CN103101057A - 机器人臂部件 - Google Patents

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Abstract

一种机器人臂部件，包括第一机械臂、第二机械臂、与第一机械臂耦接的第一传动组件及与第二机械臂固接的第二传动组件，第一机械臂与第二机械臂转动连接。第一传动组件包括第一转轴、第二转轴及第三转轴，其一端分别设有第一锥齿轮、第二锥齿轮及第三锥齿轮。第一转轴与第二转轴垂直相接并通过第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合于一起，第三转轴与第二转轴止转连接。第二传动组件包括相垂直的传动轴及锥齿轮轴，传动轴及锥齿轮轴的一端都设有锥齿部，通过锥齿部啮合于一起，锥齿轮轴与第二机械臂固定连接。传动轴与锥齿轮轴分别活动地套设于第一转轴及第二转轴上。机器人臂部件具有较好的灵活性且驱动单元可集中设置，从而简化臂部件的结构，减小其体积。

Description

机器人臂部件
技术领域
本发明涉及一种机器人结构，尤其涉及一种机器人臂部件。
背景技术
工业机器人通常包括多个相互转动连接的机械臂，通过各机械臂之间的相对运动实现其多个自由度的运动。在每两个相邻机械臂的枢接处通常设置有驱动单元，以驱动下一个机械臂相对于上一个机械臂运动。由于该机器人为多轴机器人，每两个相邻机械臂的枢接处安装驱动单元，导致了多轴机器人的驱动元件分散，使机械手臂结构复杂，体积庞大，灵活性较差等缺点。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种结构简单、体积小、灵活性较好的机器人臂部件。
一种机器人臂部件，包括机械臂及装设于该机械臂内的第一传动组件与第二传动组件，该机械臂包括第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂，该第二机械臂的两端分别与第一机械臂及第三机械臂转动连接。所述第二传动组件活动地套设于该第一传动组件上，该第一传动组件包括第一转轴、第二转轴及第三转轴，第一转轴、第二转轴及第三转轴的一端分别设有第一锥齿轮、第二锥齿轮及第三锥齿轮，该第一转轴与第二转轴垂直相接并通过第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合于一起，该第三转轴与该第二转轴止转连接。该第二传动组件包括传动轴及锥齿轮轴，该传动轴及锥齿轮轴的一端都设有锥齿部，该传动轴及锥齿轮轴垂直相接并通过该传动轴的锥齿部与该锥齿轮轴的锥齿部啮合于一起，该锥齿轮轴与该第二机械臂固定连接。该传动轴与该锥齿轮轴分别活动地套设于该第一转轴及该第二转轴上，且第一锥齿轮与第二锥齿轮分别伸出于该传动轴的锥齿部与该锥齿轮轴的锥齿部。
所述机器人臂部件的第一机械臂、第一转轴及传动轴均为驱动结构直接驱动的元件，且由于第一转轴及传动轴集中设置于第一机械臂内，这样节省了机器人臂部件的空间，使其结构更为简单，更为紧凑。另外，由于传动轴及锥齿轮轴垂直相接装设于第一机械臂内，且锥齿轮轴与该第二机械臂固定连接，从而第二机械臂相对该第一机械臂能够进行360度旋转，进而提高机器人臂部件的灵活性。
附图说明
图1是本发明实施方式的机器人臂部件的立体示意图。
图2是图1所示机器人臂部件的立体分解示意图。
图3是图1所示机器人臂部件沿III-III方向剖切的剖面示意图。
主要元件符号说明
机器人臂部件 100
第一旋转轴线 A
第二旋转轴线 B
第三旋转轴线 C
第一机械臂 10
连接座 101
主臂 11
连接端 13
第二机械臂 30
基臂 31
装设端 33
肩部 331
第三机械臂 50
第一传动组件 70
第一转轴 71
第一锥齿部 711
第二转轴 73
第二锥齿部 731
凹槽 733
第三转轴 75
第三锥齿部 751
凸起 753
第四转轴 77
第四锥齿部 771
安装部 773
第一齿轮 78
安装槽 781
第二齿轮 79
第二传动组件 80
传动轴 81
锥齿部 811、831
锥齿轮轴 83
交叉滚子轴承 833
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图3，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。机器人臂部件100包括第一机械臂10、第二机械臂30、第三机械臂50、第一传动组件70及第二传动组件80。第二机械臂30的两端分别与第一机械臂10及第三机械臂50转动连接，第三机械臂50位于机器人的末端，其上可安装夹具、刀具等执行相应任务。在本实施方式中，第一、二、三机械臂10、30、50分别能绕第一、第二、第三旋转轴线A、B、C转动。其中，第一旋转轴线A垂直于第二旋转轴线B，第三旋转轴线C垂直于第二旋转轴线B并与第一旋转轴线A相互平行。第一传动组件70活动地装设于第一机械臂10及第二机械臂30内，且与第三机械臂50耦接于一起，第二传动组件80活动地装设于第一机械臂10内，且与第二机械臂30耦接于一起。
请一并参阅图2，第一机械臂10及第二机械臂30均呈近似中空L形管状，其中，第一机械臂10包括主臂11及设于主臂11一端向外弯折延伸的连接端13。连接端13上装设有一个连接座101，其呈中空环状。第二机械臂30包括基臂31及设于基臂31一端向外弯折延伸的装设端33。装设端33上朝向第一机械臂10向外凸设有一个肩部331，连接座101活动地套设于肩部331上，从而将第一机械臂10与第二机械臂30转动连接。连接端13与装设端33相接，使主臂11与基臂31大致平行，且分别与连接端13及装设端33垂直。
第三机械臂50为中空圆柱状，其装设于第二机械臂30基臂31上。第三机械臂50上远离第二机械臂30的一端设有法兰（图未示），用以连接夹具或刀具（图未示）。
第一传动组件70活动地装设于第一机械臂10及第二机械臂30内，且与第三机械臂50的法兰相接。第一传动组件70包括第一转轴71，第二转轴73、第三转轴75、第四转轴77、第一齿轮78及第二齿轮79。第一转轴71、第二转轴73及第三转轴75均为中空结构。第一转轴71装设于第一机械臂10的主臂11内，其朝向连接端13的一端设有第一锥齿部711，另一端伸出于主臂11。第二转轴73装设于连接端13内，其一端对应第一转轴71上的第一锥齿部711设有第二锥齿部731，另一端凹设有一个凹槽733，第一转轴71与第二转轴73垂直相接，且通过第二锥齿部731与第一锥齿部711啮合于一起。第三转轴75装设于第二机械臂30的装设端33内，其一端对应第二转轴73的凹槽733凸设有凸起753，另一端设有第三锥齿部751。凹槽733和凸起753相卡合，以将第二转轴73与第三转轴75止转连接。第四转轴77装设于第二机械臂30的基臂31内，其一端对应第三转轴75上的第三锥齿部751设有第四锥齿部771，另一端设有安装部773。第三转轴75与第四转轴77垂直相接，且通过第三锥齿部751与第四锥齿部771啮合于一起。第一齿轮78装设于第二机械臂30的基臂31内，其上对应安装部773凹设有安装槽781，以将第四转轴77与第一齿轮78止转连接。
第二传动组件80装设于第一机械臂10内，并与第二机械臂30相连。第二传动组件80包括传动轴81及锥齿轮轴83。传动轴81及锥齿轮轴83均为中空结构。传动轴81装设于第一机械臂10的主臂11内，且活动地套设于第一转轴71上。传动轴81朝向连接端13的一端设有锥齿部811，另一端伸出于主臂11。锥齿轮轴83装设于连接端13内，且活动地套设于第二转轴73上。锥齿轮轴83上与传动轴81上的锥齿部811对应设有一个锥齿部831，锥齿轮轴83与传动轴81垂直相接，且通过锥齿轮轴83的锥齿部831与传动轴81的锥齿部811啮合于一起。第一转轴71的第一锥齿部711与第二转轴73的第二锥齿部731分别伸出于传动轴81的锥齿部811与锥齿轮轴83的锥齿部831。锥齿轮轴83与第二机械臂30固定连接，且固定连接处装设有交叉滚子轴承833，交叉滚子轴承833为第二机械臂30提供支承力。
所述机器人臂部件100使用时，其第一机械臂10、第一转轴71以及传动轴81与驱动机构（图未示）相连，当第一机械臂10在驱动机构的驱动下绕第一旋转轴线A旋转运动时，第二机械臂30与第三机械臂50被驱动随同第一机械臂10一起绕第一旋转轴线A旋转。当第一转轴71在驱动机构的驱动下绕第一旋转轴线A旋转运动时，与第一转轴71垂直相接的第二转轴73带动第三转轴75绕第二旋转轴线B旋转，同时与第三转轴75垂直相接的第四转轴77带动第一齿轮78及第二齿轮79绕第三旋转轴线C旋转。由于第二齿轮79与第三机械臂50固定连接，从而第三机械臂50绕第三旋转轴线C旋转，进而第三机械臂50相对第二机械臂30能够旋转360度。当传动轴81在驱动机构的驱动下绕第一旋转轴线A旋转运动时，与传动轴81垂直相接的锥齿轮轴83被驱动绕第二旋转轴线B旋转，由于锥齿轮轴83与第二机械臂30固定连接，从而第二机械臂30与第三机械臂50随同锥齿轮轴83绕第二旋转轴线B旋转，进而第二机械臂30与第三机械臂50整体相对第一机械臂10能够旋转360度。
本实施方式中的机器人臂部件100的驱动机构直接驱动的元件分别为第一机械臂10、第一转轴71、传动轴81，而第一转轴71及传动轴81的端部都处于第一机械臂10的端部内，故第一转轴71与传动轴81集中设置于第一机械臂10内，从而节省了机器人臂部件100的空间，使其结构更为简单，更为紧凑。另外，通过第一传动组件70与第二传动组件80组合传动，使第二机械臂30与第三机械臂50的轴心偏离第一机械臂10的轴心，增大了第二机械臂30与第三机械臂50的运动范围且提高灵活性，进而使机器人臂部件100能快速灵活的完成复杂工件任务。
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 (10)

1.一种机器人臂部件，包括机械臂及装设于该机械臂内的第一传动组件与第二传动组件，该机械臂包括第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂，该第二机械臂的两端分别与第一机械臂及第三机械臂转动连接；其特征在于：所述第二传动组件活动地套设于该第一传动组件上，该第一传动组件包括第一转轴、第二转轴及第三转轴，第一转轴、第二转轴及第三转轴的一端分别设有第一锥齿轮、第二锥齿轮及第三锥齿轮，该第一转轴与第二转轴垂直相接并通过第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合于一起；该第三转轴与该第二转轴止转连接；该第二传动组件包括传动轴及锥齿轮轴，该传动轴及锥齿轮轴的一端都设有锥齿部，该传动轴及锥齿轮轴垂直相接并通过该传动轴的锥齿部与该锥齿轮轴的锥齿部啮合于一起，该锥齿轮轴与该第二机械臂固定连接；该传动轴与该锥齿轮轴分别活动地套设于该第一转轴及该第二转轴上，且第一锥齿轮与第二锥齿轮分别伸出于该传动轴的锥齿部与该锥齿轮轴的锥齿部。
2.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：所述第一传动组件还包括第四转轴、第一齿轮及第二齿轮，该第三转轴的一端设有第三锥齿轮，该第四转轴的一端设有与该第三锥齿轮相应的第四锥齿轮，该第三转轴与该第四转轴垂直相接装设于第二机械臂内并通过该第三锥齿轮与该第四锥齿轮啮合于一起；该第一齿轮与该第四转轴止转相接装设于第二机械臂内，该第二齿轮固定装设于该第三机械臂内且该第二齿轮与该第一齿轮相啮合于一起。
3.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：所述该第二转轴上远离该第二锥齿轮的一端上凹设有一个凹槽，该第三转轴上对应该凹槽凸设有一个凸起，该凹槽和该凸起相卡合于一起。
4.如权利要求2所述的机器人臂部件，其特征在于：所述第四转轴上远离第四锥齿轮的一端上设有一个安装部，该第一齿轮上凹设有与该装设部相对应的安装槽，该安装部与该安装槽相卡合于一起。
5.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：所述第一、第二、传动轴及锥齿轮轴均为中空结构。
6.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：所述第一机械臂及第二机械臂均为中空L形管状，第一机械臂包括主臂及设于主臂一端连接端；该第二机械臂包括基臂及设于基臂一端的装设端，该连接端与该装设端相接，使该主臂与该基臂平行。
7.如权利要求6所述的机器人臂部件，其特征在于：所述第一机械臂的连接端上装设有一个连接座，该连接座为一环状体。
8.如权利要求7所述的机器人臂部件，其特征在于：所述第二机械臂的装设端上朝向该第一机械臂向外凸设有一个肩部，该连接座活动地套设于该肩部上。
9.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：所述传动轴与第二机械臂相固接，并在其固接处与第二机械臂之间装设有交叉滚子轴承。
10.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：所述机器人臂部件还包括驱动机构，该驱动机构与第一机械臂、第一转轴及传动轴相接。
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