CN102069504B - 机器人臂部件 - Google Patents

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Abstract

一种机器人臂部件，包括第一转轴、与第一转轴转动连接的第二转轴，以及驱动该第二转轴旋转的锥齿轮副。该锥齿轮副包括第一锥齿轮及与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，第一锥齿轮套设于该第二转轴，该第二转轴具有一自由端。该机器人臂部件还包括调节该第一锥齿轮沿第二转轴轴向位置的调节件，以及设于该自由端与第一锥齿轮之间的弹性件，该弹性件对第一锥齿轮朝远离第二锥齿轮方向弹性施压，该第一转轴开设一个轴孔，该第二转轴能够转动地设于该轴孔中，该轴孔远离该第二转轴的自由端的一端设有内螺纹，该调节件螺接于该内螺纹内，仅通过该调节件旋入或旋出该轴孔能够调节该第一锥齿轮与该第二锥齿轮之间的侧隙。上述机器人臂部件的第一锥齿轮与第二锥齿轮之间的侧隙可较为方便地进行调节。

Description

机器人臂部件
技术领域
本发明涉及一种机器人臂部件，尤其涉及一种采用齿轮传动的机器人臂部件。
背景技术
工业机器人通常包括多个分别绕不同旋转轴线旋转并依次相连的转轴。设置于其末端的转轴，如六轴机器人的第六轴可装设夹具、切削工具及探测器等以执行各种动作。每个转轴通过驱动组件实现绕某一旋转轴线的转动。每个驱动组件包括驱动器和减速齿轮。
工业机器人的各转轴的运动精度、承载能力、运动的平稳性等均受减速齿轮啮合状况的影响。若减速齿轮中存在不当的齿轮副侧隙，则在实际传动过程中，特别是在频繁正反转运转的齿轮副之间极易产生冲击，其结果不仅会导致噪声和振动量增大，还会降低传动的精度并缩短减速齿轮的使用寿命。减速齿轮采用锥齿轮时，通常采用垫片或者套筒来调节其中一个锥齿轮沿其轴向的位置，以调整锥齿轮副侧隙。具体包括以下步骤：首先计算侧隙大小，根据该计算的侧隙进行装配，然后试运行，如不能满足传动要求，如振动较大、传动不平稳，则需拆掉转轴及锥齿轮，并更换或修整垫片或套筒沿轴向的尺寸，这样需多次装拆，调节不便且效率较低。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种采用齿轮传动，且齿轮副侧隙可方便调节的机器人臂部件。
一种机器人臂部件，包括第一转轴、与第一转轴转动连接的第二转轴，以及驱动该第二转轴旋转的锥齿轮副。该锥齿轮副包括第一锥齿轮及与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，第一锥齿轮套设于该第二转轴，该第二转轴具有一自由端。该机器人臂部件还包括调节该第一锥齿轮沿第二转轴轴向位置的调节件，以及设于该自由端与第一锥齿轮之间的弹性件，该弹性件对第一锥齿轮朝远离第二锥齿轮方向弹性施压，该第一转轴开设一个轴孔，该第二转轴能够转动地设于该轴孔中，该轴孔远离该第二转轴的自由端的一端设有内螺纹，该调节件螺接于该内螺纹内，仅通过该调节件旋入或旋出该轴孔能够调节该第一锥齿轮与该第二锥齿轮之间的侧隙。
上述机器人臂部件通过调节件调整第一锥齿轮沿第二转轴轴向位置，并通过弹性件提供的弹力使第一锥齿轮保持在当前位置与第二齿轮啮合，从而可方便地调节第一锥齿轮与第二锥齿轮之间的侧隙。
附图说明
图1是本发明实施例的机器人臂部件的立体图。
图2是图1所示的机器人臂部件沿II-II方向的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施方式对本发明的机器人臂部件作进一步的详细说明。
请同时参见图1及图2，本发明实施方式的机器人臂部件100可应用于六轴工业机器人中，其包括腕部11，与腕部11转动连接的第一转轴13，与第一转轴13转动连接的第二转轴14，以及套设于第二转轴14以驱动第二转轴14的锥齿轮副15。其中，第一转轴13及第二转轴14分别绕第一轴线121与第二轴线122旋转，且第一轴线121与第二轴线122基本垂直。第二转轴14作为六轴工业机器人的末端轴，其具有一自由端141。自由端141可连接夹具、切削工具、感测器等末端执行器以执行相应任务。
锥齿轮副15包括第一锥齿轮151及与第一锥齿轮151啮合的第二锥齿轮152，第一锥齿轮151相对于第二转轴14固定，第二锥齿轮152可转动地设置于腕部11内。第一锥齿轮151为大齿轮，第二锥齿轮152为小齿轮，从而锥齿轮副15可实现预设的减速比。本实施例中，第一锥齿轮151及第二锥齿轮152均为准双曲面圆锥齿轮。
腕部11大致呈叉形结构，其包括形成于前端的第一叉分支112及第二叉分支113。第一叉分支112与第二叉分支113之间形成用于装设第二转轴14的凹部114，以使第二转轴14在凹部114内可随第一转轴13绕第一轴线121转动预设角度。第一叉分支112与第二叉分支113还分别开设有沿第一轴线121方向的通孔1122、1132。
第一转轴13大致呈柱状，其穿设于腕部11的通孔1122、1132中，并由装设于通孔1122、1132内的轴承115滚动支承。第一转轴13一端与一锥齿轮16固定连接，锥齿轮16带动第一转轴13相对于腕部11绕第一轴线121旋转。第一转轴13开设有沿第二轴线122方向延伸的轴孔131以及沿第一轴线121方向延伸的装配孔132，轴孔131与装配孔132相连通。其中，轴孔131用于安装第二转轴14，装配孔132供第二锥齿轮152及与第二锥齿轮152连接的齿轮轴（图未标）穿设。
第二转轴14包括自由端141及与自由端141相对的齿轮连接端142。齿轮连接端142穿设于轴孔131内并与第一锥齿轮151固定连接，自由端141伸出轴孔131外。第二转轴14具有一轴肩（图未标）。第一锥齿轮151套设于第二转轴14并止转连接。第一锥齿轮151的一端与轴肩相抵，相对的另一端与一挡块145相抵以轴向限位。齿轮连接端142开设一螺纹孔1421，一螺纹件146穿设挡块145与螺纹孔1421螺接，将第一锥齿轮151与第二转轴14连接。可以理解，第一锥齿轮151与第二转轴14的连接方式也可为过盈连接等。
第二转轴14的周向由装设于轴孔131中的轴承1313滚动支承。轴孔131内设有轴向支承第二转轴14的第一止推轴承171。第一止推轴承171设于第二转轴14的齿轮连接端142的外端面处。一调节件18与第一止推轴承171相抵，并用于调节第一止推轴承171沿第二轴线122方向的位置，从而使第一止推轴承171推动第一锥齿轮151及第二转轴14沿轴向移动。本实施方式中，轴孔131装设第一止推轴承171的一端设有内螺纹1315，调节件18呈盘状，其外周缘设有与内螺纹1315螺接的外螺纹（图未标）。旋转调节件18，使其旋入或旋出轴孔131，从而调节件18沿第二轴线122方向的位置改变并推动第一止推轴承171。
第一锥齿轮151与第二转轴14的自由端141之间依次套设有套筒191、弹性件192以及第二止推轴承193。其中，套筒191与第一锥齿轮151相抵，弹性件192弹性抵持于套筒191与第二止推轴承193之间。第二止推轴承193一端连接于第一转轴13，另一端轴向支承弹性件192。弹性件192预设弹力，并对第一锥齿轮151朝远离第二锥齿轮152方向弹性施压，以使第一锥齿轮151与第一止推轴承171相抵靠，使第一锥齿轮151保持在当前位置。
本实施方式中，弹性件192为碟形弹片组，其包括多个碟形弹片1921，每个碟形弹片1921中部朝一侧突出，相邻的两个碟形弹片1921背对设置。碟形弹片的数量可根据需预设的弹力进行调整。第一止推轴承171及第二止推轴承193均采用圆柱止推轴承。
当需要调节机器人臂部件100的锥齿轮副15的第一锥齿轮151与第二锥齿轮152之间的侧隙时，旋转调节件18，使调节件18相对于轴孔131旋入或旋出，并配合弹性件192的弹力作用，第一止推轴承171、第一锥齿轮151及第二转轴14可沿第二轴线122方向移动，从而调节第一锥齿轮151与第二锥齿轮152之间的侧隙。上述调整过程较为方便，效率较高。当第二转轴14运转过程中，如其自由端141装设的末端执行器与其他物体意外接触，而拉动第二转轴14向外运动时，弹性件192还可起到缓冲作用，并使第二转轴14复位。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种机器人臂部件，包括第一转轴、与第一转轴转动连接的第二转轴，以及驱动该第二转轴旋转的锥齿轮副，该锥齿轮副包括第一锥齿轮及与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，第一锥齿轮套设于该第二转轴，该第二转轴具有一自由端，其特征在于：该机器人臂部件还包括调节该第一锥齿轮沿第二转轴轴向位置的调节件，以及设于该自由端与第一锥齿轮之间的弹性件，该弹性件对第一锥齿轮朝远离第二锥齿轮方向弹性施压，该第一转轴开设一个轴孔，该第二转轴能够转动地设于该轴孔中，该轴孔远离该第二转轴的自由端的一端设有内螺纹，该调节件螺接于该内螺纹内，仅通过该调节件旋入或旋出该轴孔能够调节该第一锥齿轮与该第二锥齿轮之间的侧隙。
2.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该机器人臂部件还包括轴向支承该第二转轴的第一止推轴承，该第一止推轴承设于该调节件与第一锥齿轮之间并可沿第二转轴轴向移动。
3.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该机器人臂部件还包括设于该弹性件与第一锥齿轮之间的套筒。
4.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该机器人臂部件还包括设于该弹性件与该自由端之间、与第一转轴相连接并轴向支承该弹性件的第二止推轴承。
5.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一锥齿轮及第二锥齿轮均为准双曲面圆锥齿轮。
6.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该机器人臂部件还包括与第二转轴固定连接的挡块，该第二转轴还具有一轴肩，该第一锥齿轮一端与该轴肩相抵，另一端与该挡块相抵。
7.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第二转轴为机器人末端轴。
8.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一转轴绕第一轴线转动设置，该第二转轴绕第二轴线转动设置，且该第一轴线与该第二轴线垂直。
9.如权利要求1至8任一项所述的机器人臂部件，其特征在于：该弹性件为碟形弹片组。
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