CN111546314A - 工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业机器人，包括基体总成、加长臂组件和前臂总成；所述基体总成包括肘部壳体以及固定安装于所述肘部壳体的前端止口的中空型减速机；所述加长臂组件的轴向的第一端通过第一螺钉固定安装在所述减速机的输出端，所述前臂总成通过第二螺钉固定安装在所述加长臂组件的轴向的第二端，且所述加长臂组件的轴向的第一端的安装面与所述前臂总成的安装面相同，所述加长臂组件的轴向的第二端的安装面与所述减速机的输出端的安装面相同。本发明实施例通过使加长臂组件的轴向的两端的端面分别与前臂总成的安装面以及减速机的输出端的安装面相同，可在增加工业机器人臂长、有效增加其工作半径的同时，提高工业机器人组装的灵活性。

Description

工业机器人

技术领域

本发明实施例涉及自动化生产领域，更具体地说，涉及一种工业机器人。

背景技术

工业机器人是现代制造业重要的自动化装备，目前已广泛应用在CNC(Computernumerical control，计算机数字控制机床)上下料、手机壳打磨、金属打磨等领域。目前，以工业机器人为核心的制造装备的需求日益加大。

工业机器人由本体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成，其中，本体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部。现有的一些工业机器人，往往因其臂部长度，导致其工作半径有限，限制了工业机器人的工作能力和使用范围。通过在工业机器人的原有本体结构，特别是臂部，增加加长部件，可在有效增加工业机器人臂长及其工作半径的同时，缩短工业机器人开发周期，降低开发成本。

然而，上述加长部件往往无法灵活增减，且上述为增加臂长而增加的零件会引入装配误差，从而影响整机的精度(包括零点位置、定位精度等)，整机的美观性也会变差。并且受工业机器人美观、加长臂及其连接件结构要求和工业机器人轻量话、小型化的限制，导致工业机器人内部走线困难，相应位置的线缆走线难度也会加大。此外，加长臂如采用铸造方式制造，铸件内部如有缺陷或毛刺，将加重线缆磨损情况。

发明内容

本发明实施例针对上述为增加工业机器人臂长而增加的零件无法灵活增加，并会引入装配误差、导致内部走线困难以及加重线缆磨损的问题，提供一种新的工业机器人。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种工业机器人，包括基体总成、加长臂组件和前臂总成；所述基体总成包括肘部壳体以及固定安装于所述肘部壳体的前端止口的中空型减速机；所述加长臂组件的轴向的第一端通过第一螺钉固定安装在所述减速机的输出端，所述前臂总成通过第二螺钉固定安装在所述加长臂组件的轴向的第二端，且所述加长臂组件的轴向的第一端的安装面与所述前臂总成的安装面相同，所述加长臂组件的轴向的第二端的安装面与所述减速机的输出端的安装面相同。

优选地，所述工业机器人还包括安装固定在所述肘部壳体或所述加长臂组件的第一过线套，所述第一过线套的主体部分穿过所述减速机的内孔，且所述第一过线套的外壁与所述减速机的内孔的内壁之间具有间隙。

优选地，所述加长臂组件包括加长臂主体，且所述加长臂主体的第一端具有第一开口以及位于所述第一开口内侧的凸环部；所述第一开口与所述减速机的刚柔轮的形状和尺寸相适配，所述凸环部由所述加长臂主体的内壁向中心延伸形成，且所述凸环部上具有第一安装孔；所述加长臂主体的第一开口套于所述减速机的输出端外，且所述加长臂主体通过穿过所述第一安装孔的第一螺钉固定在所述减速机的刚柔轮上。

优选地，所述加长臂组件包括固定板，且所述固定板通过所述第一螺钉固定在所述凸环部；所述固定板上具有第一通孔，所述第一过线套的主体部分的一端具有第一安装沿，且所述第一过线套的主体部分穿过第一通孔后，通过所述第一安装沿固定安装在所述固定板上。

优选地，所述工业机器人还包括第二过线套，所述第二过线套固定在所述加长臂组件内，且所述第二过线套的主体部分位于所述第一过线套的主体部分的延长线上。

优选地，所述加长臂组件包括加长臂主体以及连接板，且所述加长臂主体的第二端具有第二开口；所述连接板安装固定在所述第二开口的内侧，所述前臂总成通过第二螺钉固定安装在所述连接板的朝向所述前臂总成的端面上，且所述连接板的朝向所述前臂总成的端面的形状和尺寸与所述减速机的刚柔轮的形状和尺寸相同。

优选地，所述连接板包括突出于所述连接板的外壁的第二安装沿，且所述第二安装沿包括第二安装孔和第一销孔，所述加长臂主体的第二端与所述第一销孔对应的位置设有第二销孔，且所述连接板通过插接在所述第一销孔和第二销孔的第一销钉对位安装，并通过穿过所述第二安装孔的螺钉固定安装在所述加长臂主体上。

优选地，所述连接板的朝向所述前臂总成的一端的端面具有第三销孔，所述前臂总成的安装面具有与所述第三销孔对应的第四销孔，且所述前臂总成通过插接在所述第三销孔和第四销孔的第二销钉对位安装。

优选地，所述第二过线套包括突出于所述第二过线套的主体部的外壁的第三安装沿，且所述第二过线套通过所述第三安装沿固定安装在所述连接板的远离所述前臂总成的端面上。

优选地，所述连接板的朝向所述前臂总成的端面突出于所述第二安装沿的端面，所述前臂总成包括还绕在所述第二安装沿的外侧的凸沿。

本发明实施例的工业机器人，通过使加长臂组件的轴向的两端的端面分别与前臂总成的安装面以及减速机的输出端的安装面相同，在增加工业机器人臂长、有效增加其工作半径的同时，提高工业机器人组装的灵活性。并且，本发明实施例还通过在加长臂组件内增加过线套，改善了工业机器人内部走线，并解决线缆磨损严重的问题。此外，本发明实施例还通过合理的装配结构，使工业机器人兼顾了美观的同时，保证了工业机器人的装配精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的工业机器人的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的工业机器人的加长臂的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的工业机器人的加长臂的第二端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明实施例提供的工业机器人的结构示意图，该工业机器人可应用于自动化装备的CNC上下料、手机壳打磨、金属打磨等，且该工业机器人具体可以为六轴机器人、四轴机器人、五轴机器人、七轴机器人等。本实施例的工业机器人包括基体总成1、加长臂组件2和前臂总成3，上述基体总成1具体包括底座、一个或多个旋转臂组件以及肘部组件，且加长臂组件2的第一端安装固定到肘部组件；前臂总成3包括前臂组件、腕体等，且该前臂总成3安装固定到加长臂组件2。

具体地，结合图2所示，上述肘部组件包括肘部壳体11以及固设于肘部壳体11的前端止口的中空型减速机(肘部壳体11内还可具有连接到减速机的输入轴的电机等)。加长臂组件2的轴向的第一端通过第一螺钉51固定安装在减速机的输出端(例如减速机的刚柔轮121，当减速机为非一体式结构且输入轴需支撑固定时，减速机的波发生器与加长臂组件2之间还需增加轴承)，从而加长臂组件2可在减速机驱动下转动；前臂总成3通过第二螺钉52固定安装在加长臂组件2的轴向的第二端(前臂总成3与加长臂组件2连接侧具有减速机固定孔位)，且加长臂组件2的轴向的第一端的安装面与前臂总成3的安装面相同，加长臂组件2的轴向的第二端的安装面与减速机的输出端的安装面相同。

上述工业机器人通过使加长臂组件2的轴向的两端的端面分别与前臂总成3的安装面以及肘部的减速机的输出端的安装面相同，可在增加工业机器人臂长、有效增加其工作半径的同时，提高工业机器人组装的灵活性。即在不安装加长臂组件2的情况下，前臂总成3可直接安装固定到基体总成1(即肘部的减速机的输出轴)，从而可构成臂长相对较短的工业机器人，适用于对臂长需求较短的场合。

在本发明的一个实施例中，为便于工业机器人的内部走线，上述工业机器人还包括第一过线套41，该第一过线套41呈中空的管状，且该第一过线套41与肘部壳体11或加长臂组件2安装固定。第一过线套41的主体部分穿过中空型减速机的内孔，且第一过线套41的外壁与减速机的内孔的内壁之间具有间隙，即第一过线套41与减速机内孔不接触，不会跟随减速机转动。由肘部引出的线缆(例如为前臂总成3内的电机供电的线缆、控制信号线缆等)经由上述第一过线套41的内孔进入到加长臂组件，并最终进入到前臂总成3内。

上述第一过线套41利于线缆从肘部引出，并避免线缆与减速机的波发生器122之间的摩擦，减少线缆的磨损。为尽可能的减重，上述第一过线套41可选用材质较轻材料；并且为尽可能的减少磨损，第一过线套41应为光滑材质或经过打磨。

在本发明的另一实施例中，加长臂组件2包括加长臂主体21，特别地，为降低成本，该加长臂主体21可采用铸铁件。上述加长臂主体21的第一端具有第一开口以及位于第一开口内侧(径向)的凸环部211(该凸环部211与加长臂主体21的端面之间具有一定距离，即该凸环部211还位于第一开口的轴向的内侧)，其中第一开口与减速机的刚柔轮121的形状和尺寸相适配，凸环部211由加长臂主体21的内壁向中心延伸形成，且凸环部211上具有多个第一安装孔。加长臂主体21的第一开口套于减速机的输出端外，第一开口内侧的凸环部211贴于刚柔轮121的端面上，且加长臂主体21通过穿过第一安装孔的第一螺钉51固定在减速机的刚柔轮121上。上述加长臂组件2通过第一开口和凸环部211，可隐藏与减速机的输出轴的固定部分，避免第一螺钉51外露，提高整机的美观性。

具体地，上述第一过线套41可通过以下方式安装固定到加长臂组件2：加长臂组件2包括固定板22，且固定板22通过第一螺钉51固定在凸环部211(即第一螺钉51同时穿过固定板22上的通孔以及凸环部211的第一安装孔，并锁紧固定到减速机的刚柔轮121上)；固定板22上还具有孔径与第一过线套41的外壁的尺寸匹配的第一通孔，第一过线套41的主体部分的一端具有第一安装沿411，且第一过线套41的主体部分穿过第一通孔后，通过第一安装沿411固定安装(锁螺钉)在固定板22上。此外，上述固定板22也可固定在肘部壳体11内，第一过线套41同样通过第一安装沿411固定安装(锁螺钉)在固定板22上。

在安装时，可先在肘部壳体11或加长臂主体21上安装固定板22，再安装第一过线套41。针对使用固定板22过渡的情况，如遇传动或结构限制，固定板22无法与肘部壳体11或加长臂主体21接触，为保证第一过线套41与减速机内孔不干涉，可在固定板上设置可调整(如U型槽)的固定孔位，并通过工装定位安装固定。具体地，工装可视为特殊的销钉，具有与减速机内孔和固定板22相匹配的尺寸，装配时，先将固定板22放置在待安装位置，再插入工装，保证减速机内孔和固定板的第一通孔同心后，使用螺钉锁紧固定板，取出工装，装入第一过线套41，并将第一过线套41紧固在固定板22上，完成第一过线套41的装配。当固定板22设置在肘部壳体11内时，该固定板22还可安装该关节的电机。

为使第一过线套41的内孔最大，第一过线套41的安装孔位(即固定板22上的第一通孔)需与减速机固定孔位同轴，从而为线缆提供更多的穿行控件。

为减少线缆在加长臂主体21内的磨损，特别是当加长臂主体21采用铸铁加工而成时，可在加长臂主体21内增加第二过线套42，该第二过线套42固定在加长臂主体21内(与前臂总成3相固定或与加长臂主体21相固定)，且该第二过线套42的主体部分位于第一过线套41的主体部分的延长线上，例如第一过线套41和第二过线套42的中心轴相同，同时第二过线套42的一端与第一过线套41相近，另一端与前臂总成3的内侧端面相齐平，从而由第一过线套41引出的线缆无需弯折即经第二过线套42进入到前臂总成，便于走线。为尽可能的减重，第二过线套42可选用材质较轻材料，同时，该第二过线套42最好采用光滑材质或经过打磨。

特别地，上述第二过线套42也可采用柔性弹簧代替，同样可减少线缆在加长臂主体21内的磨损。使用柔性弹簧时，线缆穿入加长臂后，再将柔性弹簧套在线缆上，再进一步固定。

在本发明的另一实施例中，上述加长臂组件2包括加长臂主体21外，还包括连接板23，且加长臂主体21的第二端(即与前臂总成3相邻的一端)具有第二开口。连接板23通过第三螺钉53安装固定在第二开口的内侧，前臂总成3通过第二螺钉52固定安装在连接板23的朝向所述前臂总成3的端面上，且连接板23的朝向前臂总成3的端面的形状和尺寸与减速机的刚柔轮121的形状和尺寸相同。通过上述方式，可将第三螺钉53和第二螺钉52隐藏到第二开口的内侧(即加长臂主体21的内侧)，从而保证加长臂组件2与前臂总成3之间的连接螺钉内置，保证工业机器人的美观。

在本发明的一个实施例中，第二过线套42包括突出于该第二过线套42的主体部的外壁的第三安装沿421，且第二过线套42通过第三安装沿421固定安装在连接板23的远离前臂总成3的端面上。上述第三安装沿421可位于第二过线套42的主体部的轴向中端，可提高其受力的稳定性。

在本发明的另一实施例中，上述连接板23包括突出于该连接板23的主体的外壁的第二安装沿231，且该第二安装沿231上设置有第二安装孔和第一销孔2311。相应地，加长臂主体21的第二端的第二开口的内侧与第一销孔2311对应的位置设有第二销孔，且连接板23通过插接在第一销孔2311和第二销孔的第一销钉对位安装，并通过穿过第二安装孔的第三螺钉53锁紧固定在加长臂主体21上。在实际应用中，上述第一销钉可使用可拆解销钉工装替代，并分别在紧固后取出。

此外，连接板23的朝向前臂总成3的一端的端面具有第三销孔2321，相应地，前臂总成3的安装面具有与第三销孔2321对应的第四销孔，且前臂总成3通过插接在第三销孔2321和第四销孔的第二销钉对位安装，然后再通过第二螺钉将前臂总成3与加长臂主体21锁紧固定。

通过上述销钉和销控的对位结构，可大大提高加长臂组件2与前臂总成3之间的装配精度。

此外，还可使连接板23的朝向前臂总成3的端面突出于第二安装沿231的端面，即连接板23的朝向前臂总成3的端面与第二安装沿231的端面形成台阶状，前臂总成3还包括绕在第二安装沿的外侧的凸沿31，从而保证加长臂主体21与前臂总成3的连接部分的美观。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种工业机器人，其特征在于，包括基体总成、加长臂组件和前臂总成；所述基体总成包括肘部壳体以及固定安装于所述肘部壳体的前端止口的中空型减速机；所述加长臂组件的轴向的第一端通过第一螺钉固定安装在所述减速机的输出端，所述前臂总成通过第二螺钉固定安装在所述加长臂组件的轴向的第二端，且所述加长臂组件的轴向的第一端的安装面与所述前臂总成的安装面相同，所述加长臂组件的轴向的第二端的安装面与所述减速机的输出端的安装面相同。

2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述工业机器人还包括安装固定在所述肘部壳体或所述加长臂组件的第一过线套，所述第一过线套的主体部分穿过所述减速机的内孔，且所述第一过线套的外壁与所述减速机的内孔的内壁之间具有间隙。

3.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述加长臂组件包括加长臂主体，且所述加长臂主体的第一端具有第一开口以及位于所述第一开口内侧的凸环部；所述第一开口与所述减速机的刚柔轮的形状和尺寸相适配，所述凸环部由所述加长臂主体的内壁向中心延伸形成，且所述凸环部上具有第一安装孔；所述加长臂主体的第一开口套于所述减速机的输出端外，且所述加长臂主体通过穿过所述第一安装孔的第一螺钉固定在所述减速机的刚柔轮上。

4.根据权利要求3所述的工业机器人，其特征在于，所述加长臂组件包括固定板，且所述固定板通过所述第一螺钉固定在所述凸环部；所述固定板上具有第一通孔，所述第一过线套的主体部分的一端具有第一安装沿，且所述第一过线套的主体部分穿过第一通孔后，通过所述第一安装沿固定安装在所述固定板上。

5.根据权利要求2所述的工业机器人，其特征在于，所述工业机器人还包括第二过线套，所述第二过线套固定在所述加长臂组件内，且所述第二过线套的主体部分位于所述第一过线套的主体部分的延长线上。

6.根据权利要求5所述的工业机器人，其特征在于，所述加长臂组件包括加长臂主体以及连接板，且所述加长臂主体的第二端具有第二开口；所述连接板安装固定在所述第二开口的内侧，所述前臂总成通过第二螺钉固定安装在所述连接板的朝向所述前臂总成的端面上，且所述连接板的朝向所述前臂总成的端面的形状和尺寸与所述减速机的刚柔轮的形状和尺寸相同。

7.根据权利要求6所述的工业机器人，其特征在于，所述连接板包括突出于所述连接板的外壁的第二安装沿，且所述第二安装沿包括第二安装孔和第一销孔，所述加长臂主体的第二端与所述第一销孔对应的位置设有第二销孔，且所述连接板通过插接在所述第一销孔和第二销孔的第一销钉对位安装，并通过穿过所述第二安装孔的螺钉固定安装在所述加长臂主体上。

8.根据权利要求6所述的工业机器人，其特征在于，所述连接板的朝向所述前臂总成的一端的端面具有第三销孔，所述前臂总成的安装面具有与所述第三销孔对应的第四销孔，且所述前臂总成通过插接在所述第三销孔和第四销孔的第二销钉对位安装。

9.根据权利要求6所述的工业机器人，其特征在于，所述第二过线套包括突出于所述第二过线套的主体部的外壁的第三安装沿，且所述第二过线套通过所述第三安装沿固定安装在所述连接板的远离所述前臂总成的端面上。

10.根据权利要求7所述的工业机器人，其特征在于，所述连接板的朝向所述前臂总成的端面突出于所述第二安装沿的端面，所述前臂总成包括还绕在所述第二安装沿的外侧的凸沿。

Images