一種具有三自由度的機器人腕部的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有三自由度的機器人腕部，屬于機械手【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有機器人腕部無法在裝配時對齒輪間的位置進行調(diào)節(jié)，導致腕部位置控制不到位等技術(shù)問題。本具有三自由度的機器人腕部，腕部包括第一傳動單元，第一傳動單元包括第一傳動軸一和第一傳動軸二，第一傳動軸二的輸出端相對第一傳動軸二周向定位有一級輸出齒輪一，第一傳動軸二的輸入端固定有第一輸入輪二，第一傳動軸二的輸出端還螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母一，一級輸出齒輪一位于兩個調(diào)節(jié)螺母一之間，靠近第一輸入輪二的調(diào)節(jié)螺母一與第一傳動軸一之間設(shè)有使得第一輸入輪二始終與第一傳動軸一抵靠的彈性件一。本發(fā)明具有能精確調(diào)節(jié)腕部中齒輪的嚙合的優(yōu)點。
【專利說明】—種具有三自由度的機器人腕部
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械手【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種機器人腕部，特別是一種具有三自由度的機器人腕部。
【背景技術(shù)】
[0002]機器人腕部在機器人手臂和執(zhí)行元件之間用于支撐和調(diào)整手爪的部件。機器人手腕主要用來確定執(zhí)行元件的姿態(tài)，一般采用三自由度多關(guān)節(jié)機構(gòu)組成。
[0003]為了應對不同生產(chǎn)需求，機器人的種類，形狀結(jié)構(gòu)各不相同；機器人腕部作為最終調(diào)整執(zhí)行元件，因其本身只具備三自由度，所以機器人腕部與機器人手臂的布置方式直接影響了執(zhí)行元件的最終姿態(tài)。
[0004]中國專利文獻公開的具備三自由度的手腕部的并聯(lián)機器人【CN101804631B】，該機器人的腕部具有三自由度，根據(jù)該機器人的使用環(huán)境，該腕部的輸入軸部件的軸向和第四旋轉(zhuǎn)軸的平行，通過輸入軸部件上的齒輪和第四旋轉(zhuǎn)軸的齒輪嚙合傳遞動力，該傳動方式適用于該發(fā)明的機器人，但是對一些其他類型的機器人不適用，例如CMA噴涂機器人等；該專利中的傳動方式均通過斜齒輪相互嚙合的傳動方式來實現(xiàn)的，斜齒輪在裝配時對其裝配精度有一定要求，特別是兩個斜齒輪嚙合的位置，也就是齒輪之間的中心距的間距，對斜齒輪動力傳動的精確性有直接影響，因此在裝配時需要對斜齒輪的相對位置進行微調(diào)，以保證腕部能將執(zhí)行元件精確的轉(zhuǎn)動至需要的位置，該專利中的文字內(nèi)容及附圖均未公開齒輪調(diào)試的相關(guān)結(jié)構(gòu)，無法在裝配時對齒輪間的位置進行調(diào)節(jié)，導致齒輪嚙合精度不足，導致腕部位置控制不到位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種具有三自由度的機器人腕部，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是能精確調(diào)節(jié)腕部中齒輪的嚙合。
[0006]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種具有三自由度的機器人腕部，所述腕部包括第一傳動單元，所述第一傳動單元包括第一傳動軸一和第一傳動軸二，所述第一傳動軸二穿過第一傳動軸一并與第一傳動軸一轉(zhuǎn)動連接，其特征在于，所述第一傳動軸二的一端為輸出端，所述第一傳動軸二的輸出端相對第一傳動軸二周向定位有一級輸出齒輪一，所述第一傳動軸二的另一端為輸入端，所述第一傳動軸二的輸入端固定有第一輸入輪二，所述第一輸入輪二與第一傳動軸一抵靠，所述第一傳動軸二的輸出端還螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母一，所述一級輸出齒輪一位于兩個調(diào)節(jié)螺母一之間，所述靠近第一輸入輪二的調(diào)節(jié)螺母一與第一傳動軸一之間設(shè)有使得第一輸入輪二始終與第一傳動軸一抵靠的彈性件一。
[0007]彈性件一可以為蝶形彈簧，也可以為片彈簧；一級輸出齒輪一通過平鍵與第一傳動軸二周向定位，也可以通過花鍵與第一傳動軸二周向定位；第一傳動軸一和第一傳動軸二之間設(shè)有軸承，第一輸入輪二通過花鍵或者平鍵周向定位在第一傳動軸二上，第一傳動軸二的輸入端螺紋連接有螺母，螺母將第一輸入輪二軸向定位；一級輸出齒輪一定位在兩個調(diào)節(jié)螺母一之間，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母一使得調(diào)節(jié)螺母一沿第一傳動軸二軸向移動，達到調(diào)節(jié)一級輸出齒輪一相對第一傳動軸二軸向位置的目的；彈性件一保證在調(diào)整一級輸出齒輪一的位置后第一傳動軸一和第一傳動軸二之間裝配的緊湊性。
[0008]在上述具有三自由度的機器人腕部中，所述第一傳動單元還包括第一傳動軸三，所述第一傳動軸三穿過第一傳動軸二，所述第一傳動軸三的一端為輸出端，所述第一傳動軸三的輸出端周向定位有軸承一，所述第一傳動軸三的另一端為輸入端，所述第一傳動軸三的輸入端周向定位有軸承二，所述第一傳動軸三通過軸承一和軸承二相對第一傳動軸二轉(zhuǎn)動連接，所述第一傳動軸三的輸出端固定有一級輸出齒輪二，所述軸承一相對第一傳動軸三軸向固定，所述軸承一與一級輸出齒輪二抵靠，所述第一傳動軸二和軸承一之間設(shè)有彈性件二，所述第一傳動軸三的輸入端相對第一傳動軸三周向定位有第一輸入輪三，所述第一傳動軸三的輸入端的端部螺紋連接有調(diào)節(jié)螺母二，所述第一輸入輪三位于軸承二和調(diào)節(jié)螺母二之間，所述軸承二相對第一傳動軸二軸向固定，所述軸承二和第一傳動軸三之間設(shè)有墊片一。第一傳動軸三的輸出端螺紋連接有螺母，一級輸出齒輪二位于軸承一和螺母之間，一級輸出齒輪二與第一傳動軸三軸向定位；第一輸入輪三可以通過平鍵與第一傳動軸三周向定位，也可以通過花鍵與第一傳動軸二周向定位，第一輸入輪三始終與第一轉(zhuǎn)動軸二抵靠，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母二改變調(diào)節(jié)第一輸入輪三位于第一傳動軸三的軸向位置，使得第一傳動軸三相對第一輸入輪三沿其軸向移動，從而達到調(diào)節(jié)一級輸出齒輪二相對第一關(guān)節(jié)臂的位置，在調(diào)節(jié)時通過更換不同厚度的墊片一來保證軸承二裝配的緊湊性；彈性件二可以為蝶形彈簧，也可以為片彈簧，通過彈性件二來保證軸承一裝配的緊湊性。
[0009]在上述具有三自由度的機器人腕部中，所述位于第一傳動軸三的輸出端和輸入端均具有凸環(huán)一，所述第一傳動軸二的內(nèi)周面位于第一傳動軸二的輸出端和輸入端均具有環(huán)形凹肩一，所述第一傳動軸二的輸入端固定有環(huán)形蓋板一，所述軸承二定位在環(huán)形蓋板一和位于第一傳動軸二的輸入端的環(huán)形凹肩一之間，所述墊片一套在第一傳動軸三上，所述墊片一的一側(cè)與軸承二的內(nèi)圈抵靠，所述墊片一的另一側(cè)與位于第一傳動軸三的輸入端的凸環(huán)一抵靠。軸承二相對第一傳動軸二的軸向位置通過環(huán)形蓋板一和位于第一傳動軸二的輸入端的環(huán)形凹肩一限定了，墊片一用于填補軸承二的內(nèi)圈和位于第一傳動軸三的輸入端的凸環(huán)一之間的間隙。
[0010]在上述具有三自由度的機器人腕部中，所述軸承一的一端與一級輸出齒輪二抵靠，另一端與位于第一傳動軸三的輸出端的凸環(huán)一抵靠，所述彈性件二套在位于第一傳動軸三的輸出端的凸環(huán)一上，所述彈性件二的一端與軸承一的外圈抵靠，另一端與位于第一傳動軸二的輸出端的環(huán)形凹肩一抵靠。軸承一相對第一傳動軸三的軸向位置通過螺母和位于第一傳動軸三的輸出端的凸環(huán)一限定，軸承一相對第一傳動軸二的軸向位置會隨著調(diào)節(jié)一級輸出齒輪二的位置而改變，通過彈性件二使得軸承一在調(diào)節(jié)完成后與第一傳動軸二的軸向位置固定。
[0011]在上述具有三自由度的機器人腕部中，所述腕部包括第二傳動單元，所述第二傳動單元包括第二傳動軸一和第二傳動軸二，所述第二傳動軸二穿過第二傳動軸一，所述第二傳動軸二的一端為輸出端，所述第二傳動軸二的輸出端周向定位有軸承三，所述軸承三相對第二傳動軸二軸向定位，所述第二傳動軸二的一端為輸入端，所述第二傳動軸二的輸入端周向定位有軸承四，所述第二傳動軸二通過軸承三和軸承四相對第二傳動軸一轉(zhuǎn)動連接，所述第二傳動軸二的輸入端固定有第二輸入齒輪二，所述第二輸入齒輪二能與一級輸出齒輪二嚙合，所述軸承四與第二輸入齒輪二抵靠，所述軸承四與第二傳動軸二軸向定位，所述第二傳動軸一和軸承四之間設(shè)有彈性件三，所述第二傳動軸二的輸出端相對第二傳動軸二軸向定位有二級輸出齒輪，所述第二傳動軸二的輸出端螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母三，所述二級輸出齒輪位于兩個調(diào)節(jié)螺母三之間，所述軸承三相對第二傳動軸一軸向固定，所述軸承三和第二傳動軸二之間設(shè)有墊片二。二級輸出齒輪通過平鍵或者花鍵周向定位在第二傳動軸二上，二級輸出齒輪通過兩個調(diào)節(jié)螺母三軸向定位在第二傳動軸二上，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母三使得調(diào)節(jié)螺母三沿第二傳動軸二軸向移動，達到調(diào)節(jié)二級輸出齒輪相對第二傳動軸二軸向位置的目的；第二輸入齒輪二通過平鍵或者花鍵周向定位在第二傳動軸二上，第二傳動軸二的輸入端螺紋連接有螺母，第二輸入齒輪二位于螺母與軸承四之間；通過更換厚度不同的墊片二來調(diào)節(jié)第二傳動軸二沿其軸向相對第二關(guān)節(jié)臂的位置，從而達到調(diào)節(jié)第二輸入齒輪二相對一級輸出齒輪二的嚙合位置的目的；彈性件三可以為蝶形彈簧，也可以為片彈簧，通過彈性件三來保證軸承四裝配的緊湊性。
[0012]在上述具有三自由度的機器人腕部中，所述第二傳動軸一的一端為輸入端，所述第二傳動軸一的輸入端周向定位有第二輸入齒輪一，所述第二輸入齒輪一能與一級輸出齒輪一嚙合，所述第二傳動軸一的輸入端螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母四，所述第二輸入齒輪一位于兩個調(diào)節(jié)螺母四之間，所述第二傳動軸一的另一端為輸出端，所述第二傳動軸一的內(nèi)周面位于第二傳動軸一的輸入端和輸出端均具有環(huán)形凹肩二。第二輸入齒輪一通過平鍵或者花鍵周向定位在第二傳動軸一上，第二輸入齒輪一通過兩個調(diào)節(jié)螺母四軸向定位在第二傳動軸一上，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母四使得調(diào)節(jié)螺母四沿第二傳動軸一軸向移動，達到調(diào)節(jié)第二輸入齒輪一相對一級輸出齒輪一的哨合位置的目的。
[0013]在上述具有三自由度的機器人腕部中，所述第二傳動軸二的輸入端和輸出端均具有凸環(huán)二，所述第二傳動軸二的輸出端固定有環(huán)形蓋板二，所述軸承三定位在環(huán)形蓋板二和位于第二傳動軸一的輸出端的環(huán)形凹肩二之間，所述墊片二套在第二傳動軸二上，所述墊片二的一側(cè)與軸承三的內(nèi)圈抵靠，另一側(cè)與位于第二傳動軸二的輸出端的凸環(huán)二抵靠。軸承三通過環(huán)形蓋板二和位于第二傳動軸一的輸出端的環(huán)形凹肩二相對第二傳動軸一軸向定位，墊片二用于填補軸承三的內(nèi)圈和位于第二傳動軸二的輸出端的凸環(huán)一之間的間隙。
[0014]在上述具有三自由度的機器人腕部中，所述軸承四一端與第二輸入齒輪二抵靠，另一端與位于第二傳動軸二的輸入端的凸環(huán)二抵靠，所述彈性件三套在位于第二傳動軸二的輸入端的凸環(huán)二上，所述彈性件三的一端與軸承四的外圈抵靠，另一端與位于第二傳動軸一的輸入端的環(huán)形凹肩二抵靠。軸承四相對第二傳動軸二的軸向位置通過螺母和位于第二傳動軸二的輸入端的凸環(huán)二限定，軸承四相對第二傳動軸一的軸向位置隨著更換不同厚度的墊片二而改變，通過彈性件三使得軸承四在調(diào)節(jié)完成后與第二傳動軸一的軸向位置固定。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本具有三自由度的機器人腕部具有能在裝配前調(diào)節(jié)一級輸出齒輪一和第二輸入齒輪一、一級輸出齒輪二和第二輸入齒輪二以及二級輸出齒輪和第三輸入齒輪的嚙合位置，使得在裝配后上述齒輪間處于最佳的嚙合位置，達到精確控制腕部的目的；同時該腕部具有布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明與圖1相同視角的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明中第一傳動組件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是第一傳動組件沿圖3中A-A的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]圖5是本發(fā)明中第二傳動組件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6是第二傳動組件沿圖5中B-B的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是本發(fā)明中第三傳動組件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8是第三傳動組件沿圖7中C-C的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中，1、第一傳動單元；11、第一關(guān)節(jié)臂；12、限位凹槽；13、輸入端口一；14、輸出端口一 ；141、定位凹肩三；15、環(huán)形壓塊一 ；151、定位凹肩一 ；16、環(huán)形壓板一 ；161、定位凹肩二 ；2、第一傳動組件；21、第一傳動軸一 ；211、定位環(huán)一 ；212、定位凹肩四；213、第一輸入輪一 ；214、轉(zhuǎn)動軸承一 ；22、第一傳動軸二 ；221、第一輸入輪二 ；222、一級輸出齒輪一 ；223、彈性件一 ；224、調(diào)節(jié)螺母一 ；225、環(huán)形凹肩一 ；226、環(huán)形蓋板一 ；23、第一傳動軸三；231、凸環(huán)一 ；232、第一輸入輪三；233、軸承二 ；234、一級輸出齒輪二 ；235、軸承一 ；236、調(diào)節(jié)螺母二 ；237、彈性件二 ；238、墊片一 ；239、限位軸承；3、第二傳動單元；31、第二關(guān)節(jié)臂；32、輸入端口二 ；33、輸出端口二 ；331、定位凹肩七；34、環(huán)形壓塊二 ；341、定位凹肩五；35、環(huán)形壓板二 ；351、定位凹肩八；4、第二傳動組件；41、第二傳動軸一 ；411、環(huán)形凹肩二 ；412、定位環(huán)
二；413、定位凹肩六；414、轉(zhuǎn)動軸承二 ；415、第二輸入齒輪一 ；416、調(diào)節(jié)螺母四；42、第二傳動軸二 ；421、第二輸入齒輪二 ；422、軸承四；423、彈性件三；424、二級輸出齒輪；425、軸承三；426、調(diào)節(jié)螺母三；427、墊片二 ；428、環(huán)形蓋板二 ；429、凸環(huán)二 ；5、第三傳動單元；51、第三關(guān)節(jié)臂；511、輸入端口三；512、輸出端口三；513、定位凹肩十一 ；514、環(huán)形壓板三；515、定位凹肩十二 ；52、第三傳動軸；521、定位環(huán)三；522、定位凹肩十；523、轉(zhuǎn)動軸承三；524、第三輸入齒輪；6、執(zhí)行轉(zhuǎn)軸；61、定位凹肩九；7、密封圈。
【具體實施方式】
[0025]以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0026]一種具有三自由度的機器人腕部，如圖1所示，腕部包括依次轉(zhuǎn)動連接的第一傳動單元1、第二傳動單元3和第三傳動單元5。
[0027]如圖1和圖2所示，第一傳動單元I包括第一關(guān)節(jié)臂11和設(shè)置在第一關(guān)節(jié)臂11內(nèi)的第一傳動組件2，第一關(guān)節(jié)臂11與機器人的手臂鉸接，第一關(guān)節(jié)臂11具有輸入端口一13和輸出端口一 14 ;如圖1至圖4所示，第一傳動組件2包括第一傳動軸一 21、第一傳動軸二 22和第一傳動軸三23，第一傳動軸二 22穿過第一傳動軸一 21并與第一傳動軸一 21轉(zhuǎn)動連接，第一傳動軸三23穿過第一傳動軸二 22并與第一傳動軸二 22轉(zhuǎn)動連接，第一傳動軸一 21的中軸線、第一傳動軸二 22的中軸線、第一傳動軸三23的中軸線和輸出端口一14的中軸線共線；輸入端口一 13的中軸線與第一傳動軸三23的中軸線垂直。[0028]第一傳動軸一 21、第一傳動軸二 22和第一傳動軸三23的其中一端均穿過輸出端口一 14均為輸出端；第一傳動軸一 21、第一傳動軸二 22和第一傳動軸三23的另一端均位于第一關(guān)節(jié)臂11內(nèi)均為輸入端。
[0029]如圖3和圖4所不,第一傳動軸二 22的輸出端相對第一傳動軸二 22周向定位有一級輸出齒輪一 222,第一傳動軸二 22的輸入端固定有第一輸入輪二 221,第一輸入輪二 221與第一傳動軸一 21抵靠,第一傳動軸二 22的輸入端螺紋連接有螺母,螺母將第一輸入輪二221軸向定位；第一傳動軸二 22的輸出端還螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母一 224，一級輸出齒輪
一222位于兩個調(diào)節(jié)螺母一 224之間，靠近第一輸入輪二 221的調(diào)節(jié)螺母一 224與第一傳動軸一 21之間設(shè)有使得第一輸入輪二 221始終與第一傳動軸一 21抵靠的彈性件一 223。一級輸出齒輪一 222定位在兩個調(diào)節(jié)螺母一 224之間，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母一 224使得調(diào)節(jié)螺母一 224沿第一傳動軸二 22軸向移動,達到調(diào)節(jié)一級輸出齒輪一 222相對第一傳動軸二22軸向位置的目的；彈性件一 223保證在調(diào)整一級輸出齒輪一 222的位置后第一傳動軸一21和第一傳動軸二 22之間裝配的緊湊性。
[0030]如圖3和圖4所不,第一傳動軸一 21的輸出端位于輸出端口一 14內(nèi)，第一傳動軸
一21的輸出端具有定位環(huán)一211，定位環(huán)一 211和輸出端口一 14之間具有轉(zhuǎn)動軸承一214，定位環(huán)一 211與轉(zhuǎn)動軸承一 214的內(nèi)圈抵靠固定,轉(zhuǎn)動軸承一 214的外圈與輸出端口一 14的端口壁抵靠。第一傳動軸一 21的輸入端具有第一輸入輪一 213,通過鏈條或者皮帶的方式作用在第一輸入輪一 213上帶動第一傳動軸一 21轉(zhuǎn)動,第一傳動軸二 22的輸入端定位有第一輸入輪二 221，通過鏈條或者皮帶的方式作用在第一輸入輪二 221上帶動第一傳動軸二 22轉(zhuǎn)動。輸出端口一 14處還設(shè)有環(huán)形壓塊一 15和環(huán)形壓板一 16,環(huán)形壓塊一 15與定位環(huán)一 211通過螺栓固定，第一傳動軸二 22穿過環(huán)形壓塊一 15，環(huán)形壓板一 16通過螺栓固定在第一關(guān)節(jié)臂11上，環(huán)形壓塊一 15和定位環(huán)一 211上分別具有相對設(shè)置的定位凹肩
一151和定位凹肩二 161，轉(zhuǎn)動軸承一 214的內(nèi)圈的兩端分別與定位凹肩一 151和定位凹肩
二161抵靠，輸出端口一 14的端口外側(cè)和環(huán)形壓板一 16上分別具有相對設(shè)置的定位凹肩三141和定位凹肩四212，轉(zhuǎn)動軸承一 214的外圈的兩端分別與定位凹肩三141和定位凹肩四212抵靠,環(huán)形壓板一 16將轉(zhuǎn)動軸承一 214和第一傳動組件2固定在第一關(guān)節(jié)臂11上。
[0031]如圖3和圖4所不,第一傳動軸三23的輸出端周向定位有軸承一 235,第一傳動軸
三23的輸入端周向定位有軸承二 233，第一傳動軸三23通過軸承一 235和軸承二 233相對第一傳動軸二 22轉(zhuǎn)動連接,第一傳動軸三23的輸出端固定有一級輸出齒輪二 234,第一傳動軸三23的輸出端螺紋連接有螺母，一級輸出齒輪二 234位于軸承一 235和螺母之間，一級輸出齒輪二 234與第一傳動軸三23軸向定位；軸承一 235相對第一傳動軸三23軸向固定，軸承一 235與一級輸出齒輪二 234抵靠,第一傳動軸二 22和軸承一 235之間設(shè)有彈性件二 237,第一傳動軸三23的輸入端相對第一傳動軸三23周向定位有第一輸入輪三232,第一傳動軸三23的輸入端的端部螺紋連接有調(diào)節(jié)螺母二 236，第一輸入輪三232位于軸承二 233和調(diào)節(jié)螺母二 236之間，軸承二 233相對第一傳動軸二 22軸向固定，軸承二 233和第一傳動軸三23之間設(shè)有墊片一 238。第一輸入輪三232始終與第一轉(zhuǎn)動軸二抵靠,通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母二 236改變調(diào)節(jié)第一輸入輪三232位于第一傳動軸三23的軸向位置，使得第一傳動軸三23相對第一輸入輪三232沿其軸向移動，從而達到調(diào)節(jié)一級輸出齒輪二 234相對第一關(guān)節(jié)臂11的位置，在調(diào)節(jié)時通過更換不同厚度的墊片一 238來保證軸承二 233裝配的緊湊性。
[0032]如圖3和圖4所不,位于第一傳動軸三23的輸出端和輸入端均具有凸環(huán)一 231,第一傳動軸二 22的內(nèi)周面位于第一傳動軸二 22的輸出端和輸入端均具有環(huán)形凹肩一 225，第一傳動軸二 22的輸入端固定有環(huán)形蓋板一 226,軸承二 233定位在環(huán)形蓋板一 226和位于第一傳動軸二 22的輸入端的環(huán)形凹肩一 225之間，墊片一 238套在第一傳動軸三23上，墊片一 238的一側(cè)與軸承二 233的內(nèi)圈抵靠，墊片一 238的另一側(cè)與位于第一傳動軸三23的輸入端的凸環(huán)一 231抵靠。軸承一 235的一端與一級輸出齒輪二 234抵靠,另一端與位于第一傳動軸三23的輸出端的凸環(huán)一 231抵靠，彈性件二 237套在位于第一傳動軸三23的輸出端的凸環(huán)一 231上，彈性件二 237的一端與軸承一 235的外圈抵靠，另一端與位于第一傳動軸二 22的輸出端的環(huán)形凹肩一 225抵靠。
[0033]如圖2所示，第一關(guān)節(jié)臂11的內(nèi)壁具有限位凹槽12，限位凹槽12的中軸線與第一傳動軸三23的中軸線共線，第一傳動軸三23的輸入端穿入限位凹槽12內(nèi)，第一傳動軸三23的輸入端轉(zhuǎn)動連接有限位軸承239，限位軸承239的外圈與限位凹槽12的槽壁抵靠。通過鏈條或者皮帶的方式作用在第一輸入輪三232上帶動第一傳動軸三23轉(zhuǎn)動，限位軸承239位于限位凹槽12內(nèi)使得第一傳動軸三23轉(zhuǎn)動時中軸線的指向始終保持不便。
[0034]如圖2、圖5和圖6所示，第二傳動單元3包括第二關(guān)節(jié)臂31和設(shè)置在第二關(guān)節(jié)臂31內(nèi)的第二傳動組件4，第二關(guān)節(jié)臂31具有輸入端口二 32和輸出端口二 33，輸入端口二 32和輸出端口一 14對齊連通，第二關(guān)節(jié)臂31位于輸入端口二 32的一端與環(huán)形壓塊一15固定,環(huán)形壓塊一 15與第一傳動軸一 21固定，因此第二關(guān)節(jié)臂31會隨著第一傳動軸一21轉(zhuǎn)動，從而帶動第二傳動組件4繞著第一傳動軸一 21的中軸線轉(zhuǎn)動。
[0035]如圖2、圖5和圖6所示，第二傳動組件4包括第二傳動軸一 41和第二傳動軸二42，第二傳動軸二 42穿過第二傳動軸一 41，第二傳動軸一 41的中軸線、第二傳動軸二 42的中軸線和輸出端口二 33的中軸線共線，第二傳動軸一 41和第二傳動軸二 42穿過輸出端口
二33的一端為輸出端,第二傳動軸一 41和第二傳動軸二 42位于第二關(guān)節(jié)臂31內(nèi)的一端為輸入端。
[0036]如圖5和圖6所示，第二傳動軸二 42的輸出端周向定位有軸承三425，軸承三425相對第二傳動軸二 42軸向定位，第二傳動軸二 42的輸入端周向定位有軸承四422，第二傳動軸二 42通過軸承三425和軸承四422相對第二傳動軸一 41轉(zhuǎn)動連接，第二傳動軸二 42的輸入端固定有第二輸入齒輪二 421，第二輸入齒輪二 421能與一級輸出齒輪二 234嚙合，軸承四422與第二輸入齒輪二 421抵靠，軸承四422與第二傳動軸二 42軸向定位，第二傳動軸一 41和軸承四422之間設(shè)有彈性件三423，第二傳動軸二 42的輸出端相對第二傳動軸
二42軸向定位有二級輸出齒輪424，第二傳動軸二 42的輸出端螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母三426，二級輸出齒輪424位于兩個調(diào)節(jié)螺母三426之間，軸承三425相對第二傳動軸一 41軸向固定，軸承三425和第二傳動軸二 42之間設(shè)有墊片二 427。二級輸出齒輪424通過兩個調(diào)節(jié)螺母三426軸向定位在第二傳動軸二 42上，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母三426使得調(diào)節(jié)螺母三426沿第二傳動軸二 42軸向移動，達到調(diào)節(jié)二級輸出齒輪424相對第二傳動軸二 42軸向位置的目的；第二傳動軸二 42的輸入端螺紋連接有螺母，第二輸入齒輪二 421位于螺母與軸承四422之間；通過更換厚度不同的墊片二 427來調(diào)節(jié)第二傳動軸二 42沿其軸向相對第二關(guān)節(jié)臂31的位置，從而達到調(diào)節(jié)第二輸入齒輪二 421相對一級輸出齒輪二 234的嚙合位置的目的。
[0037]如圖5和圖6所不,第二傳動軸一 41的輸入端周向定位有第二輸入齒輪一 415,第二輸入齒輪一 415能與一級輸出齒輪一 222哨合,第二傳動軸一 41的輸入端螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母四416，第二輸入齒輪一 415位于兩個調(diào)節(jié)螺母四416之間，第二傳動軸一 41的內(nèi)周面位于第二傳動軸一 41的輸入端具有環(huán)形凹肩二 411，第二輸入齒輪一 415通過兩個調(diào)節(jié)螺母四416軸向定位在第二傳動軸一 41上，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母四416使得調(diào)節(jié)螺母四416沿第二傳動軸一 41軸向移動,達到調(diào)節(jié)第二輸入齒輪一 415相對一級輸出齒輪一 222的嚙合位置的目的。
[0038]如圖5和圖6所示，第二傳動軸二 42的輸入端和輸出端均具有凸環(huán)二 429，第二傳動軸二 42的輸出端固定有環(huán)形蓋板二 428，軸承三425定位在環(huán)形蓋板二 428和位于第二傳動軸一 41的輸出端的環(huán)形凹肩二 411之間，墊片二 427套在第二傳動軸二 42上，墊片
二427的一側(cè)與軸承三425的內(nèi)圈抵靠，另一側(cè)與位于第二傳動軸二 42的輸出端的凸環(huán)二429抵靠，軸承三425通過環(huán)形蓋板二 428和位于第二傳動軸一 41的輸出端的環(huán)形凹肩二411相對第二傳動軸一 41軸向定位。軸承四422 —端與第二輸入齒輪二 421抵靠,另一端與位于第二傳動軸二 42的輸入端的凸環(huán)二 429抵靠，彈性件三423套在位于第二傳動軸二42的輸入端的凸環(huán)二 429上，彈性件三423的一端與軸承四422的外圈抵靠，另一端與位于第二傳動軸一 41的輸入端的環(huán)形凹肩二 411抵靠，軸承四422相對第二傳動軸二 42的軸向位置通過螺母和位于第二傳動軸二 42的輸入端的凸環(huán)二 429限定。
[0039]如圖5和圖6所不,第二傳動軸一 41的輸出端位于輸出端口二 33內(nèi)，第二傳動軸
一41的輸出端具有定位環(huán)二 412，定位環(huán)二 412和輸出端口 二 33之間具有轉(zhuǎn)動軸承二 414，定位環(huán)二 412與轉(zhuǎn)動軸承二 414的內(nèi)圈抵靠固定，轉(zhuǎn)動軸承二 414的外圈與輸出端口二 33的端口壁抵靠。第二傳動軸一 41通過轉(zhuǎn)動軸承二 414相對第二關(guān)節(jié)臂31轉(zhuǎn)動連接,第二傳動軸一 41的輸出端固定有第二輸入齒輪一 415,第二輸入齒輪一 415與一級輸出齒輪一222嚙合，通過第一傳動軸二 22的轉(zhuǎn)動帶動第二傳動軸一 41同步轉(zhuǎn)動；輸出端口二 33處還設(shè)有環(huán)形壓塊二 34和環(huán)形壓板二 35，環(huán)形壓塊二 34與定位環(huán)二 412通過螺栓固定，第二傳動軸二 42穿過環(huán)形壓塊二 34，環(huán)形壓塊二 34的端口出具有與環(huán)形凹肩二 411，環(huán)形壓塊
二34上的環(huán)形凹肩二 411與第二傳動軸位于輸出端的凸環(huán)二 429相對應，環(huán)形壓板二 35通過螺栓固定在第二關(guān)節(jié)臂31上，環(huán)形壓塊二 34與定位環(huán)二 412上分別具有相對設(shè)置的定位凹肩五341和定位凹肩六413,轉(zhuǎn)動軸承二 414的內(nèi)圈的兩端分別與定位凹肩五341和定位凹肩六413抵靠，輸出端口二 33的端口外側(cè)和環(huán)形壓板二 35上分別具有相對設(shè)置的定位凹肩七331和定位凹肩八351，轉(zhuǎn)動軸承二 414的外圈的兩端分別與定位凹肩七331和定位凹肩八351抵靠，環(huán)形壓板二 35將轉(zhuǎn)動軸承二 414和第二傳動組件4固定在第二關(guān)節(jié)臂31上。
[0040]如圖2、圖7和圖8所示，腕部包括第三傳動單元5，第三傳動單元5包括第三關(guān)節(jié)臂51和轉(zhuǎn)動連接在第三關(guān)節(jié)臂51內(nèi)的第三傳動軸52，第三關(guān)節(jié)臂51具有輸入端口三511和輸出端口三512，輸入端口三511和輸出端口二 33對齊連通，第三關(guān)節(jié)臂51位于輸入端口三511的一端與環(huán)形壓塊二 34固定。第三關(guān)節(jié)臂51隨著環(huán)形壓塊二 34 —起轉(zhuǎn)動，從而帶動第三傳動軸52繞著第二傳動軸一 41的中軸線轉(zhuǎn)動。
[0041]如圖2、圖7和圖8所示，第三傳動軸52的中軸線與輸出端口三512的中軸線共線,第三傳動軸52的一端位于輸出端口三512內(nèi)為輸出端，第三傳動軸52的另一端為輸入端，第三傳動軸52的輸入端固定有第三輸入齒輪524，第三傳動軸52的輸出端上具有定位環(huán)三521，定位環(huán)三521和輸出端口三512之間具有轉(zhuǎn)動軸承三523，定位環(huán)三521與轉(zhuǎn)動軸承三523的內(nèi)圈抵靠固定，轉(zhuǎn)動軸承三523的外圈與輸出端口三512的端口壁抵靠。第三傳動軸52通過轉(zhuǎn)動軸承三523轉(zhuǎn)動連接在第三關(guān)節(jié)臂51內(nèi)；第三輸入齒輪524與第二傳動軸二 42的二級輸出齒輪424嚙合，第三傳動軸52與第二傳動軸二 42和第一傳動軸三23同步轉(zhuǎn)動。輸出端口三512處還設(shè)有執(zhí)行轉(zhuǎn)軸6和環(huán)形壓板三514，環(huán)形壓板三514通過螺栓固定在第三關(guān)節(jié)臂51上，執(zhí)行轉(zhuǎn)軸6穿過環(huán)形壓板三514通過螺栓與定位環(huán)三521固定，執(zhí)行轉(zhuǎn)軸6和定位環(huán)三521上分別具有相對設(shè)置的定位凹肩九61和定位凹肩十522,轉(zhuǎn)動軸承三523的內(nèi)圈的兩端分別與定位凹肩九61和定位凹肩十522抵靠，輸出端口三512的端口外側(cè)和環(huán)形壓板三514上分別具有相對設(shè)置的定位凹肩^ 513和定位凹肩十二515,轉(zhuǎn)動軸承三523的外圈的兩端分別與定位凹肩^ 513和定位凹肩十二 515抵靠,環(huán)形壓板三514將轉(zhuǎn)動軸承三523和第三傳動軸52固定在第三關(guān)節(jié)臂51上。
[0042]本實施例中彈性件一 223、彈性件二 237和彈性件三423均可以為蝶形彈簧，也可以為片彈簧；本實施例中一級輸出齒輪一 222、一級輸出齒輪二 234、第一輸入輪一 213、第一輸入輪二 221、第一輸入輪三232、第二輸入齒輪一 415、第二輸入齒輪二 421、二級輸出齒輪424和第三輸入齒輪524均通過平鍵或者花鍵的方式周向定位在相應的傳動軸上。
[0043]如圖4、圖6和圖8所不，環(huán)形壓塊一 15和環(huán)形壓板一 16之間、環(huán)形壓塊二 34和環(huán)形壓板二 35之間以及環(huán)形壓板三514和執(zhí)行轉(zhuǎn)軸6之間均固定有密封圈7，密封圈7能防止灰塵進入腕部內(nèi)。
[0044]在調(diào)節(jié)腕部齒輪位置中需要使用專用的固定夾具上，該固定夾具能按上述傳動軸在腕部中的位置關(guān)系將傳動軸固定，為現(xiàn)有技術(shù)，具體操作如下:先將第三傳動軸52固定到專用的固定夾具上，再將裝配在一起的第二傳動軸一 41和第二傳動軸二 42固定到夾具的相應位置，以第三傳動軸52的第三輸入齒輪524為基準，調(diào)節(jié)第二傳動軸二 42相對第二傳動軸一 41的位置，以使得第三輸入齒輪524和二級輸出齒輪424達到最適嚙合位置，再將裝配在一起的第一傳動軸一 21、第一傳動軸二 22和第一傳動軸三23固定到夾具的相應位置，先以第二傳動軸一 41上第二輸入齒輪一 415為基準,調(diào)節(jié)一級輸出齒輪一 222相對第一傳動軸二 22的位置，以使得一級輸出齒輪一 222和第二輸入齒輪一 415達到最適哨合位置，再以第二傳動軸二 42上的第二輸入齒輪為基準,調(diào)節(jié)第一傳動軸三23相對第一傳動軸二 22的相對位置，以使得一級輸出齒輪二 234和第二輸入齒輪二 421達到最適嚙合位置。由于第一傳動軸二 22和第一傳動軸一 21相對固定,調(diào)節(jié)一級輸出齒輪一 222是相對第一傳動軸二 22調(diào)節(jié)的,一級輸出齒輪二 234是一調(diào)節(jié)第一傳動軸二 22和第一傳動軸三23相對位置實現(xiàn)的，因此調(diào)節(jié)一級輸出齒輪一 222和一級輸出齒輪二 234是相互不影響的，保證了在調(diào)節(jié)完成后位置不便，在完成安裝后腕部的齒輪嚙合均為最適位置，達到精確控制腕部的目的。
[0045]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的 精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有三自由度的機器人腕部，所述腕部包括第一傳動單元(1)，所述第一傳動單元(I)包括第一傳動軸一(21)和第一傳動軸二(22)，所述第一傳動軸二(22)穿過第一傳動軸一(21)并與第一傳動軸一(21)轉(zhuǎn)動連接，其特征在于，所述第一傳動軸二(22)的一端為輸出端，所述第一傳動軸二(22)的輸出端相對第一傳動軸二(22)周向定位有一級輸出齒輪一(222),所述第一傳動軸二(22)的另一端為輸入端,所述第一傳動軸二(22)的輸入端固定有第一輸入輪二(221),所述第一輸入輪二(221)與第一傳動軸一(21)抵靠,所述第一傳動軸二(22)的輸出端還螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母一(224)，所述一級輸出齒輪一(222)位于兩個調(diào)節(jié)螺母一(224)之間，所述靠近第一輸入輪二(221)的調(diào)節(jié)螺母一(224)與第一傳動軸一(21)之間設(shè)有使得第一輸入輪二(221)始終與第一傳動軸一(21)抵靠的彈性件一(223)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三自由度的機器人腕部，其特征在于，所述第一傳動單元(I)還包括第一傳動軸三(23)，所述第一傳動軸三(23)穿過第一傳動軸二(22)，所述第一傳動軸三(23)的一端為輸出端,所述第一傳動軸三(23)的輸出端周向定位有軸承一(235),所述第一傳動軸三(23)的另一端為輸入端,所述第一傳動軸三(23)的輸入端周向定位有軸承二(233)，所述第一傳動軸三(23)通過軸承一(235)和軸承二(233)相對第一傳動軸二(22)轉(zhuǎn)動連接，所述第一傳動軸三(23)的輸出端固定有一級輸出齒輪二(234)，所述軸承一(235 )相對第一傳動軸三(23 )軸向固定，所述軸承一(235 )與一級輸出齒輪二(234)抵靠，所述第一傳動軸二(22)和軸承一(235)之間設(shè)有彈性件二(237)，所述第一傳動軸三(23)的輸入端相對第一傳動軸三(23)周向定位有第一輸入輪三(232),所述第一傳動軸三(23)的輸入端的端部螺紋連接有調(diào)節(jié)螺母二(236)，所述第一輸入輪三(232)位于軸承二(233)和調(diào)節(jié)螺母二(236)之間，所述軸承二(233)相對第一傳動軸二(22)軸向固定，所述軸承二(233)和第一傳動軸三(23)之間設(shè)有墊片一(238)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有三自由度的機器人腕部，其特征在于，所述位于第一傳動軸三(23)的輸出端和輸入端均具有凸環(huán)一(231),所述第一傳動軸二(22)的內(nèi)周面位于第一傳動軸二(22)的輸出端和輸入端均具有環(huán)形凹肩一(225)，所述第一傳動軸二(22)的輸入端固定有環(huán)形蓋板一(226),所述軸承二(233)定位在環(huán)形蓋板一(226)和位于第一傳動軸二(22)的輸入端的環(huán)形凹肩一(225)之間，所述墊片一(238)套在第一傳動軸三(23)上，所述墊片一(238)的一側(cè)與軸承二(233)的內(nèi)圈抵靠，所述墊片一(238)的另一側(cè)與位于第一傳動軸三(23)的輸入端的凸環(huán)一(231)抵靠。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有三自由度的機器人腕部，其特征在于，所述軸承一(235)的一端與一級輸出齒輪二(234)抵靠,另一端與位于第一傳動軸三(23)的輸出端的凸環(huán)一(231)抵靠，所述彈性件二(237)套在位于第一傳動軸三(23)的輸出端的凸環(huán)一(231)上，所述彈性件二(237)的一端與軸承一(235)的外圈抵靠，另一端與位于第一傳動軸二(22)的輸出端的環(huán)形凹肩一(225)抵靠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意 一項所述的具有三自由度的機器人腕部，其特征在于，所述腕部包括第二傳動單元(3)，所述第二傳動單元(3)包括第二傳動軸一(41)和第二傳動軸二( 42 )，所述第二傳動軸二( 42 )穿過第二傳動軸一(41 )，所述第二傳動軸二( 42 )的一端為輸出端，所述第二傳動軸二( 42)的輸出端周向定位有軸承三(425)，所述軸承三(425)相對第二傳動軸二(42)軸向定位，所述第二傳動軸二(42)的一端為輸入端，所述第二傳動軸二(42)的輸入端周向定位有軸承四(422)，所述第二傳動軸二(42)通過軸承三(425)和軸承四(422)相對第二傳動軸一(41)轉(zhuǎn)動連接，所述第二傳動軸二(42)的輸入端固定有第二輸入齒輪二(421)，所述第二輸入齒輪二(421)能與一級輸出齒輪二(234)嚙合，所述軸承四(422)與第二輸入齒輪二(421)抵靠，所述軸承四(422)與第二傳動軸二(42)軸向定位，所述第二傳動軸一(41)和軸承四(422)之間設(shè)有彈性件三(423)，所述第二傳動軸二(42)的輸出端相對第二傳動軸二(42)軸向定位有二級輸出齒輪(424)，所述第二傳動軸二(42)的輸出端螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母三(426)，所述二級輸出齒輪(424)位于兩個調(diào)節(jié)螺母三(426)之間，所述軸承三(425)相對第二傳動軸一(41)軸向固定，所述軸承三(425)和第二傳動軸二(42)之間設(shè)有墊片二(427)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有三自由度的機器人腕部，其特征在于，所述第二傳動軸一(41)的一端為輸入端,所述第二傳動軸一(41)的輸入端周向定位有第二輸入齒輪一(415),所述第二輸入齒輪一(415)能與一級輸出齒輪一(222)哨合,所述第二傳動軸一(41)的輸入端螺紋連接有兩個調(diào)節(jié)螺母四(416)，所述第二輸入齒輪一(415)位于兩個調(diào)節(jié)螺母四(416)之間，所述第二傳動軸一(41)的另一端為輸出端，所述第二傳動軸一(41)的內(nèi)周面位于第二傳動軸一(41)的輸入端和輸出端均具有環(huán)形凹肩二(411)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有三自由度的機器人腕部，其特征在于，所述第二傳動軸二(42)的輸入端和輸出端均具有凸環(huán)二(429)，所述第二傳動軸二(42)的輸出端固定有環(huán)形蓋板二(428)，所述軸承三(425)定位在環(huán)形蓋板二(428)和位于第二傳動軸一(41)的輸出端的環(huán)形凹肩二(411)之間，所述墊片二(427)套在第二傳動軸二(42)上，所述墊片二(427)的一側(cè)與軸承三(425)的內(nèi)圈抵靠，另一側(cè)與位于第二傳動軸二(42)的輸出端的凸環(huán)二(429)抵靠。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有三自由度的機器人腕部，其特征在于，所述軸承四(422)一端與第二輸入齒輪二(421)抵靠,另一端與位于第二傳動軸二(42)的輸入端的凸環(huán)二(429)抵靠，所述彈性件三(423)套在位于第二傳動軸二(42)的輸入端的凸環(huán)二(429)上，所述彈性件三(423)的一端與軸承四(422)的外圈抵靠，另一端與位于第二傳動軸一(41)的輸入端的環(huán)形凹肩二(411)抵靠。
【文檔編號】B25J17/00GK103895031SQ201410137330
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】江加凱, 蔡良正, 鄧定紅, 袁建軍, 高思榜 申請人:浙江錢江摩托股份有限公司