CN110948515A - 一种喷涂机器人偏置手腕结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业机器人喷涂技术领域，具体是一种喷涂机器人偏置手腕结构,包括作为整个手腕基座且与机器人通过螺钉连接的四轴手腕体、按照顺序与四轴手腕体通过螺钉连接的五轴手腕体、六轴手腕体、设置在六轴手腕体上的末端输出法兰，还包括：四轴传动组件，内套在四轴手腕体内，用于实现四轴手腕体的手腕传动；五轴传动组件，内套在五轴手腕体内，用于实现五轴手腕体的手腕传动；六轴传动组件，内套在六轴手腕体内，用于实现六轴传动组件的手腕传动，通过机器人驱动轴连接平键一、平键二、平键三分别实现四轴手腕体、五轴手腕体、六轴手腕体的转动，操作灵活，喷涂机器人专用手腕配套使用喷涂机器人，提高喷涂机器人性能及适用范围。

Description

一种喷涂机器人偏置手腕结构

技术领域

本发明涉及工业机器人喷涂技术领域，具体是一种喷涂机器人偏置手腕结构。

背景技术

喷涂作业环境与一般工业作业环境相比环境恶劣、有毒性气体较多，对人体危害较大，且随着我国环保管理力度的加大、人口红利的消失及人民健康意识的增强，涉及喷涂作业的企业在招工及用工的陈本上大大增加，且传统人工喷涂作业也不能满足现代化企业高效率，高质量的喷涂要求，因此为保护员工的健康利益，提高喷涂作业的效率及喷涂质量，越来越多的企业开始使用喷涂机器人进行喷涂作业。

由于喷涂作业领域的喷涂特点，常常要求喷涂机器人在狭小空间内既能喷涂工件的正表面，又要喷涂工件的侧表面或喷涂工件边框的后表面，传统工业机器人手腕结构无法满足客户使用需求，因此需要一款运动灵活，偏置距离较大、结构紧凑，运动范围覆盖广，性价比高的喷涂机器人专用手腕，配套使用喷涂机器人，提高喷涂机器人性能及适用范围。

如中国专利号为201510536812.2的一种工业机器人腕部中空偏置结构，虽然采用了偏置结构，但存在以下不足；

四轴输出组件与手腕连接件在一条轴线，偏置距离有限；

因采用中空结构，手腕末端法兰体积大；

因采用中空结构，手腕体积大；

因此迫切需要新开发一种喷涂机器人偏置手腕结构。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种喷涂机器人偏置手腕结构。

一种喷涂机器人偏置手腕结构,包括作为整个手腕基座且与机器人通过螺钉连接的四轴手腕体、按照顺序与四轴手腕体通过螺钉连接的五轴手腕体、六轴手腕体、设置在六轴手腕体上的末端输出法兰，还包括：

四轴传动组件，内套在四轴手腕体内，用于实现四轴手腕体的手腕传动；

五轴传动组件，内套在五轴手腕体内，用于实现五轴手腕体的手腕传动；

六轴传动组件，内套在六轴手腕体内，用于实现六轴传动组件的手腕传动。

所述的四轴传动组件包括平键一、分别安装在四轴手腕体两侧的支撑轴承三和支撑轴承八、安装在支撑轴承三上且与平键一配合的四轴驱动轴、与四轴驱动轴左侧连接的四轴传动齿轮一、安装在支撑轴承八上的四轴传动齿轮二、设置在四轴传动齿轮二内的支撑轴承七安装在支撑轴承七上的齿轮安装轴一、安装在齿轮安装轴一内的支撑轴承六。

所述的四轴手腕体的两侧安装有分别对支撑轴承三及支撑轴承八起轴向定位作用的四轴支撑轴承压盖二和四轴支撑轴承压盖三，四轴驱动轴右侧连接有起轴向定位作用的四轴支撑轴承压盖一。

所述的五轴传动组件包括平键二、与平键二配合的五轴驱动轴、设置在五轴驱动轴左侧的五轴传动齿轮一、与五轴传动齿轮一啮合的五轴传动齿轮二、设置在五轴传动齿轮二上的齿轮安装轴一、设置在齿轮安装轴一上的五轴传动齿轮三、与五轴传动齿轮三啮合的五轴传动齿轮四、用于安装五轴传动齿轮四的齿轮安装轴二、安装在齿轮安装轴二内的支撑轴承十。

所述的五轴驱动轴右侧设置有安装在四轴传动组件右侧末端且起支撑作用的支撑轴承二、安装在支撑轴承二的右侧用于限制支撑轴承二的轴向移动的孔用卡簧二。

所述的五轴手腕体末端安装有五轴轴承安装轴套，所述的五轴传动组件末端安装有六轴手腕体连接过渡板。

所述的六轴手腕体下方安装有六轴轴承安装轴套，所述的六轴手腕体安装在六轴手腕体连接过渡板末端，所述的六轴手腕体与六轴轴承安装轴套连接，所述的六轴轴承安装轴套末端安装有末端轴承压盖。

所述的五轴手腕体与四轴支撑轴承压盖三连接处有密封件四，所述的五轴轴承安装轴套与六轴手腕体连接过渡板连接处设置有密封件一，所述末端轴承压盖上靠近末端输出法兰处有密封件二和密封件三。

所述的六轴传动组件包括平键三、与平键三配合的六轴驱动轴、与六轴驱动轴左侧花键安装连接的六轴传动齿轮一、安装在六轴传动齿轮一左侧用于实现限制六轴传动齿轮一的轴向定位的压块一、安装在支撑轴承六上且齿轮端与六轴传动齿轮一形成啮合关系的六轴传动齿轮轴一、与六轴传动齿轮轴一下侧花键安装连接的六轴传动齿轮二、安装在六轴传动齿轮二下侧实现六轴传动齿轮二的轴向定位的压块二、安装在支撑轴承十上且齿轮端与六轴传动齿轮二形成啮合关系的六轴传动齿轮轴二、与六轴传动齿轮轴二左侧花键安装连接的六轴传动齿轮三、安装在六轴传动齿轮三的左侧且实现六轴传动齿轮三的轴向定位的压块三、与末端输出法兰上侧花键安装连接且与六轴传动齿轮三形成啮合关系的六轴传动齿轮四、安装在六轴传动齿轮四上侧用于实现六轴传动齿轮四的轴向定位的压块四。

所述的五轴手腕体上安装有五轴手腕体盖板，所述的六轴手腕体上安装有六轴手腕体盖板；所述四轴传动组件有一对夹角为90°的齿轮传动机构，所述六轴传动组件有三对夹角为90°的齿轮传动机构，所述的六轴传动组件有三对夹角为90°的齿轮传动机构，所述三对齿轮传动机构，轴与齿轮的连接方式为渐开线花键连接。

本发明的有益效果是：通过机器人驱动轴连接平键一、平键二、平键三分别传递扭矩至四轴驱动轴、五轴驱动轴、六轴驱动轴，四轴驱动轴、五轴驱动轴、六轴驱动轴分别驱动四轴传动组件、五轴传动组件、六轴传动组件转动，从而实现四轴手腕体、五轴手腕体、六轴手腕体的转动，体积小，操作灵活，喷涂机器人专用手腕配套使用喷涂机器人，提高喷涂机器人性能及适用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的手腕装配立体结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的四轴传动齿轮一和四轴传动齿轮二结构示意图；

图4是本发明五轴传动组件结构示意图；

图5是本发明六轴传动组件结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图5所示，一种喷涂机器人偏置手腕结构,包括作为整个手腕基座且与机器人通过螺钉连接的四轴手腕体8、按照顺序与四轴手腕体8通过螺钉连接的五轴手腕体32、六轴手腕体20、设置在六轴手腕体20上的末端输出法兰27，还包括：

四轴传动组件10，内套在四轴手腕体8内，用于实现四轴手腕体8的手腕传动；

五轴传动组件14，内套在五轴手腕体32内，用于实现五轴手腕体32的手腕传动；

六轴传动组件22，内套在六轴手腕体20内，用于实现六轴传动组件22的手腕传动。

通过机器人驱动轴连接平键一38、平键二39、平键三40分别传递扭矩至四轴驱动轴35、五轴驱动轴36、六轴驱动轴37，四轴驱动轴35、五轴驱动轴、36、六轴驱动轴37分别驱动四轴传动组件10、五轴传动组件14、六轴传动组件22转动，从而实现四轴手腕体8、五轴手腕体32、六轴手腕体20的转动，体积小，操作灵活，喷涂机器人专用手腕配套使用喷涂机器人，提高喷涂机器人性能及适用范围。

所述的四轴传动组件10包括平键一38、分别安装在四轴手腕体8两侧的支撑轴承三7和支撑轴承八16、安装在支撑轴承三7上且与平键一38配合的四轴驱动轴35、与四轴驱动轴35左侧连接的四轴传动齿轮一10-1、安装在支撑轴承八16上的四轴传动齿轮二10-2、设置在四轴传动齿轮二10-2内的支撑轴承七15、安装在支撑轴承七15上的齿轮安装轴一14-3、安装在齿轮安装轴一14-3内的支撑轴承六13。

所述的四轴手腕体8的两侧安装有分别对支撑轴承三7及支撑轴承八16起轴向定位作用的四轴支撑轴承压盖二6和四轴支撑轴承压盖三34，四轴驱动轴35右侧连接有起轴向定位作用的四轴支撑轴承压盖一5。

所述的五轴传动组件14包括平键二39、与平键二39配合的五轴驱动轴36、设置在五轴驱动轴36左侧的五轴传动齿轮一14-1、与五轴传动齿轮一14-1啮合的五轴传动齿轮二14-2、设置在五轴传动齿轮二14-2上的齿轮安装轴一14-3、设置在齿轮安装轴一14-3上的五轴传动齿轮三14-4、与五轴传动齿轮三14-4啮合的五轴传动齿轮四14-5、用于安装五轴传动齿轮四14-5的齿轮安装轴二14-6、安装在齿轮安装轴二14-6内的支撑轴承十29。

机器人驱动轴连接平键二39安装于五轴驱动轴36右侧末端键槽内；六轴驱动轴37贯穿五轴驱动轴36安装于支撑轴承五11，支撑轴承五11安装于五轴驱动轴36左侧凹槽内。

所述的五轴驱动轴36右侧设置有安装在四轴驱动轴35右侧末端且起支撑作用的支撑轴承二4、安装在支撑轴承二4的右侧用于限制支撑轴承二4的轴向移动的孔用卡簧二3。

所述的五轴手腕体32末端安装有五轴轴承安装轴套17，所述的五轴传动组件14末端安装有六轴手腕体连接过渡板19。

所述的六轴手腕体20下方安装有六轴轴承安装轴套23，所述的六轴手腕体20安装在六轴手腕体连接过渡板19末端，所述的六轴手腕体20与六轴轴承安装轴套23连接，所述的六轴轴承安装轴套23末端安装有末端轴承压盖24。

所述的五轴手腕体32与四轴支撑轴承压盖三34连接处有密封件四33，所述的五轴轴承安装轴套17与六轴手腕体连接过渡板19连接处设置有密封件一18，所述末端轴承压盖24上靠近末端输出法兰27处有密封件二25和密封件三26。

所述的五轴驱动轴36穿过四轴驱动轴35安装于支撑轴承四9，支撑轴承四9安装于四轴驱动轴35左侧凹槽内。

所述的六轴传动组件22包括平键三40、与平键三40配合的六轴驱动轴37、与六轴驱动轴37左侧花键安装连接的六轴传动齿轮一22-1、安装在六轴传动齿轮一22-1左侧用于实现限制六轴传动齿轮一22-1的轴向定位的压块一22-2、安装在支撑轴承六13上且齿轮端与六轴传动齿轮一22-1形成啮合关系的六轴传动齿轮轴一22-3、与六轴传动齿轮轴一22-3下侧花键安装连接的六轴传动齿轮二22-4、安装在六轴传动齿轮二22-4下侧实现六轴传动齿轮二22-4的轴向定位的压块二22-5、安装在支撑轴承十29上且齿轮端与六轴传动齿轮二22-4形成啮合关系的六轴传动齿轮轴二22-6、与六轴传动齿轮轴二22-6左侧花键安装连接的六轴传动齿轮三22-7、安装在六轴传动齿轮三22-7的左侧且实现六轴传动齿轮三22-7的轴向定位的压块三22-8、与末端输出法兰27上侧花键安装连接且与六轴传动齿轮三22-7形成啮合关系的六轴传动齿轮四22-10、安装在六轴传动齿轮四22-10上侧用于实现六轴传动齿轮四22-10的轴向定位的压块四22-9。

所述的五轴手腕体32上安装有五轴手腕体盖板21，所述的六轴手腕体20上安装有六轴手腕体盖板14；所述四轴传动组件10有一对夹角为90°的齿轮传动机构，所述六轴传动组件22有三对夹角为90°的齿轮传动机构，所述的六轴传动组件22有三对夹角为90°的齿轮传动机构，所述三对齿轮传动机构，轴与齿轮的连接方式为渐开线花键连接。

本发明的使用方法：四轴手腕体8使用时机器人的驱动轴连接平键一38传递扭矩至四轴驱动轴35，四轴传动齿轮一10-1随四轴驱动轴35转动，四轴传动齿轮一10-1与四轴传动齿轮二10-2啮合带动四轴传动齿轮二10-2转动，从而实现手腕四轴转动；

五轴手腕体32使用时使用时，机器人驱动轴连接平键二39传递扭矩至五轴驱动轴36，五轴驱动轴36带动五轴传动齿轮一14-1转动，五轴传动齿轮一14-1与五轴传动齿轮二14-2啮合带动五轴传动齿轮二14-2转动，五轴传动齿轮二14-2与齿轮安装轴一14-3连接带动齿轮安装轴一14-3转动，齿轮安装轴一14-3与五轴传动齿轮三14-4连接带动五轴传动齿轮三14-4转动，五轴传动齿轮三14-4与五轴传动齿轮四14-5啮合带动五轴传动齿轮四14-5，五轴传动齿轮四14-5与齿轮安装轴二14-6带动齿轮安装轴二14-6转动，从而实现手腕五轴转动；

六轴手腕体20使用时，机器人驱动轴连接平键三40传递扭矩至六轴驱动轴37，六轴驱动轴37带动六轴传动齿轮一22-1转动，六轴传动齿轮一22-1与六轴传动齿轮轴一22-3啮合带动六轴传动齿轮轴一22-3转动，六轴传动齿轮轴一22-3与六轴传动齿轮二22-4连接带动六轴传动齿轮二22-4转动，六轴传动齿轮二22-4与六轴传动齿轮轴二22-6啮合带动六轴传动齿轮轴二22-6转动，六轴传动齿轮轴二22-6与六轴传动齿轮三22-7连接带动六轴传动齿轮三22-7转动，六轴传动齿轮三22-7与六轴传动齿轮四22-10啮合带动六轴传动齿轮四22-10转动，六轴传动齿轮四22-10与末端输出法兰27连接带动末端输出法兰27转动，从而实现手腕六轴转动。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种喷涂机器人偏置手腕结构,包括作为整个手腕基座且与机器人通过螺钉连接的四轴手腕体(8)、按照顺序与四轴手腕体(8)通过螺钉连接的五轴手腕体(32)、六轴手腕体(20)、设置在六轴手腕体(20)上的末端输出法兰(27)，其特征在于：还包括：

四轴传动组件(10)，内套在四轴手腕体(8)内，用于实现四轴手腕体(8)的手腕传动；

五轴传动组件(14)，内套在五轴手腕体(32)内，用于实现五轴手腕体(32)的手腕传动；

六轴传动组件(22)，内套在六轴手腕体(20)内，用于实现六轴传动组件(22)的手腕传动。

2.根据权利要求1所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的四轴传动组件(10)包括平键一(38)、分别安装在四轴手腕体(8)两侧的支撑轴承三(7)和支撑轴承八(16)、安装在支撑轴承三(7)上且与平键一(38)配合的四轴驱动轴(35)、与四轴驱动轴(35)左侧连接的四轴传动齿轮一(10-1)、安装在支撑轴承八(16)上的四轴传动齿轮二(10-2)、设置在四轴传动齿轮二(10-2)内的支撑轴承七(15)、安装在支撑轴承七(15)上的齿轮安装轴一(14-3)、安装在齿轮安装轴一(14-3)内的支撑轴承六(13)。

3.根据权利要求2所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的四轴手腕体(8)的两侧安装有分别对支撑轴承三(7)及支撑轴承八(16)起轴向定位作用的四轴支撑轴承压盖二(6)和四轴支撑轴承压盖三(34)，四轴驱动轴(35)右侧连接有起轴向定位作用的四轴支撑轴承压盖一(5)。

4.根据权利要求1所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的五轴传动组件(14)包括平键二(39)、与平键二(39)配合的五轴驱动轴(36)、设置在五轴驱动轴(36)左侧的五轴传动齿轮一(14-1)、与五轴传动齿轮一(14-1)啮合的五轴传动齿轮二(14-2)、设置在五轴传动齿轮二(14-2)上的齿轮安装轴一(14-3)、设置在齿轮安装轴一(14-3)上的五轴传动齿轮三(14-4)、与五轴传动齿轮三(14-4)啮合的五轴传动齿轮四(14-5)、用于安装五轴传动齿轮四(14-5)的齿轮安装轴二(14-6)、安装在齿轮安装轴二(14-6)内的支撑轴承十(29)。

5.根据权利要求4所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的五轴驱动轴(36)右侧设置有安装在四轴传动组件(10)右侧末端且起支撑作用的支撑轴承二(4)、安装在支撑轴承二(4)的右侧用于限制支撑轴承二(4)的轴向移动的孔用卡簧二(3)。

6.根据权利要求3所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的五轴手腕体(32)末端安装有五轴轴承安装轴套(17)，所述的五轴传动组件(14)末端安装有六轴手腕体连接过渡板(19)，所述的五轴手腕体(32)与四轴支撑轴承压盖三(34)连接处有密封件四(33)。

7.根据权利要求6所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的六轴手腕体(20)下方安装有六轴轴承安装轴套(23)，所述的六轴手腕体(20)安装在六轴手腕体连接过渡板(19)末端，所述的六轴手腕体(20)与六轴轴承安装轴套(23)连接，所述的六轴轴承安装轴套(23)末端安装有末端轴承压盖(24)。

8.根据权利要求6所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的五轴轴承安装轴套(17)与六轴手腕体连接过渡板(19)连接处设置有密封件一(18)，所述末端轴承压盖(24)上靠近末端输出法兰(27)处有密封件二(25)和密封件三(26)。

9.根据权利要求4所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的六轴传动组件(22)包括平键三(40)、与平键三(40)配合的六轴驱动轴(37)、与六轴驱动轴(37)左侧花键安装连接的六轴传动齿轮一(22-1)、安装在六轴传动齿轮一(22-1)左侧用于实现限制六轴传动齿轮一(22-1)的轴向定位的压块一(22-2)、与六轴传动齿轮一(22-1)形成啮合关系的六轴传动齿轮轴一(22-3)、与六轴传动齿轮轴一(22-3)下侧花键安装连接的六轴传动齿轮二(22-4)、安装在六轴传动齿轮二(22-4)下侧实现六轴传动齿轮二(22-4)的轴向定位的压块二(22-5)、安装在支撑轴承十(29)上且齿轮端与六轴传动齿轮二(22-4)形成啮合关系的六轴传动齿轮轴二(22-6)、与六轴传动齿轮轴二(22-6)左侧花键安装连接的六轴传动齿轮三(22-7)、安装在六轴传动齿轮三(22-7)的左侧且实现六轴传动齿轮三(22-7)的轴向定位的压块三(22-8)、与末端输出法兰(27)上侧花键安装连接且与六轴传动齿轮三(22-7)形成啮合关系的六轴传动齿轮四(22-10)、安装在六轴传动齿轮四(22-10)上侧用于实现六轴传动齿轮四(22-10)的轴向定位的压块四(22-9)。

10.根据权利要求1所述的一种喷涂机器人偏置手腕结构,其特征在于：所述的五轴手腕体(32)上安装有五轴手腕体盖板(21)，所述的六轴手腕体(20)上安装有六轴手腕体盖板(14)；所述四轴传动组件(10)有一对夹角为90°的齿轮传动机构，所述六轴传动组件(22)有三对夹角为90°的齿轮传动机构，所述的六轴传动组件(22)有三对夹角为90°的齿轮传动机构，所述三对齿轮传动机构，轴与齿轮的连接方式为渐开线花键连接。

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