CN110587657A - 一种高精度三自由度中空手腕机构 - Google Patents
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Abstract
一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，包括有依次设置且共同形成前后贯通的中空通道的：基座组件、第一关节组件、第二关节组件和第三关节组件；所述基座组件的后端口通过螺钉连接到机器人的前臂上，构成整体手腕机构的基础，所述第一关节组件的后端口能够旋转的连接在所述基座组件的前端口，所述第二关节组件的后端口能够旋转的连接在所述第一关节组件的前端口，所述第三关节组件的后端口能够旋转的连接在所述第二关节组件的前端口，所述第三关节组件的前端口用于连接末端执行器。本发明的一种高精度三自由度中空手腕机构，具有中空结构、内部管线不易磨损、运动灵活且运动精度高、加工和装配简单、结构紧凑、制作成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业机器人手腕。特别是涉及一种用于喷涂机器人的高精度三自由度中空手腕机构。
背景技术
在工业机器人本体结构的设计中，手腕的设计起到了关键作用，手腕的运动性能很大程度上也决定了机器人整机的运动性能。特别对于应用于汽车喷涂、陶瓷喷釉等行业中的喷涂工业机器人，对机器人手腕的设计和制作提出了更高的要求，例如：手腕要求具有中空通道，满足油漆管、气管、测速光纤等各种管线从中通过直接连接到末端执行器；手腕要求具有高的运动灵活性，允许进入狭小空间完成喷涂等作业；手腕要求具有较高运动精度，保证机器人整机的精准运动；手腕要求结构紧凑，具有很好的加工和装配工艺性，降低手腕的加工制作成本。
现有专利CN 201510536812.2和CN 201863207U描述了用于工业机器人的三自由度空心手腕，手腕一般由底座和依次连接的旋转关节组成，并通过内部设置的中空圆柱齿轮或者锥齿轮组成传动系统，驱动手腕运动。上述机器人手腕具有一定的运动灵活性和中空结构，可以基本满足喷涂作业要求。但是，由于上述方案都不具有齿轮副啮合间隙调节机构，为了保证手腕的运动精度，就会对传动齿轮和连接件的加工和装配要求较高，增加了手腕的制作成本；并且，当齿轮副由于加工装配或者工作磨损产生传动间隙时，会影响手腕乃至机器人整机的运动精度；另外，手腕的结构方案对内部中空通道直径具有一定的限制，影响手腕内部管线的布置和使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有良好的运动灵活性、运动精度高、加工和装配简单、结构紧凑、制作成本低的高精度三自由度中空手腕机构。
本发明所采用的技术方案是：一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，包括有依次设置且共同形成前后贯通的中空通道的：基座组件、第一关节组件、第二关节组件和第三关节组件；所述基座组件的后端口通过螺钉连接到机器人的前臂上，构成整体手腕机构的基础，所述第一关节组件的后端口能够旋转的连接在所述基座组件的前端口，所述第二关节组件的后端口能够旋转的连接在所述第一关节组件的前端口，所述第三关节组件的后端口能够旋转的连接在所述第二关节组件的前端口，所述第三关节组件的前端口用于连接末端执行器。
本发明的一种高精度三自由度中空手腕机构，具有中空结构、内部管线不易磨损、运动灵活且运动精度高、加工和装配简单、结构紧凑、制作成本低。本发明具有的优点和积极效果是：
1、集成基座和三个回转关节，三个关节轴线相互斜交；手腕机构各关节可以360°灵活运动，当关节轴线夹角为60°～70°时，可以实现最大弯曲角度为120°～140°。
2、手腕机构具有中空结构，所有管线可以通过手腕内部中空通道直接连接到末端执行器，可以有效减少内部管线的磨损。
3、手腕机构内设置有齿轮副啮合间隙调整机构，可以调整并消除手腕机构内圆柱齿轮副和锥齿轮副啮合间隙，保证手腕较高的运动精度，同时可以降低对齿轮加工精度要求，降低手腕制作成本。
附图说明
图1是本发明一种高精度三自由度中空手腕机构的外部结构示意图；
图2是本发明一种高精度三自由度中空手腕机构的俯视图；
图3是本发明一种高精度三自由度中空手腕机构的左视图；
图4是本发明中基座主体的结构示意图；
图5是本发明中基座组件的内部结构示意图；
图6是本发明中第一关节组件的内部结构示意图；
图7是本发明中第二关节组件的内部结构示意图；
图8是本发明中第三关节组件的内部结构示意图；
图9是本发明一种高精度三自由度中空手腕机构伸直状态的内部结构示意图；
图10是本发明一种高精度三自由度中空手腕机构弯曲状态的内部结构示意图；
图11是本发明中偏心套的结构示意图。
图中
1：基座组件； 2：第一关节组件； 3：第二关节组件；
4：第三关节组件； 1-1：基座主体； 1-2：基座套管；
1-3：支撑端盖； 1-4：第一轴承端盖； 1-5：第一轴承；
1-6：第一输入齿轮轴； 1-6-1：第一输入齿轮； 1-7：第二轴承；
1-8：第三轴承； 1-9：第一偏心套； 1-10：第一输入轴端盖；
1-11：第二输入齿轮轴； 1-11-1：第二输入齿轮； 1-12：第四轴承；
1-13：第五轴承； 1-14：第二偏心套； 1-15：第二输入轴端盖；
1-16：第三输入齿轮轴； 1-16-1：第三输入齿轮； 1-17：第六轴承；
1-18：第七轴承； 1-19：第三偏心套； 1-20：第三输入轴端盖；
2-1：第一中空关节件； 2-2：第一圆柱齿轮； 2-3：第二圆柱齿轮；
2-4：第一连接件； 2-5：第一锥齿轮； 2-6：第三圆柱齿轮；
2-7：第二连接件； 2-8：第二锥齿轮； 2-9：第一调整垫片；
2-10：第八轴承； 2-11：第九轴承； 2-12：第十轴承；
2-13：第十一滚针轴承； 2-14：第二调整垫片； 2-15：第一套筒件；
2-16：第二轴承端盖； 2-17：第十二轴承； 3-1：第二中空关节件；
3-2：第三调整垫片； 3-3：第二套筒件； 3-4：第三轴承端盖；
3-5：第十三轴承； 3-6：第十四轴承； 3-7：第三锥齿轮；
3-8：第四锥齿轮； 3-9：第五锥齿轮； 3-10：第十五轴承；
3-11：第十六轴承； 4-1：第三中空关节件； 4-2：第六锥齿轮；
1-1-1：套管安装孔； 1-1-2：第一安装孔； 1-1-3：第二安装孔；
1-1-4：第三安装孔； 1-9-1：外圆柱面； 1-9-2：内孔面；
1-9-3：轴线； 1-9-4：内孔轴线
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种高精度三自由度中空手腕机构做出详细说明。
如图1、图2所示，本发明的一种高精度三自由度中空手腕机构，包括有依次设置且共同形成前后贯通的中空通道的：基座组件1、第一关节组件2、第二关节组件3和第三关节组件4；所述基座组件1的后端口通过螺钉连接到机器人的前臂上，构成整体手腕机构的基础，所述第一关节组件2的后端口能够旋转的连接在所述基座组件1的前端口，所述第二关节组件3的后端口能够旋转的连接在所述第一关节组件2的前端口，所述第三关节组件4的后端口能够旋转的连接在所述第二关节组件3的前端口，所述第三关节组件4的前端口用于连接末端执行器。
如图2、图3、图4、图5、图9、图10所示，所述的基座组件1包括基座主体1-1、基座套管1-2、支撑端盖1-3、第一轴承端盖1-4、第一轴承1-5、第一输入齿轮轴1-6、第二轴承1-7、第三轴承1-8、第一偏心套1-9、第一输入轴端盖1-10、第二输入齿轮轴1-11、第四轴承1-12、第五轴承1-13、第二偏心套1-14、第二输入轴端盖1-15、第三输入齿轮轴1-16、第六轴承1-17、第七轴承1-18、第三偏心套1-19和第三输入轴端盖1-20；其中，所述基座套管1-2嵌入在所述基座主体1-1后端的套管安装孔1-1-1内，所述支撑端盖1-3和第一轴承端盖1-4通过螺钉依次固定连接于基座主体1-1的前端口上，所述第一轴承1-5位于所述支撑端盖1-3和第一轴承端盖1-4内；所述第一输入齿轮轴1-6由第二轴承1-7、第三轴承1-8、第一偏心套1-9和第一输入轴端盖1-10支撑并旋转的连接于所述基座主体1-1后端的第一安装孔1-1-2内；所述第二输入齿轮轴1-11由第四轴承1-12、第五轴承1-13、第二偏心套1-14和第二输入轴端盖1-15支撑并旋转的连接于所述基座主体1-1后端的第二安装孔1-1-3内；所述第三输入齿轮轴1-16由第六轴承1-17、第七轴承1-18、第三偏心套1-19和第三输入轴端盖1-20支撑并旋转的连接于所述基座主体1-1后端的第三安装孔1-1-4内，所述第一输入齿轮轴1-6的第一输入齿轮1-6-1、第二输入齿轮轴1-11的第二输入齿轮1-11-1和第三输入齿轮轴1-16的第三输入齿轮1-16-1分别连接第一关节组件2。
如图6、图9、图10所示，所述的第一关节组件2包括第一中空关节件2-1、第一圆柱齿轮2-2、第二圆柱齿轮2-3、第一连接件2-4、第一锥齿轮2-5、第三圆柱齿轮2-6、第二连接件2-7、第二锥齿轮2-8、第一调整垫片2-9、第八轴承2-10、第九轴承2-11、第十轴承2-12、第十一滚针轴承2-13、第二调整垫片2-14、第一套筒件2-15、第二轴承端盖2-16和第十二轴承2-17；其中，所述第十二轴承2-17位于第一套筒件2-15内，并通过第二调整垫片2-14、第二轴承端盖2-16以及螺钉依次固定连接于第一中空关节件2-1前端口上，所述第十二轴承2-17用于连接第二关节组件3；所述第一圆柱齿轮2-2通过螺钉固定连接于第一中空关节件2-1后端口，用于支撑第八轴承2-10和第九轴承2-11；所述第二圆柱齿轮2-3、第一连接件2-4和第一锥齿轮2-5依次通过螺钉固定连接，用于支撑第十轴承2-12和第十一滚针轴承2-13；所述第三圆柱齿轮2-6、第二连接件2-7、第一调整垫片2-9和第二锥齿轮2-8依次通过螺钉固定连接；所述第一锥齿轮2-5和第二锥齿轮2-8连接第二关节组件3；所述第一圆柱齿轮2-2、第二圆柱齿轮2-3和第三圆柱齿轮2-6的外周分别对应与基座组件1中的第一输入齿轮1-6-1、第二输入齿轮1-11-1和第三输入齿轮1-16-1相啮合，所述第一圆柱齿轮2-2在所述第一输入齿轮1-6-1的驱动下以及在第一轴承1-5的支撑下带动所述第一中空关节件2-1绕第一关节轴线B-B旋转；所述第二圆柱齿轮2-3在所述第二输入齿轮1-11-1的驱动下以及在第八轴承2-10和第九轴承2-11的支撑下带动所述第一连接件2-4和第一锥齿轮2-5绕第一关节轴线B-B旋转；所述第三圆柱齿轮2-6在所述第三输入齿轮1-16-1的驱动下以及在第十轴承2-12和第十一滚针轴承2-13的支撑下带动所述第二连接件2-7、第一调整垫片2-9和第二锥齿轮2-8绕第一关节轴线B-B旋转。
如图7、图9、图10所示，所述的第二关节组件3包括第二中空关节件3-1、第三调整垫片3-2、第二套筒件3-3、第三轴承端盖3-4、第十三轴承3-5、第十四轴承3-6、第三锥齿轮3-7、第四锥齿轮3-8、第五锥齿轮3-9、第十五轴承3-10和第十六轴承3-11；其中，所述第三锥齿轮3-7通过螺钉固定连接于第二中空关节件3-1后端口，所述第四锥齿轮3-8和第五锥齿轮3-9通过螺钉固定连接，所述第五锥齿轮3-9用于连接第三关节组件4的后端，所述第十五轴承3-10和第十六轴承3-11位于所述第三锥齿轮3-7和第五锥齿轮3-9之间；所述第三锥齿轮3-7和第四锥齿轮3-8的外周分别对应与第一关节组件2中的第一锥齿轮2-5和第二锥齿轮2-8相啮合；所述第十三轴承3-5和第十四轴承3-6位于所述第二套筒件3-3内，用于连接第三关节组件4，所述第三调整垫片3-2、第二套筒件3-3和第三轴承端盖3-4依次通过螺钉固定连接在第二中空关节件3-1前端口上；所述第三锥齿轮3-7在所述第一锥齿轮2-5的驱动下以及在第十二轴承2-17的支撑下带动所述第二中空关节件3-1绕第二关节轴线C-C旋转；所述第四锥齿轮3-8在所述第二锥齿轮2-8的驱动下以及在第十五轴承3-10和第十六轴承3-11的支撑下带动第五锥齿轮3-9绕第二关节轴线C-C旋转；所述第二关节轴线C-C与所述第一关节组件2中的第一关节轴线B-B斜交。
如图8、图9、图10所示，所述第三关节组件4包括第三中空关节件4-1和第六锥齿轮4-2；所述第六锥齿轮4-2通过螺钉固定连接于第三中空关节件4-1后端口，所述第三中空关节件4-1的前端口用于连接末端执行器，所述第六锥齿轮4-2与第二关节组件3中的第五锥齿轮3-9相啮合，并在所述第五锥齿轮3-9的驱动下以及在第二关节组件3中的第十三轴承3-5和第十四轴承3-6的支撑下带动第三中空关节件4-1绕第三关节轴线D-D旋转；所述第三关节轴线D-D与所述第二关节组件3中的第二关节轴线C-C斜交。
如图9、图10所示，第一关节组件2中的第一关节轴线B-B与第二关节组件3中的第二关节轴线C-C的夹角α和第二关节轴线C-C与第三关节组件4中的第三关节轴线D-D的夹角β相等，为60°～70°，可以保证手腕机构的各关节360°灵活运动，手腕机构的最大弯曲角为120°～140°。
如图4、图9、图10、图11所示，基座组件1中的第一偏心套1-9、第二偏心套1-14、第三偏心套1-19、第一关节组件2中的第一调整垫片2-9和第二调整垫片2-14以及第二关节组件3中的第三调整垫片3-2共同构成齿轮副啮合间隙调整机构；其中，如图11所示，所述第一偏心套1-9、第二偏心套1-14和第三偏心套1-19的外圆柱面1-9-1的轴线1-9-3相对内孔面1-9-2的内孔轴线1-9-4偏离设定距离δx，通过改变所述第一偏心套1-9在基座组件1中的基座主体1-1后端的第一安装孔1-1-2内的安装角度来调整第一输入齿轮轴1-6和第一圆柱齿轮2-2的轴心距，并最终调整所述第一输入齿轮轴1-6和第一圆柱齿轮2-2构成的圆柱齿轮副的啮合间隙；通过改变所述第二偏心套1-14在所述基座主体1-1后端的第二安装孔1-1-3内的安装角度来调整第二输入齿轮轴1-11和第二圆柱齿轮2-3的轴心距，并最终调整所述第二输入齿轮轴1-11和第二圆柱齿轮2-3构成的圆柱齿轮副的啮合间隙；通过改变所述第三偏心套1-19在所述基座主体1-1后端的第三安装孔1-1-4内的安装角度来调整第三输入齿轮轴1-16和第三圆柱齿轮2-6的轴心距，并最终调整所述第三输入齿轮轴1-16和第三圆柱齿轮2-6构成的圆柱齿轮副的啮合间隙；通过改变所述第二调整垫片2-14的厚度来调整第二关节组件3中的第三锥齿轮3-7沿第二关节轴线C-C移动的位置，并最终调整所述第三锥齿轮3-7和第一关节组件2中的第一锥齿轮2-5构成的锥齿轮副啮合间隙；通过改变所述第一调整垫片2-9的厚度来调整第一关节组件2中的第二锥齿轮2-8沿第一关节轴线B-B移动的位置，并最终调整所述第二锥齿轮2-8和第二关节组件3中的第四锥齿轮3-8构成的锥齿轮副啮合间隙；通过改变所述第三调整垫片3-2的厚度来调整第三关节组件4中的第六锥齿轮4-2沿第三关节轴线D-D移动的位置，并最终调整所述第六锥齿轮4-2和第二关节组件3中的第五锥齿轮3-9构成的锥齿轮副啮合间隙。相比现有专利CN 201510536812.2和CN201863207U，本发明的一种高精度三自由度中空手腕机构内设计的齿轮副啮合间隙调整机构可以降低对传动齿轮和连接件的加工和装配要求，减少手腕机构的制作成本；并且，齿轮副啮合间隙调整机构可以有效消除由于加工装配或者工作磨损产生的齿轮副传动间隙，保证手腕机构的运动精度和使用寿命。
如图9、图10所示，所述基座组件1中的基座套管1-2、第一关节组件2中的第三圆柱齿轮2-6、第二连接件2-7、第二锥齿轮2-8、第一调整垫片2-9、第二关节组件3中的第四锥齿轮3-8和第五锥齿轮3-9以及第三关节组件4中的第三中空关节件4-1和第六锥齿轮4-2共同构成的中空通道的内径为65mm～85mm。所属手腕机构的中空通道允许各种管线从中通过直接连接到末端执行器，保持机器人单元的干净整洁，保证各种管线不受过度弯曲和磨损。
Claims (8)
1.一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，包括有依次设置且共同形成前后贯通的中空通道的：基座组件(1)、第一关节组件(2)、第二关节组件(3)和第三关节组件(4)；所述基座组件(1)的后端口通过螺钉连接到机器人的前臂上，构成整体手腕机构的基础，所述第一关节组件(2)的后端口能够旋转的连接在所述基座组件(1)的前端口，所述第二关节组件(3)的后端口能够旋转的连接在所述第一关节组件(2)的前端口，所述第三关节组件(4)的后端口能够旋转的连接在所述第二关节组件(3)的前端口，所述第三关节组件(4)的前端口用于连接末端执行器。
2.根据权利要求1所述的一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，所述的基座组件(1)包括基座主体(1-1)、基座套管(1-2)、支撑端盖(1-3)、第一轴承端盖(1-4)、第一轴承(1-5)、第一输入齿轮轴(1-6)、第二轴承(1-7)、第三轴承(1-8)、第一偏心套(1-9)、第一输入轴端盖(1-10)、第二输入齿轮轴(1-11)、第四轴承(1-12)、第五轴承(1-13)、第二偏心套(1-14)、第二输入轴端盖(1-15)、第三输入齿轮轴(1-16)、第六轴承(1-17)、第七轴承(1-18)、第三偏心套(1-19)和第三输入轴端盖(1-20)；其中，所述基座套管(1-2)嵌入在所述基座主体(1-1)后端的套管安装孔(1-1-1)内，所述支撑端盖(1-3)和第一轴承端盖(1-4)通过螺钉依次固定连接于基座主体(1-1)的前端口上，所述第一轴承(1-5)位于所述支撑端盖(1-3)和第一轴承端盖(1-4)内；所述第一输入齿轮轴(1-6)由第二轴承(1-7)、第三轴承(1-8)、第一偏心套(1-9)和第一输入轴端盖(1-10)支撑并旋转的连接于所述基座主体(1-1)后端的第一安装孔(1-1-2)内；所述第二输入齿轮轴(1-11)由第四轴承(1-12)、第五轴承(1-13)、第二偏心套(1-14)和第二输入轴端盖(1-15)支撑并旋转的连接于所述基座主体(1-1)后端的第二安装孔(1-1-3)内；所述第三输入齿轮轴(1-16)由第六轴承(1-17)、第七轴承(1-18)、第三偏心套(1-19)和第三输入轴端盖(1-20)支撑并旋转的连接于所述基座主体(1-1)后端的第三安装孔(1-1-4)内，所述第一输入齿轮轴(1-6)的第一输入齿轮(1-6-1)、第二输入齿轮轴(1-11)的第二输入齿轮(1-11-1)和第三输入齿轮轴(1-16)的第三输入齿轮(1-16-1)分别连接第一关节组件(2)。
3.根据权利要求1所述的一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，所述的第一关节组件(2)包括第一中空关节件(2-1)、第一圆柱齿轮(2-2)、第二圆柱齿轮(2-3)、第一连接件(2-4)、第一锥齿轮(2-5)、第三圆柱齿轮(2-6)、第二连接件(2-7)、第二锥齿轮(2-8)、第一调整垫片(2-9)、第八轴承(2-10)、第九轴承(2-11)、第十轴承(2-12)、第十一滚针轴承(2-13)、第二调整垫片(2-14)、第一套筒件(2-15)、第二轴承端盖(2-16)和第十二轴承(2-17)；其中，所述第十二轴承(2-17)位于第一套筒件(2-15)内，并通过第二调整垫片(2-14)、第二轴承端盖(2-16)以及螺钉依次固定连接于第一中空关节件(2-1)前端口上，所述第十二轴承(2-17)用于连接第二关节组件(3)；所述第一圆柱齿轮(2-2)通过螺钉固定连接于第一中空关节件(2-1)后端口，用于支撑第八轴承(2-10)和第九轴承(2-11)；所述第二圆柱齿轮(2-3)、第一连接件(2-4)和第一锥齿轮(2-5)依次通过螺钉固定连接，用于支撑第十轴承(2-12)和第十一滚针轴承(2-13)；所述第三圆柱齿轮(2-6)、第二连接件(2-7)、第一调整垫片(2-9)和第二锥齿轮(2-8)依次通过螺钉固定连接；所述第一锥齿轮(2-5)和第二锥齿轮(2-8)连接第二关节组件(3)；所述第一圆柱齿轮(2-2)、第二圆柱齿轮(2-3)和第三圆柱齿轮(2-6)的外周分别对应与基座组件(1)中的第一输入齿轮(1-6-1)、第二输入齿轮(1-11-1)和第三输入齿轮(1-16-1)相啮合，所述第一圆柱齿轮(2-2)在所述第一输入齿轮(1-6-1)的驱动下以及在第一轴承(1-5)的支撑下带动所述第一中空关节件(2-1)绕第一关节轴线B-B旋转；所述第二圆柱齿轮(2-3)在所述第二输入齿轮(1-11-1)的驱动下以及在第八轴承(2-10)和第九轴承(2-11)的支撑下带动所述第一连接件(2-4)和第一锥齿轮(2-5)绕第一关节轴线B-B旋转；所述第三圆柱齿轮(2-6)在所述第三输入齿轮(1-16-1)的驱动下以及在第十轴承(2-12)和第十一滚针轴承(2-13)的支撑下带动所述第二连接件(2-7)、第一调整垫片(2-9)和第二锥齿轮(2-8)绕第一关节轴线(B-B)旋转。
4.根据权利要求1所述的一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，所述的第二关节组件(3)包括第二中空关节件(3-1)、第三调整垫片(3-2)、第二套筒件(3-3)、第三轴承端盖(3-4)、第十三轴承(3-5)、第十四轴承(3-6)、第三锥齿轮(3-7)、第四锥齿轮(3-8)、第五锥齿轮(3-9)、第十五轴承(3-10)和第十六轴承(3-11)；其中，所述第三锥齿轮(3-7)通过螺钉固定连接于第二中空关节件(3-1)后端口，所述第四锥齿轮(3-8)和第五锥齿轮(3-9)通过螺钉固定连接，所述第五锥齿轮(3-9)用于连接第三关节组件(4)的后端，所述第十五轴承(3-10)和第十六轴承(3-11)位于所述第三锥齿轮(3-7)和第五锥齿轮(3-9)之间；所述第三锥齿轮(3-7)和第四锥齿轮(3-8)的外周分别对应与第一关节组件(2)中的第一锥齿轮(2-5)和第二锥齿轮(2-8)相啮合；所述第十三轴承(3-5)和第十四轴承(3-6)位于所述第二套筒件(3-3)内，用于连接第三关节组件(4)，所述第三调整垫片(3-2)、第二套筒件(3-3)和第三轴承端盖(3-4)依次通过螺钉固定连接在第二中空关节件(3-1)前端口上；所述第三锥齿轮(3-7)在所述第一锥齿轮(2-5)的驱动下以及在第十二轴承(2-17)的支撑下带动所述第二中空关节件(3-1)绕第二关节轴线(C-C)旋转；所述第四锥齿轮(3-8)在所述第二锥齿轮(2-8)的驱动下以及在第十五轴承(3-10)和第十六轴承(3-11)的支撑下带动第五锥齿轮(3-9)绕第二关节轴线(C-C)旋转；所述第二关节轴线(C-C)与所述第一关节组件(2)中的第一关节轴线(B-B)斜交。
5.根据权利要求1所述的一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，所述第三关节组件(4)包括第三中空关节件(4-1)和第六锥齿轮(4-2)；所述第六锥齿轮(4-2)通过螺钉固定连接于第三中空关节件(4-1)后端口，所述第三中空关节件(4-1)的前端口用于连接末端执行器，所述第六锥齿轮(4-2)与第二关节组件(3)中的第五锥齿轮(3-9)相啮合，并在所述第五锥齿轮(3-9)的驱动下以及在第二关节组件(3)中的第十三轴承(3-5)和第十四轴承(3-6)的支撑下带动第三中空关节件(4-1)绕第三关节轴线(D-D)旋转；所述第三关节轴线(D-D)与所述第二关节组件(3)中的第二关节轴线(C-C)斜交。
6.根据权利要求1所述的一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，第一关节组件(2)中的第一关节轴线(B-B)与第二关节组件3中的第二关节轴线(C-C)的夹角α和第二关节轴线(C-C)与第三关节组件(4)中的第三关节轴线(D-D)的夹角β相等，为60°～70°。
7.根据权利要求1所述的一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，基座组件(1)中的第一偏心套(1-9)、第二偏心套(1-14)、第三偏心套(1-19)、第一关节组件(2)中的第一调整垫片(2-9)和第二调整垫片(2-14)以及第二关节组件(3)中的第三调整垫片(3-2)共同构成齿轮副啮合间隙调整机构；其中，所述第一偏心套(1-9)、第二偏心套(1-14)和第三偏心套(1-19)的外圆柱面(1-9-1)的轴线(1-9-3)相对内孔面(1-9-2)的内孔轴线(1-9-4)偏离设定距离δx，通过改变所述第一偏心套(1-9)在基座组件(1)中的基座主体(1-1)后端的第一安装孔(1-1-2)内的安装角度来调整第一输入齿轮轴(1-6)和第一圆柱齿轮(2-2)的轴心距，并最终调整所述第一输入齿轮轴(1-6)和第一圆柱齿轮(2-2)构成的圆柱齿轮副的啮合间隙；通过改变所述第二偏心套(1-14)在所述基座主体(1-1)后端的第二安装孔(1-1-3)内的安装角度来调整第二输入齿轮轴(1-11)和第二圆柱齿轮(2-3)的轴心距，并最终调整所述第二输入齿轮轴(1-11)和第二圆柱齿轮(2-3)构成的圆柱齿轮副的啮合间隙；通过改变所述第三偏心套(1-19)在所述基座主体(1-1)后端的第三安装孔(1-1-4)内的安装角度来调整第三输入齿轮轴(1-16)和第三圆柱齿轮(2-6)的轴心距，并最终调整所述第三输入齿轮轴(1-16)和第三圆柱齿轮(2-6)构成的圆柱齿轮副的啮合间隙；通过改变所述第二调整垫片(2-14)的厚度来调整第二关节组件(3)中的第三锥齿轮(3-7)沿第二关节轴线(C-C)移动的位置，并最终调整所述第三锥齿轮(3-7)和第一关节组件(2)中的第一锥齿轮(2-5)构成的锥齿轮副啮合间隙；通过改变所述第一调整垫片(2-9)的厚度来调整第一关节组件(2)中的第二锥齿轮(2-8)沿第一关节轴线(B-B)移动的位置，并最终调整所述第二锥齿轮(2-8)和第二关节组件(3)中的第四锥齿轮(3-8)构成的锥齿轮副啮合间隙；通过改变所述第三调整垫片(3-2)的厚度来调整第三关节组件(4)中的第六锥齿轮(4-2)沿第三关节轴线(D-D)移动的位置，并最终调整所述第六锥齿轮(4-2)和第二关节组件(3)中的第五锥齿轮(3-9)构成的锥齿轮副啮合间隙。
8.根据权利要求1所述的一种高精度三自由度中空手腕机构，其特征在于，所述基座组件(1)中的基座套管1-2、第一关节组件(2)中的第三圆柱齿轮2-6、第二连接件2-7、第二锥齿轮2-8、第一调整垫片2-9、第二关节组件(3)中的第四锥齿轮3-8和第五锥齿轮3-9以及第三关节组件(4)中的第三中空关节件4-1和第六锥齿轮4-2共同构成的中空通道的内径为65mm～85mm。
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