CN103101052A - 一种机器人的腕部 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现机器人手腕独立摆动和转动的机器人腕部，属于工业机器人技术领域，其可解决现有的机器人手腕摆动和转动相互干涉、结构复杂，装配繁琐，运行不稳定的问题。本发明的机器人的腕部，包括：内部设有第一传动单元的腕体，所述腕体的一侧设有第一减速单元，另一侧设有第二传动单元，其中，所述的第一传动单元分别与所述的第一减速单元和所述的第二传动单元连接；所述的第一传动单元相对的一侧设有第二减速单元，所述的第二减速单元与所述的第二传动单元连接；所述的第一减速单元和所述的第二减速单元设置在连接件上，所述的第二传动单元可转动地连接在连接件上。

Description

一种机器人的腕部
技术领域
本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种机器人的腕部。
背景技术
工业机器人已广泛应用与工业生产中，尤其是在汽车板件的焊接、搬运过程中，这些工业机器人的手腕部需要做摆动和圆周旋转两种运动，从而满足工业生产的需求。因此，工业机器人的手腕通常包括与大臂连接的腕体、腕体内部的传动装置带动腕体外部的连接板摆动，并带动连接板上的旋转法兰旋转，实现手腕部的两个自由度的运动。现有的机器人手腕摆动和转动相互干涉、结构复杂，装配繁琐，运行不稳定。
发明内容
本发明的目的是针对现有的机器人手腕摆动和转动相互干涉、结构复杂，装配繁琐，运行不稳定的问题，提供一种能够实现机器人手腕独立摆动和转动的机器人腕部。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种机器人的腕部，包括：
内部设有第一传动单元的腕体，所述腕体的一侧设有第一减速单元，另一侧设有第二传动单元，其中，所述的第一传动单元分别与所述的第一减速单元和所述的第二传动单元连接；
所述的第一传动单元相对的一侧设有第二减速单元，所述的第二减速单元与所述的第二传动单元连接；
所述的第一减速单元和所述的第二减速单元设置在连接件上，所述的第二传动单元可转动地连接在连接件上。
优选的是，所述的第一传动单元的输出端为内外穿套的第二传动齿和第一传动齿，并分别与第二传动单元和第一减速单元的输入端啮合。
优选的是，所述的第一传动单元的输入端与提供动力的驱动单元的输出端连接。
优选的是，所述的第二传动单元包括：
两根平行设置的传动轴，传动轴的两端分别设置大齿轮和小齿轮，所述的大齿轮相互啮合，所述的小齿轮分别与第二传动齿轮、第二减速单元的输入端啮合；
所述的连接件穿套在与第二传动齿轮啮合的传动轴。
优选的是，所述的第二减速单元的输出端连接有旋转法兰。
优选的是，所述的第二减速单元与所述的第一减速单元20的轴线的延长线在同一水平面内且相互垂直。
优选的是，所述的第二传动单元与所述的第一减速单元的轴线的延长线为平行线。
优选的是，所述的连接件具有容纳第二传动单元与第二减速单元的凹腔。
优选的是，所述的第一减速单元的输出端与连接件固定连接。
本发明的机器人的腕部能够实现机器人手腕独立摆动和转动，互不干涉、互不影响，而且结构简单，装配简便，运行稳定。
附图说明
图1为本发明实施例1中工业机器人的腕部的外部结构示意图。
图2为本发明实施例1中工业机器人的腕部的内部的结构示意图。
图3为本发明实施例1中第一传动单元的结构示意图。
图4为本发明实施例1中是图1的A-A方向剖视图。
图5为本发明实施例1中连接件的结构示意图。
其中：
10.腕体；11.第一传动齿轮；12.第二传动齿轮；13.驱动单元；
131.大轴；132.小轴；135.直齿轮；136.直齿轮；137.伺服电机；14.第一传动轴；141.齿孔；15.第二传动轴；151.齿孔；
20.第一减速单元；
30.第二传动单元；31(a).传动轴；31(b).传动轴；32.大齿轮；33.小齿轮；33(a).小齿轮；33(b).小齿轮；
40.第二减速单元；
50.连接件；501.孔槽；502(a).通孔；502(b).通孔；503.腔室；
60.旋转法兰。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1-5所示，本实施提供一种机器人的腕部。
如图1所示，该机器人的腕部包括内部设有第一传动单元的腕体10，腕体10的一侧设有第一减速单元20，另一侧设有第二传动单元30，其中，第一传动单元分别与第一减速单元20和第二传动单元30连接；
第一传动单元相对的一侧设有第二减速单元40，第二减速单元40与第二传动单元30连接；
第一减速单元20和第二减速单元40设置在连接件50上，第二传动单元30可转动地连接在连接件50上。
优选的，第二减速单元40的输出端连接一个旋转法兰60，连接件50与腕体10固定连接。
具体地，如图2所示，在腕部的内部，第一传动单元包括第一传动齿轮11、第二传动齿轮12，其中，第一传动齿轮11在一侧与第一减速单元20的输入端啮合，第二传动齿轮12在另一侧通过第二传动单元30与第二减速单元40的输入端啮合，第一减速单元20的输出端与连接件50固定连接。
第二减速单元40可转动地设置在连接件50上，例如，在连接件50上开孔使第二减速单元40穿设置在连接件50上；第二减速单元40的输出端与设置在连接件50上的旋转法兰60连接；优选的，第二减速单元40与第一减速单元20的轴线的延长线在同一水平面内相互垂直。
第二传动单元30为两级传动机构，该二级传动机构设置在连接件50的一侧，具体地说是位于第一减速单元20相对的一侧，包括两根平行设置的传动轴31(a)、31(b)，传动轴31(a)、31(b)的两端分别设置大齿轮32(a)、32(b)和小齿轮33(a)、33(b)，其中，大齿轮32相互啮合，小齿轮33分别与第二传动齿轮12、第二减速单元40的输入端啮合。第二传动单元30的作用就是将动力从第二传动齿轮12传递至第二减速单元40，从而带动旋转法兰60转动，为其提供转动的扭矩。优选的，第二传动单元30与第一减速单元20的轴线的延长线为平行线。
上述腕部可以实现在两个自由度的运动，具体为腕体10内部的第一传动齿轮11通过第一减速单元20将扭矩传递至连接件50，使其沿着腕体10的轴向做来回往复摆动。同时，第二传动齿轮12通过第二传动单元30、第二减速单元40将扭矩传递至旋转法兰60，使旋转法兰60在连接件50上沿着腕体10的径向做旋转运动，保证了机器人手腕的两个自由度的运动，互不干涉、互不影响，而且整套装置结构简单，装配简便，运行稳定。
优选的，腕体10呈三通管状，其中心管口内设置驱动单元13，由驱动单元13为第一传动齿轮11、第二传动齿轮12提供动力，其两侧的管口处为第一传动齿轮11、第二传动齿轮12与第一减速单元20以及第二传动单元30的连接处，也为它们提供容纳的空间。
优选的，如图3所示，连接件50呈凹口状，连接件50的两侧分别与腕体10的两侧管口处的第一减速单元20固定连接、与第二传动单元30可旋转地连接，连接件50的前端板面设置第二减速单元40以及旋转法兰60，连接件50的前端板面与一侧板面的连接处设有凹腔504，该凹腔504为第二传动单元30与第二减速单元40的连接处，为它们提供容纳的空间。
连接件50的一侧板面的内侧设有孔槽501，该孔槽501用于连接第一减速单元20的输出轴，连接件50的另一侧包括腔室503，腔室503的底面上开有两个通孔502(a)与502(b)，分别用于容纳传动轴31(a)和31(b)，通孔502(a)、502(b)的外周设置大齿轮32(a)、32(b)，腔室503可容纳大齿轮32，从而不影响大齿轮32之间的啮合。连接件50是穿套在传动轴31(a)上，这样，在连接件50摆动的过程中，传动轴31(a)是不随着连接件50摆动的。而传动轴31(b)是随着连接件50摆动的，由于第二减速单元40设置在连接件50上，因此也随着连接件50一起摆动。这样就可确保连接件50摆动过程中，第二减速单元40上的旋转法兰60的旋转不受影响，两种运动互不干涉，互不影响，既可同时运动，也可单独运动。
如图4所示，第一传动齿轮11、第二传动齿轮12设置于驱动单元13的第一传动轴14、第二传动轴15的一端，第二传动轴15穿设于第一传动轴14的内部，第一传动轴14、第二传动轴15的另一端分别设置齿孔141、151。
如图5所示，驱动单元13包括内外穿套的大轴131、小轴132，该大轴131、小轴132的一端为啮齿状且分别与齿孔141、151连接，另一端均设置直齿轮133、134，直齿轮133、134各自与伺服电机137的输出端的直齿轮135、136啮合。这样，两台伺服电机135可分别通过大131、小轴132，第一传动轴14、第二传动轴15将动力传递至第一传动齿轮11、第二传动齿轮12。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机器人的腕部，其特征在于，包括：内部设有第一传动单元的腕体，所述腕体的一侧设有第一减速单元，另一侧设有第二传动单元，其中，所述的第一传动单元分别与所述的第一减速单元和所述的第二传动单元连接；
所述的第一传动单元相对的一侧设有第二减速单元，所述的第二减速单元与所述的第二传动单元连接；
所述的第一减速单元和所述的第二减速单元设置在连接件上，所述的第二传动单元可转动地连接在连接件上。
2.如权利要求1所述的机器人的腕部，其特征在于，所述的第一传动单元的输出端为内外穿套的第二传动齿和第一传动齿，并分别与第二传动单元和第一减速单元的输入端啮合。
3.如权利要求1所述的机器人的腕部，其特征在于，所述的第一传动单元的输入端与提供动力的驱动单元的输出端连接。
4.如权利要求1所述的机器人的腕部，其特征在于，所述的第二传动单元包括：
两根平行设置的传动轴，传动轴的两端分别设置大齿轮和小齿轮，所述的大齿轮相互啮合，所述的小齿轮分别与第二传动齿轮、第二减速单元的输入端啮合；
所述的连接件穿套在与第二传动齿轮啮合的传动轴上。
5.如权利要求1所述的机器人的腕部，其特征在于，所述的第二减速单元的输出端连接有旋转法兰。
6.如权利要求1所述的机器人的腕部，其特征在于，所述的第二减速单元与所述的第一减速单元的轴线的延长线在同一水平面内且相互垂直。
7.如权利要求1所述的机器人的腕部，其特征在于，所述的第二传动单元与所述的第一减速单元的轴线的延长线为平行线。
8.如权利要求1所述的机器人的腕部，其特征在于，所述的连接件具有容纳第二传动单元与第二减速单元的凹腔。
9.如权利要求1所述的机器人的腕部，其特征在于，所述的第一减速单元的输出端与连接件固定连接。
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