CN204658443U - 一种机器人机械机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人机械机构，包括一轴底座连接处部件,二轴大臂连接处部件,三轴连接处部件,四周小臂连接处,五轴同步带轮连接处,六轴座连接处部件及末端手爪部件组成。特殊的地方设计方便走线的结构并且能保证在各轴旋转的过程中不会引起线缆的相互缠绕；手腕处部件均采用铝合金材料设计，可有效减轻手腕处的自重，又能够保证强度；四轴电机固定于三四轴座上，外面配以四轴电机护罩，五轴电机固定于小臂内侧的空腔中，外面通过五轴盖板密封，六轴电机固定于六轴座内部，外侧配以盖板一和端盖三，这样使得整个结构紧凑，美观，浑然一体。本实用新型结构相对简单，控制方便，满足了自动化控制需求。

Description

一种机器人机械机构

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体地讲，涉及一种六自由度负载为10公斤的工业机器人机械机构。

背景技术

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，其特点是可以通过编程来完成各种预期的作业任务。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种改进型的工业机器人机械结构。

本实用新型采用如下技术手段实现发明目的：

本实用新型提供了一种工业机器人机械机构，包括一轴底座连接处部件,二轴大臂连接处部件,三轴连接处部件,四周小臂连接处,五轴同步带轮连接处,六轴座连接处部件及末端手爪部件组成。

作为对本技术方案的进一步限定，所述一轴底座连接处部件主要包括一轴减速机，一轴电机,底座，腰座，所述一轴电机固定于腰座底面上方，一轴齿轮固定于所述一轴电机的输出轴上，所述一轴电机通过一轴齿轮与一轴减速机输入端齿轮啮合，所述一轴减速机输入端固定与底座上，输出端固定于腰座上，这样在一轴减速机的作用下，使得腰座相对于底座转动。

作为对本技术方案的进一步限定，所述二轴大臂连接处部件包括二轴减速机,二轴电机，大臂等组成，所述二轴电机固定于腰座侧面上一侧，所述二轴减速机输入端固定于腰座侧面与二轴电机相对应的另一侧，所述大臂下端固定于二轴减速机的输出端，所述二轴电机输出端连接二轴减速机输入轴，通过二轴减速机输入轴，将二轴电机传出的扭矩传递给二轴减速机，并最终使得大臂摆动。

作为对本技术方案的进一步限定，所述三轴连接处部件主要包括三轴减速机，三轴电机，三四轴座，所述三轴电机固定于三四轴座侧面上，三轴电机输出端连接三轴减速机输入轴，所述三轴减速机输出端固定于三四轴座侧面并与三轴电机同轴心，所述三轴减速机输入端固定于大臂上端，这样通过三轴减速机输入轴，将三轴电机传出的扭矩传递给二轴减速机，并最终使得三四轴座摆动。

作为对本技术方案的进一步限定，所述四轴小臂连接处部件主要包括四轴减速机，四轴电机，小臂，所述四轴减速机输入端连接三四轴座上端，输出端连接小臂，所述四轴电机固定在三四轴座上端与四轴减速机位于同一中心，所述四轴电机输出轴连接四轴齿轮，所述四轴齿轮与四轴减速机输入端齿轮啮合，这样通过四轴齿轮，将四轴电机传出的扭矩传递给四轴减速机。

作为对本技术方案的进一步限定，所述五轴同步带轮连接处主要包括五轴电机，五轴同步带轮,同步带，所述五轴电机固定于五轴电机连接板上，所述五轴电机连接板固定于小臂上，所述五轴电机输出轴通过平键连接五轴同步带轮上，所述同步带一端连接在五轴同步带轮上，另一端连接于同步带轮上，所述小臂两侧分别通过五轴盖板和盖板封住。

作为对本技术方案的进一步限定，所述六轴座连接处部件主要包括五轴减速机，六轴减速机，六轴电机，六轴座，所述同步带轮通过平键和端盖二固定在五轴减速机输入轴上，所述五轴减速机输入端固定于小臂末端，输出轴连接六轴座，这样同步带将扭矩传递给五轴减速机输入端后，带动其输出端的六轴座旋转，所述六轴电机固定于六轴座正中央，所述六轴减速机输入端固定于六轴座中央并且与六轴电机的输入端相连，所述六轴电机末端通过端盖一与六轴减速机输入端传递扭矩，所述六轴减速机输出端连接输出端盖，所述六轴电机的旋转经最终引起输出端盖的旋转。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：通过配合控制部分运动学的运算，可实现六轴联动，圆弧，曲线以及直线的运动，各旋转件之间以各轴电机提供扭矩，通过对应的减速机相连，并配以相应的密封件，调整垫，特殊的地方设计方便走线的结构并且能保证在各轴旋转的过程中不会引起线缆的相互缠绕；手腕处部件均采用铝合金材料设计，可有效减轻手腕处的自重，又能够保证强度；四轴电机固定于三四轴座上，外面配以四轴电机护罩，五轴电机固定于小臂内侧的空腔中，外面通过五轴盖板密封，六轴电机固定于六轴座内部，外侧配以盖板一和端盖三，这样使得整个结构紧凑，美观，浑然一体。本实用新型结构相对简单，控制方便，满足了自动化控制需求。

附图说明

图1为本实用新型的等轴测图；

图2为本实用新型的前视图；

图3为本实用新型的左侧视图；

图4为本实用新型的俯视图；

图5为本实用新型的一轴连接处（1.1）的剖视图；

图6为本实用新型的二轴连接处（1.2）的剖视图；

图7为本实用新型的三轴连接处（1.3）的剖视图；

图8为本实用新型的四轴连接处（1.4）的剖视图；

图9为本实用新型的五轴连接处（1.5）的剖视图；

图10为本实用新型的六轴连接处（1.6）的剖视图；

图11为本实用新型的右侧视图。

图中1、四轴限位挡块，1.1一轴底座连接处部件，1.2二轴大臂连接处部件,1.3三轴连接处部件,1.4四周小臂连接处,1.5五轴同步带轮连接处,1.6六轴座连接处部件，1.7手爪部件，2、四轴限位撞块，3、三四轴座，4、大臂，5、一轴齿轮，6、腰座，7、一轴串线管，8、一轴轴承压盖，9、一轴轴承调整垫，10、底座，11、小臂，12、输出端盖，13、端盖一，14、六轴座，15、压盖一，16、五轴盖板，17、压盖二，18、端盖二，19、端盖三，20、轴套，21、压盖三，22、盖板，23、调整垫，24、调整垫一，25、输出轴，26、手爪气缸，27、手爪指甲、28、二轴限位撞块，29、二轴限位挡块，30、四轴串线管，31、接线转接板，32、一轴减速机，33、一轴电机，34、四轴齿轮，35、四轴电机定位环，36、四轴轴承调整垫，37、四轴轴承压盖，38、一轴限位撞块，39、 五轴带调整块，40、五轴电机连接板，41、二轴减速机，42、二轴电机，43、三轴限位撞块，44、三轴限位挡块，45、四轴电机护罩，46、一轴深沟球轴承，47、一轴限位挡块，48、三轴减速机，49、三轴电机，50、同步带，51、五轴同步带轮一，52五轴同步带轮二，53、五轴减速机，54、五轴电机，55、五轴轴承，56、四轴减速机，57、四轴电机，58、四轴轴承，59、六轴减速机，60、六轴电机，61、三轴O型圈一，62、唇形密封圈一，63、三轴O型圈二，64、二轴O型圈一，65、二轴O型圈二，66、四轴O型圈一，67、四轴O型圈二，68、唇形密封圈，69、弹性挡圈，70、二轴减速机输入轴,71、三轴减速机输入轴。

具体实施方式:

下面结合实施例，进一步说明本实用新型。

参见图1-11，本实用新型包括一轴底座连接处部件1.1,二轴大臂连接处部件1.2,三轴连接处部件1.3,四周小臂连接处1.4,五轴同步带轮连接处1.5,六轴座连接处部件1.6及手爪部件1.7组成，部件与部件连接处之间用各轴对应的减速机和电机相连，如一轴底座连接处部件1.1对应与一轴减速机32和一轴电机33，一轴减速机32的输出端连接于二轴大臂连接处部件，其余类推；

参照图5，所述一轴底座连接处部件1.1主要包括一轴减速机32，一轴电机33,底座10，腰座6，所述一轴电机33固定于腰座6底面上方，一轴齿轮5固定于所述一轴电机33的输出轴上，所述一轴电机33通过一轴齿轮5与一轴减速机32输入端齿轮啮合，所述一轴减速机32输入端固定与底座10上，输出端固定于腰座6上，这样在一轴减速机的作用32的作用下，使得腰座6相对于底座10转动。

进一步地，一轴串线管7通过底部螺栓固定于一轴减速机32正中央，一直向上穿过腰座6，所述一轴串线管7顶端以此固定了一轴深沟球轴承46，唇形密封圈一62，一轴轴承调整垫9，一轴轴承压盖8等结构，这样从其它各轴电机汇集来的线缆穿过一轴串线管7内部，直接传到接线转接板31，其位置参照图3，接线转接板31上连接有航空插头，使布线简洁

进一步地，一轴串线管7顶端通过一轴深沟球轴承46与腰座6接触，这样腰座6的旋转不会引起一轴串线管7的跟着旋转，这样可以使一轴串线管7里面的线缆相对静止，不会引起“扭曲打结”。

进一步地，底座10上在固定接线转接板31的上方固定有一轴限位挡块47，其所在位置参照图3，一轴减速机32的输出端与腰座6相连的位置上固定有一轴限位撞块38，所在位置参照图1，这样当腰座6旋转时，带动一轴限位撞块38转动，转到一定位置与一轴限位挡块47相撞，这就是一轴的机械限位结构。

所述二轴大臂连接处部件1.2，参照图6，包括二轴减速机41,二轴电机42，大臂4等组成，所述二轴电机41固定于腰座6侧面上一侧，所述二轴减速机输入端固定于腰座6侧面与二轴电机相对应的另一侧，所述大臂4下端固定于二轴减速机41的输出端，所述二轴电机41输出端连接二轴减速机输入轴70，通过二轴减速机输入轴70，将二轴电机42传出的扭矩传递给二轴减速机41，并最终使得大臂4摆动。

进一步地，二轴O型圈一64，二轴O型圈二65分别用于二轴减速机输出端与输入端的密封，使得封存于里面的润滑油不溢出，使得减速机更好的润滑，延长减速机的使用寿命。

进一步地，所述大臂4内部中空，可以方便走线，上下两端分别连接三轴减速机48输入端和二轴减速机41输出端。

进一步地，所述大臂4下端固定有二轴限位撞块28，参照图2，所述腰座6上固定有二轴限位挡块29，参照图1，当二轴减速机41输出端带动大臂4摆动时，二轴限位撞块28跟随大臂一起运动，直到与二轴限位挡块29相撞，所述二轴限位挡块29有两块，用于机械限定大臂4的极限摆动范围。

所述三轴连接处部件1.3，参照图7，主要包括三轴减速机48，三轴电机49，三四轴座3，所述三轴电机49固定于三四轴座3侧面上，三轴电机49输出端连接三轴减速机输入轴71，所述三轴减速机48输出端固定于三四轴座3侧面并与三轴电机49同轴心，所述三轴减速机48输入端固定于大臂4上端，这样通过三轴减速机输入轴71，将三轴电机49传出的扭矩传递给二轴减速机48，并最终使得三四轴座3摆动。

进一步地，三轴O型圈一61，三轴O型圈二63分别用于三轴减速机输出端与输入端的密封，使得封存于里面的润滑油不溢出，使得减速机更好的润滑，延长减速机的使用寿命。

进一步地，所述大臂4的上端固定有三轴限位撞块43，参照图1，所述三四轴座3侧面固定有三轴限位挡块44，参照图1，当三轴减速机48输出端带动三四轴座3摆动时，固定于三四轴座3上的三轴限位挡块44跟随摆动直到与三轴限位撞块43相撞，这就是三轴的机械极限运动范围。

参照图8，所述四轴小臂连接处部件1.4主要包括四轴减速机56，四轴电机57，小臂11，所述四轴减速机56输入端连接三四轴座3上端，输出端连接小臂11，所述四轴电机57固定在三四轴座3上端与四轴减速机56位于同一中心，所述四轴电机57输出轴连接四轴齿轮34，所述四轴齿轮34与四轴减速机56输入端齿轮啮合，这样通过四轴齿轮34，将四轴电机57传出的扭矩传递给四轴减速机56。

进一步地，所述四轴减速机56内部中空并在中空内部固定四轴串线管30，通过底部螺栓固定于四轴减速机56内部中空处，一直向上穿过三四轴座3，所述四轴串线管30顶端依次固定了四轴深沟球轴承58，唇形密封圈二68，四轴轴承调整垫36，四轴轴承压盖37等结构，这样从手腕5,6轴电机汇集来的线缆穿过四轴串线管30内部，直接传到大臂4内部的中空处，布线简洁。

进一步地，四轴O型圈一66，四轴O型圈二67用于四轴减速机输出端的密封，使得封存于里面的润滑油不溢出，使得减速机更好的润滑，延长减速机的使用寿命。

进一步地，所述小臂11上固定有四轴限位撞块2，参照图1，所述四轴减速机56输入端上固定有四轴限位挡块1，所述小臂11旋转时带动四轴限位撞块2跟着转动，直到与四轴限位挡块1相撞，此即四轴的转动范围。

参照图9，所述五轴同步带轮连接处1.5主要包括五轴电机54,51五轴同步带轮51,同步带50，所述五轴电机54固定于五轴电机连接板40上，所述五轴电机连接板40固定于小臂11上，所述五轴电机输出轴通过平键连接五轴同步带轮51上，所述同步带50一端连接在五轴同步带轮51上，另一端连接于同步带轮52上，所述小臂11两侧分别通过五轴盖板16和盖板22封住。

进一步地，小臂11上固定五轴电机连接板40的前端固定有五轴带调整块39，五轴带调整块39上连接有调整螺丝，，通过调整调整螺丝推动五轴电机连接板40进而将同步带50撑紧，保证传递的可靠性。

参照图10，所述六轴座连接处部件1.6主要包括五轴减速机53，六轴减速机59，六轴电机60，六轴座14，所述同步带轮52通过平键和端盖二18固定在五轴减速机53输入轴上，所述五轴减速机53输入端固定于小臂11末端，输出轴连接六轴座14，这样同步带50将扭矩传递给五轴减速机53输入端后，带动其输出端的六轴座14旋转，所述六轴电机60固定于六轴座14正中央，所述六轴减速机59输入端固定于六轴座14中央并且与六轴电机60的输入端相连，所述六轴电机60末端通过端盖一13与六轴减速机59输入端传递扭矩，所述六轴减速机59输出端连接输出端盖12，所述六轴电机60的旋转经最终引起输出端盖12的旋转。

进一步地，压盖一15，端盖三19分别固定在六轴座14的上侧和右侧，五轴盖板16固定于小臂11一侧，其末端固定压盖二  17。

进一步地，所述六轴座14下侧固定有轴套20，所述轴套20外侧依次固定有五轴轴承55,弹性挡圈69和最外侧的压盖三21，这样所述六轴电机60的线缆通过轴套20时不会跟着六轴座14的旋转而跟着旋转，避免了线缆的打结。

进一步地，所述输出端盖12连接输出轴25，所述输出轴25末端连接手爪气缸26，手爪气缸26末端连接手爪指甲27，用于抓取物体，输出端盖12的旋转最终转化为被抓取物体的旋转。

本实用新型共有六个伺服电机对应于六个自由度，分别是腰座6绕底座10在水平面的旋转，大臂4绕腰座6的摆动，三四轴座3绕大臂4的摆动，小臂11绕三四轴座3的旋转，六轴座14绕小臂11末端的摆动以及最后输出端盖12的旋转，通过配合控制部分运动学的运算，可实现六轴联动，圆弧，曲线以及直线的运动，各旋转件之间以各轴电机提供扭矩，通过对应的减速机相连，并配以相应的密封件，调整垫，特别的地方设计方便走线的结构并且能保证在各轴旋转的过程中不会引起线缆的相互缠绕；另外从小臂11向下的结构中均采用了铝合金构件，可有效减轻手腕处的自重，又能够保证强度；手腕处的电机均不“外露”，四轴电机57固定于三四轴座3上，外面配以四轴电机护罩45，五轴电机54固定于小臂11内侧的空腔中，外面通过五轴盖板16密封，六轴电机60固定于六轴座14内部，外侧配以盖板一15和端盖三19，这样使得整个结构紧凑，美观，浑然一体。

Claims (6)

1.一种机器人机械机构，其特征在于，包括一轴底座连接处部件,二轴大臂连接处部件,三轴连接处部件,四周小臂连接处,五轴同步带轮连接处,六轴座连接处部件及手爪部件，所述一轴底座连接处部件包括一轴减速机，一轴电机,底座，腰座，所述一轴电机固定于腰座底面上方，一轴齿轮固定于所述一轴电机的输出轴上，所述一轴电机通过一轴齿轮与一轴减速机输入端齿轮啮合，所述一轴减速机输入端固定与底座上，输出端固定于腰座上，腰座在一轴减速机的作用下相对于底座转动。

2.根据权利要求1所述的机器人机械机构，其特征是：所述二轴大臂连接处部件包括二轴减速机、二轴电机、大臂，二轴电机固定于腰座侧面上一侧，二轴减速机输入端固定于腰座侧面与二轴电机相对应的另一侧，大臂下端固定于二轴减速机的输出端，二轴电机输出端连接二轴减速机输入轴，通过二轴减速机输入轴，将二轴电机传出的扭矩传递给二轴减速机，并最终使得大臂摆动。

3.根据权利要求1所述的机器人机械机构，其特征是：所述三轴连接处部件主要包括三轴减速机，三轴电机，三四轴座，三轴电机固定于三四轴座侧面上，三轴电机输出端连接三轴减速机输入轴，三轴减速机输出端固定于三四轴座侧面并与三轴电机同轴心，三轴减速机输入端固定于大臂上端，这样通过三轴减速机输入轴，将三轴电机传出的扭矩传递给二轴减速机，并最终使得三四轴座摆动。

4.根据权利要求1所述的机器人机械机构，其特征是：所述四轴小臂连接处部件主要包括四轴减速机，四轴电机，小臂，所述四轴减速机输入端连接三四轴座上端，输出端连接小臂，所述四轴电机固定在三四轴座上端与四轴减速机位于同一中心，所述四轴电机输出轴连接四轴齿轮，所述四轴齿轮与四轴减速机输入端齿轮啮合，这样通过四轴齿轮，将四轴电机传出的扭矩传递给四轴减速机。

5.根据权利要求1所述的机器人机械机构，其特征是：所述五轴同步带轮连接处主要包括五轴电机，五轴同步带轮,同步带，五轴电机固定于五轴电机连接板上，五轴电机连接板固定于小臂上，五轴电机输出轴通过平键连接五轴同步带轮上，同步带一端连接在五轴同步带轮上，另一端连接于同步带轮上，小臂两侧分别通过五轴盖板和盖板封住。

6.根据权利要求1所述的机器人机械机构，其特征是：所述六轴座连接处部件主要包括五轴减速机，六轴减速机，六轴电机，六轴座，同步带轮通过平键和端盖二固定在五轴减速机输入轴上，五轴减速机输入端固定于小臂末端，输出轴连接六轴座，这样同步带将扭矩传递给五轴减速机输入端后，带动其输出端的六轴座旋转，六轴电机固定于六轴座正中央，六轴减速机输入端固定于六轴座中央并且与六轴电机的输入端相连，六轴电机末端通过端盖一与六轴减速机输入端传递扭矩，六轴减速机输出端连接输出端盖，六轴电机的旋转经最终引起输出端盖的旋转。