CN103878786B - 一种机器人的具有三自由度的腕部 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人的具有三自由度的腕部，属于机械手技术领域。它解决了现有机器人腕部对一些其他类型的机器人不适用等技术问题。本机器人的具有三自由度的腕部，腕部包括第一传动单元，第一传动单元包括第一关节臂和设置在第一关节臂内的第一传动组件，第一关节臂具有输入端口一和输出端口一，第一传动组件穿过并定位在输出端口一处，第一传动组件的中轴线与输出端口一的中轴线共线，输入端口一的中轴线与第一传动组件的中轴线垂直。本发明具有适用于通过链条或者皮带传送动力的机器人的优点。

Description

一种机器人的具有三自由度的腕部

技术领域

本发明属于机械手技术领域，涉及一种机器人腕部，特别是一种机器人的具有三自由度的腕部。

背景技术

机器人腕部在机器人手臂和执行元件之间用于支撑和调整手爪的部件。机器人手腕主要用来确定执行元件的姿态，一般采用三自由度多关节机构组成。

为了应对不同生产需求，机器人的种类，形状结构各不相同；机器人腕部作为最终调整执行元件，因其本身只具备三自由度，所以机器人腕部与机器人手臂的布置方式直接影响了执行元件的最终姿态。

中国专利文献公开的具备三自由度的手腕部的并联机器人【CN101804631B】，该机器人的腕部具有三自由度，根据该机器人的使用环境，该腕部的输入轴部件的轴向和第四旋转轴的平行，通过输入轴部件上的齿轮和第四旋转轴的齿轮啮合传递动力，该传动方式适用于该发明的机器人，但是对一些其他类型的机器人不适用，例如CMA喷涂机器人等。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机器人的具有三自由度的腕部，本发明解决的技术问题是提供能适用于通过链条或者皮带传送动力的机器人的腕部。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种机器人的具有三自由度的腕部，所述腕部包括第一传动单元，所述第一传动单元包括第一关节臂和设置在第一关节臂内的第一传动组件，其特征在于，所述第一关节臂具有输入端口一和输出端口一，所述第一传动组件穿过并定位在输出端口一处，所述第一传动组件的中轴线与输出端口一的中轴线共线，所述输入端口一的中轴线与第一传动组件的中轴线垂直。

第一关节臂与机器人的手臂铰接，第一关节臂的输入端口一与机器人的手臂连通，由于输入端口一的中轴线与第一传动组件的中轴线垂直，因此通过链条或者皮带传送动力的方式将动力传递至第一传动组件，该结构适用于通过链条或者皮带传送动力的机器人，例如CMA喷涂机器人等。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述第一传动组件包括第一传动轴一和第一传动轴二，所述第一传动轴二穿过第一传动轴一并与第一传动轴一转动连接，所述第一传动轴二的中轴线与第一传动轴一的中轴线共线，所述第一传动轴一的一端为具有第一输入轮一的输入端，所述第一传动轴一的另一端为输出端，所述第一传动轴一的输出端位于输出端口一内，所述第一传动轴一的输出端具有定位环一，所述定位环一和输出端口一之间具有转动轴承一，所述定位环一与转动轴承一的内圈抵靠固定，所述转动轴承一的外圈与输出端口一的端口壁抵靠。第一传动轴一的输入端具有第一输入轮一，通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮一上带动第一传动轴一转动，第一传动轴一通过转动轴承一相对第一关节臂转动连接，第一传动轴二的上定位有第一输入轮二，第一传动轴二通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮二上带动其转动，第一输入轮二与第一传动轴一始终通过轴承抵靠，第一传动轴一和第一传动轴二的转动相对独立。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述输出端口一处还设有环形压块一和环形压板一，所述环形压块一与定位环一通过螺栓固定，所述第一传动轴二穿过环形压块一，所述环形压板一通过螺栓固定在第一关节臂上，所述环形压块一和定位环一上分别具有相对设置的定位凹肩一和定位凹肩二，所述转动轴承一的内圈的两端分别与定位凹肩一和定位凹肩二抵靠，所述输出端口一的端口外侧和环形压板一上分别具有相对设置的定位凹肩三和定位凹肩四，所述转动轴承一的外圈的两端分别与定位凹肩三和定位凹肩四抵靠。环形压块一能与第一传动轴一同步转动，转动轴承一的内圈定位在定位环一和环形压块一之间，因此转动轴承一和第一传动组件呈一整体，提高了第一传动组件安装的精确度，简化了安装的步骤；环形压板一将转动轴承一和第一传动组件固定在第一关节臂上。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述第一传动组件还包括第一传动轴三，所述第一传动轴三穿过第一传动轴二并与第一传动轴二转动连接，所述第一传动轴三的中轴线与第一传动轴二的中轴线共线，所述第一传动轴三具有第一输入轮三的一端为输入端，所述第一关节臂的内壁具有限位凹槽，所述限位凹槽的中轴线与第一传动轴三的中轴线共线，所述第一传动轴三的输入端穿入限位凹槽内，所述第一传动轴三的输入端转动连接有限位轴承，所述限位轴承的外圈与限位凹槽的槽壁抵靠。第一传动轴三通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮三上带动其转动，限位轴承位于限位凹槽内使得第一传动轴三转动时中轴线的指向始终保持不便，由于第一传动轴三与第一传动轴一和第一传动轴二共线，也保证了第一传动轴一和第一传动轴二在转动时的稳定，提高了第一传动组件的转动稳定性。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述腕部包括第二传动单元，所述第二传动单元包括第二关节臂和设置在第二关节臂内的第二传动组件，所述第二关节臂具有输入端口二和输出端口二，所述输入端口二和输出端口一对齐连通，所述第二关节臂位于输入端口二的一端与第一关节臂位于输出端口一的一端转动连接。第二关节臂位于输入端口二的一端与环形压块一固定，环形压块一与第一传动轴一固定，因此第二关节臂会随着第一传动轴一转动，从而带动第二传动组件绕着第一传动轴一的中轴线转动。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述第二传动组件包括第二传动轴一和第二传动轴二，所述第二传动轴二穿过第二传动轴一并与第二传动轴一转动连接，所述第二传动轴一的中轴线和第二传动轴二的中轴线共线，所述第二传动轴二穿过输出端口二，所述第二传动轴二的中轴线和输出端口二的中轴线共线，所述第二传动轴一具有第二输入齿轮一的一端为输入端，所述第二传动轴一的另一端为输出端，所述第二传动轴一的输出端位于输出端口二内，所述第二传动轴一的输出端具有定位环二，所述定位环二和输出端口二之间具有转动轴承二，所述定位环二与转动轴承二的内圈抵靠固定，所述转动轴承二的外圈与输出端口二的端口壁抵靠。第二传动轴一通过转动轴承二相对第二关节臂转动连接，第二输入齿轮一与一级输出齿轮一啮合，通过第一传动轴二的转动带动第二传动轴一同步转动；第二传动轴一和第二传动轴二之间通过轴承转动连接，第二传动轴一和第二传动轴二能相对独立转动。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述输出端口二处还设有环形压块二和环形压板二，所述环形压块二与定位环二通过螺栓固定，所述第二传动轴二穿过环形压块二，所述环形压板二通过螺栓固定在第二关节臂上，所述环形压块二与定位环二上分别具有相对设置的定位凹肩五和定位凹肩六，所述转动轴承二的内圈的两端分别与定位凹肩五和定位凹肩六抵靠，所述输出端口二的端口外侧和环形压板二上分别具有相对设置的定位凹肩七和定位凹肩八，所述转动轴承二的外圈的两端分别与定位凹肩七和定位凹肩八抵靠。环形压块二能与第二传动轴一同步转动，转动轴承二的内圈的定位在定位环二和环形压块二之间，因此转动轴承二和第二传动组件呈一整体，提高了第二传动组件安装的精确度，简化了安装的步骤；环形压板二将转动轴承二和第二传动组件固定在第二关节臂上。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述腕部包括第三传动单元，所述第三传动单元包括第三关节臂和转动连接在第三关节臂内的第三传动轴，所述第三关节臂具有输入端口三和输出端口三，所述输入端口三和输出端口二对齐连通，所述第三关节臂位于输入端口三的一端与第二关节臂位于输出端口二的一端转动连接。第三关节臂位于输入端口三的一端与环形压块二固定，第三关节臂随着环形压块二一起转动，从而带动第三传动轴绕着第二传动轴一的中轴线转动。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述第三传动轴具有第三输入齿轮的一端为输入端，所述第三传动轴的另一端为输出端，所述第三传动轴的输出端位于输出端口三内，所述第三传动轴的输出端上具有定位环三，所述定位环三和输出端口三之间具有转动轴承三，所述定位环三与转动轴承三的内圈抵靠固定，所述转动轴承三的外圈与输出端口三的端口壁抵靠。第三传动轴通过转动轴承三转动连接在第三关节臂内。第三输入齿轮与第二传动轴二的二级输出齿轮啮合，第三传动轴与第二传动轴二和第一传动轴三同步转动。

在上述的机器人的具有三自由度的腕部中，所述输出端口三处还设有执行转轴和环形压板三，所述环形压板三通过螺栓固定在第三关节臂上，所述执行转轴穿过环形压板三通过螺栓与定位环三固定，所述执行转轴和定位环三上分别具有相对设置的定位凹肩九和定位凹肩十，所述转动轴承三的内圈的两端分别与定位凹肩九和定位凹肩十抵靠，所述输出端口三的端口外侧和环形压板三上分别具有相对设置的定位凹肩十一和定位凹肩十二，所述转动轴承三的外圈的两端分别与定位凹肩十一和定位凹肩十二抵靠。执行转轴用与安装固定喷头等执行元件，执行转轴与第三传动轴固定，因此会随着第三传动轴转动，转动轴承三的内圈定位在执行转轴和定位环三之间，因此在安装前可以先将转动轴承三、执行转轴和第三传动轴装配到一起，提高了第三传动轴安装的精确度，简化了安装的步骤；环形压板三将转动轴承三和第三传动轴固定在第三关节臂上。

与现有技术相比，本机器人的具有三自由度的腕部具有适用于通过链条或者皮带传送动力的机器人；同时第一传动单元、第二传动单元和第三传动单元结构紧凑，具有装配方便，提高装配精准度的优点。

附图说明

图1是本发明的侧视结构示意图。

图2是本发明与图1相同视角的剖视结构示意图。

图3是本发明中第一传动组件的侧视结构示意图。

图4是第一传动组件沿图3中A-A的剖视结构示意图。

图5是本发明中第二传动组件的侧视结构示意图。

图6是第二传动组件沿图5中B-B的剖视结构示意图。

图7是本发明中第三传动组件的侧视结构示意图。

图8是第三传动组件沿图7中C-C的剖视结构示意图。

图中，1、第一传动单元；11、第一关节臂；12、限位凹槽；13、输入端口一；14、输出端口一；141、定位凹肩三；15、环形压块一；151、定位凹肩一；16、环形压板一；161、定位凹肩二；2、第一传动组件；21、第一传动轴一；211、定位环一；212、定位凹肩四；213、第一输入轮一；214、转动轴承一；22、第一传动轴二；221、第一输入轮二；222、一级输出齿轮一；223、弹性件一；224、调节螺母一；225、环形凹肩一；226、环形盖板一；23、第一传动轴三；231、凸环一；232、第一输入轮三；233、轴承二；234、一级输出齿轮二；235、轴承一；236、调节螺母二；237、弹性件二；238、垫片一；239、限位轴承；3、第二传动单元；31、第二关节臂；32、输入端口二；33、输出端口二；331、定位凹肩七；34、环形压块二；341、定位凹肩五；35、环形压板二；351、定位凹肩八；4、第二传动组件；41、第二传动轴一；411、环形凹肩二；412、定位环二；413、定位凹肩六；414、转动轴承二；415、第二输入齿轮一；416、调节螺母四；42、第二传动轴二；421、第二输入齿轮二；422、轴承四；423、弹性件三；424、二级输出齿轮；425、轴承三；426、调节螺母三；427、垫片二；428、环形盖板二；429、凸环二；5、第三传动单元；51、第三关节臂；511、输入端口三；512、输出端口三；513、定位凹肩十一；514、环形压板三；515、定位凹肩十二；52、第三传动轴；521、定位环三；522、定位凹肩十；523、转动轴承三；524、第三输入齿轮；6、执行转轴；61、定位凹肩九；7、密封圈。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

一种机器人的具有三自由度的腕部，如图1所示，腕部包括依次转动连接的第一传动单元1、第二传动单元3和第三传动单元5。

如图1和图2所示，第一传动单元1包括第一关节臂11和设置在第一关节臂11内的第一传动组件2，第一关节臂11与机器人的手臂铰接，第一关节臂11具有输入端口一13和输出端口一14；如图1至图4所示，第一传动组件2包括第一传动轴一21、第一传动轴二22和第一传动轴三23，第一传动轴二22穿过第一传动轴一21并与第一传动轴一21转动连接，第一传动轴三23穿过第一传动轴二22并与第一传动轴二22转动连接，第一传动轴一21的中轴线、第一传动轴二22的中轴线、第一传动轴三23的中轴线和输出端口一14的中轴线共线；输入端口一13的中轴线与第一传动轴三23的中轴线垂直。

第一传动轴一21、第一传动轴二22和第一传动轴三23的其中一端均穿过输出端口一14均为输出端；第一传动轴一21、第一传动轴二22和第一传动轴三23的另一端均位于第一关节臂11内均为输入端。

如图3和图4所示，第一传动轴二22的输出端相对第一传动轴二22周向定位有一级输出齿轮一222，第一传动轴二22的输入端固定有第一输入轮二221，第一输入轮二221与第一传动轴一21抵靠，第一传动轴二22的输入端螺纹连接有螺母，螺母将第一输入轮二221轴向定位；第一传动轴二22的输出端还螺纹连接有两个调节螺母一224，一级输出齿轮一222位于两个调节螺母一224之间，靠近第一输入轮二221的调节螺母一224与第一传动轴一21之间设有使得第一输入轮二221始终与第一传动轴一21抵靠的弹性件一223。一级输出齿轮一222定位在两个调节螺母一224之间，通过转动调节螺母一224使得调节螺母一224沿第一传动轴二22轴向移动，达到调节一级输出齿轮一222相对第一传动轴二22轴向位置的目的；弹性件一223保证在调整一级输出齿轮一222的位置后第一传动轴一21和第一传动轴二22之间装配的紧凑性。

如图3和图4所示，第一传动轴一21的输出端位于输出端口一14内，第一传动轴一21的输出端具有定位环一211，定位环一211和输出端口一14之间具有转动轴承一214，定位环一211与转动轴承一214的内圈抵靠固定，转动轴承一214的外圈与输出端口一14的端口壁抵靠。第一传动轴一21的输入端具有第一输入轮一213，通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮一213上带动第一传动轴一21转动，第一传动轴二22的输入端定位有第一输入轮二221，通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮二221上带动第一传动轴二22转动。输出端口一14处还设有环形压块一15和环形压板一16，环形压块一15与定位环一211通过螺栓固定，第一传动轴二22穿过环形压块一15，环形压板一16通过螺栓固定在第一关节臂11上，环形压块一15和定位环一211上分别具有相对设置的定位凹肩一151和定位凹肩二161，转动轴承一214的内圈的两端分别与定位凹肩一151和定位凹肩二161抵靠，输出端口一14的端口外侧和环形压板一16上分别具有相对设置的定位凹肩三141和定位凹肩四212，转动轴承一214的外圈的两端分别与定位凹肩三141和定位凹肩四212抵靠，环形压板一16将转动轴承一214和第一传动组件2固定在第一关节臂11上。

如图3和图4所示，第一传动轴三23的输出端周向定位有轴承一235，第一传动轴三23的输入端周向定位有轴承二233，第一传动轴三23通过轴承一235和轴承二233相对第一传动轴二22转动连接，第一传动轴三23的输出端固定有一级输出齿轮二234，第一传动轴三23的输出端螺纹连接有螺母，一级输出齿轮二234位于轴承一235和螺母之间，一级输出齿轮二234与第一传动轴三23轴向定位；轴承一235相对第一传动轴三23轴向固定，轴承一235与一级输出齿轮二234抵靠，第一传动轴二22和轴承一235之间设有弹性件二237，第一传动轴三23的输入端相对第一传动轴三23周向定位有第一输入轮三232，第一传动轴三23的输入端的端部螺纹连接有调节螺母二236，第一输入轮三232位于轴承二233和调节螺母二236之间，轴承二233相对第一传动轴二22轴向固定，轴承二233和第一传动轴三23之间设有垫片一238。第一输入轮三232始终与第一转动轴二抵靠，通过转动调节螺母二236改变调节第一输入轮三232位于第一传动轴三23的轴向位置，使得第一传动轴三23相对第一输入轮三232沿其轴向移动，从而达到调节一级输出齿轮二234相对第一关节臂11的位置，在调节时通过更换不同厚度的垫片一238来保证轴承二233装配的紧凑性。

如图3和图4所示，位于第一传动轴三23的输出端和输入端均具有凸环一231，第一传动轴二22的内周面位于第一传动轴二22的输出端和输入端均具有环形凹肩一225，第一传动轴二22的输入端固定有环形盖板一226，轴承二233定位在环形盖板一226和位于第一传动轴二22的输入端的环形凹肩一225之间，垫片一238套在第一传动轴三23上，垫片一238的一侧与轴承二233的内圈抵靠，垫片一238的另一侧与位于第一传动轴三23的输入端的凸环一231抵靠。轴承一235的一端与一级输出齿轮二234抵靠，另一端与位于第一传动轴三23的输出端的凸环一231抵靠，弹性件二237套在位于第一传动轴三23的输出端的凸环一231上，弹性件二237的一端与轴承一235的外圈抵靠，另一端与位于第一传动轴二22的输出端的环形凹肩一225抵靠。

如图2所示，第一关节臂11的内壁具有限位凹槽12，限位凹槽12的中轴线与第一传动轴三23的中轴线共线，第一传动轴三23的输入端穿入限位凹槽12内，第一传动轴三23的输入端转动连接有限位轴承239，限位轴承239的外圈与限位凹槽12的槽壁抵靠。通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮三232上带动第一传动轴三23转动，限位轴承239位于限位凹槽12内使得第一传动轴三23转动时中轴线的指向始终保持不便。

如图2、图5和图6所示，第二传动单元3包括第二关节臂31和设置在第二关节臂31内的第二传动组件4，第二关节臂31具有输入端口二32和输出端口二33，输入端口二32和输出端口一14对齐连通，第二关节臂31位于输入端口二32的一端与环形压块一15固定，环形压块一15与第一传动轴一21固定，因此第二关节臂31会随着第一传动轴一21转动，从而带动第二传动组件4绕着第一传动轴一21的中轴线转动。

如图2、图5和图6所示，第二传动组件4包括第二传动轴一41和第二传动轴二42，第二传动轴二42穿过第二传动轴一41，第二传动轴一41的中轴线、第二传动轴二42的中轴线和输出端口二33的中轴线共线，第二传动轴一41和第二传动轴二42穿过输出端口二33的一端为输出端，第二传动轴一41和第二传动轴二42位于第二关节臂31内的一端为输入端。

如图5和图6所示，第二传动轴二42的输出端周向定位有轴承三425，轴承三425相对第二传动轴二42轴向定位，第二传动轴二42的输入端周向定位有轴承四422，第二传动轴二42通过轴承三425和轴承四422相对第二传动轴一41转动连接，第二传动轴二42的输入端固定有第二输入齿轮二421，第二输入齿轮二421能与一级输出齿轮二234啮合，轴承四422与第二输入齿轮二421抵靠，轴承四422与第二传动轴二42轴向定位，第二传动轴一41和轴承四422之间设有弹性件三423，第二传动轴二42的输出端相对第二传动轴二42轴向定位有二级输出齿轮424，第二传动轴二42的输出端螺纹连接有两个调节螺母三426，二级输出齿轮424位于两个调节螺母三426之间，轴承三425相对第二传动轴一41轴向固定，轴承三425和第二传动轴二42之间设有垫片二427。二级输出齿轮424通过两个调节螺母三426轴向定位在第二传动轴二42上，通过转动调节螺母三426使得调节螺母三426沿第二传动轴二42轴向移动，达到调节二级输出齿轮424相对第二传动轴二42轴向位置的目的；第二传动轴二42的输入端螺纹连接有螺母，第二输入齿轮二421位于螺母与轴承四422之间；通过更换厚度不同的垫片二427来调节第二传动轴二42沿其轴向相对第二关节臂31的位置，从而达到调节第二输入齿轮二421相对一级输出齿轮二234的啮合位置的目的。

如图5和图6所示，第二传动轴一41的输入端周向定位有第二输入齿轮一415，第二输入齿轮一415能与一级输出齿轮一222啮合，第二传动轴一41的输入端螺纹连接有两个调节螺母四416，第二输入齿轮一415位于两个调节螺母四416之间，第二传动轴一41的内周面位于第二传动轴一41的输入端具有环形凹肩二411，第二输入齿轮一415通过两个调节螺母四416轴向定位在第二传动轴一41上，通过转动调节螺母四416使得调节螺母四416沿第二传动轴一41轴向移动，达到调节第二输入齿轮一415相对一级输出齿轮一222的啮合位置的目的。

如图5和图6所示，第二传动轴二42的输入端和输出端均具有凸环二429，第二传动轴二42的输出端固定有环形盖板二428，轴承三425定位在环形盖板二428和位于第二传动轴一41的输出端的环形凹肩二411之间，垫片二427套在第二传动轴二42上，垫片二427的一侧与轴承三425的内圈抵靠，另一侧与位于第二传动轴二42的输出端的凸环二429抵靠，轴承三425通过环形盖板二428和位于第二传动轴一41的输出端的环形凹肩二411相对第二传动轴一41轴向定位。轴承四422一端与第二输入齿轮二421抵靠，另一端与位于第二传动轴二42的输入端的凸环二429抵靠，弹性件三423套在位于第二传动轴二42的输入端的凸环二429上，弹性件三423的一端与轴承四422的外圈抵靠，另一端与位于第二传动轴一41的输入端的环形凹肩二411抵靠，轴承四422相对第二传动轴二42的轴向位置通过螺母和位于第二传动轴二42的输入端的凸环二429限定。

如图5和图6所示，第二传动轴一41的输出端位于输出端口二33内，第二传动轴一41的输出端具有定位环二412，定位环二412和输出端口二33之间具有转动轴承二414，定位环二412与转动轴承二414的内圈抵靠固定，转动轴承二414的外圈与输出端口二33的端口壁抵靠。第二传动轴一41通过转动轴承二414相对第二关节臂31转动连接，第二传动轴一41的输出端固定有第二输入齿轮一415，第二输入齿轮一415与一级输出齿轮一222啮合，通过第一传动轴二22的转动带动第二传动轴一41同步转动；输出端口二33处还设有环形压块二34和环形压板二35，环形压块二34与定位环二412通过螺栓固定，第二传动轴二42穿过环形压块二34，环形压块二34的端口出具有与环形凹肩二411，环形压块二34上的环形凹肩二411与第二传动轴位于输出端的凸环二429相对应，环形压板二35通过螺栓固定在第二关节臂31上，环形压块二34与定位环二412上分别具有相对设置的定位凹肩五341和定位凹肩六413，转动轴承二414的内圈的两端分别与定位凹肩五341和定位凹肩六413抵靠，输出端口二33的端口外侧和环形压板二35上分别具有相对设置的定位凹肩七331和定位凹肩八351，转动轴承二414的外圈的两端分别与定位凹肩七331和定位凹肩八351抵靠，环形压板二35将转动轴承二414和第二传动组件4固定在第二关节臂31上。

如图2、图7和图8所示，腕部包括第三传动单元5，第三传动单元5包括第三关节臂51和转动连接在第三关节臂51内的第三传动轴52，第三关节臂51具有输入端口三511和输出端口三512，输入端口三511和输出端口二33对齐连通，第三关节臂51位于输入端口三511的一端与环形压块二34固定。第三关节臂51随着环形压块二34一起转动，从而带动第三传动轴52绕着第二传动轴一41的中轴线转动。

如图2、图7和图8所示，第三传动轴52的中轴线与输出端口三512的中轴线共线，第三传动轴52的一端位于输出端口三512内为输出端，第三传动轴52的另一端为输入端，第三传动轴52的输入端固定有第三输入齿轮524，第三传动轴52的输出端上具有定位环三521，定位环三521和输出端口三512之间具有转动轴承三523，定位环三521与转动轴承三523的内圈抵靠固定，转动轴承三523的外圈与输出端口三512的端口壁抵靠。第三传动轴52通过转动轴承三523转动连接在第三关节臂51内；第三输入齿轮524与第二传动轴二42的二级输出齿轮424啮合，第三传动轴52与第二传动轴二42和第一传动轴三23同步转动。输出端口三512处还设有执行转轴6和环形压板三514，环形压板三514通过螺栓固定在第三关节臂51上，执行转轴6穿过环形压板三514通过螺栓与定位环三521固定，执行转轴6和定位环三521上分别具有相对设置的定位凹肩九61和定位凹肩十522，转动轴承三523的内圈的两端分别与定位凹肩九61和定位凹肩十522抵靠，输出端口三512的端口外侧和环形压板三514上分别具有相对设置的定位凹肩十一513和定位凹肩十二515，转动轴承三523的外圈的两端分别与定位凹肩十一513和定位凹肩十二515抵靠，环形压板三514将转动轴承三523和第三传动轴52固定在第三关节臂51上。

本实施例中弹性件一223、弹性件二237和弹性件三423均可以为蝶形弹簧，也可以为片弹簧；本实施例中一级输出齿轮一222、一级输出齿轮二234、第一输入轮一213、第一输入轮二221、第一输入轮三232、第二输入齿轮一415、第二输入齿轮二421、二级输出齿轮424和第三输入齿轮524均通过平键或者花键的方式周向定位在相应的传动轴上。

如图4、图6和图8所示，环形压块一15和环形压板一16之间、环形压块二34和环形压板二35之间以及环形压板三514和执行转轴6之间均固定有密封圈7，密封圈7能防止灰尘进入腕部内。

在调节腕部齿轮位置中需要使用专用的固定夹具上，该固定夹具能按上述传动轴在腕部中的位置关系将传动轴固定，为现有技术，具体操作如下：先将第三传动轴52固定到专用的固定夹具上，再将装配在一起的第二传动轴一41和第二传动轴二42固定到夹具的相应位置，以第三传动轴52的第三输入齿轮524为基准，调节第二传动轴二42相对第二传动轴一41的位置，以使得第三输入齿轮524和二级输出齿轮424达到最适啮合位置，再将装配在一起的第一传动轴一21、第一传动轴二22和第一传动轴三23固定到夹具的相应位置，先以第二传动轴一41上第二输入齿轮一415为基准，调节一级输出齿轮一222相对第一传动轴二22的位置，以使得一级输出齿轮一222和第二输入齿轮一415达到最适啮合位置，再以第二传动轴二42上的第二输入齿轮为基准，调节第一传动轴三23相对第一传动轴二22的相对位置，以使得一级输出齿轮二234和第二输入齿轮二421达到最适啮合位置。由于第一传动轴二22和第一传动轴一21相对固定，调节一级输出齿轮一222是相对第一传动轴二22调节的，一级输出齿轮二234是一调节第一传动轴二22和第一传动轴三23相对位置实现的，因此调节一级输出齿轮一222和一级输出齿轮二234是相互不影响的，保证了在调节完成后位置不便，在完成安装后腕部的齿轮啮合均为最适位置，达到精确控制腕部的目的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种机器人的具有三自由度的腕部，所述腕部包括第一传动单元(1)，所述第一传动单元(1)包括第一关节臂(11)和设置在第一关节臂(11)内的第一传动组件(2)，其特征在于，所述第一关节臂(11)具有输入端口一(13)和输出端口一(14)，所述第一传动组件(2)穿过并定位在输出端口一(14)处，所述第一传动组件(2)的中轴线与输出端口一(14)的中轴线共线，所述输入端口一(13)的中轴线与第一传动组件(2)的中轴线垂直；所述第一传动组件(2)包括第一传动轴一(21)和第一传动轴二(22)，所述第一传动轴二(22)穿过第一传动轴一(21)并与第一传动轴一(21)转动连接，所述第一传动轴二(22)的中轴线与第一传动轴一(21)的中轴线共线，所述第一传动轴一(21)的一端为具有第一输入轮一(213)的输入端，所述第一传动轴一(21)的另一端为输出端，所述第一传动轴一(21)的输出端位于输出端口一(14)内，所述第一传动轴一(21)的输出端具有定位环一(211)，所述定位环一(211)和输出端口一(14)之间具有转动轴承一(214)，所述定位环一(211)与转动轴承一(214)的内圈抵靠固定，所述转动轴承一(214)的外圈与输出端口一(14)的端口壁抵靠；所述输出端口一(14)处还设有环形压块一(15)和环形压板一(16)，所述环形压块一(15)与定位环一(211)通过螺栓固定，所述第一传动轴二(22)穿过环形压块一(15)，所述环形压板一(16)通过螺栓固定在第一关节臂(11)上，所述环形压块一(15)和定位环一(211)上分别具有相对设置的定位凹肩一(151)和定位凹肩二(161)，所述转动轴承一(214)的内圈的两端分别与定位凹肩一(151)和定位凹肩二(161)抵靠，所述输出端口一(14)的端口外侧和环形压板一(16)上分别具有相对设置的定位凹肩三(141)和定位凹肩四(212)，所述转动轴承一(214)的外圈的两端分别与定位凹肩三(141)和定位凹肩四(212)抵靠。

2.根据权利要求1所述的机器人的具有三自由度的腕部，其特征在于，所述第一传动组件(2)还包括第一传动轴三(23)，所述第一传动轴三(23)穿过第一传动轴二(22)并与第一传动轴二(22)转动连接，所述第一传动轴三(23)的中轴线与第一传动轴二(22)的中轴线共线，所述第一传动轴三(23)具有第一输入轮三(232)的一端为输入端，所述第一关节臂(11)的内壁具有限位凹槽(12)，所述限位凹槽(12)的中轴线与第一传动轴三(23)的中轴线共线，所述第一传动轴三(23)的输入端穿入限位凹槽(12)内，所述第一传动轴三(23)的输入端转动连接有限位轴承(239)，所述限位轴承(239)的外圈与限位凹槽(12)的槽壁抵靠。

3.根据权利要求1所述的机器人的具有三自由度的腕部，其特征在于，所述腕部包括第二传动单元(3)，所述第二传动单元(3)包括第二关节臂(31)和设置在第二关节臂(31)内的第二传动组件(4)，所述第二关节臂(31)具有输入端口二(32)和输出端口二(33)，所述输入端口二(32)和输出端口一(14)对齐连通，所述第二关节臂(31)位于输入端口二(32)的一端与第一关节臂(11)位于输出端口一(14)的一端转动连接。

4.根据权利要求3所述的机器人的具有三自由度的腕部，其特征在于，所述第二传动组件(4)包括第二传动轴一(41)和第二传动轴二(42)，所述第二传动轴二(42)穿过第二传动轴一(41)并与第二传动轴一(41)转动连接，所述第二传动轴一(41)的中轴线和第二传动轴二(42)的中轴线共线，所述第二传动轴二(42)穿过输出端口二(33)，所述第二传动轴二(42)的中轴线和输出端口二(33)的中轴线共线，所述第二传动轴一(41)具有第二输入齿轮一(415)的一端为输入端，所述第二传动轴一(41)的另一端为输出端，所述第二传动轴一(41)的输出端位于输出端口二(33)内，所述第二传动轴一(41)的输出端具有定位环二(412)，所述定位环二(412)和输出端口二(33)之间具有转动轴承二(414)，所述定位环二(412)与转动轴承二(414)的内圈抵靠固定，所述转动轴承二(414)的外圈与输出端口二(33)的端口壁抵靠。

5.根据权利要求4所述的机器人的具有三自由度的腕部，其特征在于，所述输出端口二(33)处还设有环形压块二(34)和环形压板二(35)，所述环形压块二(34)与定位环二(412)通过螺栓固定，所述第二传动轴二(42)穿过环形压块二(34)，所述环形压板二(35)通过螺栓固定在第二关节臂(31)上，所述环形压块二(34)与定位环二(412)上分别具有相对设置的定位凹肩五(341)和定位凹肩六(413)，所述转动轴承二(414)的内圈的两端分别与定位凹肩五(341)和定位凹肩六(413)抵靠，所述输出端口二(33)的端口外侧和环形压板二(35)上分别具有相对设置的定位凹肩七(331)和定位凹肩八(351)，所述转动轴承二(414)的外圈的两端分别与定位凹肩七(331)和定位凹肩八(351)抵靠。

6.根据权利要求3所述的机器人的具有三自由度的腕部，其特征在于，所述腕部包括第三传动单元(5)，所述第三传动单元(5)包括第三关节臂(51)和转动连接在第三关节臂(51)内的第三传动轴(52)，所述第三关节臂(51)具有输入端口三(511)和输出端口三(512)，所述输入端口三(511)和输出端口二(33)对齐连通，所述第三关节臂(51)位于输入端口三(511)的一端与第二关节臂(31)位于输出端口二(33)的一端转动连接。

7.根据权利要求6所述的机器人的具有三自由度的腕部，其特征在于，所述第三传动轴(52)具有第三输入齿轮(524)的一端为输入端，所述第三传动轴(52)的另一端为输出端，所述第三传动轴(52)的输出端位于输出端口三(512)内，所述第三传动轴(52)的输出端上具有定位环三(521)，所述定位环三(521)和输出端口三(512)之间具有转动轴承三(523)，所述定位环三(521)与转动轴承三(523)的内圈抵靠固定，所述转动轴承三(523)的外圈与输出端口三(512)的端口壁抵靠。

8.根据权利要求7所述的机器人的具有三自由度的腕部，其特征在于，所述输出端口三(512)处还设有执行转轴(6)和环形压板三(514)，所述环形压板三(514)通过螺栓固定在第三关节臂(51)上，所述执行转轴(6)穿过环形压板三(514)通过螺栓与定位环三(521)固定，所述执行转轴(6)和定位环三(521)上分别具有相对设置的定位凹肩九(61)和定位凹肩十(522)，所述转动轴承三(523)的内圈的两端分别与定位凹肩九(61)和定位凹肩十(522)抵靠，所述输出端口三(512)的端口外侧和环形压板三(514)上分别具有相对设置的定位凹肩十一(513)和定位凹肩十二(515)，所述转动轴承三(523)的外圈的两端分别与定位凹肩十一(513)和定位凹肩十二(515)抵靠。