CN108638051A - 一种高防护双旋关节机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高防护双旋关节机器人，包括底座组件、转坐组件、大臂组件、小臂组件、腕关节组件、末端关节组件与过线装置，所述过线装置连通所述大臂组件与所述小臂组件，所述腕关节组件内部设有第二减速机，所述第二减速机与所述末端关节组件相连，所述第二减速机中设有第二齿轮组，所述第二齿轮组的中部中空形成第二贯通槽，所述第二贯通槽贯通所述腕关节组件的内部与所述末端关节组件的内部。本发明的一种高防护关节机器人能够直接在喷水环境下进行工作，通过中空的设置，使机器人的通讯及供电线缆均在机器人内部走线，另采用气密性连接，保证机器人内部空间相对独立，从而实现防水的目的，达到高防护的技术效果。

Description

一种高防护双旋关节机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体地说，涉及一种高防护双旋关节机器人。

背景技术

机器换人，在工业制造、生产及其相关技术领域方面常常采用机器人辅助生产，目前市场上的多关节工业机器人大多属于普通六轴(六关节)机器人，然而对于生产效率要求越来越高的行业，亟需在不增加能耗的情况下提高机器人运行速度，最大化经济效益。

目前市面上有大量关节式六轴机器人，前三轴各家比较类似，后三轴机器人主要分为两类，第一类以kuka为代表的电机后置式关节机器人，第二类为以UNAC、安川等为代表的电机前置式关节机器人，电机皆为横向安装，此类机器人手臂体积大小取决于电机长度，造成大部分机械手臂重量较重，造成机器人本身重量偏大。

申请号为201710812007.7，申请名称为“一种双旋关节机器人”的发明专利申请，公开了一种双旋关节机器人，其采用大臂与小臂相关联的设置，使小臂的动作灵活、惯量小、动作迅速。随着此类机器人的大范围使用，对机器人防护等级的要求越来越高，尤其是部分关节机器人需要长期在喷水环境下的CNC机床、玻璃机等设备上的使用限制，无法达到足够的防护等级。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种能用于喷水环境、具备高防护功能的关节机器人。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种高防护双旋关节机器人，包括底座组件、转坐组件、大臂组件、小臂组件、腕关节组件、末端关节组件与过线装置，所述底座组件、所述转坐组件、所述大臂组件、所述小臂组件、所述腕关节组件与所述末端关节组件依次组合并相对可活动连接，所述过线装置连通所述大臂组件与所述小臂组件，所述腕关节组件内部设有第二减速机，所述第二减速机与所述末端关节组件相连，所述第二减速机中设有第二齿轮组，所述第二齿轮组的中部中空形成第二贯通槽，所述第二贯通槽贯通所述腕关节组件的内部与所述末端关节组件的内部。

具体的，所述腕关节组件还包括有腕关节电机，所述腕关节电机驱动所述腕关节组件，所述腕关节电机固定在所述小臂组件的内部末端，所述小臂组件的末端贯穿所述腕关节组件的输入端并与所述腕关节组件相切设置，所述小臂组件的内部与所述腕关节组件的内部相互贯通。

具体的，所述小臂组件包括有螺旋套与小臂，所述螺旋套套设在所述小臂的首端，所述大臂组件包括上连接套、大臂与下连接套，所述上连接套与所述下连接套分别套设在所述大臂的两端，所述上连接套与所述螺旋套相匹配，所述上连接套与所述螺旋套嵌套相连，所述上连接套外设有第二螺旋电机，所述第二螺旋电机固定在所述上连接套上并贯通所述上连接套驱动所述小臂组件进行转动，所述过线装置一端设置在所述上连接套上，另一端连通所述螺旋套的内部。

具体的，所述螺旋套内设有小臂电机与第一减速机，所述小臂电机与所述小臂的中心偏置，所述第一减速机设置在所述螺旋套的输出端，所述小臂与所述第一减速机固定连接，所述第一减速机内设有第一齿轮组，所述第一齿轮组的中部中空形成第一贯通槽，所述第一贯通槽贯通所述螺旋套的内部与所述小臂的内部。

具体的，所述上连接套与所述大臂连接处设有出线孔，所述出线孔位于所述第二螺旋电机下方，所述过线装置位于所述第二螺旋电机的上方。

具体的，所述过线装置包括螺旋套接头、波纹管与波纹管接头，所述螺旋套接头固定在所述螺旋套上方，所述波纹管接头固定在所述上连接套上，所述波纹管贯通所述螺旋套接头与所述波纹管接头。

具体的，所述转坐组件包括第一螺旋电机与转坐台，所述转坐台可转动嵌套在所述底座组件上，所述第一螺旋电机设置在所述转坐台侧面并贯穿所述转坐台与所述下连接座相连，所述第一螺旋电机驱动所述大臂组件。

具体的，所述底座组件内部设有底座电机，所述底座电机驱动所述转坐台。

具体的，所述底座组件与所述转坐组件的连接、所述转坐组件与所述大臂组件的连接、所述大臂组件与所述小臂组件的连接、所述小臂组件与所述腕关节组件的连接、所述腕关节组件与所述末端关节组件的连接均为气密性连接。

本发明的具有以下有益效果：通过中空的设置，使机器人的通讯及供电线缆均在机器人内部走线，另采用气密性连接，保证机器人内部空间相对独立，从而实现防水的目的，使本发明提供的高防护关节机器人能够直接在喷水环境下进行工作，达到高防护的技术效果。

附图说明

图1为本发明高防护关节机器人的立体结构示意图。

图2为本发明高防护关节机器人的截面结构示意图。

图3为本发明A部位的放大结构示意图。

图4为本发明B部位的放大结构示意图。

附图中各序号表示的意义如下：

1底座组件，11底座电机，2转坐组件，21转坐台，22第一螺旋电机，3大臂组件，31第二螺旋电机，32上连接套，33大臂，34下连接套，35出线孔，4小臂组件，41螺旋套，42小臂电机，43第一齿轮组，44第一贯通槽，45小臂，5腕关节组件，51腕关节电机，52第二齿轮组，53第二贯通槽，6末端关节组件，7过线装置，71螺旋套接头，72波纹管，73波纹管接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

本发明实施例的一种高防护双旋关节机器人，包括底座组件1、转坐组件2、大臂组件3、小臂组件4、腕关节组件5、末端关节组件6与过线装置7，所述底座组件1、所述转坐组件2、所述大臂组件3、所述小臂组件4、所述腕关节组件5与所述末端关节组件6依次组合并相对可活动连接，所述过线装置7连通所述大臂组件3与所述小臂组件4，所述腕关节组件5内部设有第二减速机，所述第二减速机与所述末端关节组件6相连，所述第二减速机中设有第二齿轮组52，所述第二齿轮组52的中部中空形成第二贯通槽53，所述第二贯通槽53贯通所述腕关节组件5的内部与所述末端关节组件6的内部。线缆依次贯通所述底座组件1、所述转坐组件2、所述大臂组件3、所述过线装置7、所述小臂组件4、所述腕关节组件5与所述末端关节组件6，通过中空的设置将线缆内置，外部设置防水提高防护等级，进而使关节机器人能够在喷水的环境中顺畅运作。

具体的，所述腕关节组件5还包括有腕关节电机51，所述腕关节电机51驱动所述腕关节组件5，所述腕关节电机51固定在所述小臂组件4的内部末端，所述小臂组件4的末端贯穿所述腕关节组件5的输入端并与所述腕关节组件5相切设置，所述小臂组件4的内部与所述腕关节组件5的内部相互贯通。腕关节电机51直接设置在小臂组件4内，从而避免暴露在外界，从而不会被外界喷水环境中的水喷到，保证了其防护等级。

具体的，所述小臂组件4包括有螺旋套41与小臂45，所述螺旋套41套设在所述小臂45的首端，所述大臂组件3包括上连接套32、大臂33与下连接套34，所述上连接套32与所述下连接套34分别套设在所述大臂33的两端，所述上连接套32与所述螺旋套41相匹配，所述上连接套32与所述螺旋套41嵌套相连，所述上连接套32外设有第二螺旋电机31，所述第二螺旋电机31固定在所述上连接套32上并贯通所述上连接套32驱动所述小臂组件4进行转动，所述过线装置7一端设置在所述上连接套32上，另一端连通所述螺旋套41的内部。第二螺旋电机31固定在上连接套32上，由于上连接套32位置高，一般不会处于喷水环境中，第二螺旋电机31的转动会带动螺旋套41进行转动，由于螺旋套41与小臂45相连，因此螺旋套41转动会带动小臂45转动，进而带动腕关节组件5与末端关节组件6竖直方向的圆弧运动，提供小臂45进行垂直方向位移的驱动。

具体的，所述螺旋套41内设有小臂电机42与第一减速机，所述小臂电机42与所述小臂45的中心偏置，所述第一减速机设置在所述螺旋套41的输出端，所述小臂45与所述第一减速机固定连接，所述第一减速机内设有第一齿轮组43，所述第一齿轮组43的中部中空形成第一贯通槽44，所述第一贯通槽44贯通所述螺旋套41的内部与所述小臂45的内部。第一贯通槽44的存在，使线缆在进入到螺旋套41中时能够直接放置到小臂45中，不用外置，提高了防护等级。

具体的，所述上连接套32与所述大臂33连接处设有出线孔35，所述出线孔35位于所述第二螺旋电机31下方，所述过线装置7位于所述第二螺旋电机31的上方。出线孔35主要是用于将线缆从大臂33中放出并通过波纹管接头73进入，从而进入使线缆到过线装置7中，此处由于大臂是设置在运行设备如玻璃机、CNC机床外，无需进入水中，也不会被水溅到，因此，从出线孔35处出来在进入过线装置7之前的线缆，可以不设置防护设施。

具体的，所述过线装置7包括螺旋套接头71、波纹管72与波纹管接头73，所述螺旋套接头71固定在所述螺旋套41上方，所述波纹管接头73固定在所述上连接套32上，所述波纹管72贯通所述螺旋套接头71与所述波纹管接头73。该设置可以保证过线装置7不会影响到螺旋套41的转动，也能够保证线缆不会暴露在最上方，导致其防护等级的下降。

具体的，所述转坐组件2包括第一螺旋电机22与转坐台21，所述转坐台21可转动嵌套在所述底座组件1上，所述第一螺旋电机22设置在所述转坐台21侧面并贯穿所述转坐台21与所述下连接座相连，所述第一螺旋电机22驱动所述大臂组件3。具体的，所述底座组件1内部设有底座电机11，所述底座电机11驱动所述转坐台21。底座固定在机床上，通过底座电机11的作用，使转坐组件2能够相对与底座进行圆周运动，而第一螺旋电机22使大臂组件3能够与转坐组件2形成类似于铰接的连接，使整个高防护关节机器人的运作范围更广。

具体的，所述底座组件1与所述转坐组件2的连接、所述转坐组件2与所述大臂组件3的连接、所述大臂组件3与所述小臂组件4的连接、所述小臂组件4与所述腕关节组件5的连接、所述腕关节组件5与所述末端关节组件6的连接均为气密性连接。气密性连接使本发明的高防护关节机器人的防护等级整体达到IP67的等级，能够在喷水环境中使用，符合现有环境的需求，适用于工业应用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高防护双旋关节机器人，包括底座组件（1）、转坐组件（2）、大臂组件（3）、小臂组件（4）、腕关节组件（5）、末端关节组件（6）与过线装置（7），所述底座组件（1）、所述转坐组件（2）、所述大臂组件（3）、所述小臂组件（4）、所述腕关节组件（5）与所述末端关节组件（6）依次组合并相对可活动连接，所述过线装置（7）连通所述大臂组件（3）与所述小臂组件（4），其特征在于：所述腕关节组件（5）内部设有第二减速机，所述第二减速机与所述末端关节组件（6）相连，所述第二减速机中设有第二齿轮组（52），所述第二齿轮组（52）的中部中空形成第二贯通槽（53），所述第二贯通槽（53）贯通所述腕关节组件（5）的内部与所述末端关节组件（6）的内部，所述腕关节组件（5）还包括有腕关节电机（51），所述腕关节电机（51）驱动所述腕关节组件（5），所述腕关节电机（51）固定在所述小臂组件（4）的内部末端，所述小臂组件（4）的末端贯穿所述腕关节组件（5）的输入端并与所述腕关节组件（5）相切设置，所述小臂组件（4）的内部与所述腕关节组件（5）的内部相互贯通，所述小臂组件（4）包括有螺旋套（41）与小臂（45），所述螺旋套（41）套设在所述小臂（45）的首端，所述大臂组件（3）包括上连接套（32）、大臂（33）与下连接套（34），所述上连接套（32）与所述下连接套（34）分别套设在所述大臂（33）的两端，所述上连接套（32）与所述螺旋套（41）相匹配，所述上连接套（32）与所述螺旋套（41）嵌套相连，所述上连接套（32）外设有第二螺旋电机（31），所述第二螺旋电机（31）固定在所述上连接套（32）上并贯通所述上连接套（32）驱动所述小臂组件（4）进行转动，所述过线装置（7）一端设置在所述上连接套（32）上，另一端连通所述螺旋套（41）的内部。

2.根据权利要求1所述的高防护双旋关节机器人，其特征在于：所述螺旋套（41）内设有小臂电机（42）与第一减速机，所述小臂电机（42）与所述小臂（45）的中心偏置，所述第一减速机设置在所述螺旋套（41）的输出端，所述小臂（45）与所述第一减速机固定连接，所述第一减速机内设有第一齿轮组（43），所述第一齿轮组（43）的中部中空形成第一贯通槽（44），所述第一贯通槽（44）贯通所述螺旋套（41）的内部与所述小臂（45）的内部。

3.根据权利要求1所述的高防护双旋关节机器人，其特征在于：所述上连接套（32）与所述大臂（33）连接处设有出线孔（35），所述出线孔（35）位于所述第二螺旋电机（31）下方，所述过线装置（7）位于所述第二螺旋电机（31）的上方。

4.根据权利要求3所述的高防护双旋关节机器人，其特征在于：所述过线装置（7）包括螺旋套接头（71）、波纹管（72）与波纹管接头（73），所述螺旋套接头（71）固定在所述螺旋套（41）上方，所述波纹管接头（73）固定在所述上连接套（32）上，所述波纹管（72）贯通所述螺旋套接头（71）与所述波纹管接头（73）。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的高防护双旋关节机器人，其特征在于：所述转坐组件（2）包括第一螺旋电机（22）与转坐台（21），所述转坐台（21）可转动嵌套在所述底座组件（1）上，所述第一螺旋电机（22）设置在所述转坐台（21）侧面并贯穿所述转坐台（21）与所述下连接座相连，所述第一螺旋电机（22）驱动所述大臂组件（3）。

6.根据权利要求5所述的高防护双旋关节机器人，其特征在于：所述底座组件（1）内部设有底座电机（11），所述底座电机（11）驱动所述转坐台（21）。

7.根据权利要求6所述的高防护双旋关节机器人，其特征在于：所述底座组件（1）与所述转坐组件（2）的连接、所述转坐组件（2）与所述大臂组件（3）的连接、所述大臂组件（3）与所述小臂组件（4）的连接、所述小臂组件（4）与所述腕关节组件（5）的连接、所述腕关节组件（5）与所述末端关节组件（6）的连接均为气密性连接。