CN103640015A - 一种平面关节型机器人手腕传动部件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面关节型机器人手腕传动部件，包括伺服电机、机械臂、盖子、第一级主动带轮、第一级从动带轮、第二级主动带轮、第二级从动带轮、第三级主动带轮、第三级从动带轮、一级带轮轴、二级带轮轴和作业主轴。本发明传动部件结构简单，加工装配方便。同时使用三级同步带传动装置不仅能节约制造成本，由于各带轮与作业主轴之间相距一定距离，这种方式能减少机械臂的惯量。

Description

一种平面关节型机器人手腕传动部件

 

技术领域

本发明涉及一种四自由度平面关节型工业机器人，具体涉及一种机器人手腕传动部件，其作业主轴以其轴心为转动中心转动。

背景技术

近十几年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。工业机器人技术作为现代科学技术的重要分支，他涉及了机械、电子、传感器、计算机和人工智能等众多学科的研究成果，融合了目前很多领域的先进技术。工业机器人技术还综合了机械工程学、电气工程学、微电子工程学、计算机工程学、控制工程学、仿生学以及人工智能工程等多门尖端学科。将它和计算机辅助设计系统、计算机辅助制造系统结合在一起应用，是现代制造业自动化的最新发展趋势。

 作为四自由度平面关节型机器人，一般地说，当然期望减少该平面关节型机器人机械臂的惯量，改善机械臂作为悬臂梁时的受力情况，同时也期望减少该平面关节型机器人的制造成本。

发明内容

  针对上述提出的技术问题，本发明的目的在于提供一种新型的四自由度平面关节型机器人手腕传动部件，能够减少平面关节型机器人机械臂的惯量，也能使平面关节型机器人的制造成本降低。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种平面关节型机器人手腕传动部件，包括伺服电机、机械臂、盖子、第一级主动带轮、第一级从动带轮、第二级主动带轮、第二级从动带轮、第三级主动带轮、第三级从动带轮、一级带轮轴、二级带轮轴和作业主轴，所述伺服电机通过螺钉垂直安装在机械臂上，伺服电机的输出轴与第一级主动带轮通过两个基米螺钉紧密固定连接，第一级从动带轮与一级带轮轴通过两个基米螺钉紧密固定连接，同时第一级从动带轮也通过一级带轮轴下端的轴肩进行轴向定位，所述第二级主动带轮固定在一级带轮轴中段，所述第二级从动带轮及第三级主动带轮安装在二级带轮轴上，第三级从动带轮安装在作业主轴上，所述第一级主动带轮与第一级从动带轮之间、第二级主动带轮与第二级从动带轮之间、第三级主动带轮与第三级从动带轮之间均由皮带驱动连接，所述盖子扣合地安装在机械臂上，所述一级带轮轴、二级带轮轴和作业主轴通过其上端的轴肩与安装在盖子台阶孔中的深沟球轴承配合，所述一级带轮轴、二级带轮轴和作业主轴通过其下端的轴肩与安装在机械臂的台阶孔中的深沟球轴承配合，盖子与机械臂通过螺钉紧密固定连接。

进一步地，所述第一级主动带轮与第一级从动带轮之间的减速比为4:1，所述第二级主动带轮与第二级从动带轮之间3:1，所述第三级主动带轮与第三级从动带轮之间的减速比为4:1。

  所述作业主轴通过深沟球轴承和轴肩安装在机械臂和盖子之间，所述同步带轮通过基米螺钉与各个同步带轮轴连接，所述第三级从动带轮通过基米螺钉与作业主轴连接，从而伺服电机轴带动第一级主动带轮，通过了三级同步带轮传动，运动传送到作业主轴上，所述作业主轴以其轴心为转动中心转动。

  本发明中的手腕传动部件，采用三级同步带轮减速，其减速比能达到48:1，并且圆弧齿同步带轮也具较高的精度，能完成较高的精度定位和传送的功能。在空间允许的情况下，使用三级同步带传动装置不仅能节约制造成本，由于各带轮与作业主轴之间相距一定距离，这种方式能减少机械臂的惯量，提高其运动响应的快速性和稳定性。

  本发明相对于现有技术具有如下优点：本四自由度平面关节型机器人手腕传动部件结构简单，加工装配方便。同时使用三级同步带传动装置不仅能节约制造成本，由于各带轮与作业主轴之间相距一定距离，这种方式能减少机械臂的惯量。

附图说明

图1为本发明实施例的主视示意图。

图2为本发明实施例的剖视示意图。

图3为本发明实施例的立体结构示意图。

图4为本发明实施例的使用状态示意图。

图中：1.机械臂； 2.第一级主动带轮； 3.伺服电机 ；4.第三级主动带轮； 5.第二级从动带轮 ；6.第二深沟球轴承 ；7.第一级从动带轮； 8.第二级主动带轮； 9.第一深沟球轴承； 10.作业主轴； 11.第三深沟球轴承； 12.第三级从动带轮； 13.盖子；14.一级带轮轴；15.二级带轮轴。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面用文字结合附图对本发明作进一步地描述。

如图1至图4所示，一种平面关节型机器人手腕传动部件，包括伺服电机3、机械臂1、盖子13、第一级主动带轮2、第一级从动带轮7、第二级主动带轮8、第二级从动带轮5、第三级主动带轮4、第三级从动带轮12、一级带轮轴14、二级带轮轴15和作业主轴10，所述伺服电3机通过螺钉垂直安装在机械臂1上，伺服电机3的输出轴与第一级主动带轮2通过两个基米螺钉紧密固定连接，第一级从动带轮7与一级带轮轴14通过两个基米螺钉紧密固定连接，同时第一级从动带轮7也通过一级带轮轴14下端的轴肩进行轴向定位，所述第二级主动带轮8固定在一级带轮轴14中段，所述第二级从动带轮5及第三级主动带轮4安装在二级带轮轴15上，第三级从动带轮12安装在作业主轴10上，所述第一级主动带轮2与第一级从动带轮7之间、第二级主动带轮8与第二级从动带轮5之间、第三级主动带轮4与第三级从动带轮12之间均由皮带驱动连接，所述盖子13扣合地安装在机械臂1上，所述一级带轮轴14、二级带轮轴15和作业主轴10通过其上端的轴肩与安装在盖子13台阶孔中的第一深沟球轴承9、第二深沟球轴承6、第三深沟球轴承11配合；所述一级带轮轴14、二级带轮轴15和作业主轴10通过其下端的轴肩与安装在机械臂1的台阶孔中的深沟球轴承配合，盖子13与机械臂1通过螺钉紧密固定连接。

所述第一级主动带轮2与第一级从动带轮7之间的减速比为4:1，所述第二级主动带轮8与第二级从动带轮5之间3:1，所述第三级主动带轮4与第三级从动带轮12之间的减速比为4:1，即减速装置的总减速比为48:1。

伺服电机轴带动第一级主动带轮，通过了三级同步带轮传动，运动传送到作业主轴上，所述作业主轴以其轴心为转动中心转动。

  在空间允许的情况下，使用三级同步带传动装置不仅能节约制造成本，由于各带轮与作业主轴之间相距一定距离，这种方式能减少机械臂的惯量，提高其运动响应的快速性和稳定性。

所述作业主轴10下端伸出机械臂1配合位置处一段距离，作业主轴10上端通过其轴肩与装有深沟球轴承的盖子13配合，盖子13通过螺钉与机械臂1紧密固定连接，为保证盖子13在机械臂1上的稳定性，即在机械臂1上开一个凹槽，盖子13安装在机械臂1的凹槽中，因此作业主轴10被压紧在机械臂1上，其作业主轴10以其轴心为转动中心转动。

本发明中的伺服电机3与机械臂1通过螺钉紧密固定连接，伺服电机3轴通过基米螺钉与第一级主动带轮2连接在一起，其余各带轮通过基米螺钉与带轮轴或作业主轴10连接在一起，手腕传动过程：伺服电机3的电机轴将转速和扭矩传递给第一级主动带轮2，通过三级同步带轮中的带轮和皮带，最终将转速和扭矩传递给作业主轴10。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种平面关节型机器人手腕传动部件，其特征在于：包括伺服电机(3)、机械臂(1)、盖子(13)、第一级主动带轮(2)、第一级从动带轮(7)、第二级主动带轮(8)、第二级从动带轮(5)、第三级主动带轮(4)、第三级从动带轮(12)、一级带轮轴(14)、二级带轮轴(15)和作业主轴(10)，所述伺服电机(3)通过螺钉垂直安装在机械臂(1)上，伺服电机(3)的输出轴与第一级主动带轮(2)通过两个基米螺钉紧密固定连接，第一级从动带轮(7)与一级带轮轴(14)通过基米螺钉紧密固定连接，同时第一级从动带轮(7)也通过一级带轮轴(14)下端的轴肩进行轴向定位，所述第二级主动带轮(8)固定在一级带轮轴(14)中段，所述第二级从动带轮(5)及第三级主动带轮(4)安装在二级带轮轴(15)上，第三级从动带轮(12)安装在作业主轴(10)上，所述第一级主动带轮（2)与第一级从动带轮(7)之间、第二级主动带轮(8)与第二级从动带轮(5)之间、第三级主动带轮(4)与第三级从动带轮(12)之间均由皮带驱动连接，所述盖子(13)扣合地安装在机械臂(1)上，所述一级带轮轴(14)、二级带轮轴(15)和作业主轴(10)通过其上端的轴肩与安装在盖子(13)台阶孔中的深沟球轴承配合，所述一级带轮轴(14)、二级带轮轴(15)和作业主轴(10)通过其下端的轴肩与安装在机械臂(1)的台阶孔中的深沟球轴承配合，盖子(13)与机械臂(1)通过螺钉紧密固定连接。

2.根据权利要求1所述的平面关节型机器人手腕传动部件，其特征在于：所述第一级主动带轮(2)与第一级从动带轮(7)之间的减速比为4:1，所述第二级主动带轮(8)与第二级从动带轮(5)之间3:1，所述第三级主动带轮(4)与第三级从动带轮(12)之间的减速比为4:1。

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