CN206967521U - 一种工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，工业机器人上设有第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机和第二驱动电机的输出端分别传动连接一准双曲面小齿轮，第一传动轴和第二传动轴上分别套接一准双曲面大齿轮，准双曲面小齿轮与准双曲面大齿轮一一对应啮合，第二传动轴与第三传动轴上分别套接一伞齿轮且两伞齿轮啮合，第一传动轴、第二传动轴与各自对应的准双曲面大齿轮间均设有准双曲面大齿轮轴向调整机构，第二传动轴、第三传动轴与各自对应的伞齿轮间均设有伞齿轮轴向调整机构。本实用新型可方便快速地实现工业机器人腕部齿轮侧隙调节。

Description

一种工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构

技术领域

本实用新型涉及一种自动化设备的工作机构，更具体地说，它涉及一种工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构。

背景技术

工业机器人的腕部结构比较复杂，一般包含3个自由度。对于5、6关节电机放置于4关节之后的6自由度机器人而言，5、6轴电机的摆放方式、电机的大小以及传动形式制约了机器人腕部的宽度大小。一般机器人腕部电机轴线与4关节轴线垂直，采用谐波减速机传递扭矩。由于电机横置，且谐波减速机成本较高，增加了腕部整体宽度和机器人本体成本。运用双曲面齿轮传动代替谐波减速机传动，体积减小，且能有效减低成本。同时腕部齿轮传动精度影响整个机器人的精度，所以在使用齿轮传动结构时需要尽可能的降低齿轮传动的侧隙。齿轮加工以及机械装配不可避免产生误差，为获得高精度需要实现对齿轮侧隙的调整，提高传动精度。公开号为CN101121264B的发明专利提供了一种工业用机器人手腕驱动构造，但该机器人未设置侧隙调整机构，需要很高的加工及装配精度要求，才能达到机器人精度标准。可以通过使用垫片的方式调整齿轮侧隙，这需要事先检测间隙量以及反复拆卸、组装腕部来实现，侧隙检测较困难，反复安装费时费力，因此工业机器人制造厂商需要一种在组装腕部时能够简单快速实时调整齿轮侧隙的方法。公开号为CN101426621B的发明提供了一种用于调整工业机器人中的齿轮传动装置中的侧隙的调整装置，该发明是通过调整输入小齿轮的方式调节齿轮的侧隙，但由于小齿轮是连接在电机输出轴上，调整时对电机输出轴有影响，因此该调整装置使用时牵涉面大，调整过程比较复杂。

实用新型内容

现有的工业机器人腕部齿轮侧隙无法调整，或者调整过程较为麻烦，还会对周边结构造成影响，为克服这些缺陷，本实用新型提供了一种对周边结构影响小，调过程简单快捷的工业机器人齿轮侧隙的调整结构。

本实用新型的技术方案是：一种工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，工业机器人上设有带有第一传动轴的第一手腕、带有第二传动轴的第二手腕、可绕第一传动轴旋转并带有第三传动轴的中手腕、可驱动第一传动轴的第一驱动电机和可驱动第二传动轴的第二驱动电机，第一驱动电机和第二驱动电机的输出端分别传动连接一准双曲面小齿轮，第一传动轴和第二传动轴上分别套接一准双曲面大齿轮，准双曲面小齿轮与准双曲面大齿轮一一对应啮合，第二传动轴与第三传动轴上分别套接一伞齿轮且两伞齿轮啮合，第一传动轴、第二传动轴与各自对应的准双曲面大齿轮间均设有准双曲面大齿轮轴向调整机构，第二传动轴、第三传动轴与各自对应的伞齿轮间均设有伞齿轮轴向调整机构。通过准双曲面大齿轮轴向调整机构可以调节准双曲面大齿轮在第一传动轴、第二传动轴上的轴向位置，从而可减少准双曲面大齿轮与对应的准双曲面小齿轮间的齿轮侧隙，与现有技术不同的是，本发明通过调节准双曲面大齿轮而不是准双曲面小齿轮的位置以达到减少齿轮侧隙的目的，调节时不牵涉到第一驱动电机和第二驱动电机，无需对第一驱动电机和第二驱动电机做适应性调整，调节步骤更少，调解过程更简单。另外通过伞齿轮轴向调整机构可调节伞齿轮的轴向位置，从而达到消除伞齿轮间侧隙的目的。

作为优选，所述的准双曲面大齿轮包括套接在第一传动轴上的第一准双曲面大齿轮和套接在第二传动轴上的第二准双曲面大齿轮，所述的准双曲面小齿轮包括连接在第一驱动电机输出端的第一准双曲面小齿轮和连接在第二驱动电机输出端的第二准双曲面小齿轮，第一传动轴与第一准双曲面大齿轮间的准双曲面大齿轮轴向调整机构包括第一准双曲面大齿轮固定盘、第一准双曲面大齿轮固定螺栓和第一碟簧，第一准双曲面大齿轮固定盘固设于第一传动轴上且被第一传动轴垂直贯穿，第一准双曲面大齿轮固定螺栓贯穿第一准双曲面大齿轮且螺纹连接在第一准双曲面大齿轮固定盘上，第一碟簧位于第一准双曲面大齿轮和第一准双曲面大齿轮固定盘之间，第二传动轴与第二准双曲面大齿轮间的准双曲面大齿轮轴向调整机构包括第二准双曲面大齿轮固定盘、第二准双曲面大齿轮固定螺栓和第二碟簧，第二准双曲面大齿轮固定盘固设于第二传动轴上且被第二传动轴垂直贯穿，第二准双曲面大齿轮固定螺栓贯穿第二准双曲面大齿轮且螺纹连接在第二准双曲面大齿轮固定盘上，第二碟簧位于第二准双曲面大齿轮和第二准双曲面大齿轮固定盘之间。旋转第一准双曲面大齿轮固定螺栓或第二准双曲面大齿轮固定螺栓，可改变第一准双曲面大齿轮与第一准双曲面大齿轮固定盘，或第二准双曲面大齿轮与第二准双曲面大齿轮固定盘的间隙，使第一准双曲面大齿轮或第二准双曲面大齿轮发生轴向位置的改变，间隙中的第一碟簧或第二碟簧可自行调整弹力，使第一准双曲面大齿轮与第一准双曲面大齿轮固定盘，或第二准双曲面大齿轮与第二准双曲面大齿轮固定盘间仍保持张紧。

作为优选，所述伞齿轮包括第一伞齿轮和第二伞齿轮，第一伞齿轮套接于第二传动轴上，第二伞齿轮套接于第三传动轴上，第二传动轴和第三传动轴上均设有轴向支撑结构，所述的伞齿轮轴向调整机构包括第一伞齿轮调节螺栓、第二伞齿轮调节螺栓、第三碟簧和第四碟簧，第一伞齿轮调节螺栓压紧第一伞齿轮一端端面且螺纹连接在第二传动轴端面上，第三碟簧位于第一伞齿轮另一端与第二传动轴的轴向支撑结构之间，第二伞齿轮调节螺栓压紧第二伞齿轮一端端面且螺纹连接在第三传动轴端面上，第四碟簧位于第二伞齿轮另一端与第三传动轴的轴向支撑结构上。旋转第一伞齿轮调节螺栓或第二伞齿轮调节螺栓，可改变第一伞齿轮调节螺栓对第一伞齿轮的压紧程度，或第二伞齿轮调节螺栓对第二伞齿轮的压紧程度，随即第三碟簧或第四碟簧会进行自行弹性调整，推动伞齿轮轴向移动，使伞齿轮仍与对应的伞齿轮调节螺栓的螺栓头保持抵紧状态，轴向位置改变的伞齿轮间的侧隙随之发生改变。因此通过伞齿轮轴向调整机构可以方便快捷地减少第二手腕、中手腕间传动机构的齿轮侧隙。

作为优选，第一伞齿轮调节螺栓与第二传动轴端面间，第二伞齿轮调节螺栓与第三传动轴端面间均设有垫片。设置垫片可以增大伞齿轮调节螺栓与伞齿轮间的压力接触面，更易于实现伞齿轮调节螺栓对伞齿轮间侧隙的调整。

作为优选，第一手腕上设有第一侧盖，第二手腕上设有第二侧盖，第一准双曲面大齿轮和第二准双曲面大齿轮分别位于第一侧盖和第二侧盖下，第一侧盖上设有与第一准双曲面大齿轮固定螺栓位置对应的通孔，第二侧盖上设有与第二准双曲面大齿轮固定螺栓位置对应的通孔。第一侧盖和第二侧盖可形成防护，将准双曲面大齿轮轴向调整机构置于较封闭的空间内，通过侧盖上的通孔可较方便地对准双曲面大齿轮固定螺栓进行调节。

作为优选，中手腕上设有壳体和腔体，第一伞齿轮和第二伞齿轮均位于腔体内，壳体上设有与第二伞齿轮调节螺栓位置对应的通孔。第一伞齿轮和第二伞齿轮位于较封闭的空间内，通过壳体上的通孔可较方便地对伞齿轮轴向调整机构进行调节。

作为优选，第三传动轴上固连有输出法兰。输出法兰可与其它被驱动部件连接，接受第三传动轴的输出扭矩。

本实用新型的有益效果是：

方便快速地实现工业机器人腕部齿轮侧隙调节。使用本实用新型可通过改变准双曲面齿轮副中的准双曲面大齿轮的轴向位置，以及伞齿轮副中伞齿轮的轴向位置实现齿轮侧隙调节，调节时不会导致齿轮副驱动电机的适应性调整，因此调节时无需拆卸，无需长时间停机，调节便利快捷。

附图说明

图1为应用本实用新型的工业机器人的腕部的一种结构示意图；

图2为本实用新型中准双曲面大齿轮轴向调整机构的一种结构示意图。

图中，1-腕部，2-第一手腕，3-第二手腕，4-中手腕，5-第一滚珠轴承，6-第二滚珠轴承，7-第一准双曲面小齿轮，8-第一准双曲面大齿轮，9-第一齿轮传动部，10-第一传动轴，11-第一碟簧，12-第一侧盖，13-第二侧盖，14-第一准双曲面大齿轮固定螺栓，15-螺纹堵头，16-第一圆锥滚子轴承，17-第一驱动电机，18-第二驱动电机，19-第二准双曲面小齿轮，20-第二准双曲面大齿轮，21-第二齿轮传动部，22-第二传动轴，23-第二碟簧，24-第三碟簧，25-第二伞齿轮调节螺栓，26-第一伞齿轮调节螺栓，27-第二准双曲面大齿轮固定螺栓，28-第三齿轮传动部，29-第一伞齿轮，30-第二伞齿轮，31-第四碟簧，32-第三传动轴，33-输出法兰，34-第二圆锥滚子轴承。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1、图2所示，一种工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，设置于工业机器人的腕部1，整个腕部可绕旋转轴Ⅰ旋转，腕部1包括带有第一传动轴10的第一手腕2、带有第二传动轴22的第二手腕3、可绕第一传动轴10轴心II旋转并带有第三传动轴32的中手腕4、可驱动第一传动轴10的第一驱动电机17和可驱动第二传动轴22的第二驱动电机18，第一手腕2与第二手腕3固连，中手腕4通过第一滚珠轴承5与第一手腕2转动连接，同时通过第二滚珠轴承6与第二手腕3转动连接。第一驱动电机17和第二驱动电机18的输出端分别传动连接一准双曲面小齿轮，分别为第一准双曲面小齿轮7和第二准双曲面小齿轮19，第一驱动电机17与第一准双曲面小齿轮7通过第一圆锥滚子轴承16连接且第一准双曲面小齿轮7轴向固定，第二驱动电机18输出端与第二准双曲面小齿轮19通过第二圆锥滚子轴承34连接且第二准双曲面小齿轮19轴向固定，第一传动轴10和第二传动轴22上分别套接一准双曲面大齿轮，分别为第一准双曲面大齿轮8和第二准双曲面大齿轮20，第一准双曲面小齿轮7与第一准双曲面大齿轮8啮合，形成第一齿轮传动部9；第二准双曲面小齿轮19与第二准双曲面大齿轮20啮合，形成第二齿轮传动部21。第二传动轴22与第三传动轴32上分别套接一伞齿轮，分别为第一伞齿轮29和第二伞齿轮30，第一伞齿轮29和第二伞齿轮30啮合形成第三齿轮传动部28。第一传动轴10、第二传动轴22与各自对应的准双曲面大齿轮间均设有准双曲面大齿轮轴向调整机构，第二传动轴22、第三传动轴32与各自对应的伞齿轮间均设有伞齿轮轴向调整机构。第一传动轴10与第一准双曲面大齿轮8间的准双曲面大齿轮轴向调整机构包括第一准双曲面大齿轮固定盘、第一准双曲面大齿轮固定螺栓14和第一碟簧11，第一准双曲面大齿轮固定盘固设于第一传动轴10上且被第一传动轴10垂直贯穿，第一准双曲面大齿轮固定螺栓14贯穿第一准双曲面大齿轮8且螺纹连接在第一准双曲面大齿轮固定盘上，第一碟簧11位于第一准双曲面大齿轮8和第一准双曲面大齿轮固定盘之间，第二传动轴22与第二准双曲面大齿轮20间的准双曲面大齿轮轴向调整机构包括第二准双曲面大齿轮固定盘、第二准双曲面大齿轮固定螺栓27和第二碟簧23，第二准双曲面大齿轮固定盘固设于第二传动轴22上且被第二传动轴22垂直贯穿，第二准双曲面大齿轮固定螺栓27贯穿第二准双曲面大齿轮20且螺纹连接在第二准双曲面大齿轮固定盘上，第二碟簧23位于第二准双曲面大齿轮20和第二准双曲面大齿轮固定盘之间。第二传动轴22和第三传动轴32上均设有轴向支撑结构，所述的伞齿轮轴向调整机构包括第一伞齿轮调节螺栓26、第二伞齿轮调节螺栓25、第三碟簧24和第四碟簧31，第一伞齿轮调节螺栓26压紧第一伞齿轮29一端端面且螺纹连接在第二传动轴22端面上，第三碟簧24位于第一伞齿轮29另一端与第二传动轴22的轴向支撑结构之间，第二伞齿轮调节螺栓25压紧第二伞齿轮30一端端面且螺纹连接在第三传动轴32端面上，第四碟簧31位于第二伞齿轮30另一端与第三传动轴32的轴向支撑结构上。第一伞齿轮调节螺栓26与第二传动轴22端面间，第二伞齿轮调节螺栓25与第三传动轴32端面间均设有垫片。第一手腕2上设有第一侧盖12，第二手腕3上设有第二侧盖13，第一准双曲面大齿轮8和第二准双曲面大齿轮20分别位于第一侧盖12和第二侧盖13下，第一侧盖12上设有与第一准双曲面大齿轮固定螺栓14位置对应的通孔，第二侧盖13上设有与第二准双曲面大齿轮固定螺栓27位置对应的通孔。中手腕4上设有壳体和腔体，第一伞齿轮29和第二伞齿轮30均位于腔体内，壳体上设有与第二伞齿轮调节螺栓25位置对应的通孔，该通孔通过一螺纹堵头15封闭。第三传动轴32上固连有输出法兰33，输出法兰33可绕第三传动轴32轴心III旋转。

本发明能够简单快速调整手腕齿轮侧隙，体现在：组装机器人手腕时可以通过侧盖12的通孔插入工具调节第一准双曲面大齿轮固定螺栓14实现第一齿轮传动部9侧隙的调节；通过侧盖13的通孔插入工具调节第二准双曲面大齿轮固定螺栓27实现第二齿轮传动部21侧隙的调节；通过安装有螺纹堵头15的中手腕壳体通孔插入工具进行第三齿轮传动部28侧隙的调节。旋转第一准双曲面大齿轮固定螺栓14或第二准双曲面大齿轮固定螺栓27，可改变第一准双曲面大齿轮8与第一准双曲面大齿轮固定盘，或第二准双曲面大齿轮20与第二准双曲面大齿轮固定盘的间隙，使第一准双曲面大齿轮8或第二准双曲面大齿轮20发生轴向位置的改变，间隙中的第一碟簧11或第二碟簧23可自行调整弹力，使第一准双曲面大齿轮8与第一准双曲面大齿轮固定盘，或第二准双曲面大齿轮20与第二准双曲面大齿轮固定盘间仍保持张紧。旋转第二伞齿轮调节螺栓25，可改变第二伞齿轮调节螺栓对第二伞齿轮30的压紧程度，随即第四碟簧31会进行自行弹性调整，推动第二伞齿轮30轴向移动，使第二伞齿轮30仍与第二伞齿轮调节螺栓25的螺栓头保持抵紧状态，轴向位置改变的伞齿轮间的侧隙随之发生改变。

实施例2：

中手腕4的壳体上设有与第一伞齿轮调节螺栓26对应的操作口，旋转第一伞齿轮调节螺栓26，可改变第一伞齿轮调节螺栓26对第一伞齿轮29，随即第三碟簧24会进行自行弹性调整，推动第一伞齿轮29轴向移动，伞齿轮间的侧隙随之发生改变。第一准双曲面大齿轮固定螺栓14、第二准双曲面大齿轮固定螺栓27各四根。其余同实施例1。

Claims (7)

1.一种工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，工业机器人上设有带有第一传动轴（10）的第一手腕（2）、带有第二传动轴（22）的第二手腕（3）、可绕第一传动轴（10）旋转并带有第三传动轴（32）的中手腕（4）、可驱动第一传动轴（10）的第一驱动电机（17）和可驱动第二传动轴（22）的第二驱动电机（18），第一驱动电机（17）和第二驱动电机（18）的输出端分别传动连接一准双曲面小齿轮，第一传动轴（10）和第二传动轴（22）上分别套接一准双曲面大齿轮，准双曲面小齿轮与准双曲面大齿轮一一对应啮合，第二传动轴（22）与第三传动轴（32）上分别套接一伞齿轮且两伞齿轮啮合，其特征是第一传动轴（10）、第二传动轴（22）与各自对应的准双曲面大齿轮间均设有准双曲面大齿轮轴向调整机构，第二传动轴（22）、第三传动轴（32）与各自对应的伞齿轮间均设有伞齿轮轴向调整机构。

2.根据权利要求1所述的工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，其特征是所述的准双曲面大齿轮包括套接在第一传动轴（10）上的第一准双曲面大齿轮（8）和套接在第二传动轴（22）上的第二准双曲面大齿轮（20），所述的准双曲面小齿轮包括连接在第一驱动电机（17）输出端的第一准双曲面小齿轮（7）和连接在第二驱动电机（18）输出端的第二准双曲面小齿轮（19），第一传动轴（10）与第一准双曲面大齿轮（8）间的准双曲面大齿轮轴向调整机构包括第一准双曲面大齿轮固定盘、第一准双曲面大齿轮固定螺栓（14）和第一碟簧（11），第一准双曲面大齿轮固定盘固设于第一传动轴（10）上且被第一传动轴（10）垂直贯穿，第一准双曲面大齿轮固定螺栓（14）贯穿第一准双曲面大齿轮（8）且螺纹连接在第一准双曲面大齿轮固定盘上，第一碟簧（11）位于第一准双曲面大齿轮（8）和第一准双曲面大齿轮固定盘之间，第二传动轴（22）与第二准双曲面大齿轮（20）间的准双曲面大齿轮轴向调整机构包括第二准双曲面大齿轮固定盘、第二准双曲面大齿轮固定螺栓（27）和第二碟簧（23），第二准双曲面大齿轮固定盘固设于第二传动轴（22）上且被第二传动轴（22）垂直贯穿，第二准双曲面大齿轮固定螺栓（27）贯穿第二准双曲面大齿轮（20）且螺纹连接在第二准双曲面大齿轮固定盘上，第二碟簧（23）位于第二准双曲面大齿轮（20）和第二准双曲面大齿轮固定盘之间。

3.根据权利要求2所述的工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，其特征是所述伞齿轮包括第一伞齿轮（29）和第二伞齿轮（30），第一伞齿轮（29）套接于第二传动轴（22）上，第二伞齿轮（30）套接于第三传动轴（32）上，第二传动轴（22）和第三传动轴（32）上均设有轴向支撑结构，所述的伞齿轮轴向调整机构包括第一伞齿轮调节螺栓（26）、第二伞齿轮调节螺栓（25）、第三碟簧（24）和第四碟簧（31），第一伞齿轮调节螺栓（26）压紧第一伞齿轮（29）一端端面且螺纹连接在第二传动轴（22）端面上，第三碟簧（24）位于第一伞齿轮（29）另一端与第二传动轴（22）的轴向支撑结构之间，第二伞齿轮调节螺栓（25）压紧第二伞齿轮（30）一端端面且螺纹连接在第三传动轴（32）端面上，第四碟簧（31）位于第二伞齿轮（30）另一端与第三传动轴（32）的轴向支撑结构上。

4.根据权利要求3所述的工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，其特征是第一伞齿轮调节螺栓（26）与第二传动轴（22）端面间，第二伞齿轮调节螺栓（25）与第三传动轴（32）端面间均设有垫片。

5.根据权利要求2所述的工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，其特征是第一手腕（2）上设有第一侧盖（12），第二手腕（3）上设有第二侧盖（13），第一准双曲面大齿轮（8）和第二准双曲面大齿轮（20）分别位于第一侧盖（12）和第二侧盖（13）下，第一侧盖（12）上设有与第一准双曲面大齿轮固定螺栓（14）位置对应的通孔，第二侧盖（13）上设有与第二准双曲面大齿轮固定螺栓（27）位置对应的通孔。

6.根据权利要求3所述的工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，其特征是中手腕（4）上设有壳体和腔体，第一伞齿轮（29）和第二伞齿轮（30）均位于腔体内，壳体上设有与第二伞齿轮调节螺栓（25）位置对应的通孔。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的工业机器人腕部齿轮侧隙的调整结构，其特征是第三传动轴（32）上固连有输出法兰（33）。