本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是一種單元組合式機(jī)器人手腕。

背景技術(shù)：

機(jī)器人手腕需要有腕擺動(dòng)(B軸)和手回轉(zhuǎn)(T軸)兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸；腕擺動(dòng)軸B、手回轉(zhuǎn)軸T的回轉(zhuǎn)速度均較低，故其傳動(dòng)系統(tǒng)必須安裝減速器。由于手腕傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前，一般都采用散件組裝式諧波減速器，這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：諧波減速器及傳動(dòng)系統(tǒng)的部件都需要在現(xiàn)場安裝，其零部件多、裝配要求高、安裝復(fù)雜、傳動(dòng)精度很難保證；特別在手腕維修時(shí)，同樣需要分解諧波減速器及傳動(dòng)系統(tǒng)的所有部件，并重新裝配，它不僅增加了維修難度；而且，諧波減速器及傳動(dòng)部件經(jīng)反復(fù)裝拆，將直接導(dǎo)致性能和傳動(dòng)精度的下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種單元組合式機(jī)器人手腕，裝配或維修時(shí)無需進(jìn)行任何調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造和裝配、維修方便，確保傳動(dòng)精度，延長使用壽命。

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種單元組合式機(jī)器人手腕，包括：

上臂，所述上臂的后端為中空內(nèi)腔，中空內(nèi)腔的左、右側(cè)壁上分別設(shè)有B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述上臂的前端為U形叉，U形叉的一側(cè)設(shè)有B軸諧波減速器，U形叉的另一側(cè)設(shè)有T軸中間傳動(dòng)單元，U形叉的內(nèi)側(cè)設(shè)有擺動(dòng)體；

B軸傳動(dòng)與減速單元，所述B軸傳動(dòng)與減速單元用來實(shí)現(xiàn)B軸的傳動(dòng)和減速，所述B軸傳動(dòng)與減速單元包括B軸傳動(dòng)件和B軸諧波減速器，所述B軸傳動(dòng)件包括B軸同步皮帶和B軸同步皮帶輪，所述B軸諧波減速器包括B軸諧波減速器輸入軸和B軸諧波減速器輸出軸，所述B軸傳動(dòng)件通過B軸同步皮帶傳動(dòng)，所述B軸同步皮帶兩側(cè)通過所述B軸同步皮帶輪固定在所述B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和B軸諧波減速器輸入軸上，所述B軸諧波減速器輸出軸與所述擺動(dòng)體連接；

T軸減速與輸出單元，所述T軸減速與輸出單元用來實(shí)現(xiàn)T軸減速和安裝作業(yè)工具，所述T軸減速與輸出單元包括T軸諧波減速器和工具安裝法蘭，所述T軸諧波減速器設(shè)于所述擺動(dòng)體的前端，所述T軸減速器包括T軸諧波減速器輸入軸、T軸諧波減速器輸出軸和T軸諧波減速器傘齒輪，所述T軸諧波減速器傘齒輪設(shè)在所述T軸諧波減速器輸入軸上，所述工具安裝法蘭可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述T軸諧波減速器輸出軸上；

T軸中間傳動(dòng)單元，設(shè)于所述擺動(dòng)體的內(nèi)腔，所述T軸中間傳動(dòng)單元用來連接T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和T軸減速與輸出單元，并有變換轉(zhuǎn)向的作用，包括T軸中間傳動(dòng)部件和T軸傳動(dòng)件，所述T軸傳動(dòng)部件包括輔助支承軸承、支承座、端蓋、T軸中間傳動(dòng)傘齒輪、中間傳動(dòng)軸、隔套、軸承，所述T軸傳動(dòng)件包括T軸同步皮帶和T軸同步皮帶輪，所述T軸同步皮帶兩側(cè)通過所述T軸同步皮帶輪固定在所述T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述中間傳動(dòng)軸上。

進(jìn)一步地，所述擺動(dòng)體為內(nèi)部中空的箱體形結(jié)構(gòu)，所述T軸諧波減速器傘齒輪和所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪設(shè)于所述擺動(dòng)體的中空內(nèi)腔中。

進(jìn)一步地，所述中間傳動(dòng)軸設(shè)于所述T軸中間傳動(dòng)部件的內(nèi)部，所述中間傳動(dòng)軸一端與所述T軸同步皮帶輪連接，另一端與所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪連接。

進(jìn)一步地，所述輔助支承軸承設(shè)于所述擺動(dòng)體上，對所述擺動(dòng)體進(jìn)行徑向支承和軸向浮動(dòng)支承。

進(jìn)一步地，所述T軸中間傳動(dòng)部件設(shè)于所述支承座上。

進(jìn)一步地，所述輔助支承軸承通過密封鎖緊螺母與所述支承座連接。

進(jìn)一步地，所述的B軸諧波減速器與B軸諧波減速器輸出軸間通過可同時(shí)承受徑向和軸向載荷的交叉滾子軸承連接。

進(jìn)一步地，所述的T軸諧波減速器與所述T軸諧波減速器輸入軸、所述T軸諧波減速器輸出軸分別通過可同時(shí)承受徑向和軸向載荷的交叉滾子軸承連接。

進(jìn)一步地，所述中間傳動(dòng)軸通過軸承和隔套安裝在支承座上，所述軸承的外圈通過端蓋壓緊后固定在支承座上，所述軸承的內(nèi)圈通過鎖緊螺母固定在中間傳動(dòng)軸上。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將手腕的全部零件設(shè)計(jì)成3個(gè)獨(dú)立的、可直接裝拆的整體單元，裝配或維修時(shí)無需進(jìn)行任何調(diào)整。與通常的機(jī)器人手腕比較，不僅解決了諧波減速器及傳動(dòng)系統(tǒng)部件的分離、安裝、維修等問題，而且在裝配或維修時(shí)無需進(jìn)行任何調(diào)整，故可確保傳動(dòng)精度、延長使用壽命；同時(shí)，又大幅度減少了機(jī)械零部件數(shù)量；其結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造和裝配、維修非常容易。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、上臂，2、B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，3、B軸傳動(dòng)件，3.1、B軸同步皮帶，3.2、B軸同步皮帶輪，4、B軸諧波減速器，4.1、B軸諧波減速器輸入軸，4.2、B軸諧波減速器輸出軸，5、擺動(dòng)體，6、T軸諧波減速器，6.1、T軸諧波減速器輸入軸，6.2、T軸諧波減速器輸出軸，6.3、T軸諧波減速器傘齒輪，7、工具安裝法蘭，8、T軸傳動(dòng)部件8.1、輔助支承軸承8.2、支承座8.3、端蓋8.4、T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.5、中間傳動(dòng)軸8.6、隔套，8.7、軸承，9、T軸傳動(dòng)件，9.1、T軸同步皮帶，9.2、T軸同步皮帶輪，10、T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示的一種單元組合式機(jī)器人手腕，包括：上臂1，所述上臂1的后端為中空內(nèi)腔，中空內(nèi)腔的左、右側(cè)壁上分別設(shè)有B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，所述上臂1的前端為U形叉，U形叉的一側(cè)設(shè)有B軸諧波減速器4，U形叉的另一側(cè)設(shè)有T軸中間傳動(dòng)單元，U形叉的內(nèi)側(cè)設(shè)有擺動(dòng)體5；

B軸傳動(dòng)與減速單元，所述B軸傳動(dòng)與減速單元用來實(shí)現(xiàn)B軸的傳動(dòng)和減速，所述B軸傳動(dòng)與減速單元包括B軸傳動(dòng)件3和B軸諧波減速器4。所述B軸傳動(dòng)件3包括B軸同步皮帶3.1和B軸同步皮帶輪3.2，所述B軸同步皮帶輪3.2都采用鍵連接、軸端中心螺釘固定。所述B軸諧波減速器4包括B軸諧波減速器輸入軸4.1和B軸諧波減速器輸出軸4.2，所述的B軸諧波減速器4與所述B軸諧波減速器輸入軸4.1、所述B軸諧波減速器輸出軸4.2分別通過可同時(shí)承受徑向和軸向載荷的交叉滾子軸承連接。所述B軸傳動(dòng)件3通過B軸同步皮帶3.1傳動(dòng)，所述B軸同步皮帶3.1兩側(cè)通過所述B軸同步皮帶輪3.2固定在所述B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和所述B軸諧波減速器輸入軸4.1上，所述B軸諧波減速器輸出軸4.2通過連接螺釘與所述擺動(dòng)體5連成一體。當(dāng)B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)2啟動(dòng)時(shí)，B軸諧波減速器輸入軸4.1在B軸同步皮帶輪3.2的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，B軸諧波減速器4隨之旋轉(zhuǎn)，從而在B軸諧波減速器輸出軸4.2上得到減速后的轉(zhuǎn)速輸出，進(jìn)而，因B軸諧波減速器輸出軸4.2與擺動(dòng)體5連接成一體，故可帶動(dòng)擺動(dòng)體5擺動(dòng)。擺動(dòng)體5連同B軸傳動(dòng)與減速單元整體裝拆，裝配、維修時(shí)無需分離B軸諧波減速器4和進(jìn)行任何調(diào)整。

T軸減速與輸出單元，所述T軸減速與輸出單元用來實(shí)現(xiàn)T軸減速和安裝作業(yè)工具，所述T軸減速與輸出單元包括T軸諧波減速器6和工具安裝法蘭7。所述T軸諧波減速器6通過連接螺釘固定在所述擺動(dòng)體5的前端，所述T軸減速器6包括T軸諧波減速器輸入軸6.1、T軸諧波減速器輸出軸6.2和T軸諧波減速器傘齒輪6.3。所述的T軸諧波減速器6與所述T軸諧波減速器輸入軸6.1、所述T軸諧波減速器輸出軸6.2分別通過可同時(shí)承受徑向和軸向載荷的交叉滾子軸承連接，所述T軸諧波減速器傘齒輪6.3通過連接鍵、固定螺釘、墊固定在所述T軸諧波減速器輸入軸6.1上。所述工具安裝法蘭7可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述T軸諧波減速器輸出軸6.2上，所述工具安裝法蘭7通過連接螺釘和T軸諧波減速器輸出軸6.2連成一體。當(dāng)T軸諧波減速器輸入軸6.1上的T軸諧波減速器傘齒輪6.3旋轉(zhuǎn)時(shí)，T軸諧波減速器6將隨之旋轉(zhuǎn)，從而在T軸諧波減速器輸出軸6.2上得到減速后的轉(zhuǎn)速輸出，因T軸諧波減速器輸出軸6.2與工具安裝法蘭7連接成一體，T軸諧波減速器輸出軸6.2可帶動(dòng)工具安裝法蘭7及所安裝的作業(yè)工具低速回轉(zhuǎn)。T軸減速與輸出單元整體安裝在擺動(dòng)體5的前端，能以單元的形式整體裝拆，裝配、維修時(shí)無需分離T軸諧波減速器6和進(jìn)行任何調(diào)整。

T軸中間傳動(dòng)單元，設(shè)于所述擺動(dòng)體5的內(nèi)腔，所述T軸中間傳動(dòng)單元用來連接T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和T軸減速與輸出單元，包括T軸中間傳動(dòng)部件8和T軸傳動(dòng)件9，所述T軸傳動(dòng)部件8包括輔助支承軸承8.1、支承座8.2、端蓋8.3、T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.4、中間傳動(dòng)軸8.5、隔套8.6、軸承8.7，所述輔助支承軸承8.1設(shè)于所述擺動(dòng)體5上，對所述擺動(dòng)體5進(jìn)行徑向支承和軸向浮動(dòng)支承，所述輔助支承軸承8.1通過密封鎖緊螺母與所述支承座8.2連接，所述T軸中間傳動(dòng)部件8設(shè)于所述支承座8.2上。所述T軸中間傳動(dòng)單元通過支承座8.2和端蓋8.3固定在上臂1前側(cè)的U形叉上。所述中間傳動(dòng)軸8.5設(shè)于所述T軸中間傳動(dòng)部件8的內(nèi)部，所述中間傳動(dòng)軸8.5一端與所述T軸同步皮帶輪9.2連接，另一端與所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.4連接。所述T軸傳動(dòng)件9包括T軸同步皮帶9.1和T軸同步皮帶輪9.2，所述T軸同步皮帶9.1兩側(cè)通過所述T軸同步皮帶輪9.2固定在所述T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和所述中間傳動(dòng)軸8.5上。當(dāng)T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10旋轉(zhuǎn)時(shí)，可通過T軸同步皮帶9.1帶動(dòng)中間傳動(dòng)軸8.5旋轉(zhuǎn)并變換轉(zhuǎn)向、帶動(dòng)T軸諧波減速器輸入軸6.1旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而，通過T軸諧波減速器6的減速，帶動(dòng)工具安裝法蘭7及所安裝的作業(yè)工具低速回轉(zhuǎn)。

所述擺動(dòng)體5為內(nèi)部中空的箱體形結(jié)構(gòu)，所述T軸諧波減速器傘齒輪6.3和所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.4設(shè)于所述擺動(dòng)體5的中空內(nèi)腔中。

所述T軸諧波減速器傘齒輪6.3和所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.4模數(shù)相同但直徑可以不同，改變傘齒輪的直徑可調(diào)整T軸諧波減速器6和中間傳動(dòng)單元的相對位置。

所述的B軸同步皮帶輪3.2設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)B軸同步皮帶輪3.2外形尺寸、結(jié)構(gòu)、加工要求完全相同。

所述中間傳動(dòng)軸8.5通過軸承8.7和隔套8.6安裝在支承座8.2上，軸承87的外圈通過端蓋8.3壓緊后固定在支承座8.2上，軸承8.7的內(nèi)圈通過鎖緊螺母固定在中間傳動(dòng)軸8.5上。

本發(fā)明的工作原理如下：當(dāng)手腕需要進(jìn)行B軸擺動(dòng)時(shí)，B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)2可通過B軸同步皮帶3.1和B軸同步皮帶輪3.1，帶動(dòng)B軸諧波減速器輸入軸4.1旋轉(zhuǎn)，B軸諧波減速器4減速后，B軸諧波減速器輸出軸4.2可直接帶動(dòng)擺動(dòng)體5完成手腕擺動(dòng)動(dòng)作；當(dāng)手腕需要進(jìn)行T軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10可通過T軸同步皮帶9.1和T軸同步皮帶輪9.1，帶動(dòng)中間傳動(dòng)軸8.5旋轉(zhuǎn)，并通過中間傳動(dòng)軸傘齒輪8.4變換轉(zhuǎn)向后，帶動(dòng)擺動(dòng)體5上的T軸諧波減速器輸入軸6.1旋轉(zhuǎn)，T軸諧波減速器6減速后，T軸諧波減速器輸出軸6.2可直接帶動(dòng)工具安裝法蘭7及作業(yè)工具完成手腕回轉(zhuǎn)動(dòng)作。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。