本發(fā)明涉及一種機(jī)器人手臂，具體用于組裝執(zhí)行部件完成機(jī)器人的噴漆過程。

背景技術(shù)：

機(jī)器人噴漆目前在木工制造領(lǐng)域逐漸普及，其能夠保證噴漆質(zhì)量，避免了人工操作對(duì)人體造成的危害；對(duì)于噴漆機(jī)器人來說，其包含驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)的工作位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，還包含用于驅(qū)動(dòng)噴槍進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整的末端組件；末端組件設(shè)置在手臂上；目前的末端組件中，其不同方向的軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)均需要諧波減速器或者RV減速器來設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；諧波減速器和RV減速器的柔性差，技術(shù)由國(guó)外控制，成本高；同時(shí)包含諧波減速器和RV減速器的末端組件的體積較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種包含三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)器人手臂，其能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行部件的不同方向的旋轉(zhuǎn)，且動(dòng)力傳遞過程為柔性較好，整體結(jié)構(gòu)緊湊，成本低。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

包含三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)器人手臂，用于組裝在機(jī)器人上；包含手臂管，手臂管內(nèi)部中空，手臂管一端設(shè)置末端組件；末端組件包含安裝在連接塊上的執(zhí)行部件；

所述連接塊固定設(shè)置在噴槍軸上，噴槍軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在小轉(zhuǎn)座上，小轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在中轉(zhuǎn)座上，中轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在主座上；

所述噴槍軸的旋轉(zhuǎn)中心軸與小轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；所述小轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸與所述中轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；所述中轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸與小轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；

所述噴槍軸通過設(shè)置在主座內(nèi)的小軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述小轉(zhuǎn)座通過設(shè)置在主座內(nèi)的大軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述中轉(zhuǎn)座通過設(shè)置在主座的第三同步輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；所述主座內(nèi)還與第三同步輪平行的設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)大軸旋轉(zhuǎn)的第二同步輪和用于驅(qū)動(dòng)小軸旋轉(zhuǎn)的第一同步輪；

所述手臂管中平行設(shè)置三個(gè)同步帶，分別為第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶；第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶的一端分別嚙合套裝在所述第一同步輪，第二同步輪和第三同步輪上；第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶的另一端嚙合套裝在動(dòng)力機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪上。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式和進(jìn)一步改進(jìn)點(diǎn)如下：

（1）所述執(zhí)行部件為用于噴漆的噴槍；所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)輪為安裝在電機(jī)輸出軸上的同步帶輪。

（2）所述主座內(nèi)，所述小軸，大軸，第一同步輪，第二同步輪和第三同步輪的旋轉(zhuǎn)中心軸重合。

進(jìn)一步的是：所述大軸為空心軸，大軸與小軸之間安裝有軸承；所述第三同步輪與所述中轉(zhuǎn)座通過螺釘相對(duì)固定。

更進(jìn)一步的是：所述小軸的頂端安裝在固定設(shè)置于主座內(nèi)部頂端的軸承上，所述小軸的底端設(shè)置錐齒輪，沿著與小轉(zhuǎn)座旋轉(zhuǎn)中心軸平行的方向設(shè)置有過渡軸，過渡軸相對(duì)小轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝，過渡軸的旋轉(zhuǎn)中心軸與小轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸重合；過渡軸一端設(shè)置與小軸的底端錐齒輪嚙合的錐齒輪，過渡軸的另一端設(shè)置與噴槍軸端部的錐齒輪嚙合的錐齒輪。

進(jìn)一步的是：所述大軸的底端固定套裝有錐齒輪，所述過渡軸的外部套裝有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸與過渡軸之間設(shè)置軸承，傳動(dòng)軸靠近大軸一側(cè)安裝有與大軸底端錐齒輪嚙合的錐齒輪；傳動(dòng)軸與小轉(zhuǎn)座相互固定。

（3）所述主座頂端設(shè)置有防塵蓋；所述手臂管內(nèi)部管壁上組裝有內(nèi)套管，所述第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶沿著內(nèi)套管內(nèi)部貫穿設(shè)置；所述內(nèi)套管與主座通過螺釘緊固連接。

本發(fā)明有益效果是：

本發(fā)明公開的包含三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)器人手臂，包含手臂管，手臂管內(nèi)部中空，手臂管一端設(shè)置末端組件；末端組件包含安裝在連接塊上的執(zhí)行部件；執(zhí)行部件在本領(lǐng)域中一般為用于噴漆的噴槍；

本發(fā)明的連接塊固定設(shè)置在噴槍軸上，噴槍軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在小轉(zhuǎn)座上，小轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在中轉(zhuǎn)座上，中轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在主座上；常見的轉(zhuǎn)動(dòng)安裝形式為通過在兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)件之間安裝軸承來實(shí)現(xiàn)，如此就能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)不同旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)執(zhí)行部件的多個(gè)角度的細(xì)節(jié)調(diào)整；

本發(fā)明中的所述噴槍軸的旋轉(zhuǎn)中心軸與小轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；所述小轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸與所述中轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；所述中轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸與小轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；三個(gè)旋轉(zhuǎn)件的旋轉(zhuǎn)中心軸方向完全不重合，實(shí)現(xiàn)了非常全面的角度調(diào)整；

本發(fā)明的所述噴槍軸通過設(shè)置在主座內(nèi)的小軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述小轉(zhuǎn)座通過設(shè)置在主座內(nèi)的大軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述中轉(zhuǎn)座通過設(shè)置在主座的第三同步輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；所述主座內(nèi)還與第三同步輪平行的設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)大軸旋轉(zhuǎn)的第二同步輪和用于驅(qū)動(dòng)小軸旋轉(zhuǎn)的第一同步輪；該動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)，將小軸大軸均設(shè)置在主座內(nèi)，節(jié)省了空間，而且能夠使得動(dòng)力輸入結(jié)構(gòu)更加直接，維護(hù)也更加集中；

所述手臂管中平行設(shè)置三個(gè)同步帶，分別為第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶；第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶的一端分別嚙合套裝在所述第一同步輪，第二同步輪和第三同步輪上；第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶的另一端嚙合套裝在動(dòng)力機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪上。本發(fā)明通過三個(gè)同步帶進(jìn)行動(dòng)力輸入，最終實(shí)現(xiàn)三個(gè)不同方向的旋轉(zhuǎn)件旋轉(zhuǎn)，最終使得執(zhí)行部件（噴槍）的角度調(diào)整范圍全面，且角度調(diào)整過程柔性較好；由于不采用諧波減速器和RV減速器，整體成本低，整體體積較小，結(jié)構(gòu)緊湊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式的主視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式的俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1的B處結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2的A處結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為噴漆軸旋轉(zhuǎn)中心軸、小轉(zhuǎn)座旋轉(zhuǎn)中心軸和中轉(zhuǎn)座旋轉(zhuǎn)中心軸的相互位置關(guān)系示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-小齒輪，2-大齒輪，3-連接塊，4-噴槍軸，5-軸承，6-防塵蓋，7-螺釘，8-螺釘，9-平墊圈，10-O型圈，11-手臂管，12-十字槽沉頭螺釘，13-彈簧墊圈；

101-第一同步帶，102-第二同步帶，103-第三同步帶，104-內(nèi)套管，105-小軸，106-大軸；

201-第一同步輪，202-第二同步輪，203-第三同步輪，204-中轉(zhuǎn)座，205-小轉(zhuǎn)座，206-噴槍軸，207-主座，208-過渡軸；241-中轉(zhuǎn)座旋轉(zhuǎn)中心軸，251-小轉(zhuǎn)座旋轉(zhuǎn)中心軸，261-噴漆軸旋轉(zhuǎn)中心軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例描述本發(fā)明具體實(shí)施方式：

如圖1～5所示，其示出了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，如圖所示，本發(fā)明公開的包含三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)器人手臂，用于組裝在機(jī)器人上；其包含手臂管11，手臂管11內(nèi)部中空，手臂管11一端設(shè)置末端組件；末端組件包含安裝在連接塊3上的執(zhí)行部件；

如圖所示，所述連接塊3固定設(shè)置在噴槍軸（4，206）上，噴槍軸（4，206）轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在小轉(zhuǎn)座205上，小轉(zhuǎn)座205轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在中轉(zhuǎn)座204上，中轉(zhuǎn)座204轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在主座207上；

如圖所示，所述噴槍軸（4，206）的旋轉(zhuǎn)中心軸與小轉(zhuǎn)座205的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；所述小轉(zhuǎn)座205的旋轉(zhuǎn)中心軸與所述中轉(zhuǎn)座204的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；所述中轉(zhuǎn)座204的旋轉(zhuǎn)中心軸與小轉(zhuǎn)座205的旋轉(zhuǎn)中心軸相互垂直；

如圖所示，所述噴槍軸（4，206）通過設(shè)置在主座207內(nèi)的小軸105驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述小轉(zhuǎn)座205通過設(shè)置在主座207內(nèi)的大軸106驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述中轉(zhuǎn)座204通過設(shè)置在主座207的第三同步輪203驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；所述主座207內(nèi)還與第三同步輪203平行的設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)大軸106旋轉(zhuǎn)的第二同步輪202和用于驅(qū)動(dòng)小軸105旋轉(zhuǎn)的第一同步輪201；

如圖所示，所述手臂管11中平行設(shè)置三個(gè)同步帶，分別為第一同步帶101，第二同步帶102和第三同步帶103；第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶的一端分別嚙合套裝在所述第一同步輪201，第二同步輪202和第三同步輪203上；第一同步帶，第二同步帶和第三同步帶的另一端嚙合套裝在動(dòng)力機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪上。

優(yōu)選的，如圖所示，所述執(zhí)行部件為用于噴漆的噴槍；通過將噴槍組裝在連接塊上即可實(shí)現(xiàn)噴漆機(jī)器人的整個(gè)完整手臂結(jié)構(gòu)；所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)為電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)輪為安裝在電機(jī)輸出軸上的同步帶輪。每個(gè)同步帶通過一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制非常的精準(zhǔn)，互不干涉。

優(yōu)選的，如圖所示，所述主座207內(nèi)，所述小軸105，大軸106，第一同步輪201，第二同步輪202和第三同步輪203的旋轉(zhuǎn)中心軸重合。相同的旋轉(zhuǎn)中心軸使得主座內(nèi)的結(jié)構(gòu)非常緊湊，占用空間小，能夠集中維護(hù)，集中組裝同步帶。

優(yōu)選的，如圖所示，所述大軸106為空心軸，大軸106與小軸105之間安裝有軸承；所述第三同步輪203與所述中轉(zhuǎn)座204通過螺釘相對(duì)固定。小軸相對(duì)大軸旋轉(zhuǎn)，同心結(jié)構(gòu)非常緊湊；第三同步輪直接驅(qū)動(dòng)中轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選的，如圖所示，所述小軸105的頂端安裝在固定設(shè)置于主座207內(nèi)部頂端的軸承上，所述小軸105的底端設(shè)置錐齒輪，沿著與小轉(zhuǎn)座旋轉(zhuǎn)中心軸平行的方向設(shè)置有過渡軸208，過渡軸208相對(duì)小轉(zhuǎn)座205轉(zhuǎn)動(dòng)安裝，過渡軸208的旋轉(zhuǎn)中心軸與小轉(zhuǎn)座205的旋轉(zhuǎn)中心軸重合；過渡軸208一端設(shè)置與小軸的底端錐齒輪嚙合的錐齒輪，過渡軸208的另一端設(shè)置與噴槍軸端部的錐齒輪嚙合的錐齒輪。如此一來，我們實(shí)現(xiàn)了噴槍軸的動(dòng)力傳遞過程；我們以同步帶為動(dòng)力輸入，通過錐齒輪嚙合傳動(dòng)，可靠的實(shí)現(xiàn)了噴槍軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)過程。

優(yōu)選的，如圖所示，所述大軸106的底端固定套裝有錐齒輪，所述過渡軸208的外部套裝有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸與過渡軸之間設(shè)置軸承，傳動(dòng)軸靠近大軸106一側(cè)安裝有與大軸106底端錐齒輪嚙合的錐齒輪；傳動(dòng)軸與小轉(zhuǎn)座205相互固定。本實(shí)施例中，我們通過傳動(dòng)軸的動(dòng)力傳遞，將大軸的動(dòng)力傳遞至小轉(zhuǎn)座，傳動(dòng)軸與過渡軸同心，結(jié)構(gòu)緊湊；可靠實(shí)現(xiàn)了同步帶至小轉(zhuǎn)座的動(dòng)力傳遞。

至此，三個(gè)旋轉(zhuǎn)件（噴槍軸、小轉(zhuǎn)座和中轉(zhuǎn)座）均通過同步帶實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力傳遞，柔性較好，實(shí)現(xiàn)成本低，結(jié)構(gòu)緊湊。

優(yōu)選的，如圖所示，所述主座207頂端設(shè)置有防塵蓋6；所述手臂管11內(nèi)部管壁上組裝有內(nèi)套管104，所述第一同步帶101，第二同步帶102和第三同步帶103沿著內(nèi)套管內(nèi)部貫穿設(shè)置；所述內(nèi)套管與主座通過螺釘緊固連接。本實(shí)施例中，防塵蓋用于密封防塵；內(nèi)套管能夠通過實(shí)現(xiàn)整個(gè)組裝結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；同時(shí)，如果我們通過后續(xù)設(shè)計(jì)將內(nèi)套管設(shè)置為轉(zhuǎn)動(dòng)安在在手臂管內(nèi)，將內(nèi)套管通過動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)或者沿著手臂管內(nèi)壁移動(dòng)，又能增加末端組件的調(diào)整方向，實(shí)現(xiàn)更加全面的調(diào)整。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化，這些變化涉及本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的相關(guān)技術(shù)，這些都落入本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。

不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。