專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是一種可重構(gòu)化的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，適用于機(jī)器人的末端執(zhí)行軸。
背景技術(shù)：
機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是人造機(jī)器的“終極”形式。它涉及到機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)科學(xué)和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成，因此它的發(fā)展與眾多科學(xué)發(fā)展密切相關(guān)。而要使機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維護(hù))，成本不斷下降，機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化可重構(gòu)化發(fā)展就尤為重要。例如本設(shè)計(jì)中關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊所用的就是可重構(gòu)化構(gòu)造機(jī)器人。機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)涵已變?yōu)椤办`活應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的、具有實(shí)際動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)”。機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來(lái)越靈巧、控制系統(tǒng)愈來(lái)愈小，其職能也越來(lái)越高，并正朝著一體化方向發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，是一種可重構(gòu)化的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，有利于機(jī)器人的一體化發(fā)展。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，包括臂桿、設(shè)置在臂桿末端的手腕機(jī)構(gòu)、設(shè)置在手腕機(jī)構(gòu)上的末端執(zhí)行器；所述手腕機(jī)構(gòu)與所述臂桿為軸向樞接，所述臂桿為中空結(jié)構(gòu)，所述臂桿內(nèi)設(shè)有第一伺服電機(jī)，所述第一伺服電機(jī)通過(guò)第一同步帶與第一諧波減速器連接，所述第一諧波減速器與所述手腕機(jī)構(gòu)連接，第一伺服電機(jī)、第一同步帶及第一諧波減速器共同組成了末端執(zhí)行器的翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；所述末端執(zhí)行器與所述手腕機(jī)構(gòu)為縱向樞接，所述臂桿內(nèi)還設(shè)有第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)依次通過(guò)第二同步帶、直齒錐齒輪副、第二諧波減速器與所述末端執(zhí)行器連接，第二伺服電機(jī)、 第二同步帶、直齒錐齒輪副及第二諧波減速器共同組成末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。上述機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)是為了解決關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊的重組方式。通過(guò)機(jī)器人轉(zhuǎn)臂中空的內(nèi)外層結(jié)構(gòu)，很好的解決了伺服的電機(jī)的安裝，并通過(guò)同步帶輪結(jié)構(gòu)很好的利用了轉(zhuǎn)臂的左右側(cè)空間，巧妙的減速器布置方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人末端執(zhí)行器翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)的有效控制并保證了精度、可靠性，也更方便了操作與維護(hù)；而且為機(jī)器人末端執(zhí)行器的翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)提供了完善的解決方案，并極大的改善了機(jī)器人手腕機(jī)構(gòu)和末端執(zhí)行器的裝配及維護(hù)。作為改進(jìn)，所述直齒錐齒輪副包括主動(dòng)錐齒輪、與主動(dòng)錐齒輪嚙合的從動(dòng)錐齒輪， 所述從動(dòng)錐齒輪與所述末端執(zhí)行器連接，所述第二同步帶與所述主動(dòng)錐齒輪連接。作為改進(jìn)，所述手腕機(jī)構(gòu)為中空內(nèi)外層結(jié)構(gòu)，所述直齒錐齒輪副設(shè)于所述手腕機(jī)構(gòu)內(nèi)。作為改進(jìn)，所述主動(dòng)錐齒輪與轉(zhuǎn)軸一端連接，轉(zhuǎn)軸另一端伸出手腕機(jī)構(gòu)并與所述第二同步帶連接。[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來(lái)的有益效果是1、機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)是為了解決關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊的重組方式，有利于機(jī)器人的一體化發(fā)展；2、通過(guò)機(jī)器人轉(zhuǎn)臂中空的內(nèi)外層結(jié)構(gòu)，很好的解決了伺服的電機(jī)的安裝，并通過(guò)同步帶輪結(jié)構(gòu)很好的利用了轉(zhuǎn)臂的左右側(cè)空間，巧妙的減速器布置方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人末端執(zhí)行器翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)的有效控制并保證了精度、可靠性，也更方便了操作與維護(hù)；3、為機(jī)器人末端執(zhí)行器的翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)提供了完善的解決方案，并極大的改善了機(jī)器人手腕機(jī)構(gòu)和末端執(zhí)行器的裝配及維護(hù)。

圖1為本實(shí)用新型機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)示意圖。圖2圖1的I處放大圖。圖3為同步帶結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為同步輪結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，一種機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，包括臂桿1、設(shè)置在臂桿1末端的手腕機(jī)構(gòu)23、 設(shè)置在手腕機(jī)構(gòu)23上的末端執(zhí)行器M。如圖2所示，所述手腕機(jī)構(gòu)23與所述臂桿1為軸向樞接，所述臂桿1為中空結(jié)構(gòu)，所述臂桿1內(nèi)設(shè)有第一伺服電機(jī)2，所述第一伺服電機(jī)2 通過(guò)第一同步帶4與第一諧波減速器9連接，所述第一諧波減速器9與所述手腕機(jī)構(gòu)23連接，第一伺服電機(jī)2、第一同步帶4及第一諧波減速器9共同組成了末端執(zhí)行器M的翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。所述末端執(zhí)行器M與所述手腕機(jī)構(gòu)23為縱向樞接，所述臂桿1內(nèi)還設(shè)有第二伺服電機(jī)12，所述第二伺服電機(jī)12依次通過(guò)第二同步帶14、直齒錐齒輪副、第二諧波減速器21 與所述末端執(zhí)行器M連接，第二伺服電機(jī)12、第二同步帶14、直齒錐齒輪副18、19及第二諧波減速器21共同組成末端執(zhí)行器M的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。所述手腕機(jī)構(gòu)23為中空內(nèi)外層結(jié)構(gòu)， 所述直齒錐齒輪副18、19設(shè)于所述手腕機(jī)構(gòu)23內(nèi)，所述直齒錐齒輪副18、19包括主動(dòng)錐齒輪18、與主動(dòng)錐齒輪18嚙合的從動(dòng)錐齒輪19，所述從動(dòng)錐齒輪19與所述末端執(zhí)行器對(duì)連接，所述主動(dòng)錐齒輪18與轉(zhuǎn)軸一端連接，轉(zhuǎn)軸另一端伸出手腕機(jī)構(gòu)23并與所述第二同步帶 14連接。如圖2至4所示，安裝在機(jī)器人臂桿1內(nèi)的第一伺服電機(jī)2帶動(dòng)由內(nèi)六角螺釘安裝在電機(jī)輸出軸上的主動(dòng)端同步帶輪3，主動(dòng)端同步帶輪3與從動(dòng)端同步帶輪5由第一同步帶4連接同步轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)端同步帶輪5由內(nèi)六角螺釘安裝在傳動(dòng)軸6上，并帶動(dòng)傳動(dòng)軸6 轉(zhuǎn)動(dòng)，滾動(dòng)軸承7安裝在軸承座8上與安裝在手腕機(jī)構(gòu)23上的滾動(dòng)軸承11 一起支撐傳動(dòng)軸6，使其轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠，從而保證了安裝在傳動(dòng)軸6上的第一諧波減速器9的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定， 最終保證了與第一諧波減速器9連接的機(jī)器人末端執(zhí)行器對(duì)翻轉(zhuǎn)部分運(yùn)動(dòng)的高精度、高可靠性。如圖2至4所示，安裝在機(jī)器人臂桿1內(nèi)的第二伺服電機(jī)12帶動(dòng)由內(nèi)六角螺釘安裝在電機(jī)輸出軸上的主動(dòng)端同步帶輪13，主動(dòng)端同步帶輪13與從動(dòng)端同步帶輪15由第二同步帶14連接同步轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)端同步帶輪15由內(nèi)六角螺釘安裝在主動(dòng)錐齒輪18上，并帶動(dòng)主動(dòng)錐齒輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)錐齒輪18在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中與相同模數(shù)、齒形的從動(dòng)錐齒輪19嚙合發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)錐齒輪19的相對(duì)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)了安裝在其上的傳動(dòng)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸， 20連接在第二諧波減速器21的輸入端，傳動(dòng)軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)第二諧波減速器21的減速后到動(dòng)了連接在輸出端的末端執(zhí)行器M旋轉(zhuǎn)部分22。滾動(dòng)軸承17安裝在軸承座16上，滾動(dòng)軸承17的雙排安裝形式增大了與主動(dòng)錐齒輪18的接觸面積，使主動(dòng)錐齒輪18轉(zhuǎn)動(dòng)更平穩(wěn)、可靠，從而保證了安裝在傳動(dòng)軸20上的第二諧波減速器21的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定，最終保證了與第二諧波減速器21連接的機(jī)器人末端執(zhí)行器M旋轉(zhuǎn)部分運(yùn)動(dòng)的高精度、高可靠性。本實(shí)用新型的機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)是為了解決關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊的重組方式，有利于機(jī)器人的一體化發(fā)展；通過(guò)機(jī)器人轉(zhuǎn)臂中空的內(nèi)外層結(jié)構(gòu)，很好的解決了伺服的電機(jī)的安裝，并通過(guò)同步帶輪結(jié)構(gòu)很好的利用了轉(zhuǎn)臂的左右側(cè)空間，巧妙的減速器布置方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人末端執(zhí)行器M翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)的有效控制并保證了精度、可靠性，也更方便了操作與維護(hù)；為機(jī)器人末端執(zhí)行器M的翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)提供了完善的解決方案，并極大的改善了機(jī)器人手腕機(jī)構(gòu)23和末端執(zhí)行器M的裝配及維護(hù)。上述結(jié)構(gòu)僅為本實(shí)用新型優(yōu)選方案，但保護(hù)范疇不限于此，在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，包括臂桿、設(shè)置在臂桿末端的手腕機(jī)構(gòu)、設(shè)置在手腕機(jī)構(gòu)上的末端執(zhí)行器；其特征在于所述手腕機(jī)構(gòu)與所述臂桿為軸向樞接，所述臂桿為中空結(jié)構(gòu)，所述臂桿內(nèi)設(shè)有第一伺服電機(jī)，所述第一伺服電機(jī)通過(guò)第一同步帶與第一諧波減速器連接， 所述第一諧波減速器與所述手腕機(jī)構(gòu)連接，第一伺服電機(jī)、第一同步帶及第一諧波減速器共同組成了末端執(zhí)行器的翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；所述末端執(zhí)行器與所述手腕機(jī)構(gòu)為縱向樞接，所述臂桿內(nèi)還設(shè)有第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)依次通過(guò)第二同步帶、直齒錐齒輪副、第二諧波減速器與所述末端執(zhí)行器連接，第二伺服電機(jī)、第二同步帶、直齒錐齒輪副及第二諧波減速器共同組成末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述直齒錐齒輪副包括主動(dòng)錐齒輪、與主動(dòng)錐齒輪嚙合的從動(dòng)錐齒輪，所述從動(dòng)錐齒輪與所述末端執(zhí)行器連接，所述第二同步帶與所述主動(dòng)錐齒輪連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述手腕機(jī)構(gòu)為中空內(nèi)外層結(jié)構(gòu)，所述直齒錐齒輪副設(shè)于所述手腕機(jī)構(gòu)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述主動(dòng)錐齒輪與轉(zhuǎn)軸一端連接，轉(zhuǎn)軸另一端伸出手腕機(jī)構(gòu)并與所述第二同步帶連接。
專(zhuān)利摘要一種機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，包括臂桿、手腕機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器手腕機(jī)構(gòu)與所述臂桿為軸向樞接，臂桿為中空結(jié)構(gòu)，臂桿內(nèi)設(shè)有第一伺服電機(jī)，第一伺服電機(jī)通過(guò)第一同步帶、第一諧波減速器與手腕機(jī)構(gòu)連接，第一伺服電機(jī)、第一同步帶及第一諧波減速器共同組成了末端執(zhí)行器的翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；末端執(zhí)行器與手腕機(jī)構(gòu)為縱向樞接，第二伺服電機(jī)依次通過(guò)第二同步帶、直齒錐齒輪副、第二諧波減速器與所述末端執(zhí)行器連接，第二伺服電機(jī)、第二同步帶、直齒錐齒輪副及第二諧波減速器共同組成末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。機(jī)器人轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)是為了解決關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊的重組方式，有利于機(jī)器人的一體化發(fā)展。
文檔編號(hào)F16H37/02GK202029133SQ20112011260
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者彭國(guó)龍, 郭忠波 申請(qǐng)人:成都佳士科技有限公司