CN102398270B - 机器人臂部件 - Google Patents

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Abstract

一种机器人臂部件，其包括支撑臂、与该支撑臂转动连接的第一轴、与第一轴转动连接的第二轴、安装于支撑臂的第一驱动件及第二驱动件、可转动地套设于第一轴两端的第一锥齿轮及第二锥齿轮、与第二轴固定连接并与第一锥齿轮及第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮、将第一驱动件的动力传输至第一锥齿轮的第一传动机构、将第二驱动件的动力传输至第二锥齿轮的第二传动机构，该第一、第二、第三锥齿轮以及第一轴共同组成一个差动轮系，该第一传动机构包括与该第一驱动件耦接的第一蜗杆，第一蜗轮，第一主动轮、第一从动轮、第一挠性件，以及连接于该第一从动轮与该第一锥齿轮之间的第一带传动机构。上述机器人臂部件具有结构紧凑且承受负载能力较强的优点。

Description

机器人臂部件
技术领域
本发明涉及一种机器人臂部件。
背景技术
机器人通常包括多个依次连接的机械臂，设置于其末端的机械臂，可装设夹具、切削工具及探测器等末端执行器以执行各种动作。驱动机械臂的驱动组件一般包括沿各机械臂的旋转轴线设置的电机以及与电机相连接的减速机，减速机的输出端驱动机械臂运动，因此各机械臂沿其轴向的尺寸通常较大。此外，每个机械臂由一个驱动组件提供的扭矩实现绕某一旋转轴线的转动，其承受负载的能力有限。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种结构紧凑且承受负载能力较强的机器人臂部件。
一种机器人臂部件，其包括支撑臂、与该支撑臂转动连接的第一轴、与该第一轴转动连接的第二轴，安装于该支撑臂的第一驱动件及第二驱动件、可转动地套设于第一轴两端的第一锥齿轮及第二锥齿轮、与该第二轴固定连接并与第一锥齿轮及第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮、将第一驱动件的动力传输至第一锥齿轮的第一传动机构、将第二驱动件的动力传输至第二锥齿轮的第二传动机构，该第一、第二、第三锥齿轮以及该第一轴共同组成一个差动轮系，该第一传动机构包括与该第一驱动件耦接的第一蜗杆，与该第一蜗杆啮合的第一蜗轮，由该第一蜗轮驱动的第一主动轮、第一从动轮、绕设于该第一主动轮及第一从动轮的第一挠性件，以及连接于该第一从动轮与该第一锥齿轮之间的第一带传动机构。
上述机器人臂部件的第一、第二驱动件的动力分别通过第一传动机构及第二传动机构传递至第一锥齿轮及第二锥齿轮，作为差动轮系的两个输入动力，当第一、第二锥齿轮按照预设的转速旋转时，第一轴、第三锥齿轮及第二轴可按预设的轨迹运动，因第一锥齿轮及第二锥齿轮同时提供扭矩，可增强机器人臂部件承受负载的能力，同时采用差动轮系结构，其结构较为紧凑，占用空间较小。
附图说明
图1是本发明实施方式的机器人臂部件的立体图。
图2是图1所示机器人臂部件的立体分解图。
图3是图1所示机器人臂部件省略支撑臂时的立体图。
图4是图3所示机器人臂部件的局部结构的俯视图。
主要元件符号说明
机器人臂部件 100
支撑臂 10
第一轴 20
第二轴 30
第一驱动件 40
第二驱动件 50
第一锥齿轮 61
第二锥齿轮 62
第三锥齿轮 63
第一传动机构 70
第二传动机构 80
第一臂体 11
第二臂体 12
中心孔 102
第一叉分支 121
第二叉分支 122
本体 21
连接部 22
第一蜗杆 71
第二蜗杆 81
第一蜗轮 72
第二蜗轮 82
第一主动轮 73
第二主动轮 83
第一挠性件 74
第二挠性件 84
第一从动轮 75
第二从动轮 85
第一带传动机构 76
第二带传动机构 86
安装孔 112
第一收容槽 113
第二收容槽 123
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明的机器人臂部件作进一步的详细说明。
请参见图1及图2，本发明实施方式的机器人臂部件100包括支撑臂10、与支撑臂10的前端转动连接的第一轴20、以及与第一轴20转动连接的第二轴30。机器人臂部件100可应用于六轴机器人中，第二轴30可作为末端轴，用于安装夹具、吸盘、刀具等末端执行器。
机器人臂部件100还包括安装于支撑臂10的第一驱动件40及第二驱动件50、转动地套设于第一轴20两端的第一锥齿轮61及第二锥齿轮62、与第二轴30固定连接的第三锥齿轮63、将第一驱动件40的动力传输至第一锥齿轮61的第一传动机构70、将第二驱动件50的动力传输至第二锥齿轮62的第二传动机构80。第三锥齿轮63与第一锥齿轮61及第二锥齿轮62啮合，从而第一、第二、第三锥齿轮61、62、63以及第一轴20共同组成一个差动轮系，其中第一轴20作为该差动轮系的连杆。
第一、第二驱动件40、50的动力分别通过第一传动机构70及第二传动机构80传递至第一锥齿轮61及第二锥齿轮62，作为上述差动轮系的两个输入动力。当第一、第二锥齿轮61、62按照设定的转速旋转时，第一轴20、第三锥齿轮63及第二轴30可分别按照预设轨迹运动，其中第一轴20及第二轴分别绕旋转轴线A、B转动。因第一、第二轴20、30旋转时，第一锥齿轮61及第二锥齿轮62同时提供扭矩，从而机器人臂部件100承受负载的能力可增强，且采用差动轮系可使机器人臂部件100结构更为紧凑、占用空间更小。
请同时参见图3和图4，本实施方式中，支撑臂10包括第一臂体11以及与第一臂体11可拆卸地固定连接的第二臂体12。支撑臂10开设有沿轴向贯穿第一、第二臂体11、12的中心孔102。
第二臂体12的前端形成叉形结构，其包括平行设置的第一叉分支121及第二叉分支122。第一锥齿轮61及第二锥齿轮62分别设置于第一、第二叉分支121、122的相向内侧。第一轴20转动地设置于第一、第二叉分支121、122之间。第一轴20包括沿旋转轴线A延伸的本体21，以及从本体21中部沿旋转轴线B延伸的连接部22。本体21两端分别与第一锥齿轮61及第二锥齿轮62转动连接，连接部22与第二轴30转动连接。
本实施方式中，第一传动机构70及第二传动机构80结构相同，且对称设置于支撑臂10的两侧部。以第一传动机构70为例，其包括与第一驱动件40耦接的第一蜗杆71，与第一蜗杆71啮合的第一蜗轮72，由第一蜗轮72驱动的第一主动轮73、第一从动轮75、绕设于第一主动轮73及第一从动轮75的第一挠性件74，以及连接于第一从动轮75与第一锥齿轮61之间的第一带传动机构76。第一传动机构70采用蜗轮-蜗杆结构，可实现自锁。此外，利用第一挠性件74可进行远距离的动力传输，且结构简单，安装便利。第一挠性件74可选择钢带、同步带或者钢丝绳等。
与第一传动机构70类似，第二传动机构80包括与第二驱动件50耦接的第二蜗杆81，与第二蜗杆81啮合的第二蜗轮82，由第二蜗轮82驱动的第二主动轮83、第二从动轮85、绕设于第二主动轮83及第二从动轮85的第二挠性件84，以及连接于第二从动轮85与第二锥齿轮62之间的第二带传动机构86。
为便于第一、第二传动机构70、80的安装，第一臂体11的后端开设有沿其轴向延伸的两个安装孔112，其相对两侧开设有第一收容槽113。安装孔112与第一收容槽113相连通。第一驱动件40及第二驱动件50安装于第一臂体11的后端，其输出轴分别穿设安装孔112。第一蜗杆71及第一蜗轮72，以及第二蜗杆81及第二蜗轮82分别收容于第一收容槽113内。第二臂体12的第一叉分支121及第二叉分支122的外侧分别开设有第二收容槽123，第一、第二带传动机构76、86分别收容于第二收容槽123内。第一挠性件74及第二挠性件84收容于中心孔102内。
本实施方式中，第一驱动件40及第二驱动件50为伺服马达，从而便于精确控制第一轴20及第二轴30的运动。
可以理解，第一传动机构70及第二传动机构80也可具有不同的结构。第一驱动件40及第二驱动件50也可安装于支撑臂10的第二臂体12的前端，此时第一、第二驱动件40、50分别直接驱动第一、第二带传动机构76、86。此外，支撑臂10也可为一体结构。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内作其它变化，当然，这些依据本发明精神所作的变化，都包含在本发明要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种机器人臂部件，其包括支撑臂、与该支撑臂转动连接的第一轴、与该第一轴转动连接的第二轴，安装于该支撑臂的第一驱动件及第二驱动件，其特征在于：该机器人臂部件还包括可转动地套设于第一轴两端的第一锥齿轮及第二锥齿轮、与该第二轴固定连接并与第一锥齿轮及第二锥齿轮啮合的第三锥齿轮、将第一驱动件的动力传输至第一锥齿轮的第一传动机构、将第二驱动件的动力传输至第二锥齿轮的第二传动机构，该第一、第二、第三锥齿轮以及该第一轴共同组成一个差动轮系，该第一传动机构包括与该第一驱动件耦接的第一蜗杆，与该第一蜗杆啮合的第一蜗轮，由该第一蜗轮驱动的第一主动轮、第一从动轮、绕设于该第一主动轮及第一从动轮的第一挠性件，以及连接于该第一从动轮与该第一锥齿轮之间的第一带传动机构。
2.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一挠性件为钢丝绳、同步带或钢带。
3.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第二传动机构包括与该第二驱动件耦接的第二蜗杆，与该第二蜗杆啮合的第二蜗轮，由该第二蜗轮驱动的第二主动轮、第二从动轮、绕设于该第二主动轮及第二从动轮的第二挠性件，以及连接于该第二从动轮与该第二锥齿轮之间的第二带传动机构。
4.如权利要求3所述的机器人臂部件，其特征在于：该第二挠性件为钢丝绳、同步带或钢带。
5.如权利要求3所述的机器人臂部件，其特征在于：该支撑臂包括第一臂体以及与该第一臂体可拆卸地固定连接的第二臂体，该第一传动机构及第二传动机构分别设置于该支撑臂的两侧部。
6.如权利要求5所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一臂体的两侧分别开设有第一收容槽，该第一驱动件及第二驱动件固定设置于该第一臂体的端部，该第一蜗轮、第一蜗杆、第二蜗轮、第二蜗杆分别收容于第一收容槽内。
7.如权利要求5所述的机器人臂部件，其特征在于：该第二臂体的两侧开设有第二收容槽，该第一带传动机构及第二带传动机构分别收容于第二收容槽内。
8.如权利要求3所述的机器人臂部件，其特征在于：该支撑臂还开设有贯穿其相对两端的中心孔，该第一挠性件及第二挠性件收容于该中心孔内。
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：该第一轴包括本体以及从本体中部延伸出的连接部，该本体两端分别与第一锥齿轮及第二锥齿轮转动连接，该连接部与该第二轴转动连接。
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