本實用新型涉及工業(yè)機器人噴涂技術領域，具體地說是一種噴涂機器人中空手腕結構。

背景技術：

在噴涂行業(yè)，由于噴涂工作環(huán)境污染嚴重，對人危害大，越來越多的企業(yè)采用噴涂機器人進行自動化噴涂作業(yè)。但由于噴涂所使用的噴槍或旋杯上面，所接的油漆管路和控制管路較多，如果這些管線布置在手腕的外面，會對噴涂機器人的作業(yè)范圍和路徑形成干擾，影響噴涂質量和噴涂效率，因此有必要設計一種內部中空，可以讓油漆管路和控制管路從內部穿過的中空手腕，且手腕結構緊湊，自重輕，配套使用在噴涂機器人上，以提升噴涂機器人的性能。

1、現有的機器人噴涂手腕結構復雜或內部不中空或內部中空直徑小于50mm；

2、油漆及控制管路在手腕部的布置不方便。

如中國專利號為201520655960.1的一種工業(yè)機器人腕部中空偏置結構，雖采用了中空設計，但是存在以下不足：

1、整體尺寸長，且重量重，動作不靈活；

2、手腕折疊角度小，噴涂覆蓋區(qū)域不夠；

3、內部中通孔徑過小，不能滿足噴涂設備要求。

因此，迫切需求一種新的中空手腕結構。

技術實現要素：

為了彌補現有技術的不足，本實用新型設計出可實現4軸、5軸、6軸的無限制旋轉，且結構緊湊的一種噴涂機器人中空手腕結構，內部通孔直徑大，內部通孔完全密封，可隔絕手腕部齒輪的潤滑油脂。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種噴涂機器人中空手腕結構，包括4軸手腕固定座、5軸手腕固定座、6軸手腕固定座、5軸內部中空彎管、6軸內部中空彎管、4軸驅動齒輪、末端輸出法蘭，所述4軸手腕固定座通過4軸旋轉支撐軸承與5軸手腕固定座套裝，4軸手腕固定座固定在外接的噴涂機器人的工藝臂上；所述5軸手腕固定座與4軸驅動齒輪相連，4軸驅動齒輪旋轉時，可帶動5軸手腕固定座繞4軸軸線旋轉，實現了4軸的旋轉運動；所述6軸手腕固定座連接有5軸轉動機構；所述6軸內部中空彎管的兩側與6軸手腕固定座相連，以確保6軸內部中空彎管與6軸手腕固定座保持相同姿態(tài)，無相對運動；所述5軸內部中空彎管套裝在5軸手腕固定座內，5軸內部中空彎管的兩側通過螺栓與5軸手腕固定座相連，以確保5軸內部中空彎管、5軸手腕固定座的姿態(tài)保持相同，無相對運動；所述5軸手腕固定座與5軸轉動機構相連；所述5軸轉動機構內套裝有6軸傳動機構，這樣6軸傳動機構與5軸轉動機構可以相對運動；所述末端輸出法蘭通過末端法蘭支撐軸承與6軸手腕固定座上遠離4軸手腕固定座的一端相連。本實用新型的可以實現4軸、5軸、6軸的無限制旋轉，4軸、5軸、6軸的相鄰的夾角均為110°，5軸內部中空彎管、6軸內部中空彎管的中空直接可達70mm，滿足市場現有噴涂機器人末端手腕的過線要求。

所述5軸轉動機構包括第一驅動齒輪、第二驅動齒輪和第三驅動齒輪，所述第一驅動齒輪與第二驅動齒輪按照軸線重合的方式相連，第二驅動齒輪通過5軸旋轉支撐軸承與5軸手腕固定座相連，所述第三驅動齒輪通過軸承一與5軸手腕固定座相連，所述第三驅動齒輪通過螺栓固定在6軸手腕固定座上，從而可帶動6軸手腕固定座繞著5軸的軸線旋轉，所述第三驅動齒輪與第二驅動齒輪嚙合實現動力傳遞。當第一驅動齒輪旋轉時，通過第三驅動齒輪與第二驅動齒輪的嚙合傳遞動力，將旋轉運動傳送到5軸手腕固定座的另一端，實現了5軸的旋轉運動，由于5軸手腕固定座是110°的彎角結構，通過這一組合，可實現4軸和5軸旋轉中心的110°偏交結構，

所述6軸傳動機構包括第四驅動齒輪、第五驅動齒輪、第六驅動齒輪、第七驅動齒輪、第八驅動齒輪，第四驅動齒輪通過6軸旋轉支撐軸承二與第一驅動齒輪相連，第四驅動齒輪與第五驅動齒輪按照軸線重合的方式相連，第五驅動齒輪通過6軸旋轉支撐軸承一與第二驅動齒輪相連，第七驅動齒輪通過軸承二與第三驅動齒輪相連，第六驅動齒輪與第七驅動齒輪固連，第八驅動齒輪與末端輸出法蘭固連，從而末端輸出法蘭可以隨著6軸手腕固定座一起繞著6軸軸心旋轉，第八驅動齒輪通過末端法蘭支撐軸承與6軸手腕固定座相連。當第四驅動齒輪旋轉時，可進一步帶動第五驅動齒輪、第六驅動齒輪、第七驅動齒輪、第八驅動齒輪轉動，其中第四驅動齒輪、第五驅動齒輪繞著4軸的軸心旋轉，第六驅動齒輪、第七驅動齒輪繞著5軸的軸心旋轉，第八驅動齒輪繞著6軸的軸心旋轉，如此一次傳遞，可以實現6軸的旋轉運動，且6軸的軸線與5軸的軸線之間的夾角為110°。

所述4軸手腕固定座上靠近4軸旋轉支撐軸承的位置處安裝有4軸密封件，以防止灰塵進入4軸旋轉支撐軸承內。

所述5軸手腕固定座上靠近軸承一的位置處安裝有5軸密封件，以防止灰塵進入到軸承一內。

所述6軸手腕固定座上靠近末端法蘭支撐軸承的位置處安裝有6軸密封件，以防止灰塵進入到末端法蘭支撐軸承內。

所述5軸內部中空彎管的兩端與第五驅動齒輪、第六驅動齒輪均通過內部彎管密封件實現密封。

所述4軸手腕固定座的內部設有與第四驅動齒輪通過內部彎管密封件密封連接的中空通道，以隔絕污染。

所述5軸內部中空彎管、6軸內部中空彎管首尾相連，形成了與手腕齒輪潤滑區(qū)相互隔離的內部通道，可供噴槍管路使用。

4軸手腕固定座、5軸手腕固定座、6軸手腕固定座、5軸內部中空彎管、6軸內部中空彎管均采用碳纖維復合材料制成。

本實用新型的有益效果是：本實用新型自身重量輕，內部通孔大，整體尺寸緊湊，且各軸運動范圍不受限制，可適配各種噴槍和旋杯，大大提高了噴涂機器人的適用范圍和工作效率。本實用新型的各軸夾角110°，可保證最大的噴涂覆蓋區(qū)域，較大的內部通過，可提高內部線纜的使用壽命，通過其中的管線不易損壞，特別適合噴涂行業(yè)。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的主視圖；

圖2為本實用新型的立體結構示意圖；

圖3為本實用新型的內部結構示意圖；

圖4為本實用新型的4軸驅動齒輪、第一驅動齒輪、第二驅動齒輪、第四驅動齒輪、第五驅動齒輪連接的結構示意圖；

圖5為本實用新型的5軸內部中空彎管、6軸內部中空彎管、末端輸出法蘭連接的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例和圖示，進一步闡述本實用新型。

如圖1所示，圖中的a、b、c分別代表4軸軸線、5軸軸線、6軸軸線。

如圖2至圖5所示，一種噴涂機器人中空手腕結構，包括4軸手腕固定座1、5軸手腕固定座2、6軸手腕固定座3、5軸內部中空彎管4、6軸內部中空彎管5、4軸驅動齒輪6、末端輸出法蘭10，所述4軸手腕固定座1通過4軸旋轉支撐軸承9與5軸手腕固定座2套裝，4軸手腕固定座1固定在外接的噴涂機器人的工藝臂上；所述5軸手腕固定座2與4軸驅動齒輪6相連，4軸驅動齒輪6旋轉時，可帶動5軸手腕固定座2繞4軸軸線旋轉，實現了4軸的旋轉運動；所述6軸手腕固定座3連接有5軸轉動機構7；所述6軸內部中空彎管5的兩側與6軸手腕固定座3相連，以確保6軸內部中空彎管5與6軸手腕固定座3保持相同姿態(tài)，無相對運動；所述5軸內部中空彎管4套裝在5軸手腕固定座2內，5軸內部中空彎管4的兩側通過螺栓與5軸手腕固定座2相連，以確保5軸內部中空彎管4、5軸手腕固定座2的姿態(tài)保持相同，無相對運動；所述5軸手腕固定座2與5軸轉動機構7相連；所述5軸轉動機構7內套裝有6軸傳動機構8，這樣6軸傳動機構8與5軸轉動機構7可以相對運動；所述末端輸出法蘭10通過末端法蘭支撐軸承18與6軸手腕固定座3上遠離4軸手腕固定座1的一端相連。本實用新型的可以實現4軸、5軸、6軸的無限制旋轉，4軸、5軸、6軸的相鄰的夾角均為110°，5軸內部中空彎管4、6軸內部中空彎管5的中空直接可達70mm，滿足市場現有噴涂機器人末端手腕的過線要求。

所述5軸轉動機構7包括第一驅動齒輪7.1、第二驅動齒輪7.2和第三驅動齒輪7.3，所述第一驅動齒輪7.1與第二驅動齒輪7.2按照軸線重合的方式相連，第二驅動齒輪7.2通過5軸旋轉支撐軸承11與5軸手腕固定座2相連，所述第三驅動齒輪7.3通過軸承一19與5軸手腕固定座2相連，所述第三驅動齒輪7.3通過螺栓固定在6軸手腕固定座3上，從而可帶動6軸手腕固定座3繞著5軸的軸線旋轉，所述第三驅動齒輪7.3與第二驅動齒輪7.2嚙合實現動力傳遞。當第一驅動齒輪7.1旋轉時，通過第三驅動齒輪7.3與第二驅動齒輪7.2的嚙合傳遞動力，將旋轉運動傳送到5軸手腕固定座2的另一端，實現了5軸的旋轉運動，由于5軸手腕固定座2是110°的彎角結構，通過這一組合，可實現4軸和5軸旋轉中心的110°偏交結構，

所述6軸傳動機構8包括第四驅動齒輪8.1、第五驅動齒輪8.2、第六驅動齒輪8.3、第七驅動齒輪8.4、第八驅動齒輪8.5，第四驅動齒輪8.1通過6軸旋轉支撐軸承二13與第一驅動齒輪7.1相連，第四驅動齒輪8.1與第五驅動齒輪8.2按照軸線重合的方式相連，第五驅動齒輪8.2通過6軸旋轉支撐軸承一12與第二驅動齒輪7.2相連，第七驅動齒輪8.4通過軸承二20與第三驅動齒輪7.3相連，第六驅動齒輪8.3與第七驅動齒輪8.4固連，第八驅動齒輪8.5與末端輸出法蘭10固連，從而末端輸出法蘭10可以隨著6軸手腕固定座3一起繞著6軸軸心旋轉，第八驅動齒輪8.5通過末端法蘭支撐軸承18與6軸手腕固定座3相連。當第四驅動齒輪8.1旋轉時，可進一步帶動第五驅動齒輪8.2、第六驅動齒輪8.3、第七驅動齒輪8.4、第八驅動齒輪8.5轉動，其中第四驅動齒輪8.1、第五驅動齒輪8.2繞著4軸的軸心旋轉，第六驅動齒輪8.3、第七驅動齒輪8.4繞著5軸的軸心旋轉，第八驅動齒輪8.5繞著6軸的軸心旋轉，如此一次傳遞，可以實現6軸的旋轉運動，且6軸的軸線與5軸的軸線之間的夾角為110°，增大了手腕而對工作范圍。

所述4軸手腕固定座1上靠近4軸旋轉支撐軸承9的位置處安裝有4軸密封件14，以防止灰塵進入4軸旋轉支撐軸承9內。

所述5軸手腕固定座2上靠近軸承一19的位置處安裝有5軸密封件15，以防止灰塵進入到軸承一19內。

所述6軸手腕固定座3上靠近末端法蘭支撐軸承18的位置處安裝有6軸密封件16，以防止灰塵進入到末端法蘭支撐軸承18內。

所述5軸內部中空彎管4的兩端與第五驅動齒輪8.2、第六驅動齒輪8.3均通過內部彎管密封件17實現密封。

所述4軸手腕固定座1的內部設有與第四驅動齒輪8.1通過內部彎管密封件17密封連接的中空通道21；

所述5軸內部中空彎管4、6軸內部中空彎管5首尾相連，形成了與手腕齒輪潤滑區(qū)相互隔離的內部通道，可供噴槍管路使用。

4軸手腕固定座1、5軸手腕固定座2、6軸手腕固定座3、5軸內部中空彎管4、6軸內部中空彎管5均采用碳纖維復合材料經過3D打印制成，可保證內部通孔直徑大。

使用時，根據實際的工作需求以對應的運動部件動作，從而執(zhí)行不同的動作。即驅動4軸驅動齒輪6旋轉，可帶動5軸手腕固定座2繞4軸軸線旋轉，實現了4軸的旋轉運動；當第一驅動齒輪7.1旋轉時，通過第三驅動齒輪7.3與第二驅動齒輪7.2的嚙合傳遞動力，將旋轉運動傳送到5軸手腕固定座2的另一端，以實現了5軸的旋轉運動；驅動第四驅動齒輪8.1旋轉時，借助于第五驅動齒輪8.2、第六驅動齒輪8.3、第七驅動齒輪8.4、第八驅動齒輪8.5傳遞動力，使末端輸出法蘭10可以隨著6軸手腕固定座3一起繞著6軸軸心旋轉，從而可進行相應的噴涂加工。

本實用新型的結構設計上，將4軸驅動齒輪6、第一驅動齒輪7.1、第四驅動齒輪8.1集中放置，縮小了空間，且方便維護和安裝；4軸旋轉支撐軸承9、5軸旋轉支撐軸承11、6軸旋轉支撐軸承二13采用特殊設計的薄壁軸承，重量輕，內部通孔大；本實用新型的5軸內部中空彎管4、6軸內部中空彎管5的密封設計，還能滿足旋轉的功能。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。