jié)減速器52的輸入軸上。
[0031]B、第六關(guān)節(jié)傳動路線:動力由第六關(guān)節(jié)動力軸29輸入，經(jīng)A型平鍵12，聯(lián)接第六主動弧錐齒輪25，與二號從動弧錐齒輪23相嚙合，由A型平鍵傳遞給二號主動齒輪20，經(jīng)二號過渡齒輪15傳遞到二號從動齒輪9，由A型平鍵12同三號從動弧錐齒輪11聯(lián)接，與一號從動弧錐齒輪4相嚙合，經(jīng)過第六關(guān)節(jié)減速器I減速后，驅(qū)動末端機(jī)械法蘭2。其中，二號從動弧錐齒輪23由兩個二號深溝球軸承21、孔用彈簧擋圈、二號軸承襯套22支承安裝在二號主動齒輪軸承座19中；二號過渡齒輪15由兩個三號深溝球軸承16和二號過渡齒輪軸17支承在二號過渡齒輪軸承座18中；二號從動齒輪9由二號軸承座8、兩個三號深溝球軸承13、三號內(nèi)六角螺釘7、三號軸承襯套14、三號軸承蓋10安裝在第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂35上；二號軸承座8與第五關(guān)節(jié)擺臂54之間用二號深溝球軸承6支承；一號從動弧錐齒輪4安裝在第六關(guān)節(jié)減速器I的輸入軸上。
[0032]本工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)的工作原理為:
[0033]整個工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)動力的實(shí)現(xiàn)原理如下:
[0034]第五關(guān)節(jié)擺臂54擺動:由第五主動弧錐齒輪33帶動從動弧錐齒輪34、主動齒輪40、過渡齒輪46、從動齒輪51轉(zhuǎn)動，再經(jīng)過第五關(guān)節(jié)減速器52減速，第五關(guān)節(jié)減速器52的輸出端帶動第五關(guān)節(jié)擺臂54擺動。
[0035]第六關(guān)節(jié)末端機(jī)械法蘭2旋轉(zhuǎn):由第六主動弧錐齒輪25帶動二號從動弧錐齒輪23、二號主動齒輪20、二號過渡齒輪15、二號從動齒輪9、三號主動弧錐齒輪11、一號從動弧錐齒輪4轉(zhuǎn)動，再經(jīng)過第六關(guān)節(jié)減速器I減速，第六關(guān)節(jié)減速器I的輸出端帶動末端機(jī)械法蘭2旋轉(zhuǎn)。
[0036]由于第六關(guān)節(jié)減速器1、末端機(jī)械法蘭2、一號從動弧錐齒輪4安裝在第五關(guān)節(jié)擺臂54上，第五關(guān)節(jié)擺臂54在擺動的時候會帶著第六關(guān)節(jié)減速器1、末端機(jī)械法蘭2、一號從動弧錐齒輪4繞著三號主動弧錐齒輪11旋轉(zhuǎn)，由于一號從動弧錐齒輪4與三號主動弧錐齒輪11的嚙合關(guān)系，一號從動弧錐齒輪4便會轉(zhuǎn)動，一號從動弧錐齒輪4轉(zhuǎn)動就帶動第六關(guān)節(jié)減速器I的輸入軸旋轉(zhuǎn)，末端機(jī)械法蘭2也就會轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)“耦合”。為使第五關(guān)節(jié)擺臂54在擺動的時候，末端機(jī)械法蘭2保持不動，機(jī)器人控制器會附加一個指令，使與第六關(guān)節(jié)動力軸29相連接的動力伺服電機(jī)按一定方向、一定速度轉(zhuǎn)動，以消除第五關(guān)節(jié)擺臂54擺動時對末端機(jī)械法蘭2的影響，從而實(shí)現(xiàn)第五關(guān)節(jié)和第六關(guān)節(jié)各自能獨(dú)立運(yùn)動。
[0037]該結(jié)構(gòu)主要解決了 6關(guān)節(jié)串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人末端第五、第六關(guān)節(jié)的動力傳動結(jié)構(gòu)問題，該結(jié)構(gòu)應(yīng)用在6關(guān)節(jié)串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人末端，可廣泛的應(yīng)用在搬運(yùn)、焊接、噴涂、機(jī)床加工上下工件等地方代替人做重復(fù)勞動。
[0038]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，包括第六關(guān)節(jié)減速器(I)、末端機(jī)械法蘭(2)、第六關(guān)節(jié)動力軸(29)、第五關(guān)節(jié)動力軸(30)、第五關(guān)節(jié)減速器(52)和第五關(guān)節(jié)擺臂(54)，其特征在于:第五關(guān)節(jié)動力軸(30)的末端通過A型平鍵(12)聯(lián)接第五主動弧錐齒輪(33)，第五主動弧錐齒輪(33)與從動弧錐齒輪(34)相嚙合，從動弧錐齒輪(34)通過A型平鍵(12)與主動齒輪(40)聯(lián)接，主動齒輪(40)經(jīng)過渡齒輪(46)與從動齒輪(51)聯(lián)接，從動齒輪(51)設(shè)于第五關(guān)節(jié)減速器(52)上，在第五關(guān)節(jié)減速器(52)的末端設(shè)第五關(guān)節(jié)擺臂(54);第六關(guān)節(jié)動力軸(29 )的末端通過A型平鍵(12 )聯(lián)接第六主動弧錐齒輪(25 )，第六主動弧錐齒輪(25 )與二號從動弧錐齒輪(23)相嚙合，二號從動弧錐齒輪(23)通過A型平鍵(12)與二號主動齒輪(20)聯(lián)接，二號主動齒輪(20)經(jīng)二號過渡齒輪(15)與二號從動齒輪(9)聯(lián)接，二號從動齒輪(9)通過A型平鍵(12)與三號主動弧錐齒輪(11)聯(lián)接，三號主動弧錐齒輪(11)與一號從動弧錐齒輪(4)相嚙合，一號從動弧錐齒輪(4)置于第五關(guān)節(jié)擺臂(54)中，且該一號從動弧錐齒輪(4 )設(shè)于第六關(guān)節(jié)減速器(I)的輸入軸上，在第六關(guān)節(jié)減速器(I)的末端設(shè)末端機(jī)械法蘭(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其特征在于:過渡齒輪(46)、二號過渡齒輪(15)、從動齒輪(51)、二號從動齒輪(9)的齒數(shù)、模數(shù)和外形尺寸相同。
3.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其特征在于:第六主動弧錐齒輪(25)、三號主動弧錐齒輪(11)、第五主動弧錐齒輪(33)的齒數(shù)、模數(shù)相同。
4.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其特征在于:二號從動弧錐齒輪(23)、一號從動弧錐齒輪(4)、從動弧錐齒輪(34)的齒數(shù)、模數(shù)也相同。
5.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其特征在于:二號主動齒輪(20)與主動齒輪(40)的齒數(shù)、模數(shù)相同。
6.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其特征在于:從動弧錐齒輪(34)和二號從動弧錐齒輪(23)分別由兩個深溝球軸承、孔用彈簧擋圈、軸承襯套支承安裝在主動齒輪軸承座(39)中。
7.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其特征在于:過渡齒輪(46)和二號過渡齒輪(15)分別由兩個四號深溝球軸承和過渡齒輪軸支承在過渡齒輪軸承座中。
8.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其特征在于:從動齒輪(51)由軸承座、深溝球軸承、內(nèi)六角螺釘、齒輪壓板和十字槽沉頭螺釘安裝在第五關(guān)節(jié)減速器(52)的輸入軸上。
9.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人腕關(guān)節(jié)，其特征在于:二號從動齒輪(9)由軸承座、兩個深溝球軸承、內(nèi)六角螺釘、軸承襯套、軸承蓋安裝在第四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)臂上；軸承座與第五關(guān)節(jié)擺臂(54)之間用深溝球軸承支承。
【文檔編號】B25J17/00GK204076276SQ201420174574
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】王華英 申請人:成都三譯智能技術(shù)有限公司