CN204748649U - 一种重型双向旋转关节组合机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种重型双向旋转关节组合机构，包括底座、横向伺服电机、横向主动同步轮、横向同步带、横向从动同步轮、横向减速机、直向减速机、直向输出锥齿轮、直向输入锥齿轮、直向从动同步轮、直向同步带、直向主动同步轮和直向伺服电机。本实用新型结构设计巧妙、合理，能够实现双向旋转、双向输出，而且直向和横向都主要采用同步带传动的方式，不仅大大降低了直向和横向传动的噪音，还避免了存在调整间隙的问题，而且降低了安装难度，提高了生产效率，还缩减了零部件，降低了成本，而且传动精度高，噪音小，稳定性好，易于安装和日常维护，节约生产成本，利于广泛推广应用。

Description

一种重型双向旋转关节组合机构

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种重型双向旋转关节组合机构。

背景技术

关节机器人，也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一。适合用于诸多工业领域的机械自动化作业，比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作。

目前，公知的关节机器人的关节无法实现双向旋转，而只能实现单向旋转。而且，现有技术中的传动关节大多是使用齿轮和减速机组合而成，这种结构的噪音大，组装装配难度大，对机械加工配件精度要求高，因此齿轮传动需要装配技术人员反复调整安装才能减小间隙，对组装技术人员的操作水平有很高的要求，而且后期维护难度大，不仅影响正常生产，还大大增加了维护成本。

有鉴于此，确有必要提供一种重型双向旋转关节组合机构，其结构设计巧妙、合理，能够实现双向旋转，而且直向和横向都采用同步带传动的方式，不仅大大降低了直向和横向传动的噪音，还避免了存在调整间隙的问题，而且降低了安装难度，提高了生产效率，还缩减了零部件，降低了成本，而且传动精度高，噪音小，稳定性好，易于安装和日常维护，节约生产成本，利于广泛推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述不足，提供一种一种重型双向旋转关节组合机构，其结构设计巧妙、合理，能够实现双向旋转，而且直向和横向都采用同步带传动的方式，不仅大大降低了直向和横向传动的噪音，还避免了存在调整间隙的问题，而且降低了安装难度，提高了生产效率，还缩减了零部件，降低了成本，而且传动精度高，噪音小，稳定性好，易于安装和日常维护，节约生产成本，利于广泛推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：

一种重型双向旋转关节组合机构，包括底座、横向伺服电机、横向主动同步轮、横向同步带、横向从动同步轮、横向减速机、直向减速机、直向输出锥齿轮、直向输入锥齿轮、直向从动同步轮、直向同步带、直向主动同步轮和直向伺服电机；

所述横向伺服电机设置于所述底座上，所述横向伺服电机的输出轴与所述横向主动同步轮连接，所述横向主动同步轮通过所述横向同步带与所述横向从动同步轮连接，所述横向减速机的轴与所述横向从动同步轮连接；

所述直向伺服电机设置于所述底座上，所述直向伺服电机的输出轴与所述直向主动同步轮连接，所述直向主动同步轮通过所述直向同步带与所述直向从动同步轮连接，所述直向从动同步轮还与所述直向输入锥齿轮连接，所述直向输入锥齿轮和所述直向输出锥齿轮啮合，所述直向输出锥齿轮与所述直向减速机的轴连接。

作为本实用新型重型双向旋转关节组合机构的一种改进，所述底座设置为Y型底座。

作为本实用新型重型双向旋转关节组合机构的一种改进，所述直向输出锥齿轮和所述直向输入锥齿轮均通过锥齿轮固定轴承固定于所述底座上。

作为本实用新型重型双向旋转关节组合机构的一种改进，所述横向减速机和所述直向减速机均设置为谐波减速机。

作为本实用新型重型双向旋转关节组合机构的一种改进，所述横向伺服电机和所述直向伺服电机平行设置，并且所述横向伺服电机和所述直向伺服电机的输出轴的伸出方向相反。

作为本实用新型重型双向旋转关节组合机构的一种改进，所述横向同步带和所述直向同步带平行设置。

作为本实用新型重型双向旋转关节组合机构的一种改进，所述横向减速机的轴和所述直向减速机的轴垂直设置。

作为本实用新型重型双向旋转关节组合机构的一种改进，所述横向从动同步轮和所述直向从动同步轮相对设置，并且所述横向从动同步轮和所述直向从动同步轮分别位于所述直向输出锥齿轮的两侧。

作为本实用新型重型双向旋转关节组合机构的一种改进，所述横向减速机位于所述横向从动同步轮和所述直向从动同步轮之间。

相对于现有技术，本实用新型采用双伺服电机（直向伺服电机和横向伺服电机）传动，在直向传动中，直向伺服电机通过直向同步带带动直向输入锥齿轮，再通过直向输入锥齿轮和直向输出锥齿轮的啮合换向后带动直向减速机，以完成直向的动力输出；在横向传动中，横向伺服电机通过横向同步带带动横向减速机，以完成横向的动力输出。

本实用新型结构设计巧妙、合理，能够实现双向旋转、双向输出，而且直向和横向都主要采用同步带传动的方式，不仅大大降低了直向和横向传动的噪音，还避免了存在调整间隙的问题，而且降低了安装难度，提高了生产效率，还缩减了零部件，降低了成本，而且传动精度高，噪音小，稳定性好，易于安装和日常维护，节约生产成本，利于广泛推广应用。本实用新型尤其适用于重型工业关节机器人。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供的一种一种重型双向旋转关节组合机构，包括底座1、横向伺服电机2、横向主动同步轮3、横向同步带4、横向从动同步轮5、横向减速机6、直向减速机7、直向输出锥齿轮8、直向输入锥齿轮9、直向从动同步轮10、直向同步带11、直向主动同步轮12和直向伺服电机13；

横向伺服电机2设置于底座1上，横向伺服电机2的输出轴与横向主动同步轮3连接，横向主动同步轮3通过横向同步带4与横向从动同步轮5连接，横向减速机6的轴与横向从动同步轮5连接；也就是说，在横向传动中，横向伺服电机2通过横向同步带4带动横向减速机6，以完成横向的动力输出。

直向伺服电机13设置于底座1上，直向伺服电机13的输出轴与直向主动同步轮12连接，直向主动同步轮12通过直向同步带11与直向从动同步轮10连接，直向从动同步轮10还与直向输入锥齿轮9连接，直向输入锥齿轮9和直向输出锥齿轮8啮合，二者可以实现换向的功能，使得直向的输出转变90度，直向输出锥齿轮8与直向减速机7的轴连接；也就是说，在直向传动中，直向伺服电机13通过直向同步带10带动直向输入锥齿轮9，再通过直向输入锥齿轮9和直向输出锥齿轮8的啮合换向后带动直向减速机7，以完成直向的动力输出。

底座1设置为Y型底座。直向输出锥齿轮8和直向输入锥齿轮9均通过锥齿轮固定轴承14固定于底座1上，以实现直向输出锥齿轮8和直向输入锥齿轮9的固定。

横向减速机6和直向减速机7均设置为谐波减速机。谐波减速机结构简单，体积小，重量轻。它与传动比相当的普通减速器比较，其零件减少50%，体积和重量均减少1/3左右或更多。而且，谐波减速机传动比范围大，啮合的齿数多，谐波传动的精度高，齿的承载能力大，在材料和速比相同的情况下，受载能力要大大超过其它传动。其传递的功率范围可为几瓦至几十千瓦；运动平稳，无冲击，噪声小。齿的啮入、啮出是随着柔轮的变形，逐渐进入和逐渐退出刚轮齿间的，啮合过程中齿面接触，滑移速度小，且无突然变化。此外，谐波减速机齿侧间隙可以调整。而且，谐波减速机传动效率高，同轴性好，可实现向密闭空间传递运动及动力。

横向伺服电机2和直向伺服电机13平行设置，并且横向伺服电机2和直向伺服电机13的输出轴的伸出方向相反，横向同步带4和直向同步带11平行设置，这种结构布置可以大大减小整个机构的体积。横向减速机6的轴和直向减速机7的轴垂直设置，即横向输出和直向输出相互垂直，以实现双向输出、双向旋转。

横向从动同步轮5和直向从动同步轮10相对设置，并且横向从动同步轮5和直向从动同步轮10分别位于直向输出锥齿轮8的两侧，横向减速机6位于横向从动同步轮5和直向从动同步轮10之间。这些结构设计也是为了减小整个机构的体积。

总之，本实用新型采用双伺服电机（直向伺服电机13和横向伺服电机2）传动，在直向传动中，直向伺服电机13通过直向同步带11带动直向输入锥齿轮9，再通过直向输入锥齿轮9和直向输出锥齿轮8的啮合换向后带动直向减速机7，以完成直向的动力输出；在横向传动中，横向伺服电机2通过横向同步带4带动横向减速机6，以完成横向的动力输出。

总之，本实用新型结构设计巧妙、合理，体积小，能够实现双向旋转、双向输出，而且直向和横向都采用同步带传动的方式，不仅大大降低了直向和横向传动的噪音，还避免了存在调整间隙的问题，而且降低了安装难度，提高了生产效率，还缩减了零部件，降低了成本，而且传动精度高，噪音小，稳定性好，易于安装和日常维护，节约生产成本，利于广泛推广应用。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。如本实用新型上述实施例，采用与其相同或相似结构而得到的其它机构，均在本实用新型保护范围内。

Claims (9)

1.一种重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：包括底座、横向伺服电机、横向主动同步轮、横向同步带、横向从动同步轮、横向减速机、直向减速机、直向输出锥齿轮、直向输入锥齿轮、直向从动同步轮、直向同步带、直向主动同步轮和直向伺服电机；

所述横向伺服电机设置于所述底座上，所述横向伺服电机的输出轴与所述横向主动同步轮连接，所述横向主动同步轮通过所述横向同步带与所述横向从动同步轮连接，所述横向减速机的轴与所述横向从动同步轮连接；

所述直向伺服电机设置于所述底座上，所述直向伺服电机的输出轴与所述直向主动同步轮连接，所述直向主动同步轮通过所述直向同步带与所述直向从动同步轮连接，所述直向从动同步轮还与所述直向输入锥齿轮连接，所述直向输入锥齿轮和所述直向输出锥齿轮啮合，所述直向输出锥齿轮与所述直向减速机的轴连接。

2.根据权利要求1所述的重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：所述底座设置为Y型底座。

3.根据权利要求1所述的重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：所述直向输出锥齿轮和所述直向输入锥齿轮均通过锥齿轮固定轴承固定于所述底座上。

4.根据权利要求1所述的重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：所述横向减速机和所述直向减速机均设置为谐波减速机。

5.根据权利要求1所述的重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：所述横向伺服电机和所述直向伺服电机平行设置，并且所述横向伺服电机和所述直向伺服电机的输出轴的伸出方向相反。

6.根据权利要求5所述的重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：所述横向同步带和所述直向同步带平行设置。

7.根据权利要求1所述的重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：所述横向减速机的轴和所述直向减速机的轴垂直设置。

8.根据权利要求6所述的重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：所述横向从动同步轮和所述直向从动同步轮相对设置，并且所述横向从动同步轮和所述直向从动同步轮分别位于所述直向输出锥齿轮的两侧。

9.根据权利要求8所述的重型双向旋转关节组合机构，其特征在于：所述横向减速机位于所述横向从动同步轮和所述直向从动同步轮之间。