CN204431253U - 机器人前臂驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了机器人前臂驱动机构，包括前臂驱动电机、减速机、曲轴、前臂驱动壳体和腕部连接壳体。前臂驱动壳体包括第一和第二侧壁。前臂驱动电机固定在第一侧壁上，第二侧壁设有凹槽，凹槽底面设有中心通孔。减速机和曲轴设在前臂驱动壳体的内腔内。减速机输入轴与前臂驱动电机输出轴相连接。曲轴包括基体部及分别设于基体部两端的第一、第二法兰部；第一法兰部与减速机的输出法兰连接；第二法兰部呈筒状；第二法兰部穿过第二侧壁的中心通孔后与腕部连接壳体连接；第二法兰部上设有轴承，轴承安装于第二侧壁的凹槽中。外接线缆穿过腕部连接壳体、第二法兰部的中心通孔和线缆穿孔。本实用新型可在采用非中空减速机的情况下实现外接线缆穿线。

Description

机器人前臂驱动机构

技术领域

本发明涉及工业机器人技术，尤其涉及机器人的前臂驱动机构。

背景技术

工业机器人的前臂驱动按手腕电机的位置主要分两种，一种是四、五、六轴电机后置，通过驱动杆驱动手腕运动；另一种是五、六轴电机前置，这种方式省去了前者传动方式一系列的传动结构，结构简单，但要求五、六轴的电机线缆中空穿过前臂。

现有的工业机器人前臂中空穿线方式中，大部分采用在前臂关节中设置中空减速机的方案。这种方案结构简单但有几个不足：第一、第四轴采用中空减速机价格较贵，不利于机器人整机的成本控制；第二、减速机中空孔径的尺寸往往因其减速机自身的结构所限，不能太大，对穿过线缆的线径要求更严格，间接影响了整机成本和电气系统的稳定性；第三、因减速机中空孔径需满足穿线的要求，往往需将减速机的规格选型偏大，影响了前臂结构的紧凑性，同时也进一步影响了整机的成本；第四、中空减速机的输入要求电机偏置并采用一级齿轮或带轮传动，电机偏置在前臂驱动壳体上，一定程度上影响了整机的美观度，同时添加的这一级传运也进一步提高了成本，在带来噪声的同时还降低了传动可靠性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可在采用非中空减速机的情况下实现前臂的外接电缆穿线的机器人前臂驱动机构，其传动结构简单可靠，加工制造成本低，装配方便，易于维护保养。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种机器人前臂驱动机构，包括前臂驱动电机、减速机、曲轴、前臂驱动壳体和腕部连接壳体；腕部连接壳体的内部具有外接线缆；

前臂驱动壳体上设有一线缆穿孔；该前臂驱动壳体包括彼此相对的第一侧壁和第二侧壁；前臂驱动电机固定在第一侧壁的外表面上，第二侧壁的外表面设有一凹槽，该凹槽的底面设有一中心通孔；

减速机和曲轴均设置在前臂驱动壳体的内腔内；减速机的壳体固定在内腔的内壁上；减速机的输入轴与穿过第一侧壁的前臂驱动电机的输出轴相连接；曲轴包括基体部以及分别设置于该基体部两端的第一法兰部和第二法兰部；第一法兰部与减速机的输出法兰连接；所述的第二法兰部呈筒状，具有一中心通孔；该第二法兰部穿过第二侧壁的中心通孔，并与腕部连接壳体相连接；第二法兰部上套设有轴承，该轴承安装于第二侧壁的凹槽中；

外接线缆依次穿过腕部连接壳体、第二法兰部的中心通孔和线缆穿孔。

由于本实用新型采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：

1、本实用新型可采用非中空减速机实现机器人前臂的线缆穿线，相比于采用中空减速机成本更低，且减速机型号不必考虑线径大小；

2、前臂驱动电机与减速机直接连接，省去了采用中空减速机所需的一级偏置输入传动机构，使得整体结构简单、紧凑，同时也节省了成本；

3、前臂驱动电机与减速机直接连接，动效率更直接且传动更加可靠，同时也避免了中空减速机的一级偏置输入传动机构带来的噪声和后期维护问题；

4、本实用新型的曲轴的第二法兰部上安装有轴承，可将前臂在运动过程中产生的弯矩和冲击传递到前臂驱动壳体上，曲轴仅传递扭矩，提高了曲轴和减速机的使用寿命，使设备稳定性更高；

5、前臂驱动电机可以布置在前臂驱动壳体的中间位置，保持了整机的美观度。

附图说明

图1为根据本实用新型一实施例的一种机器人前臂驱动机构的结构示意图。

图2为根据本实用新型一实施例的曲轴结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做出进一步说明。

请参考图1和图2。根据本实用新型一实施例的机器人前臂驱动机构，包括前臂驱动电机1、减速机2、曲轴3、前臂驱动壳体4和腕部连接壳体5。腕部连接壳体的内部具有外接线缆7。

前臂驱动壳体4包括彼此相对的第一侧壁41和第二侧壁42。前臂驱动电机1固定在第一侧壁41的外表面上，第二侧壁42的外表面设有一凹槽421，该凹槽421的底面设有一中心通孔422。在前臂驱动壳体4上还设有一供外接线缆7穿过的线缆穿孔411，图中，该线缆穿孔411设置在第一侧壁41上。前臂驱动壳体4由壳体本体4a和罩设于壳体本体4a下端的盖板4b组成，盖板4b与壳体本体4a可拆卸连接。在安装和维护外接线缆7的过程中，可将盖板4b从壳体本体4a上卸除，线缆安装完成后再安装盖板4b，从而便于线缆的安装和维护保养。

减速机2和曲轴3均设置在前臂驱动壳体的内腔40内。减速机2的壳体固定在内腔的内壁上。减速机2的输入轴与穿过第一侧壁41的前臂驱动电机1的输出轴相连接。减速机2为非中空减速机。

曲轴3包括基体部30以及分别设置于该基体部两端的第一法兰部31和第二法兰部32。第一法兰部31与减速机2的输出法兰连接，第一法兰部31为板状，第一法兰部31的上端与基体部30的一端垂直连接。基体部30的另一端向下弯折，形成一弯折部33，该弯折部33与第二法兰部32的一端相连。第二法兰部32呈筒状，具有一中心通孔35；该第二法兰部穿过第二侧壁的中心通孔422，并与腕部连接壳体5相连接。腕部连接壳体5可以是机器人的手腕箱体或前臂筒。有些类型的工业机器人直接将手腕箱体设置在前臂驱动壳体4的前方，而有些类型的机器人在手腕箱体与前臂驱动壳体4之间设置了前臂筒。

在一较佳实施例中，基体部30为一平板。第二法兰部32通过多根螺栓与腕部连接壳体5连接。第二法兰部上套设有轴承6，轴承6安装于第二侧壁的凹槽421中。工作时，前臂驱动电机1将动力输入到减速机2，再通过曲轴3驱动腕部连接壳体5转动。曲轴3在此过程当中仅传递扭矩，不起抗弯作用。在曲轴第二法兰部与前臂驱动壳体之间安装的轴承6，可承担前臂部分在机器人各其他关节运动过程中产生的弯矩和冲击。

外接线缆7依次穿过腕部连接壳体5、第二法兰部32的中心通孔，绕过了减速机2，再从线缆穿孔411穿出。第二法兰部32的中心通孔的大小根据外接线缆的直径确定，过线空间充裕。

Claims (8)

1.一种机器人前臂驱动机构，其特征在于，包括前臂驱动电机、减速机、曲轴、前臂驱动壳体和腕部连接壳体；所述的腕部连接壳体的内部具有外接线缆；

所述的前臂驱动壳体上设有一线缆穿孔；该前臂驱动壳体包括彼此相对的第一侧壁和第二侧壁；所述的前臂驱动电机固定在所述第一侧壁的外表面上，所述的第二侧壁的外表面设有一凹槽，该凹槽的底面设有一中心通孔；

所述的减速机和曲轴均设置在前臂驱动壳体的内腔内；减速机的壳体固定在所述内腔的内壁上；减速机的输入轴与穿过所述第一侧壁的前臂驱动电机的输出轴相连接；所述的曲轴包括基体部以及分别设置于该基体部两端的第一法兰部和第二法兰部；所述的第一法兰部与所述减速机的输出法兰连接；所述的第二法兰部呈筒状，具有一中心通孔；该第二法兰部穿过第二侧壁的中心通孔，并与所述的腕部连接壳体相连接；第二法兰部上套设有轴承，该轴承安装于第二侧壁的凹槽中；

所述的外接线缆依次穿过所述腕部连接壳体、第二法兰部的中心通孔和所述的线缆穿孔。

2.如权利要求1所述的机器人前臂驱动机构，其特征在于，所述的第一法兰部为板状，该第一法兰部的上端与所述的基体部的一端垂直连接。

3.如权利要求2所述的机器人前臂驱动机构，其特征在于，所述基体部的另一端向下弯折，形成一弯折部，该弯折部与第二法兰部的一端相连。

4.如权利要求3所述的机器人前臂驱动机构，其特征在于，所述的基体部为一平板。

5.如权利要求4所述的机器人前臂驱动机构，其特征在于，所述的第二法兰部通过多根螺栓与所述的腕部连接壳体连接。

6.如权利要求1所述的机器人前臂驱动机构，其特征在于，所述的前臂驱动壳体包括壳体本体和罩设于壳体本体下端的盖板，所述的盖板与所述的壳体本体可拆卸连接。

7.如权利要求1所述的机器人前臂驱动机构，其特征在于，所述的线缆穿孔设置在所述的第一侧壁上。

8.如权利要求1所述的机器人前臂驱动机构，其特征在于，所述的腕部连接壳体为机器人的手腕箱体或前臂筒。