CN102114630A - 机器人臂部件 - Google Patents

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Abstract

一种机器人臂部件，包括支撑臂、与支撑臂转动连接的第一机械臂、与第一机械臂转动连接的第二机械臂。驱动第一机械臂的第一驱动件以及设于第一机械臂与第一驱动件之间的第一传动机构。驱动第二机械臂的第二驱动件以及设于第二机械臂与第二驱动件之间的第二传动机构。第二机械臂为机器人的末端臂。第一驱动件及第二驱动件均设置于支撑臂上。该第二传动机构包括带传动部件、由该带传动部件带动的锥齿轮部件以及与第二机械臂连接的减速机。上述机器人臂部件具有结构紧凑的优点。

Description

机器人臂部件
技术领域
本发明涉及一种机器人臂部件。
背景技术
机器人通常包括多个依次连接的机械臂，设置于其末端的机械臂，可装设夹具、切削工具及探测器等末端执行器以执行各种动作。每个机械臂通过一个驱动组件实现绕某一旋转轴线的转动。驱动组件一般包括沿各机械臂的旋转轴线方向设置的电机以及与电机相连接的减速机，减速机的输出端驱动机械臂运动，因此各机械臂沿其转动轴向的尺寸通常较大。
对于位于机器人末端的机械臂，如六轴机器人的相互转动连接且垂直设置的第五机械臂及第六机械臂，其设置的驱动组件通常邻近设置，造成第五机械臂与第六机械臂沿各自旋转轴线方向的尺寸均较大，增加了机器人整体结构所占用的空间，不利于机器人在较狭小操作空间中的应用。并且，第六机械臂的自重较大，从而惯性矩变大，给提高第六机械臂控制的准确性及快速性造成困难。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种结构紧凑的机器人臂部件。
一种机器人臂部件，包括支撑臂、与支撑臂转动连接的第一机械臂、与第一机械臂转动连接的第二机械臂。驱动第一机械臂的第一驱动件以及设于第一机械臂与第一驱动件之间的第一传动机构。驱动第二机械臂的第二驱动件以及设于第二机械臂与第二驱动件之间的第二传动机构。第二机械臂为机器人的末端臂。第一驱动件及第二驱动件均设置于支撑臂上。该第二传动机构包括带传动部件、由该带传动部件带动的锥齿轮部件以及与第二机械臂连接的减速机。
上述机器人臂部件的第一驱动件及第二驱动件设置于支撑臂上，并通过第二传动机构将第二驱动件的动力传送至第二机械臂，可减小第二机械臂的整体尺寸，使得机器人臂部件的结构更为紧凑。此外，还可减轻第二机械臂的自重，从而减小惯性矩，便于对第二机械臂进行精确控制。
附图说明
图1是本发明实施方式机器人臂部件的立体组装图。
图2是图1所示机器人臂部件省略一侧壳体的局部结构图。
图3是图1所示机器人臂部件省略另一侧壳体的局部结构图。
图4是图1所示机器人臂部件的剖视图。
主要元件符号说明
    机器人臂部件     100
    支撑臂     11
    第一机械臂     12
    第一驱动件     13
    第一传动机构     14
    第二机械臂     22
    第二驱动件     23
    第二传动机构     24
    连接座     112
    第一叉分支     1121
    第二叉分支     1122
    容置孔     1123
    壳体     1125、1126
    收容空间     1124
    转动座     121
    支撑套     123
    第一转轴孔     1212
    第二转轴孔     1213
    带传动部件     141、241
    减速机     142、243
    输入带轮     1411、2411
    输出带轮     1412、2412
    第一锥齿轮轴     2421
    第一锥齿轮     2422
    第二锥齿轮轴     2423
    第二锥齿轮     2424
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本发明的机器人臂部件作进一步的详细说明。
请参阅图1至图4，本发明实施方式的机器人臂部件100包括支撑臂11，可转动地连接于支撑臂11一端的第一机械臂12，驱动第一机械臂12的第一驱动件13，设于第一驱动件13与第一机械臂12之间的第一传动机构14，与第一机械臂12转动连接的第二机械臂22，驱动第二机械臂22的第二驱动件23以及设于第二驱动件23与第二机械臂22之间的第二传动机构24。
本实施方式的机器人臂部件100应用于六轴机器人中，支撑臂11、第一及第二机械臂12、22分别绕六轴机器人的第四至第六旋转轴线a、b、c转动。其中，第二机械臂22设于六轴机器人的末端，可安装刀具、夹具等末端执行装置。第四及第六旋转轴线a、c均与第五旋转轴线b垂直。
支撑臂11呈叉形机构，其包括连接座112以及由连接座112的一端平行延伸形成的第一叉分支1121及第二叉分支1122。连接座112开设有容置孔1123，容置孔1123大致沿平行第五旋转轴线b方向延伸。第一叉分支1121与第二叉分支1122之间形成收容空间1124。
第一驱动件13及第二驱动件23均设于支撑臂11的容置孔1123内，从而机器人臂部件100的重心靠近支撑臂11，使第二机械臂22的自重减小，从而便于对第二机械臂22进行精确控制。此外，因第二驱动件23设于支撑臂11内，连接至第二驱动件23的连接线缆(图未示)，如电源线及信号线无需穿设第一机械臂12，可避免第二机械臂22相对第一机械臂12转动时，连接线缆因被扭转或刮擦等而损坏。
具体在本实施方式中，第一驱动件13及第二驱动件23均为伺服电机。第一驱动件13与第二驱动件23相邻设置，且第一驱动件13与第二驱动件23的输出轴相互平行，从而使得机器人臂部件100结构更为紧凑。
第一机械臂12包括转动座121以及分别设于转动座121两端用于支撑转动座121的两个支撑套123。两个支撑套123分别与支撑臂11的第一叉分支1121及第二叉分支1122固定连接，支撑套123与转动座121之间设有滚动轴承(图未标)，从而转动座121的两端分别与第一叉分支1121及第二叉分支1122转动连接。
转动座121大致呈柱状，并开设有沿第五旋转轴线b方向延伸的第一转轴孔1212及沿第六旋转轴线c方向贯穿的第二转轴孔1213。第一转轴孔1212与第二转轴孔1213基本垂直且相互连通。第二机械臂22可转动地设于第二转轴孔1213内。
第一传动机构14包括带传动部件141以及由带传动部件141带动的减速机142。
带传动部件141为同步带结构，其包括输入带轮1411与输出带轮1412。输入带轮1411与第一驱动件13耦接，输出带轮1412带动减速机142转动。减速机142的输出端与第一机械臂12的转动座121固定连接，从而将第一驱动件13的动力传送至第一机械臂12。优选的，减速机142采用谐波减速机，以实现轻量化并获得较大的减速比。
第二传动机构24包括带传动部件241，由带传动部件241带动的锥齿轮部件242以及减速机243。
带传动部件241为同步带结构，其包括输入带轮2411与输出带轮2412。输入带轮2411与第二驱动件23耦接，输出带轮2412带动锥齿轮部件242转动。
第一传动机构14的带传动部件141设于支撑臂11的第一叉分支1121一侧，第二传动机构24的带传动部件241设于支撑臂11的第二叉分支1122一侧，从而带传动部件141、241分别设于支撑臂11的两侧，可便于安装，并充分利用空间，有助于实现机器人臂部件100的小型化。更进一步，第一叉分支1121及第二叉分支1122还可以分别与壳体1125，1126固定连接，以将第一传动机构14及第二传动机构24封闭于支撑臂11内。
锥齿轮部件242包括第一锥齿轮轴2421、第一锥齿轮2422、第二锥齿轮轴2423及与第一锥齿轮2422啮合的第二锥齿轮2424。输出带轮2412与第一锥齿轮2422分别固定设置于第一锥齿轮轴2421两端。第二锥齿轮2424与减速机243分别设置于第二锥齿轮轴2423两端。第一锥齿轮轴2421穿设于支撑套123，并由设于支撑套123内的滚动轴承(图未标)支承。第二锥齿轮轴2423穿设于第二转轴孔1213并由设于第二转轴孔1213内的滚动轴承(图未标)支承。
减速机243的输入端与第二锥齿轮轴2423耦接，减速机243的输出端与第二机械臂22耦接，从而将第二驱动件23的动力传送至第二机械臂22。优选的，减速机142采用谐波减速机，以实现轻量化并获得较大的减速比。
可以理解，本发明的机器人臂部件100不限于在六轴机器人中使用，其可用于包括具有支撑臂11、第一机械臂12及第二机械臂22的三轴、四轴或者五轴机器人中。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内作其它变化，当然，这些依据本发明精神所作的变化，都包含在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人臂部件，包括支撑臂、与支撑臂转动连接的第一机械臂、与第一机械臂转动连接的第二机械臂、驱动该第一机械臂的第一驱动件、设于第一机械臂与第一驱动件之间的第一传动机构、驱动该第二机械臂的第二驱动件以及设于第二机械臂与第二驱动件之间的第二传动机构，该第二机械臂为机器人的末端臂，其特征在于：该第一驱动件及第二驱动件均设置于该支撑臂上，该第二传动机构包括带传动部件、由该带传动部件带动的锥齿轮部件以及与第二机械臂连接的减速机。
2.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该支撑臂开设有容置孔，该第一驱动件及第二驱动件均设置于该容置孔内。
3.如权利要求2所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一驱动件与第二驱动件相邻设置，且第一驱动件与第二驱动件的输出轴相互平行。
4.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一传动机构包括带传动部件、由该带传动部件带动的减速机，该减速机与第一机械臂连接。
5.如权利要求4所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一传动机构及第二传动机构的减速机均为谐波减速机。
6.如权利要求4所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一传动机构的带传动部件及第二传动机构的带传动部件分别设于该支撑臂的两侧。
7.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该支撑臂包括第一叉分支以及与第一叉分支平行设置的第二叉分支，该第一叉分支与第二叉分支之间形成收容空间，该第一机械臂设于该收容空间内。
8.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一机械臂包括转动座，该转动座的两端分别与第一叉分支及第二叉分支转动连接。
9.如权利要求8所述的机器人臂部件，其特征在于：该锥齿轮部件包括第一锥齿轮轴、设于第一锥齿轮轴的第一锥齿轮、第二锥齿轮轴以及设于第二锥齿轮轴且与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。
10.如权利要求9所述的机器人臂部件，其特征在于：该转动座开设有第一转轴孔及第二转轴孔，第一转轴孔与第二转轴孔垂直设置且相互连通，该第一锥齿轮轴可转动地穿设于第一转轴孔，该第二轴齿轮轴及第二机械臂可转动地穿设于该第二转轴孔。
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