CN108453709B - 一种机器人机械手腕 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人机械手腕，本发明的机器人机械手腕转动灵活，通过设置专门的拉紧组件，可以提高该手腕的安全性和稳定性，同时，设置了专门的铰接腕组件，并设置了导向组件和齿轮传动与驱动组件，转动灵活准确，本发明的机械手腕不仅可以在水平面内360°转动，也可以在竖直面内摆动，并且，两端的摆动为两个垂直的竖直面内摆动，提高了手腕的空间灵活性。

Description

一种机器人机械手腕

技术领域

本发明涉及一种机器人机械手腕，属于机器人辅助部件技术领域。

背景技术

目前，随着工业技术的不断发展，在各种加工、组装等生产线，机器人的作用越来越重要。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成，而对于机器人的执行机构来说，机械手腕的灵活性以及准确度对于机器人的抓取作用至关重要。

目前的机器人的手腕一般采用球铰以及连杆来完成，这种方式的机械手腕转动一般准确度较低，转动的角度也受到空间限制，因此，如何设计一种转动更灵活、准确度更高的机器人，对于机器人的推广与应用具有极其重要的作用。

本发明针对以上问题，提供一种机器人机械手腕，提高机器人机械手腕的灵活性和准确度。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人机械手腕，其包括拉紧连接组件和设置在所述拉紧连接组件两端部的铰接腕组件；其特征在于，

两端的铰接腕组件均在竖直平面内可摆动的设置，且两个铰接腕组件的摆动平面互相垂直设置；

所述拉紧连接组件的中部固定设置有双头微型电机，所述双头微型电机的输出轴连接至所述铰接腕组件；

所述双头微型电机驱动所述铰接腕组件在水平面内可360°的转动。

进一步，作为优选，所述拉紧连接组件包括连接座板一、连接法兰、连接座板二、连接拉筋和顶座，其中，所述连接座板一和连接座板二分别采用连接螺柱连接卡合在所述连接法兰的两端面，所述接座板一、连接法兰、连接座板二均为圆柱形结构，所述连接座板一和连接座板二的远离所述连接法兰的一侧的端面上阵列设置有多个连接拉筋，各个连接拉筋均为弧形结构，且各个连接拉筋构设为球形结构，连接拉筋的端部连接设置在顶座上，所述铰接腕组件设置在所述顶座上。

进一步，作为优选，所述连接法兰的中心通孔内过盈配合设置有电机座，所述电机座内设置所述双头微型电机，所述连接座板一和连接座板二的中心通孔内均过盈配合设置有轴承座，所述轴承座内采用轴承与旋转轴连接，所述旋转轴的一端连接至所述双头微型电机输出轴，所述旋转轴的另一端连接至所述铰接腕组件上，所述顶座的中心通孔内固定设置有旋转轴承，铰接腕组件设置在所述旋转轴承的内圈内，以便使得所述铰接腕组件由所述旋转轴驱动在水平面内可转动设置。

进一步，作为优选，所述双头微型电机的外圆周与所述电机座的内壁之间设置有减震层，所述双头微型电机的上端面与连接座板一的下端面之间、所述双头微型电机的下端面与连接座板二的上端面之间均设置有容纳防噪塞的槽腔。

进一步，作为优选，所述铰接腕组件包括外导向组件、内导向组件、齿轮传动组件、锁止组件和步进驱动电机，所述外导向组件设置在所述旋转轴承内圈内，所述外导向组件内设置有内导向组件，所述内导向组件上导向滑动设置有内导向滑座，所述内导向滑座上固定设置有向外伸出的手腕连接轴，所述手腕连接轴的摆动由所述步进驱动电机和齿轮传动组件进行驱动传动，所述锁止组件对所述内导向滑座进行锁止固定。

进一步，作为优选，所述外导向组件包括圆柱形结构的外导向柱套和外导向块，所述外导向柱套的中部在其圆周方向上设置有与之同轴的外导向槽，所述外导向块在所述外导向槽内滑动导向，所述外导向块固定在所述手腕连接轴上，所述内导向组件包括内导向柱套、内导向槽和内导向柱，所述内导向柱套同轴设置在所述外导向组件内，所述内导向柱套内的圆周方向上设置有内导向槽，所述内导向滑座在所述内导向柱套上滑动，且所述内导向滑座上设置有多个内导向柱，所述内导向柱沿着所述内导向槽滑动配合。

进一步，作为优选，所述齿轮传动组件包括辅助齿轮一、驱动齿轮和辅助齿轮二，所述内导向滑座为环形结构，且内圈上设置有内齿，所述辅助齿轮一、驱动齿轮和辅助齿轮二均与所述内齿啮合传动，所述驱动齿轮设置在所述辅助齿轮一与辅助齿轮二之间，所述驱动齿轮由步进电机驱动。

进一步，作为优选，所述锁止组件包括锁紧气缸和锁紧爪，所述锁紧爪的爪端与所述内齿可锁止设置，所述锁紧爪由所述锁紧气缸驱动锁紧。

进一步，作为优选，所述外导向柱套的两端设置有端盖，所述内导向柱套、辅助齿轮一、驱动齿轮、辅助齿轮二、锁止组件均设置在所述端盖上。

进一步，作为优选，还包括控制器，所述机械手腕的各个驱动件均由所述控制器集中控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的机器人机械手腕转动灵活，通过设置专门的拉紧组件，可以提高该手腕的安全性和稳定性，同时，设置了专门的铰接腕组件，并设置了导向组件和齿轮传动与驱动组件，转动灵活准确，本发明的机械手腕不仅可以在水平面内360°转动，也可以在竖直面内摆动，并且，两端的摆动为两个垂直的竖直面内摆动，提高了手腕的空间灵活性。

附图说明

图1是本发明一种机器人机械手腕的结构示意图；

图2是本发明一种机器人机械手腕的局部放大结构示意图；

图3是本发明一种机器人机械手腕的铰接腕组件结构示意图；

图4是本发明一种机器人机械手腕的拉紧连接组件结构示意图；

其中，1、连接座板一，2、连接法兰，3、连接座板二，4、电机座，5、减震层，6、双头微型电机，7、旋转轴，8、轴承座，9、防噪塞，10、铰接腕组件，11、连接轴，12、顶座，13、连接拉筋，14、连接螺柱，15、外导向柱套，16、外导向槽，17、外导向块，18、内导向柱套，19、内导向槽，20、内导向柱，21、内导向滑座，22、辅助齿轮一，23、驱动齿轮，24、辅助齿轮二，25、锁紧气缸，26、锁紧爪，27、旋转轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种机器人机械手腕，其包括拉紧连接组件和设置在所述拉紧连接组件两端部的铰接腕组件；其特征在于，

两端的铰接腕组件均在竖直平面内可摆动的设置，且两个铰接腕组件的摆动平面互相垂直设置；

所述拉紧连接组件的中部固定设置有双头微型电机6，所述双头微型电机6的输出轴连接至所述铰接腕组件；

所述双头微型电机6驱动所述铰接腕组件在水平面内可360°的转动。

在本实施例中，所述拉紧连接组件包括连接座板一1、连接法兰2、连接座板二3、连接拉筋13和顶座12，其中，所述连接座板一1和连接座板二2分别采用连接螺柱14连接卡合在所述连接法兰2的两端面，所述接座板一1、连接法兰2、连接座板二3均为圆柱形结构，所述连接座板一1和连接座板二3的远离所述连接法兰的一侧的端面上阵列设置有多个连接拉筋13，各个连接拉筋13均为弧形结构，且各个连接拉筋13构设为球形结构，连接拉筋13的端部连接设置在顶座12上，所述铰接腕组件设置在所述顶座12上。

其中，所述连接法兰的中心通孔内过盈配合设置有电机座4，所述电机座4内设置所述双头微型电机6，所述连接座板一1和连接座板二3的中心通孔内均过盈配合设置有轴承座8，所述轴承座内采用轴承与旋转轴7连接，所述旋转轴7的一端连接至所述双头微型电机6输出轴，所述旋转轴的另一端连接至所述铰接腕组件上，所述顶座12的中心通孔内固定设置有旋转轴承27，铰接腕组件设置在所述旋转轴承27的内圈内，以便使得所述铰接腕组件由所述旋转轴驱动在水平面内可转动设置。

作为更佳实施例，所述双头微型电机的外圆周与所述电机座的内壁之间设置有减震层5，所述双头微型电机的上端面与连接座板一的下端面之间、所述双头微型电机的下端面与连接座板二的上端面之间均设置有容纳防噪塞9的槽腔。

作为更佳的实施例，所述铰接腕组件包括外导向组件、内导向组件、齿轮传动组件、锁止组件和步进驱动电机，所述外导向组件设置在所述旋转轴承内圈内，所述外导向组件内设置有内导向组件，所述内导向组件上导向滑动设置有内导向滑座21，所述内导向滑座21上固定设置有向外伸出的手腕连接轴11，所述手腕连接轴11的摆动由所述步进驱动电机和齿轮传动组件进行驱动传动，所述锁止组件对所述内导向滑座进行锁止固定。

作为更佳实施例，所述外导向组件包括圆柱形结构的外导向柱套15和外导向块17，所述外导向柱套15的中部在其圆周方向上设置有与之同轴的外导向槽16，所述外导向块17在所述外导向槽16内滑动导向，所述外导向块固定在所述手腕连接轴11上，所述内导向组件包括内导向柱套18、内导向槽19和内导向柱20，所述内导向柱套18同轴设置在所述外导向组件内，所述内导向柱套18内的圆周方向上设置有内导向槽19，所述内导向滑座在所述内导向柱20套上滑动，且所述内导向滑座上设置有多个内导向柱20，所述内导向柱沿着所述内导向槽滑动配合。

所述齿轮传动组件包括辅助齿轮一22、驱动齿轮23和辅助齿轮二24，所述内导向滑座为环形结构，且内圈上设置有内齿，所述辅助齿轮一22、驱动齿轮23和辅助齿轮二24均与所述内齿啮合传动，所述驱动齿轮设置在所述辅助齿轮一与辅助齿轮二之间，所述驱动齿轮由步进电机驱动。

所述锁止组件包括锁紧气缸25和锁紧爪26，所述锁紧爪26的爪端与所述内齿可锁止设置，所述锁紧爪26由所述锁紧气缸25驱动锁紧。所述外导向柱套的两端设置有端盖，所述内导向柱套、辅助齿轮一、驱动齿轮、辅助齿轮二、锁止组件均设置在所述端盖上。

此外，本发明还包括控制器，所述机械手腕的各个驱动件均由所述控制器集中控制。

本发明的机器人机械手腕转动灵活，通过设置专门的拉紧组件，可以提高该手腕的安全性和稳定性，同时，设置了专门的铰接腕组件，并设置了导向组件和齿轮传动与驱动组件，转动灵活准确，本发明的机械手腕不仅可以在水平面内360°转动，也可以在竖直面内摆动，并且，两端的摆动为两个垂直的竖直面内摆动，提高了手腕的空间灵活性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种机器人机械手腕，其包括拉紧连接组件和设置在所述拉紧连接组件两端部的铰接腕组件；其特征在于，

两端的铰接腕组件均在竖直平面内可摆动的设置，且两个铰接腕组件的摆动平面互相垂直设置；

所述拉紧连接组件的中部固定设置有双头微型电机，所述双头微型电机的输出轴连接至所述铰接腕组件；

所述双头微型电机驱动所述铰接腕组件在水平面内可360°的转动；

所述拉紧连接组件包括连接座板一、连接法兰、连接座板二、连接拉筋和顶座，其中，所述连接座板一和连接座板二分别采用连接螺柱连接卡合在所述连接法兰的两端面，所述接座板一、连接法兰、连接座板二均为圆柱形结构，所述连接座板一和连接座板二的远离所述连接法兰的一侧的端面上阵列设置有多个连接拉筋，各个连接拉筋均为弧形结构，且各个连接拉筋构设为球形结构，连接拉筋的端部连接设置在顶座上，所述铰接腕组件设置在所述顶座上。

2.根据权利要求1所述的一种机器人机械手腕，其特征在于：所述连接法兰的中心通孔内过盈配合设置有电机座，所述电机座内设置所述双头微型电机，所述连接座板一和连接座板二的中心通孔内均过盈配合设置有轴承座，所述轴承座内采用轴承与旋转轴连接，所述旋转轴的一端连接至所述双头微型电机输出轴，所述旋转轴的另一端连接至所述铰接腕组件上，所述顶座的中心通孔内固定设置有旋转轴承，铰接腕组件设置在所述旋转轴承的内圈内，以便使得所述铰接腕组件由所述旋转轴驱动在水平面内可转动设置。

3.根据权利要求2所述的一种机器人机械手腕，其特征在于：所述双头微型电机的外圆周与所述电机座的内壁之间设置有减震层，所述双头微型电机的上端面与连接座板一的下端面之间、所述双头微型电机的下端面与连接座板二的上端面之间均设置有容纳防噪塞的槽腔。

4.根据权利要求2所述的一种机器人机械手腕，其特征在于：所述铰接腕组件包括外导向组件、内导向组件、齿轮传动组件、锁止组件和步进驱动电机，所述外导向组件设置在所述旋转轴承内圈内，所述外导向组件内设置有内导向组件，所述内导向组件上导向滑动设置有内导向滑座，所述内导向滑座上固定设置有向外伸出的手腕连接轴，所述手腕连接轴的摆动由所述步进驱动电机和齿轮传动组件进行驱动传动，所述锁止组件对所述内导向滑座进行锁止固定。

5.根据权利要求4所述的一种机器人机械手腕，其特征在于：所述外导向组件包括圆柱形结构的外导向柱套和外导向块，所述外导向柱套的中部在其圆周方向上设置有与之同轴的外导向槽，所述外导向块在所述外导向槽内滑动导向，所述外导向块固定在所述手腕连接轴上，所述内导向组件包括内导向柱套、内导向槽和内导向柱，所述内导向柱套同轴设置在所述外导向组件内，所述内导向柱套内的圆周方向上设置有内导向槽，所述内导向滑座在所述内导向柱套上滑动，且所述内导向滑座上设置有多个内导向柱，所述内导向柱沿着所述内导向槽滑动配合。

6.根据权利要求5所述的一种机器人机械手腕，其特征在于：所述齿轮传动组件包括辅助齿轮一、驱动齿轮和辅助齿轮二，所述内导向滑座为环形结构，且内圈上设置有内齿，所述辅助齿轮一、驱动齿轮和辅助齿轮二均与所述内齿啮合传动，所述驱动齿轮设置在所述辅助齿轮一与辅助齿轮二之间，所述驱动齿轮由步进电机驱动。

7.根据权利要求6所述的一种机器人机械手腕，其特征在于：所述锁止组件包括锁紧气缸和锁紧爪，所述锁紧爪的爪端与所述内齿可锁止设置，所述锁紧爪由所述锁紧气缸驱动锁紧。

8.根据权利要求7所述的一种机器人机械手腕，其特征在于：所述外导向柱套的两端设置有端盖，所述内导向柱套、辅助齿轮一、驱动齿轮、辅助齿轮二、锁止组件均设置在所述端盖上。

9.根据权利要求4-8任意一项所述的一种机器人机械手腕，其特征在于：还包括控制器，所述机械手腕的各个驱动件均由所述控制器集中控制。

Images