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      一種單元組合式機(jī)器人手腕的制作方法

      文檔序號(hào):11716169閱讀:509來源:國知局

      本實(shí)用新型涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,尤其是一種單元組合式機(jī)器人手腕。



      背景技術(shù):

      機(jī)器人手腕需要有腕擺動(dòng)(B軸)和手回轉(zhuǎn)(T軸)兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸;腕擺動(dòng)軸B、手回轉(zhuǎn)軸T的回轉(zhuǎn)速度均較低,故其傳動(dòng)系統(tǒng)必須安裝減速器。由于手腕傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,目前,一般都采用散件組裝式諧波減速器,這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是:諧波減速器及傳動(dòng)系統(tǒng)的部件都需要在現(xiàn)場安裝,其零部件多、裝配要求高、安裝復(fù)雜、傳動(dòng)精度很難保證;特別在手腕維修時(shí),同樣需要分解諧波減速器及傳動(dòng)系統(tǒng)的所有部件,并重新裝配,它不僅增加了維修難度;而且,諧波減速器及傳動(dòng)部件經(jīng)反復(fù)裝拆,將直接導(dǎo)致性能和傳動(dòng)精度的下降。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種單元組合式機(jī)器人手腕,裝配或維修時(shí)無需進(jìn)行任何調(diào)整,結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)制造和裝配、維修方便,確保傳動(dòng)精度,延長使用壽命。

      本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:一種單元組合式機(jī)器人手腕,包括:

      上臂,所述上臂的后端為中空內(nèi)腔,中空內(nèi)腔的左、右側(cè)壁上分別設(shè)有B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī),所述上臂的前端為U形叉,U形叉的一側(cè)設(shè)有B軸諧波減速器,U形叉的另一側(cè)設(shè)有T軸中間傳動(dòng)單元,U形叉的內(nèi)側(cè)設(shè)有擺動(dòng)體;

      B軸傳動(dòng)與減速單元,所述B軸傳動(dòng)與減速單元用來實(shí)現(xiàn)B軸的傳動(dòng)和減速,所述B軸傳動(dòng)與減速單元包括B軸傳動(dòng)件和B軸諧波減速器,所述B軸傳動(dòng)件包括B軸同步皮帶和B軸同步皮帶輪,所述B軸諧波減速器包括B軸諧波減速器輸入軸和B軸諧波減速器輸出軸,所述B軸傳動(dòng)件通過B軸同步皮帶傳動(dòng),所述B軸同步皮帶兩側(cè)通過所述B軸同步皮帶輪固定在所述B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和B軸諧波減速器輸入軸上,所述B軸諧波減速器輸出軸與所述擺動(dòng)體連接;

      T軸減速與輸出單元,所述T軸減速與輸出單元用來實(shí)現(xiàn)T軸減速和安裝作業(yè)工具,所述T軸減速與輸出單元包括T軸諧波減速器和工具安裝法蘭,所述T軸諧波減速器設(shè)于所述擺動(dòng)體的前端,所述T軸減速器包括T軸諧波減速器輸入軸、T軸諧波減速器輸出軸和T軸諧波減速器傘齒輪,所述T軸諧波減速器傘齒輪設(shè)在所述T軸諧波減速器輸入軸上,所述工具安裝法蘭可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述T軸諧波減速器輸出軸上;

      T軸中間傳動(dòng)單元,設(shè)于所述擺動(dòng)體的內(nèi)腔,所述T軸中間傳動(dòng)單元用來連接T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和T軸減速與輸出單元,并有變換轉(zhuǎn)向的作用,包括T軸中間傳動(dòng)部件和T軸傳動(dòng)件,所述T軸傳動(dòng)部件包括輔助支承軸承、支承座、端蓋、T軸中間傳動(dòng)傘齒輪、中間傳動(dòng)軸、隔套、軸承,所述T軸傳動(dòng)件包括T軸同步皮帶和T軸同步皮帶輪,所述T軸同步皮帶兩側(cè)通過所述T軸同步皮帶輪固定在所述T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述中間傳動(dòng)軸上。

      進(jìn)一步地,所述擺動(dòng)體為內(nèi)部中空的箱體形結(jié)構(gòu),所述T軸諧波減速器傘齒輪和所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪設(shè)于所述擺動(dòng)體的中空內(nèi)腔中。

      進(jìn)一步地,所述中間傳動(dòng)軸設(shè)于所述T軸中間傳動(dòng)部件的內(nèi)部,所述中間傳動(dòng)軸一端與所述T軸同步皮帶輪連接,另一端與所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪連接。

      進(jìn)一步地,所述輔助支承軸承設(shè)于所述擺動(dòng)體上,對(duì)所述擺動(dòng)體進(jìn)行徑向支承和軸向浮動(dòng)支承。

      進(jìn)一步地,所述T軸中間傳動(dòng)部件設(shè)于所述支承座上。

      進(jìn)一步地,所述輔助支承軸承通過密封鎖緊螺母與所述支承座連接。

      進(jìn)一步地,所述的B軸諧波減速器與B軸諧波減速器輸出軸間通過可同時(shí)承受徑向和軸向載荷的交叉滾子軸承連接。

      進(jìn)一步地,所述的T軸諧波減速器與所述T軸諧波減速器輸入軸、所述T軸諧波減速器輸出軸分別通過可同時(shí)承受徑向和軸向載荷的交叉滾子軸承連接。

      進(jìn)一步地,所述中間傳動(dòng)軸通過軸承和隔套安裝在支承座上,所述軸承的外圈通過端蓋壓緊后固定在支承座上,所述軸承的內(nèi)圈通過鎖緊螺母固定在中間傳動(dòng)軸上。

      本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型將手腕的全部零件設(shè)計(jì)成3個(gè)獨(dú)立的、可直接裝拆的整體單元,裝配或維修時(shí)無需進(jìn)行任何調(diào)整。與通常的機(jī)器人手腕比較,不僅解決了諧波減速器及傳動(dòng)系統(tǒng)部件的分離、安裝、維修等問題,而且在裝配或維修時(shí)無需進(jìn)行任何調(diào)整,故可確保傳動(dòng)精度、延長使用壽命;同時(shí),又大幅度減少了機(jī)械零部件數(shù)量;其結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)制造和裝配、維修非常容易。

      附圖說明

      下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

      圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖中:1、上臂,2、B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī),3、B軸傳動(dòng)件,3.1、B軸同步皮帶,3.2、B軸同步皮帶輪,4、B軸諧波減速器,4.1、B軸諧波減速器輸入軸,4.2、B軸諧波減速器輸出軸,5、擺動(dòng)體,6、T軸諧波減速器,6.1、T軸諧波減速器輸入軸,6.2、T軸諧波減速器輸出軸,6.3、T軸諧波減速器傘齒輪,7、工具安裝法蘭,8、T軸傳動(dòng)部件8.1、輔助支承軸承8.2、支承座8.3、端蓋8.4、T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.5、中間傳動(dòng)軸8.6、隔套,8.7、軸承,9、T軸傳動(dòng)件,9.1、T軸同步皮帶,9.2、T軸同步皮帶輪,10、T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

      具體實(shí)施方式

      現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖,僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu),因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

      如圖1所示的一種單元組合式機(jī)器人手腕,包括:上臂1,所述上臂1的后端為中空內(nèi)腔,中空內(nèi)腔的左、右側(cè)壁上分別設(shè)有B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10,所述上臂1的前端為U形叉,U形叉的一側(cè)設(shè)有B軸諧波減速器4,U形叉的另一側(cè)設(shè)有T軸中間傳動(dòng)單元,U形叉的內(nèi)側(cè)設(shè)有擺動(dòng)體5;

      B軸傳動(dòng)與減速單元,所述B軸傳動(dòng)與減速單元用來實(shí)現(xiàn)B軸的傳動(dòng)和減速,所述B軸傳動(dòng)與減速單元包括B軸傳動(dòng)件3和B軸諧波減速器4。所述B軸傳動(dòng)件3包括B軸同步皮帶3.1和B軸同步皮帶輪3.2,所述B軸同步皮帶輪3.2都采用鍵連接、軸端中心螺釘固定。所述B軸諧波減速器4包括B軸諧波減速器輸入軸4.1和B軸諧波減速器輸出軸4.2,所述的B軸諧波減速器4與所述B軸諧波減速器輸入軸4.1、所述B軸諧波減速器輸出軸4.2分別通過可同時(shí)承受徑向和軸向載荷的交叉滾子軸承連接。所述B軸傳動(dòng)件3通過B軸同步皮帶3.1傳動(dòng),所述B軸同步皮帶3.1兩側(cè)通過所述B軸同步皮帶輪3.2固定在所述B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和所述B軸諧波減速器輸入軸4.1上,所述B軸諧波減速器輸出軸4.2通過連接螺釘與所述擺動(dòng)體5連成一體。當(dāng)B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)2啟動(dòng)時(shí),B軸諧波減速器輸入軸4.1在B軸同步皮帶輪3.2的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),B軸諧波減速器4隨之旋轉(zhuǎn),從而在B軸諧波減速器輸出軸4.2上得到減速后的轉(zhuǎn)速輸出,進(jìn)而,因B軸諧波減速器輸出軸4.2與擺動(dòng)體5連接成一體,故可帶動(dòng)擺動(dòng)體5擺動(dòng)。擺動(dòng)體5連同B軸傳動(dòng)與減速單元整體裝拆,裝配、維修時(shí)無需分離B軸諧波減速器4和進(jìn)行任何調(diào)整。

      T軸減速與輸出單元,所述T軸減速與輸出單元用來實(shí)現(xiàn)T軸減速和安裝作業(yè)工具,所述T軸減速與輸出單元包括T軸諧波減速器6和工具安裝法蘭7。所述T軸諧波減速器6通過連接螺釘固定在所述擺動(dòng)體5的前端,所述T軸減速器6包括T軸諧波減速器輸入軸6.1、T軸諧波減速器輸出軸6.2和T軸諧波減速器傘齒輪6.3。所述的T軸諧波減速器6與所述T軸諧波減速器輸入軸6.1、所述T軸諧波減速器輸出軸6.2分別通過可同時(shí)承受徑向和軸向載荷的交叉滾子軸承連接,所述T軸諧波減速器傘齒輪6.3通過連接鍵、固定螺釘、墊固定在所述T軸諧波減速器輸入軸6.1上。所述工具安裝法蘭7可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述T軸諧波減速器輸出軸6.2上,所述工具安裝法蘭7通過連接螺釘和T軸諧波減速器輸出軸6.2連成一體。當(dāng)T軸諧波減速器輸入軸6.1上的T軸諧波減速器傘齒輪6.3旋轉(zhuǎn)時(shí),T軸諧波減速器6將隨之旋轉(zhuǎn),從而在T軸諧波減速器輸出軸6.2上得到減速后的轉(zhuǎn)速輸出,因T軸諧波減速器輸出軸6.2與工具安裝法蘭7連接成一體,T軸諧波減速器輸出軸6.2可帶動(dòng)工具安裝法蘭7及所安裝的作業(yè)工具低速回轉(zhuǎn)。T軸減速與輸出單元整體安裝在擺動(dòng)體5的前端,能以單元的形式整體裝拆,裝配、維修時(shí)無需分離T軸諧波減速器6和進(jìn)行任何調(diào)整。

      T軸中間傳動(dòng)單元,設(shè)于所述擺動(dòng)體5的內(nèi)腔,所述T軸中間傳動(dòng)單元用來連接T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和T軸減速與輸出單元,包括T軸中間傳動(dòng)部件8和T軸傳動(dòng)件9,所述T軸傳動(dòng)部件8包括輔助支承軸承8.1、支承座8.2、端蓋8.3、T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.4、中間傳動(dòng)軸8.5、隔套8.6、軸承8.7,所述輔助支承軸承8.1設(shè)于所述擺動(dòng)體5上,對(duì)所述擺動(dòng)體5進(jìn)行徑向支承和軸向浮動(dòng)支承,所述輔助支承軸承8.1通過密封鎖緊螺母與所述支承座8.2連接,所述T軸中間傳動(dòng)部件8設(shè)于所述支承座8.2上。所述T軸中間傳動(dòng)單元通過支承座8.2和端蓋8.3固定在上臂1前側(cè)的U形叉上。所述中間傳動(dòng)軸8.5設(shè)于所述T軸中間傳動(dòng)部件8的內(nèi)部,所述中間傳動(dòng)軸8.5一端與所述T軸同步皮帶輪9.2連接,另一端與所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.4連接。所述T軸傳動(dòng)件9包括T軸同步皮帶9.1和T軸同步皮帶輪9.2,所述T軸同步皮帶9.1兩側(cè)通過所述T軸同步皮帶輪9.2固定在所述T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和所述中間傳動(dòng)軸8.5上。當(dāng)T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10旋轉(zhuǎn)時(shí),可通過T軸同步皮帶9.1帶動(dòng)中間傳動(dòng)軸8.5旋轉(zhuǎn)并變換轉(zhuǎn)向、帶動(dòng)T軸諧波減速器輸入軸6.1旋轉(zhuǎn),進(jìn)而,通過T軸諧波減速器6的減速,帶動(dòng)工具安裝法蘭7及所安裝的作業(yè)工具低速回轉(zhuǎn)。

      所述擺動(dòng)體5為內(nèi)部中空的箱體形結(jié)構(gòu),所述T軸諧波減速器傘齒輪6.3和所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.4設(shè)于所述擺動(dòng)體5的中空內(nèi)腔中。

      所述T軸諧波減速器傘齒輪6.3和所述T軸中間傳動(dòng)傘齒輪8.4模數(shù)相同但直徑可以不同,改變傘齒輪的直徑可調(diào)整T軸諧波減速器6和中間傳動(dòng)單元的相對(duì)位置。

      所述的B軸同步皮帶輪3.2設(shè)有兩個(gè),兩個(gè)B軸同步皮帶輪3.2外形尺寸、結(jié)構(gòu)、加工要求完全相同。

      所述中間傳動(dòng)軸8.5通過軸承8.7和隔套8.6安裝在支承座8.2上,軸承87的外圈通過端蓋8.3壓緊后固定在支承座8.2上,軸承8.7的內(nèi)圈通過鎖緊螺母固定在中間傳動(dòng)軸8.5上。

      本實(shí)用新型的工作原理如下:當(dāng)手腕需要進(jìn)行B軸擺動(dòng)時(shí),B軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)2可通過B軸同步皮帶3.1和B軸同步皮帶輪3.1,帶動(dòng)B軸諧波減速器輸入軸4.1旋轉(zhuǎn),B軸諧波減速器4減速后,B軸諧波減速器輸出軸4.2可直接帶動(dòng)擺動(dòng)體5完成手腕擺動(dòng)動(dòng)作;當(dāng)手腕需要進(jìn)行T軸旋轉(zhuǎn)時(shí),T軸伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)10可通過T軸同步皮帶9.1和T軸同步皮帶輪9.1,帶動(dòng)中間傳動(dòng)軸8.5旋轉(zhuǎn),并通過中間傳動(dòng)軸傘齒輪8.4變換轉(zhuǎn)向后,帶動(dòng)擺動(dòng)體5上的T軸諧波減速器輸入軸6.1旋轉(zhuǎn),T軸諧波減速器6減速后,T軸諧波減速器輸出軸6.2可直接帶動(dòng)工具安裝法蘭7及作業(yè)工具完成手腕回轉(zhuǎn)動(dòng)作。

      本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型的前提下,還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾,這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

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