CN202241314U - 机器人手腕保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人手腕保护装置，包括传动装置、电机、固定板、转轴、轴套和2个弹簧；固定板用于连接机器人手臂；固接在固定板上的电机与传动装置相连，传动装置的另一端与转轴相连；轴套固定在固定板上，转轴通过一平键与轴套相连；传动装置包括驱动齿轮和齿轮套；电机输出轴与驱动齿轮相连；驱动齿轮与齿轮套啮合，齿轮套通过两个轴承与转轴相连，齿轮套的齿宽小于驱动齿轮的齿宽；弹簧固定在轴套和转轴之间。本实用新型具有结构简单紧凑、质量轻、惯量小的特点，在不影响转动的情况下，实现了对手腕的轴向过载保护功能，过载消失后，手腕又能自动恢复初始状态并正常工作，适用于作业过程中存在轴向过载现象的机器人及其它设备。

Description

机器人手腕保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种机器人手腕保护装置。 

背景技术

机器人的手腕是连接机器人手臂和机器人手掌的部件，起着连接和支撑手掌的的作用，一般情况下，机器人的手腕具有1到3个回转自由度。因为手腕安装在机器人手臂末端，故要求在实现功能的前提下，结构尽量紧凑，重量尽量轻。在机器人进行钻孔、锻压、击打等操作时，将在手掌轴向产生一个较大的载荷力，通过手腕结构，冲击力将会传递到手臂上，极易使手臂零部件造成破坏，或者要求零部件尺寸增大，驱动功率也增大，这些对机器人的控制是极其不利的。 

实用新型内容

(一)要解决的技术问题 

本实用新型要解决的技术问题是提供一种一种结构简单紧凑、质量轻、惯量小的机器人手腕保护装置，该装置实现了对手腕的轴向过载保护功能。 

(二)技术方案 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的机器人手腕保护装置，包括传动装置、电机、固定板、转轴、轴套和2个弹簧；固定板用于连接机器人手臂；固接在固定板上的电机与传动装置相连，传动装置的另一端与转轴相连；轴套固定在固定板上，转轴通过一平键与轴套相连，转轴通过平键导向相对轴套沿轴向滑动；传动装置包括驱动齿轮和齿轮套；电机输出 轴与驱动齿轮相连；驱动齿轮与齿轮套啮合，齿轮套通过两个轴承与转轴相连，齿轮套的齿宽小于驱动齿轮的齿宽；弹簧一端固定在轴套上，另一端固定在转轴上；齿轮套的前端设置有法兰，法兰上连接带有驱动装置的机器人手爪，手爪的电气连线、气管、油管从转轴的内孔中穿过，由手爪连接机器人操作工具。在齿轮套的内孔中设有台阶，用于分隔两个轴承。转轴的末端装置有用于紧固轴承的双螺母。 

(三)有益效果 

本实用新型的优点在于：1)采用一个被动直线自由度实现手腕的转动部分相对转轴可以沿轴线移动，从而使机器人可以离开轴向载荷作用点，实现过载保护。2)采用弹簧实现手腕保持正常的工作状态，限定轴向过载力的大小，并在过载消失后自动将手腕恢复到初始状态。3)通过两个不等宽的齿轮保证手腕在过载及不过载情况下转动传动链始终保持正常，从而保证手腕能顺利恢复初始状态，并重新正常工作。本实用新型具有结构简单紧凑、质量轻、惯量小的特点，在不影响转动的情况下，实现了对手腕的轴向过载保护功能，过载消失后，手腕又能自动恢复初始状态并正常工作，适用于作业过程中存在轴向过载现象的机器人及其它设备。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是图1的F-F剖面图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。 

图1是本装置的结构示意图。由图1可知，本保护装置包括传动装置、 电机、固定板1、转轴3、轴套5和2个弹簧7，传动装置包括驱动齿轮2和齿轮套6。固定板1用于连接机器人手臂，带有驱动装置的机器人手爪连接在齿轮套6的前法兰上，手爪的电气连线、气管、油管等可以从转轴3的内孔中穿过，由手爪操作工件或工具。当然机器人手爪可以不具有驱动装置，驱动装置安装在转轴3上，通过其它机构将动力传递给手爪进行操作。这样可以使机构的重心后移，降低对机器人手臂的转动惯量及动力要求。 

结合图2，本实施例中键4装在转轴3和轴套5之间，从而使转轴3可相对轴套5沿轴向滑动，但不能转动，轴套5固定在固定板1上。齿轮套6通过两个轴承装在转轴3上，相对转轴3可以转动，但不能移动。齿轮套6上设有台阶9，用于隔开两个轴承，转轴3的末端装置有双螺母，用于紧固轴承。驱动齿轮2将电机或回转缸的回转运动传递给齿轮套6，实现手腕的回转运动，齿轮套6的齿宽小于驱动齿轮2齿宽，轴向载荷作用在齿轮套6的前法兰面8上，作用力为压力。弹簧7一端固定在轴套5上，另一端固定在转轴3上。无载荷情况下，在弹簧7的拉力作用下，在键4的导向下，转轴3压紧在轴套5的后端面上，弹簧7对转轴3保持一定的拉力。工作时如果轴向载荷在一定范围内，即不超出两个弹簧7对转轴3的拉力，转轴3依然压紧在轴套5的后端面上，驱动齿轮2带动齿轮套6转动，实现手腕的回转运动。当轴向载荷超过弹簧7对转轴3的拉力时，轴向载荷的作用力使弹簧7伸长，使转轴3带动齿轮套6在键4的导向下相对轴套5向后移动，由于操作对象位置固定，齿轮套6将远离轴向载荷作用点，从而使载荷减小，使过大的轴向载荷不能传递到固定板1、轴套5及后续的零部件上，从而实现轴向过载保护。同时，齿轮套6的齿宽小于驱动齿轮2齿宽，虽然齿轮套6位置前移，二者依然能够保持正常啮合。当过大的轴向载荷消失后，弹簧7对转轴3的拉力又使转轴3及齿轮套6向前沿轴向运动，压紧在轴套5上，自动恢复初始状态，可以进行正常操作。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (3)

1.一种机器人手腕保护装置，其特征在于：包括传动装置、电机、固定板(1)、转轴(3)、轴套(5)和2个弹簧(7)；所述固定板(1)用于连接机器人手臂；固接在所述固定板(1)上的所述电机与所述传动装置相连，所述传动装置的另一端与所述转轴(3)相连；所述轴套(5)固定在所述固定板(1)上，所述转轴(3)通过一平键(4)与所述轴套(5)相连，所述转轴(3)通过所述平键(4)导向相对所述轴套(5)沿轴向滑动；所述传动装置包括驱动齿轮(2)和齿轮套(6)；所述电机输出轴与所述驱动齿轮(2)相连；所述驱动齿轮(2)与所述齿轮套(6)啮合，所述齿轮套(6)通过两个轴承与所述转轴(3)相连，所述齿轮套(6)的齿宽小于所述驱动齿轮(2)的齿宽；所述弹簧(7)一端固定在所述轴套(5)上，另一端固定在所述转轴(3)上；所述齿轮套(6)的前端设置有法兰，法兰上连接带有驱动装置的机器人手爪，手爪的电气连线、气管、油管从转轴的内孔中穿过，由手爪连接机器人操作工具。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于：在所述齿轮套(6)的内孔中设有台阶(9)。

3.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于：在所述转轴(3)的末端装置有用于紧固轴承的双螺母。

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