CN108527437A - 一种六轴机器人第四轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六轴机器人第四轴结构，其包括第四轴主体、均设于第四轴主体内部的动力传动装置、由动力传动装置带动运行的中空传动轴和与中空传动轴相连的小臂；动力传动装置设于中空传动轴的一端，动力传动装置包括依次连接的第四轴伺服电机、带传动装置和中空谐波减速机，第四轴伺服电机设于中空传动轴的下部，中空谐波减速机位于中空传动轴的端部；中空传动轴的中心设有穿线孔，穿线孔与所述第四轴主体和小臂内部的空间均连通设置；中空传动轴与第四轴主体之间设有滚子轴承。本发明所有部件均设于第四轴主体的内部，且中空传动轴的中心设有穿线孔，穿线方便、不易损坏电缆，且其结构紧凑，安装、拆卸方便，精度和可靠性高。

Description

一种六轴机器人第四轴结构

技术领域

本发明涉及现代工业制造自动化技术领域，尤其涉及一种结构紧凑、内部穿线方便、精度高、安装拆卸方便的六轴机器人第四轴结构。

背景技术

在传统的工厂里面，搬运、焊接等工作基本上都是由人工来完成的，人工操作具有劳动强度大、耗时较多、枯燥无味、工作环境恶劣、易造成污染等问题；其次，人工操作的工艺一致性较难达到，质量控制不容易，从而会增加企业的成本；另外，现在劳动力紧缺，大量的工厂招不到相应的工作人员来完成工作。

因此，在现代制造领域中，是急需要机器人准确、快速地对物料进行搬运、安装、焊接、喷涂等工作的。

机器人的出现，为企业节省了大量的人力，保证了产品质量的一致性，且大大节约了成本。六轴机器人是一种具有六个旋转轴的关节机器人，灵活度高，六轴机器人能够自由地在三维空间内进行活动，能够准确快速地进行搬运、焊接、喷涂等大量重复性工作。

目前，小型六轴机器人由于小巧灵活，因此运用较为广泛，但是现有的六轴机器人还存在以下缺点：

1、由于结构复杂，导致其外观庞大，不紧凑，很多场合无法使用；

2、电机以及外部设备完全外部走线，线缆裸露在机器人本体外面，冗余杂乱，使部分关节动作范围受限，不能很好地保护电缆；或者采用内部走线，但由于内部各部件结构设置不合理，导致穿线不方便，从而损坏电缆；

3、结构设计不合理，导致部件安装、拆卸不便；

4、精度不够高，可靠性不足。

综上可见，目前需要一种新型的六轴机器人，以解决上述缺点。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种六轴机器人第四轴结构，其采用内部穿线的方式，所有部件均设于第四轴主体的内部，且中空传动轴的中心设有穿线孔，穿线方便、不易损坏电缆，且其结构紧凑，安装、拆卸方便，精度和可靠性高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种六轴机器人第四轴结构，其包括第四轴主体、均设于第四轴主体内部的动力传动装置、由所述动力传动装置带动运行的中空传动轴和与中空传动轴相连的小臂；所述动力传动装置设于中空传动轴的一端，所述动力传动装置包括依次连接的第四轴伺服电机、带传动装置和中空谐波减速机，所述第四轴伺服电机并列设于中空传动轴的下部，所述中空谐波减速机固定于第四轴主体上且位于所述中空传动轴的端部；所述中空传动轴的中心设有穿线孔，所述穿线孔与所述第四轴主体和小臂内部的空间均连通设置；所述中空传动轴与第四轴主体之间设有滚子轴承。

优选的方案，所述带传动装置包括设于第四轴伺服电机输出轴端的电机同步带轮、设于所述中空谐波减速机端部的谐波同步带轮和连接于电机同步带轮与谐波同步带轮之间的同步带。

进一步优选的方案，所述带传动装置的外部设有覆盖于其外部的第四轴后盖。

更进一步优选的方案，所述中空传动轴与中空谐波减速机之间为可拆卸连接，可以选择螺纹连接、销连接、卡扣连接等，优选螺纹连接。

再进一步优选的方案，所述中空传动轴与小臂之间为可拆卸连接，可以选择螺纹连接、销连接、卡扣连接等，优选螺纹连接。

所述滚子轴承为十字交叉滚子轴承。

所述十字交叉滚子轴承与小臂之间还设有用于固定所述十字交叉滚子轴承的轴承固定法兰。

所述第四轴伺服电机通过电机固定法兰固定于第四轴主体上。

通过采用以上技术方案，本发明一种六轴机器人第四轴结构与现有技术相比，其有益效果为：

1、本发明机器人内部部件分布合理紧凑，外观紧凑，体积小，整体重量轻，运动灵活。

2、由于中空传动轴的中心设有穿线孔，内部走线空间合理，穿线方便、可靠，使线缆和气管得到了最大保护，使用寿命大大加长。

3、电机和减速机的装配简便，安装、拆卸、维护方便。

4、本发明采用谐波减速机和十字交叉滚子轴承的配合使用，使机器人的整体动作精度高，结构的可靠性好。

附图说明

图1为本发明一种六轴机器人的整体结构示意图；

图2为本发明一种六轴机器人第四轴结构的整体结构示意图；

图3为本发明一种六轴机器人第四轴结构的电机和减速机装配结构放大示意图；

图4为本发明一种六轴机器人第四轴结构的第四轴主体的结构示意图；

图5为本发明一种六轴机器人第四轴结构的中空传动轴的结构示意图；

图6为本发明一种六轴机器人第四轴结构的线缆和气管的安装结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

小型六轴机器人由于其体型小、结构紧凑、工作空间小等特点，其内部结构、走线方式、装配方式的解决方法各种各样，各企业限于自身的技术条件都提出了自己的解决方案。本发明专利旨在提出一种此类问题的解决方案，以适应本公司的生产需求和市场的使用需求。具体讲，本发明是一种末端额定载荷为6KG、最大工作半径为850mm的小型6轴机器人第四轴的结构构造。

六轴机器人的结构如图1所示，其包括由下而上依次连接的固定座Ⅰ、第一轴Ⅱ、第二轴Ⅲ、第三轴Ⅳ、第四轴Ⅴ、第五轴Ⅵ、第六轴Ⅶ。

一种六轴机器人第四轴结构，包括第四轴主体1、均设于第四轴主体1内部的动力传动装置、由所述动力传动装置带动运行的中空传动轴2和与中空传动轴2相连的小臂5。所述动力传动装置设于中空传动轴2的一端，所述动力传动装置包括依次连接的第四轴伺服电机13、带传动装置和中空谐波减速机7，所述第四轴伺服电机13并列设于中空传动轴2的下部，且所述第四轴伺服电机13通过电机固定法兰12固定于第四轴主体1上，所述中空谐波减速机7固定于第四轴主体1上且位于所述中空传动轴2的端部；所述带传动装置包括设于第四轴伺服电机13输出轴端的电机同步带轮11、设于所述中空谐波减速机7端部的谐波同步带轮9和连接于电机同步带轮11与谐波同步带轮9之间的同步带10；所述带传动装置的外部设有覆盖于其外部的第四轴后盖8。

所述中空传动轴2的中心设有穿线孔，所述穿线孔与所述第四轴主体1和小臂5内部的空间均连通设置；所述中空传动轴2与第四轴主体1之间设有十字交叉滚子轴承3，第四轴主体1上设有轴承加油孔堵头螺钉6，用于对轴承加油润滑。所述十字交叉滚子轴承3与小臂2之间还设有用于固定所述十字交叉滚子轴承3的轴承固定法兰4。所述中空传动轴2与中空谐波减速机7之间、中空传动轴2与小臂5之间均为可拆卸连接，可以选择螺纹连接、销连接、卡扣连接等，优选螺纹连接。

本发明的各部件的装配方法如下：

1、第四轴主体装配。第四轴主体在第三轴RV减速机装配时装在第三轴RV减速机输出轴上。

2、中空谐波减速机装配。先将谐波同步带轮9用螺钉锁在中空谐波减速机7上，将中空传动轴2用螺钉锁在中空谐波减速机7上。将十字交叉滚子轴承3装入第四轴主体1内，用螺钉将轴承固定法兰4锁在第四轴主体1上，将十字交叉滚子轴承3固定住。将装准备好的中空谐波减速7连同谐波同步带轮9和中空输出轴2一起装入第四轴主体1内，中空输出轴2的一端插入到十字交叉滚子轴承3内，用螺钉将中空谐波减速机7锁在第四轴主体1上。

3、伺服电机及同步带装配。将第四轴伺服电机13和电机固定法兰12用螺钉锁在一起。用螺钉和垫片将电机同步带轮11和第四轴伺服电机13锁在一起。将同步带10挂在谐波同步带轮9上，准备好的第四轴伺服电机13、电机固定法兰12、电机同步带轮11一起放入第四轴主体1内，将同步带10套在电机同步带轮11上，用带计量的拉力计向下拉住伺服电机输出轴，待拉力计指针达到指定刻度时用螺钉和垫片将电机固定法兰12锁在第四轴主体1上，如图3所示。

4、小臂装配。如图2所示，将小臂5装入到十字交叉滚子轴承3内，用螺钉将小臂5锁在中空传动轴2上。

5、穿线缆和气管。如图6所示，线缆和气管A从第三轴电机14下方引出，经大臂15一侧引入到第四轴主体1内，在线缆固定钣金16处进行固定，再穿过图2中所示的中空传动轴2，进入到小臂内部，经固定后分别连到相应的电机和设备上。

本发明的传动原理为：第四轴伺服电机通过同步带轮及同步带将动力传递到中空谐波减速机，中空谐波减速机驱动中空传动轴，带动小臂进行动作，线缆气管经中空传动轴进入小臂内部。

本发明第四轴主体和中空传动轴的造型见附图4、附图5。

本发明的第四轴主体结构材质采用铸铝合金、使用翻砂成形、高精度数控加工中心加工制作而成。

中空传动轴采用铸铁成形、高精度数控加工中心加工制作而成。

减速机采用高精密、高刚性、体形紧凑的谐波减速机。

电机采用高精度大扭矩的小型伺服电机。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (8)

1.一种六轴机器人第四轴结构，其特征在于，其包括第四轴主体、均设于第四轴主体内部的动力传动装置、由所述动力传动装置带动运行的中空传动轴和与中空传动轴相连的小臂；所述动力传动装置设于中空传动轴的一端，所述动力传动装置包括依次连接的第四轴伺服电机、带传动装置和中空谐波减速机，所述第四轴伺服电机并列设于中空传动轴的下部，所述中空谐波减速机固定于第四轴主体上且位于所述中空传动轴的端部；所述中空传动轴的中心设有穿线孔，所述穿线孔与所述第四轴主体和小臂内部的空间均连通设置；所述中空传动轴与第四轴主体之间设有滚子轴承。

2.根据权利要求1所述的一种六轴机器人第四轴结构，其特征在于，所述带传动装置包括设于第四轴伺服电机输出轴端的电机同步带轮、设于所述中空谐波减速机端部的谐波同步带轮和连接于电机同步带轮与谐波同步带轮之间的同步带。

3.根据权利要求1所述的一种六轴机器人第四轴结构，其特征在于，所述带传动装置的外部设有覆盖于其外部的第四轴后盖。

4.根据权利要求1所述的一种六轴机器人第四轴结构，其特征在于，所述中空传动轴与中空谐波减速机之间为可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的一种六轴机器人第四轴结构，其特征在于，所述中空传动轴与小臂之间为可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种六轴机器人第四轴结构，其特征在于，所述滚子轴承为十字交叉滚子轴承。

7.根据权利要求6所述的一种六轴机器人第四轴结构，其特征在于，所述十字交叉滚子轴承与小臂之间还设有用于固定所述十字交叉滚子轴承的轴承固定法兰。

8.根据权利要求1所述的一种六轴机器人第四轴结构，其特征在于，所述第四轴伺服电机通过电机固定法兰固定于第四轴主体上。