CN221756040U - 一种工业机器人的手腕 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体公开了一种工业机器人的手腕，包括腕壳和摆动壳，腕壳和摆动壳转动配合，腕壳内部设有：第五传动结构和第六传动结构，本实用新型第五轴电机的传动结构、第六轴电机的传动结构均设置在第三关节处，再通过五轴传动轴和六轴传动轴将动力传递到手腕处，五轴传动轴和六轴传动轴采用内外嵌套的方式，同时通过五轴张紧装置和六轴张紧装置，改变同步带的传动方向和调整松紧程度，结构优化后，减少整体体积，第五轴电机、第六轴电机均采用同步带的传送结构驱动各个从动带轮，再采用同步带的传动结构，可有效减少腕壳的宽度与末端负载的重量，结构可靠性高，加工制造成本低，装配方便。

Description

一种工业机器人的手腕

技术领域

本实用新型涉及机器人传动技术领域，特别是涉及一种工业机器人的手腕。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

现有技术中，六轴工业机器人的手腕采用常规的同步带传动，即第五轴与第六轴电机设置在腕壳内，两电机输出轴分别安装有带轮，采用同步带传动，实现机器人第五轴的摆动与第六轴的旋转运动。该结构相对简单，装配方便。缺点是电机需横向设置在腕壳内，由于电机都有一定的长度，会增加腕壳的宽度，这样会使手臂看起来比较笨重，也不美观。

同时第五轴与第六轴电机都设置在腕壳内，会增加机器人末端处的负载，导致驱动轴电机的能耗增加。

发明内容

为解决背景技术中存在的至少一个方面的技术问题，本实用新型本实用新型将第五轴电机的传动结构、第六轴电机的传动结构设置在第三关节处，采用传动轴将动力传递到手腕，再通过同步带的传动来实现第五轴与第六轴的运动，该结构可以有效减少腕壳的宽度与末端负载的重量。

本实用新型提供一种工业机器人的手腕，包括

腕壳和摆动壳，腕壳和摆动壳转动配合，腕壳内部设有：

第五传动结构，包括五轴传动轴、五轴主动带轮和五轴从动带轮，五轴主动带轮和五轴从动带轮设有五轴同步带，五轴从动带轮连接有减速器，摆动壳与减速器转动配合；

第六传动结构，包括六轴传动轴、六轴支撑轴承、六轴主动带轮和六轴从动带轮，所述六轴传动轴穿过五轴传动轴，六轴主动带轮和六轴从动带轮之间设有六轴同步带，六轴从动带轮内设有带轮轴，带轮轴的一端连接有主动锥齿轮，主动锥齿轮齿轮连接有从动锥齿轮，从动锥齿轮内设有锥齿轮轴，锥齿轮轴的输出端连接六轴减速器，六轴减速器的输出端连接末端法兰，末端法兰的转动使六轴旋转运动。

作为优选，五轴主动带轮外设有五轴支撑轴承和五轴轴承座，五轴轴承座连接有小臂。

作为优选，第五传动结构还包括五轴张紧装置，五轴张紧装置和腕壳转动连接，五轴张紧装置上设有用于调整和固定五轴同步带的环扣，第六传动结构还包括六轴张紧装置，六轴张紧装置和腕壳转动连接。

作为优选，五轴从动带轮与减速器之间设有减速器输入轴，减速器输入轴连接五轴从动带轮的一端设有输入轴第一支撑轴承，减速器输入轴连接减速器的一端设有输入轴第二支撑轴承，输入轴第一支撑轴承和输入轴第二支撑轴承均设置在支撑轴承座上。

作为优选，五轴从动带轮的外侧设有五轴从动带轮挡板，六轴从动带轮的外侧设有带轮挡板。

作为优选，带轮轴连接六轴从动带轮的一端设有带轮轴第一支撑轴承，带轮轴连接主动锥齿轮的一端设有带轮轴第二支撑轴承。

作为优选,第六传动结构还包括锥齿调整座和锥齿轴承座，第一支撑轴承与带轮轴第二支撑轴承安装在调整座中主动锥齿轮上还设有锥齿轮挡圈。

作为优选，从动锥齿轮上设有锥齿轮小挡圈，锥齿轮轴外依次套设有小套筒和大套筒。

作为优选，锥齿轮轴的两端设有锥齿轮轴支撑轴承，锥齿轮轴支撑轴承固定在从动锥齿轮轴承座上，从动锥齿轮轴承座上设有从动锥齿轮轴承盖。

作为优选，腕壳和摆动壳之间设有五轴壳支撑轴承，五轴壳支撑轴承上设有五轴壳油封。

本发明带来的有益效果是：

首先，本实用新型第五轴电机的传动结构、第六轴电机的传动结构均设置在第三关节处，再通过五轴传动轴和六轴传动轴将动力传递到手腕处，五轴传动轴和六轴传动轴采用内外嵌套的方式，同时通过五轴张紧装置和六轴张紧装置，改变同步带的传动方向和调整松紧程度，结构优化后，减少整体体积。

其次，第五轴电机、第六轴电机均采用同步带的传送结构驱动各个从动带轮，再采用同步带的传动结构，可有效减少腕壳的宽度与末端负载的重量，结构可靠性高，加工制造成本低，装配方便。

本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，使得本实用新型的其它特征、目的和特性变得更明显。本实用新型的示意性实施例附图及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型提供的工业机器人的手腕的整体结构示意图。

图2为本实用新型提供的工业机器人的手腕的内部传动原理图。

图3为本实用新型提供的工业机器人的五轴张紧装置的结构示意图。

图4为本实用新型提供的工业机器人的手腕的垂直方向截面示意图。

图5为本实用新型提供的工业机器人的手腕的水平方向截面示意图。

图中：第五轴传动1，包括五轴传动轴11、五轴主动带轮12、五轴支撑轴承13、五轴轴承座14、小臂15、五轴同步带16、五轴张紧装置17、五轴从动带轮18、减速器输入轴19、五轴从动带轮挡板110、输入轴第一支撑轴承111、输入轴第二支撑轴承112、支撑轴承座113、减速器114、五轴壳支撑轴承115、五轴壳油封116；第六轴传动2，包括六轴传动轴21、六轴支撑轴承22、六轴主动带轮23、六轴张紧装置24、六轴同步带25、六轴从动带轮26、六轴从动带轮挡板27、带轮轴28、带轮轴第一支撑轴承29、带轮轴第二支撑轴承210、主动锥齿轮211、锥齿轮挡圈212、锥齿调整座213、锥齿轴承座214、从动锥齿轮215、锥齿轮小挡圈216、锥齿轮轴217、锥齿轮轴支撑轴承218、小套筒219、大套筒220、从动锥齿轮轴承盖221、从动锥齿轮轴承座222、六轴减速器223、末端法兰224，腕壳3、摆动壳4。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：

如图1-5所示：

本实用新型公开了一种工业机器人的手腕，具有以下技术特征。

如图1所示：一种工业机器人的手腕，包括腕壳3和摆动壳4，腕壳3和摆动壳4转动配合，腕壳3和摆动壳4之间设有五轴壳支撑轴承115，五轴壳支撑轴承115上设有五轴壳油封116。

腕壳3内部设有第五传动结构1和第六传动结构2。本实用新型第五轴电机的传动结构、第六轴电机的传动结构均设置在第三关节处，再通过五轴传动轴和六轴传动轴将动力传递到手腕处，结构优化后，减少整体体积。

本实用新型涉及到第五传动结构1，包括五轴传动轴11、五轴主动带轮12和五轴从动带轮18，五轴主动带轮12和五轴从动带轮18设有五轴同步带16，五轴从动带轮18连接有减速器114，摆动壳4与减速器114转动配合；

五轴主动带轮12外设有五轴支撑轴承13和五轴轴承座14，五轴轴承座14连接有小臂15。

如图2-3所示：第五传动结构1还包括五轴张紧装置17，五轴张紧装置17和腕壳3转动连接，五轴张紧装置17上设有用于调整和固定五轴同步带16的环扣170。第五轴电机、第六轴电机均采用同步带的传送结构驱动各个从动带轮，再采用同步带的传动结构，可有效减少腕壳的宽度与末端负载的重量，结构可靠性高，加工制造成本低，装配方便。

如图2-5所示：五轴从动带轮18与减速器114之间设有减速器输入轴19，减速器输入轴19连接五轴从动带轮18的一端设有输入轴第一支撑轴承111，减速器输入轴19连接减速器114的一端设有输入轴第二支撑轴承112，输入轴第一支撑轴承111和输入轴第二支撑轴承112均设置在支撑轴承座113上。

五轴从动带轮18的外侧设有五轴从动带轮挡板110，六轴从动带轮26的外侧设有带轮挡板27。

五轴电机连接五轴传动轴11，五轴主动带轮12安装在五轴传动轴11上，五轴主动带轮12通过五轴支撑轴承13固定，五轴支撑轴承13安装在轴承座14上，五轴轴承座14固定在小臂15上。五轴张紧装置17安装在腕壳3上，五轴从动带轮18通过带轮挡板110安装在减速器输入轴19上。五轴同步带16通过五轴张紧装置17将五轴主动带轮12与五轴从动带轮18连接起来。

减速器输入轴19通过输入轴第一支撑轴承111与输入轴第二支撑轴承112安装在支撑轴承座113及摆动壳4上。支撑轴承座113通过螺钉安装在腕壳3上。减速器114将支撑轴承座113与摆动壳4连接起来，摆动壳4相应孔内安装有五轴壳支撑轴承115及五轴壳油封116。

传动原理：当五轴电机转动时，五轴传动轴11转动，五轴主动带轮12随之转动，同时五轴从动带轮18通过五轴同步带16跟随旋转；当五轴从动带轮18转动时，减速器输入轴19随之转动，此时减速器114输出端转动，而减速器114输出端连接摆动壳4，摆动壳4跟随运动，即实现五轴的摆动。

如图2-5所示：本实用新型涉及到第六传动结构2，包括六轴传动轴21、六轴支撑轴承22、六轴主动带轮23和六轴从动带轮26，所述六轴传动轴21穿过五轴传动轴11，六轴主动带轮23和六轴从动带轮26之间设有六轴同步带25，六轴从动带轮26内设有带轮轴28，带轮轴28的一端连接有主动锥齿轮211，主动锥齿轮211齿轮连接有从动锥齿轮215，从动锥齿轮215内设有锥齿轮轴217，锥齿轮轴217的输出端连接六轴减速器223，六轴减速器223的输出端连接末端法兰224，末端法兰224的转动使六轴旋转运动，第六传动结构2还包括六轴张紧装置24，六轴张紧装置24和腕壳3转动连接。

带轮轴28连接六轴从动带轮26的一端设有带轮轴第一支撑轴承29，带轮轴28连接主动锥齿轮211的一端设有带轮轴第二支撑轴承210。

第六传动结构2还包括锥齿调整座213)和锥齿轴承座214，主动锥齿轮211上还设有锥齿轮挡圈212。

从动锥齿轮215上设有锥齿轮小挡圈216，锥齿轮轴217外依次套设有小套筒219和大套筒220。

锥齿轮轴217的两端设有锥齿轮轴支撑轴承218，锥齿轮轴支撑轴承218固定在从动锥齿轮轴承座222上，从动锥齿轮轴承座222上设有从动锥齿轮轴承盖221。

六轴电机连接六轴传动轴21，六轴传动轴21通过六轴支撑轴承22被支撑在五轴主动带轮12中。六轴主动带轮23被安装在六轴传动轴21上。六轴张紧装置24安装在腕壳3上，六轴从动带轮26通过六轴从动带轮挡板27安装在带轮轴28上。六轴同步带25通过六轴张紧装置24将六轴主动带轮23与六轴从动带轮26连接起来。带轮轴28通过带轮轴第一支撑轴承29与带轮轴第二支撑轴承210安装在调整座213中。主动锥齿轮211通过锥齿轮挡圈212被固定在带轮轴28上。调整座213通过螺钉被安装在轴承座214中，轴承座214安装在腕壳3上，同时该轴承座214被安装在摆动壳4中的轴承115支撑。从动锥齿轮215通过锥齿轮小挡圈216安装在锥齿轮轴217上，锥齿轮轴217通过锥齿轮轴支撑轴承218、小套筒219、大套筒220及从动锥齿轮轴承盖221被安装在从动锥齿轮轴承座222中，轴承座222通过螺钉安装在摆动壳4中。

锥齿轮轴217同时作为六轴减速器223的输入轴，六轴减速器223的输出端连接末端法兰224，六轴减速器223通过螺钉安装在摆动壳4上。

传动原理：当六轴电机转动时，六轴传动轴21转动，六轴主动带轮23随之转动，同时六轴从动带轮26通过六轴同步带25跟随旋转；当六轴从动带轮26转动时，带轮轴28同时旋转，同时带动安装在上面的主动锥齿轮211转动，主动锥齿轮211与从动锥齿轮215进行啮合运动，从而带动锥齿轮轴217转动。当锥齿轮轴217转动时，六轴减速器223旋转，进而促使安装在六轴减速器223输出轴的末端法兰224转动，即实现六轴的旋转运动。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工业机器人的手腕，包括腕壳(3)和摆动壳(4)，所述腕壳(3)和摆动壳(4)转动配合，其特征在于，所述腕壳(3)内部设有：

第五传动结构(1)，包括五轴传动轴(11)、五轴主动带轮(12)和五轴从动带轮(18)，所述五轴主动带轮(12)和所述五轴从动带轮(18)设有五轴同步带(16)，所述五轴从动带轮(18)连接有减速器(114)，所述摆动壳(4)与减速器(114)转动配合；

第六传动结构(2)，包括六轴传动轴(21)、六轴支撑轴承(22)、六轴主动带轮(23)和六轴从动带轮(26)，所述六轴传动轴(21)穿过五轴传动轴(11)，所述六轴主动带轮(23)和六轴从动带轮(26)之间设有六轴同步带(25)，所述六轴从动带轮(26)内设有带轮轴(28)，所述带轮轴(28)的一端连接有主动锥齿轮(211)，所述主动锥齿轮(211)齿轮连接有从动锥齿轮(215)，所述从动锥齿轮(215)内设有锥齿轮轴(217)，所述锥齿轮轴(217)的输出端连接六轴减速器(223)，六轴减速器(223)的输出端连接末端法兰(224)，末端法兰(224)的转动使六轴旋转运动。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于，所述五轴主动带轮(12)外设有五轴支撑轴承(13)和五轴轴承座(14)，所述五轴轴承座(14)连接有小臂(15)。

3.根据权利要求2所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于，所述第五传动结构(1)还包括五轴张紧装置(17)，所述五轴张紧装置(17)和腕壳(3)转动连接，所述五轴张紧装置(17)上设有用于调整和固定五轴同步带(16)的环扣(170)，所述第六传动结构(2)还包括六轴张紧装置(24)，所述六轴张紧装置(24)和腕壳(3)转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于，所述五轴从动带轮(18)与减速器(114)之间设有减速器输入轴(19)，所述减速器输入轴(19)连接所述五轴从动带轮(18)的一端设有输入轴第一支撑轴承(111)，所述减速器输入轴(19)连接所述减速器(114)的一端设有输入轴第二支撑轴承(112)，所述输入轴第一支撑轴承(111)和输入轴第二支撑轴承(112)均设置在支撑轴承座(113)上。

5.根据权利要求4所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于，所述五轴从动带轮(18)的外侧设有五轴从动带轮挡板(110)，所述六轴从动带轮(26)的外侧设有带轮挡板(27)。

6.根据权利要求1所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于，所述带轮轴(28)连接所述六轴从动带轮(26)的一端设有带轮轴第一支撑轴承(29)，所述带轮轴(28)连接所述主动锥齿轮(211)的一端设有带轮轴第二支撑轴承(210)。

7.根据权利要求6所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于,所述第六传动结构(2)还包括锥齿调整座(213)和锥齿轴承座(214)，所述带轮轴第一支撑轴承(29)与带轮轴第二支撑轴承(210)安装在调整座(213)中，所述主动锥齿轮(211)上还设有锥齿轮挡圈(212)。

8.根据权利要求1所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于，所述从动锥齿轮(215)上设有锥齿轮小挡圈(216)，所述锥齿轮轴(217)外依次套设有小套筒(219)和大套筒(220)。

9.根据权利要求8所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于，所述锥齿轮轴(217)的两端设有锥齿轮轴支撑轴承(218)，所述锥齿轮轴支撑轴承(218)固定在从动锥齿轮轴承座(222)上，所述从动锥齿轮轴承座(222)上设有从动锥齿轮轴承盖(221)。

10.根据权利要求7所述的一种工业机器人的手腕，其特征在于，所述腕壳(3)和摆动壳(4)之间设有五轴壳支撑轴承(115)，所述五轴壳支撑轴承(115)上设有五轴壳油封(116)。