CN103121215A - 机器人臂部件 - Google Patents

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Abstract

一种机器人臂部件，包括绕第一旋转轴线转动的第一机械臂、与该第一机械臂转动连接的第二机械臂、与该第二机械臂转动连接的第三机械臂、与该第三机械臂转动连接的第四机械臂、第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件，该第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂均为中空结构，该第一传动组件收容于该第一机械臂内且驱动该第二机械臂绕第二旋转轴线转动，该第二传动组件收容于该第一机械臂及第二机械臂内且驱动该第三机械臂绕第三旋转轴线转动，该第三传动组件收容于该第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂内且驱动该第四机械臂绕第四旋转轴线转动，采用该机器人臂部件的喷涂机器人的喷涂效率较高。

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
喷涂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。然而以往该多个机械臂在运动时受到机构的限制而没有较大的运动范围，从而降低了机械臂的灵活性，导致喷涂机器人的喷涂效率较低。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种运动范围大、喷涂效率高的机器人臂部件。
一种机器人臂部件，包括绕第一旋转轴线转动的第一机械臂、与该第一机械臂转动连接的第二机械臂、与该第二机械臂转动连接的第三机械臂、与该第三机械臂转动连接的第四机械臂、第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件，该第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂均为中空结构，该第一传动组件收容于该第一机械臂内且驱动该第二机械臂绕第二旋转轴线转动，该第二传动组件收容于该第一机械臂及第二机械臂内且驱动该第三机械臂绕第三旋转轴线转动，该第三传动组件收容于该第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂内且驱动该第四机械臂绕第四旋转轴线转动。
本实施方式的机器人臂部件中，由于第一机械臂可绕第一旋转轴线旋转，第二机械臂可绕第二旋转轴线旋转，第三机械臂可绕第三旋转轴线旋转，第四机械臂可绕第四旋转轴线旋转，且第二旋转轴线与第一旋转轴线垂直，第三旋转轴线与第二旋转轴线垂直，第四旋转轴线与第三旋转轴线垂直，所以实现了第四机械臂的多方向运动，从而机器人臂部件的运动范围较大，从而使采用该机器人臂部件的喷涂机器人的喷涂效率较高。
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
第四旋转轴线 D
第一机械臂 10
第二机械臂 20
第三机械臂 30
第四机械臂 40
第一传动组件 50
第二传动组件 60
第三传动组件 70
滚动轴承 80
第一轴部 11
第二轴部 12
第一盖体 13
第三轴部 21
第四轴部 22
第二盖体 23
第五轴部 31
第六轴部 32
第三盖体 33
转轴部 401
法兰 403
第一锥齿轮 501
第二锥齿轮 502
第三锥齿轮 601
第四锥齿轮 602
第五锥齿轮 603
第六锥齿轮 604
第七锥齿轮 701
第八锥齿轮 702
第九锥齿轮 703
第十锥齿轮 704
第十一锥齿轮 705
第十二锥齿轮 706
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。机器人臂部件100包括第一机械臂10、与第一机械臂10转动连接的第二机械臂20、与第二机械臂20转动连接的第三机械臂30、与第三机械臂30转动连接的第四机械臂40、用于驱动第二机械臂20转动的第一传动组件50、用于驱动第三机械臂30转动的第二传动组件60和用于驱动第四机械臂40转动的第三传动组件70。第一传动组件50收容于第一机械臂10内，第二传动组件60收容于第一机械臂10及第二机械臂20内，第三传动组件70收容于第一机械臂10、第二机械臂20及第三机械臂30内。第四机械臂40位于机器人的末端，其上可安装喷枪、刀具等执行相应任务。其中，第一、二、三及四机械臂10、20、30及40分别绕第一、第二、第三及第四旋转轴线A、B、C、D转动。本实施方式中，第二旋转轴线B与第一旋转轴线A垂直，第三旋转轴线C与第二旋转轴线B垂直，第四旋转轴线D与第三旋转轴线C垂直。
第一机械臂10、第二机械臂20及第三机械臂30均为弯折状中空结构。第一机械臂10包括第一轴部11、第二轴部12和第一盖体13。第一轴部11沿第一旋转轴线A延伸，且与第二轴部12垂直连接，且第一盖体13固定于第一轴部11与第二轴部12的连接处，使第一机械臂10形成所述弯折状中空结构。
第二机械臂20包括第三轴部21、第四轴部22和第二盖体23。第三轴部21沿第二旋转轴线B延伸，且与第四轴部22垂直连接，且第二盖体23固定于第三轴部21与第四轴部22的连接处，使第二机械臂20形成所述弯折状中空结构。其中，第三轴部21与第一机械臂10的第二轴部12转动连接。
第三机械臂30包括沿第三旋转轴线C延伸的第五轴部31、第六轴部32和第三盖体33。第五轴部31与第六轴部32垂直连接，且第三盖体33固定于第五轴部31与第六轴部32的连接处，使第三机械臂30形成所述中空弯折状。其中，第五轴部31与第二机械臂20的第四轴部22转动连接。
第四机械臂40为轴状且沿第四旋转轴线D延伸。第四机械臂40包括转轴部401和形成于转轴部401一端的法兰403。转轴部401穿设于第三机械臂30的第六轴部32内，法兰403抵接于第六轴部32的端部。法兰403用于连接喷枪或刀具（图未示）。
第一传动组件50收容于第一机械臂10内，其包括第一锥齿轮501和第二锥齿轮502。第一锥齿轮501转动地设置于第一轴部11中，第二锥齿轮502转动地设置于第二轴部12中，且第一锥齿轮501与第二锥齿轮502垂直啮合。第二锥齿轮502与第二机械臂20的第三轴部21固定连接。在本实施方式中，第一锥齿轮501和第二锥齿轮502均为中空锥齿轮。
第二传动组件60收容于第一机械臂10及第二机械臂20内，其包括第三锥齿轮601、与第三锥齿轮601垂直啮合的第四锥齿轮602、与第四锥齿轮602同轴且止转连接的第五锥齿轮603、与第五锥齿轮603垂直啮合的第六锥齿轮604。其中，第三锥齿轮601转动地穿设于第一锥齿轮501中，第四锥齿轮602及第五锥齿轮603转动地设置于第二轴部12中及第三轴部21中且转动地穿设于第二锥齿轮502中，第六锥齿轮604转动地设置于第四轴部22中。第六锥齿轮604与第三机械臂30的第五轴部31的端部固定连接。在本实施方式中，第三、四、五、六锥齿轮601、602、603、604均为中空锥齿轮。
第三传动组件70收容于第一机械臂10、第二机械臂20及第三机械臂30内，其包括第七锥齿轮701、与第七锥齿轮701垂直啮合的第八锥齿轮702、与第八锥齿轮702同轴且止转连接的第九锥齿轮703、与第九锥齿轮703垂直啮合的第十锥齿轮704、与第十锥齿轮704同轴且止转连接的第十一锥齿轮705、与第十一锥齿轮705垂直啮合的第十二锥齿轮706。其中，第七锥齿轮701转动地穿设于第三锥齿轮601中，第八锥齿轮702及第九锥齿轮703转动地穿设于第四锥齿轮602与第五锥齿轮603中，第十锥齿轮704转动地穿设于第六锥齿轮604中，第十一锥齿轮705转动地设置于第三机械臂30的第五轴部31中，第十二锥齿轮706转动地设置于第六轴部32中。第十二锥齿轮706为与第四机械臂40相适配的中空齿轮，锥齿轮706固定套设于第四机械臂40的转轴部401上。
为使第一、二、三、四机械臂10、20、30、40及第一、二、三传动组件50、60、70可顺利转动，第一机械臂10与第一传动组件50之间、第二机械臂20与第二传动组件60之间、第三机械臂30与第三传动组件70之间、第一传动组件50与第二传动组件60之间、第二传动组件60与第三传动组件70之间均设有滚动轴承80。滚动轴承80的型号根据实际需要选择。
机器人臂部件100还包括设置在第一机械臂10远离第二机械臂20的一端的驱动机构（图未示），该驱动机构包括与第一机械臂10连接的第一驱动单元（图未示）、与第一传动组件50的第一锥齿轮501连接的第二驱动单元（图未示）、与第二传动组件60的第三锥齿轮601连接的第三驱动单元（图未示）和与第三传动组件70的第七锥齿轮701连接的第四驱动单元（图未示）。其中，第一驱动单元用于驱动第一机械臂10绕第一旋转轴线A转动，第二驱动单元用于驱动第二机械臂20相对第一机械臂10绕第二旋转轴线B转动，第三驱动单元用于驱动第三机械臂30相对第二机械臂20绕第三旋转轴线C转动，第四驱动单元用于驱动第四机械臂40相对第三机械臂30绕第四旋转轴线D转动。
当第一机械臂10在第一驱动单元的驱动下绕第一旋转轴线A旋转时，带动第二、三、四机械臂20、30、40及第一、二、三传动组件50、60、70绕第一旋转轴线A旋转。
当第一传动组件50在第二驱动单元的驱动下运动时，首先，与第二驱动单元连接的第一锥齿轮501绕第一旋转轴线A旋转，从而带动与第一锥齿轮501垂直啮合的第二锥齿轮502绕第二旋转轴线B旋转，进而使与第二锥齿轮502固定连接的的第二机械臂20绕第二旋转轴线B旋转并带动第三机械臂30和第四机械臂40绕第二旋转轴线B旋转。
当第二传动组件60在第三驱动单元的驱动下运动时，第三锥齿轮601绕第一旋转轴线A旋转，进而带动与其垂直啮合的第四锥齿轮602绕第二旋转轴线B旋转，因第五锥齿轮603与第四锥齿轮602同轴且止转连接，所以第五锥齿轮603也绕第二旋转轴线B旋转，进而驱动第六锥齿轮604带动第三机械臂30绕第三旋转轴线C旋转，并带动第四机械臂40绕第三旋转轴线C旋转。
当第三传动组件70在第四驱动单元的驱动下运动时，第七锥齿轮701绕第一旋转轴线A旋转，带动第八锥齿轮702及第九锥齿轮703绕第二旋转轴线B旋转，带动第十锥齿轮704及第十一锥齿轮705绕第三旋转轴线C旋转，进而驱动第十二锥齿轮706带动第四机械臂40绕第四旋转轴线D旋转。第四机械臂40带动法兰401绕第四旋转轴线D旋转，当法兰401上夹设有喷枪时，可带动该喷枪旋转。
本实施方式的机器人臂部件100，由于第一机械臂10可绕第一旋转轴线A旋转，第二机械臂20可绕第二旋转轴线B旋转，第三机械臂30可绕第三旋转轴线C旋转，第四机械臂40可绕第四旋转轴线D旋转，且第二旋转轴线B与第一旋转轴线A垂直，第三旋转轴线C与第二旋转轴线B垂直，第四旋转轴线D与第三旋转轴线C垂直，所以可以实现第四机械臂40的多方向运动，从而机器人臂部件100的运动范围较大，使采用该机器人臂部件100的喷涂机器人的喷涂效率较高。另外，由于驱动机构直接驱动的元件分别是第一机械臂10、第一锥齿轮501、第三锥齿轮601及第七锥齿轮701，且第一锥齿轮501、第三锥齿轮601及第七锥齿轮701均设置于第一机械臂10的第一轴部11内且相互套设，故可以将驱动机构设置于第一机械臂10的一端，从而节省了机器人臂部件100的空间，使其结构更为简单和紧凑，使机器人臂部件100在较小的体积下实现了多自由度的大范围运动。
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，包括绕第一旋转轴线转动的第一机械臂，其特征在于：该机器人臂部件还包括与该第一机械臂转动连接的第二机械臂、与该第二机械臂转动连接的第三机械臂、与该第三机械臂转动连接的第四机械臂、第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件，该第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂均为中空结构，该第一传动组件收容于该第一机械臂内且驱动该第二机械臂绕第二旋转轴线转动，该第二传动组件收容于该第一机械臂及第二机械臂内且驱动该第三机械臂绕第三旋转轴线转动，该第三传动组件收容于该第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂内且驱动该第四机械臂绕第四旋转轴线转动。
2.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第二旋转轴线与第一旋转轴线垂直，第三旋转轴线与第二旋转轴线垂直，第四旋转轴线与第三旋转轴线垂直。
3.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一机械臂为弯折状中空结构，其包括第一轴部、与该第一轴部垂直设置的第二轴部及第一盖体，该第一轴部沿该第一旋转轴线延伸，该第一盖体盖设于该第一轴部与该第二轴部的连接处。
4.如权利要求3所述的机器人臂部件，其特征在于：该第二机械臂为弯折状中空结构，其包括第三轴部、与该第三轴部垂直设置的第四轴部及第二盖体，该第三轴部沿该第二旋转轴线延伸，该第二盖体盖设于该第三轴部与该第四轴部的连接处，该第三轴部与该第一机械臂的第二轴部转动连接。
5.如权利要求4所述的机器人臂部件，其特征在于：该第三机械臂为弯折状中空结构，其包括第五轴部、与该第五轴部垂直设置的第六轴部及第三盖体，该第五轴部沿该第三旋转轴线延伸，该第三盖体盖设于该第五轴部与该第六轴部的连接处，该第五轴部与该第二机械臂的第四轴部转动连接。
6.如权利要求5所述的机器人臂部件，其特征在于：该第四机械臂包括转轴部和形成于该转轴部一端的法兰，该转轴部穿设于该第三机械臂的第六轴部中，该法兰抵接于该第六轴部的端部。
7.如权利要求5所述的机器人臂部件，其特征在于：该第一传动组件包括第一锥齿轮和与该第一锥齿轮垂直啮合的第二锥齿轮，该第一锥齿轮转动地设置于该第一轴部中，该第二锥齿轮转动地设置于该第二轴部中，该第二锥齿轮与该第二机械臂的该第三轴部的端部固定连接，该第一锥齿轮和第二锥齿轮均为中空轴。
8.如权利要求7所述的机器人臂部件，其特征在于：该第二传动组件包括第三锥齿轮、与该第三锥齿轮垂直啮合的第四锥齿轮、与该第四锥齿轮同轴且止转连接的第五锥齿轮、与该第五锥齿轮垂直啮合的第六锥齿轮，该第三锥齿轮转动地穿设于该第一锥齿轮中，该第四锥齿轮及第五锥齿轮转动地设置于该第二锥齿轮中，该第六锥齿轮转动地设置于该第二机械臂的第四轴部中且与该第三机械臂的第五轴部的端部固定连接，该第三、四、五、六锥齿轮均为中空轴。
9.如权利要求8所述的机器人臂部件，其特征在于：该第三传动组件包括第七锥齿轮、与该第七锥齿轮垂直啮合的第八锥齿轮、与该第八锥齿轮同轴且止转连接的第九锥齿轮、与该第九锥齿轮垂直啮合的第十锥齿轮、与该第十锥齿轮同轴且止转连接的第十一锥齿轮、与该第十一锥齿轮垂直啮合的第十二锥齿轮，该第七锥齿轮转动地穿设于该第三锥齿轮中，该第八、九锥齿轮转动地穿设于该第四、五锥齿轮中，该第十锥齿轮转动地穿设于该第六锥齿轮中，该第十一锥齿轮转动地设置于该第三机械臂的第五轴部中，该第十二锥齿轮转动地设置于该第六轴部中且与该第四机械臂固定连接。
10.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置在第一机械臂远离第二机械臂的一端的驱动机构，该驱动结构包括有与第一机械臂连接的第一驱动单元、与第一传动组件连接的第二驱动单元、与第二传动组件连接的第三驱动单元和与第三传动组件连接的第四驱动单元。
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