本發(fā)明涉及機(jī)器人，具體說(shuō)是一種智能機(jī)器人的關(guān)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的機(jī)器人主要分兩大類：直角坐標(biāo)機(jī)器人和關(guān)節(jié)式機(jī)器人。直角坐標(biāo)機(jī)器人主要由一些直線運(yùn)動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制系統(tǒng)和末端操作器等組成。這種機(jī)器人可針對(duì)不同的應(yīng)用，方便快速組合成不同維數(shù)、各種行程和不同帶載能力的壁掛式、懸臂式、龍門式或倒掛式等多種形式的直角坐標(biāo)機(jī)器人。關(guān)節(jié)式機(jī)器人主要由一些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制系統(tǒng)和末端操作器等組成。關(guān)節(jié)式機(jī)器人不像直角坐標(biāo)機(jī)器人可以快速組合成不同維數(shù)。針對(duì)不同的應(yīng)用，如弧焊機(jī)器人，應(yīng)選用固定的不同維度的關(guān)節(jié)式機(jī)器人。

目前，關(guān)節(jié)式機(jī)器人關(guān)節(jié)的傳動(dòng)方式主要有繩索滑輪傳動(dòng)、連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等，而這些傳動(dòng)部件有些容易變形，傳動(dòng)不夠精確，如帶傳動(dòng)、繩索滑輪傳動(dòng)等，有些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，不適合應(yīng)用在微小型的弧焊機(jī)器人中，如連桿機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工成本較低的智能機(jī)器人的關(guān)節(jié)裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種智能機(jī)器人的關(guān)節(jié)裝置，包括殼體，該殼體一側(cè)固定連接有一豎直設(shè)置的第一軸，該殼體上安裝有一水平縱向設(shè)置的第二軸，該第二軸與一水平橫向設(shè)置的連接臂一端固定連接，連接臂另一端安裝有可旋轉(zhuǎn)的水平縱向設(shè)置的第三軸，所述第一軸、第二軸、第三軸分別由減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述殼體包括豎直橫向設(shè)置的兩側(cè)板和豎直縱向設(shè)置的一底板，該底板縱向兩端分別與兩側(cè)板橫向一端固定連接，所述底板與第一軸固定連接，連接臂所述一端從兩側(cè)板橫向另一端伸入兩側(cè)板之間，所述第二軸水平縱向穿過(guò)兩側(cè)板與連接臂所述一端固定連接。

作為優(yōu)選，在所述底板上成型有豎直設(shè)置的半圓槽，與該半圓槽等外徑的套筒豎直焊接在半圓槽內(nèi)，所述第一軸穿過(guò)套筒內(nèi)腔與該套筒鍵連接。

作為優(yōu)選，所述兩側(cè)板上均開(kāi)設(shè)有通孔，每一通孔內(nèi)安裝有一軸承，所述第二軸的兩端安裝在該兩軸承上，連接臂所述一端設(shè)置有軸套，該軸套與所述第二軸鍵連接。

作為優(yōu)選，所述第三軸通過(guò)另外的軸承安裝在連接臂所述另一端。

作為優(yōu)選，每一所述減速機(jī)構(gòu)包括柔輪和與柔輪配合的剛輪，還包括分別由電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)軸和空心外軸，所述內(nèi)軸插入空心外軸內(nèi)腔，內(nèi)軸兩端伸出該空心外軸，所述內(nèi)軸一端的伸出端由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，另一端的伸出端安裝有隨該內(nèi)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪，所述空心外軸上安裝有隨該空心外軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪，所述內(nèi)軸和空心外軸上分別設(shè)置阻擋所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪徑向移動(dòng)的止擋片；所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪外側(cè)配合設(shè)有一柔輪，該柔輪一端開(kāi)口，另一端設(shè)置有可連接所述第一軸、第二軸或第三軸的法蘭，所述柔輪外周壁成型有與所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪對(duì)應(yīng)的兩排外齒，所述剛輪內(nèi)周成型有與所述兩排外齒分別嚙合的內(nèi)齒。

作為優(yōu)選，所述兩排內(nèi)齒之間或/和兩排外齒之間成型有環(huán)形凹槽。

作為優(yōu)選，第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪中間均開(kāi)設(shè)有供對(duì)應(yīng)軸穿過(guò)的通孔，在每一通孔的周壁徑向開(kāi)設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)設(shè)置有圈簧，第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)對(duì)應(yīng)的圈簧固定安裝在對(duì)應(yīng)的軸上，第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪均與所述止擋片軸向相接。

作為優(yōu)選，所述止擋片包括與對(duì)應(yīng)軸過(guò)盈配合的軸向擋套，擋套一端徑向延伸有擋片，所述圈簧固定套設(shè)在擋套上，所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)均與擋片軸向相接，所述擋套周壁成型有軸向設(shè)置的數(shù)個(gè)凸齒，每一凸齒徑向伸入圈簧的間隙內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述柔輪與法蘭之間設(shè)置有緩沖部。

從以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過(guò)第一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)殼體和連接臂水平旋轉(zhuǎn)，通過(guò)第二軸可帶動(dòng)連接臂豎直旋轉(zhuǎn)，而第三軸則可帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件豎直旋轉(zhuǎn)，可見(jiàn)本發(fā)明通過(guò)三根軸的旋轉(zhuǎn)可驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件在水平面和豎直面實(shí)現(xiàn)大范圍或小范圍的運(yùn)動(dòng)，完全滿足智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)要求；且本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件較少、成本較低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的俯視示意圖。

圖3是本發(fā)明中減速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1、圖2和圖3詳細(xì)介紹本發(fā)明：

一種智能機(jī)器人的關(guān)節(jié)裝置，其包括殼體80，該殼體一側(cè)固定連接有一豎直設(shè)置的第一軸81，該殼體上安裝有一水平縱向設(shè)置的第二軸82，該第二軸與一水平橫向設(shè)置的連接臂83固定連接，通過(guò)該第一軸可驅(qū)動(dòng)連接臂和殼體水平旋轉(zhuǎn)，第二軸則可驅(qū)動(dòng)連接臂豎直旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)連接臂的三維運(yùn)動(dòng)；在實(shí)施過(guò)程中，所述連接臂一端與所述第二軸固定連接，另一端安裝有可旋轉(zhuǎn)的水平縱向設(shè)置的第三軸84，第三軸通過(guò)另外的軸承安裝在連接臂所述另一端，第三軸上安裝運(yùn)動(dòng)部件，這樣運(yùn)動(dòng)部件可直接由第三軸帶動(dòng)繞該第三軸豎直旋轉(zhuǎn)，該豎直旋轉(zhuǎn)的范圍較小，所述第一軸、第二軸、第三軸分別由減速機(jī)構(gòu)12帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，第二軸帶動(dòng)連接臂繞該第二軸豎直旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件繞該第二軸大范圍豎直旋轉(zhuǎn)；在豎直旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，第一軸可帶動(dòng)殼體水面旋轉(zhuǎn)，殼體帶動(dòng)連接臂，再由連接臂帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件繞第一軸水平旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件大范圍或小范圍的三維運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明中，殼體80包括豎直橫向設(shè)置的兩側(cè)板85和豎直縱向設(shè)置的一底板86，該底板縱向兩端分別與兩側(cè)板橫向一端固定連接，所述底板與第一軸固定連接，連接臂所述一端從兩側(cè)板橫向另一端伸入兩側(cè)板之間，所述第二軸水平縱向穿過(guò)兩側(cè)板與連接臂所述一端固定連接，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的三維運(yùn)動(dòng)；該結(jié)構(gòu)由三塊板和軸組成，加工簡(jiǎn)單，成本低。

具體來(lái)說(shuō)，在所述底板86上成型有豎直設(shè)置的半圓槽87，與該半圓槽等外徑的套筒88豎直焊接在半圓槽內(nèi)，所述第一軸穿過(guò)套筒內(nèi)腔與該套筒鍵連接，從而可避免軸直接焊接在底板上，防止損壞第一軸，且半圓槽的設(shè)計(jì)一方面加工簡(jiǎn)單、方便，另一方面便于焊接、連接牢固。作為優(yōu)選，所述兩側(cè)板上均開(kāi)設(shè)有通孔89，每一通孔內(nèi)安裝有一軸承，所述第二軸的兩端安裝在該兩軸承上，連接臂所述一端設(shè)置有軸套90，該軸套與所述第二軸鍵連接，從而實(shí)現(xiàn)連接臂繞第二軸豎直旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，可隨殼體水平旋轉(zhuǎn)，且軸套和鍵連接的設(shè)計(jì)便于安裝，傳動(dòng)可靠，成本低。

本發(fā)明的減速機(jī)構(gòu)12包括柔輪11和與柔輪配合的剛輪17，還包括分別由電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)軸1和空心外軸2，內(nèi)外軸可由兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，也可由一個(gè)電機(jī)通過(guò)不同的兩個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)，所述內(nèi)軸插入空心外軸內(nèi)腔21，可節(jié)省空間；內(nèi)軸兩端伸出該空心外軸，所述內(nèi)軸一端的伸出端由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，另一端的伸出端安裝有隨該內(nèi)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪3，所述空心外軸上安裝有隨該空心外軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪4；在實(shí)施過(guò)程中，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪可驅(qū)動(dòng)不同齒數(shù)的齒輪，因此，在內(nèi)軸由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使外軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出動(dòng)力；在外軸由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使內(nèi)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)另外不同齒數(shù)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出與第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪不同傳動(dòng)比的動(dòng)力，可見(jiàn)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)不同傳動(dòng)比的傳動(dòng)。

在實(shí)施過(guò)程中，兩個(gè)橢圓驅(qū)動(dòng)輪可驅(qū)動(dòng)不同齒數(shù)的柔輪齒輪，因此，在內(nèi)軸由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使外軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)第一排外齒轉(zhuǎn)動(dòng)，而此時(shí)第二排外齒與內(nèi)齒仍然處于嚙合狀態(tài)，由于外軸沒(méi)有驅(qū)動(dòng)力，第二排外齒不會(huì)驅(qū)動(dòng)柔輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而其在嚙合力的作用下隨柔輪轉(zhuǎn)動(dòng)；同理，在外軸由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使內(nèi)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)另外不同齒數(shù)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出與第一驅(qū)動(dòng)輪不同傳動(dòng)比的動(dòng)力，可見(jiàn)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)不同傳動(dòng)比的傳動(dòng)。同時(shí)在所述內(nèi)軸和空心外軸上分別設(shè)置阻擋所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪徑向移動(dòng)的止擋片9，從而保證驅(qū)動(dòng)輪不會(huì)軸向移動(dòng)。

所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪外側(cè)配合設(shè)有一可徑向彎曲的柔輪11，該柔輪一端開(kāi)口，另一端設(shè)置有可連接所述第一軸、第二軸或第三軸的法蘭13，所述柔輪外周壁成型有與所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪對(duì)應(yīng)的兩排外齒14，所述剛輪內(nèi)周成型有與所述兩排外齒分別嚙合的內(nèi)齒18，從而提供兩種傳動(dòng)比。

在本發(fā)明中，柔輪上的兩排外齒之間成型有環(huán)形凹槽12；一方面可在加工齒的過(guò)程中，環(huán)形凹槽可使碎屑流入其內(nèi)，為加工提供便利；另一方面，在潤(rùn)滑兩排齒時(shí)，環(huán)形凹槽內(nèi)的潤(rùn)滑油可沉淀一部分廢渣，保證齒處的潤(rùn)滑油較為潔凈；在實(shí)施過(guò)程中，也可僅僅在兩排內(nèi)齒之間設(shè)置環(huán)形凹槽，或者在兩排外齒之間和兩排內(nèi)齒之間同時(shí)設(shè)置環(huán)形凹槽。

在實(shí)施過(guò)程中，所述內(nèi)軸1兩端通過(guò)軸承5安裝在空心外軸內(nèi)腔，具體來(lái)說(shuō)，所述空心外軸兩端分別成型有容納空間22，每一容納空間內(nèi)固定設(shè)置有一個(gè)所述軸承5，軸承的端面可與外軸端面齊平，不僅可節(jié)省空間，而且在傳動(dòng)過(guò)程中避免與其他部件發(fā)生干涉；內(nèi)軸所述兩端安裝在兩軸承上，這樣不僅使內(nèi)外軸可發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證內(nèi)外軸具有較高的同軸度；而且可使得內(nèi)軸支撐更牢固，傳動(dòng)更平穩(wěn)。

在本發(fā)明中，第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪中間均開(kāi)設(shè)有供對(duì)應(yīng)軸穿過(guò)的通孔6，在每一通孔的周壁徑向開(kāi)設(shè)有環(huán)槽7，環(huán)槽內(nèi)設(shè)置有圈簧8，第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)對(duì)應(yīng)的圈簧固定安裝在對(duì)應(yīng)的軸上；這樣一方面可避免驅(qū)動(dòng)輪直接與對(duì)應(yīng)的軸接觸而損壞驅(qū)動(dòng)輪，另一方面圈簧的彈力可使裝配更加方便；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪與對(duì)應(yīng)軸甚至可采用間隙配合的方式進(jìn)行傳動(dòng)，避免兩者接觸，出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，且一旦軸與圈簧的磨損影響傳動(dòng)時(shí)，只需更換圈簧即可，節(jié)約維修和維護(hù)成本。在本發(fā)明中，圈簧是具有徑向彈力的彈力部件，在其彈力的作用下，可將驅(qū)動(dòng)輪固定在軸上，保證軸帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在實(shí)施過(guò)程中，所述止擋片9包括與對(duì)應(yīng)軸過(guò)盈配合的軸向擋套91，使止擋片隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，擋套一端徑向延伸有擋片92，所述圈簧固定套設(shè)在擋套上，可使圈簧不直接與軸接觸，避免損壞圈簧，所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪均與擋片軸向相接，防止驅(qū)動(dòng)輪軸向移動(dòng)；所述擋套周壁成型有軸向設(shè)置的數(shù)個(gè)凸齒93，每一凸齒徑向伸入圈簧的間隙內(nèi)，從而卡住圈簧，這樣可確保圈簧隨著軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

在本發(fā)明中，所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪作為波發(fā)生器時(shí)，可在所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪的外周分布有軸向設(shè)置的數(shù)個(gè)滾輪10。在本發(fā)明中，所述兩排齒的齒數(shù)不相等，從而提供兩種不同的傳動(dòng)比，以滿足機(jī)器人的傳動(dòng)要求；兩排齒的齒頂圓直徑不相等，便于與剛輪的齒進(jìn)行裝配；所述環(huán)形凹槽的截面呈V型，方便碎屑和廢渣沿傾斜的槽壁流入槽底；所述柔輪與法蘭之間設(shè)置有緩沖部16，由于柔輪在橢圓形波發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生變形，其法蘭一端會(huì)產(chǎn)生變形，可能導(dǎo)致法蘭的傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，進(jìn)而使第一軸、第二軸或第三軸傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，而緩沖部16可緩解上述變形，保證法蘭和第一軸、第二軸或第三軸的傳動(dòng)更平穩(wěn)。

本發(fā)明的所述緩沖部16為所述柔輪向法蘭一側(cè)延伸的錐部，錐部采用的材料與柔輪的材料一樣，均具有彈性，具有緩沖作用，錐部與法蘭固定連接，從而保證法蘭傳動(dòng)平穩(wěn)；在實(shí)施過(guò)程中，所述錐部靠近柔輪一側(cè)的直徑小于靠近法蘭一側(cè)的直徑，由于柔輪在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的是徑向增大的變形，其有使靠近法蘭一側(cè)的柔輪產(chǎn)生徑向變形增大的趨勢(shì)，在傳遞動(dòng)力的過(guò)程中，靠近法蘭一側(cè)的大直徑錐部受到的變形影響較小，從而保證法蘭的傳動(dòng)的平穩(wěn)性。作為另一種優(yōu)選方案，所述緩沖部為所述柔輪向法蘭一側(cè)延伸的圓弧過(guò)渡部，該圓弧過(guò)渡部與法蘭固定連接，該圓弧過(guò)渡部從小直徑圓過(guò)渡到大直徑圓，其作用與上述錐部作用相同，只不過(guò)加工方便一些。

上述實(shí)施方式僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。