CN209774697U - 机器人的肘部结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种机器人的肘部结构，所述机器人包括前臂和基体，所述肘部结构用于连接所述基体和所述前臂，并包括肘部壳体，所述肘部壳体可转动的设置在所述基体上，所述肘部壳体包括第一安装腔以及第二安装腔，且所述第一安装腔与所述第二安装腔连通，所述第一安装腔内设置有电机组件，所述第二安装腔内设置有减速机组件；所述减速机组件还具有用于穿设线缆的通孔，所述通孔内设有过线套，所述肘部壳体内设有轴承安装孔，所述轴承安装孔位于所述通孔靠近所述第一安装腔的一端，且与所述通孔连通，所述轴承安装孔内安装有第一薄壁轴承。本实用新型实施例不仅方便了肘部结构的装配和拆卸，而且可减小过线套内线缆的磨损。

Description

机器人的肘部结构

技术领域

本实用新型实施例涉及机器人领域，更具体地说，涉及一种机器人的肘部结构。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，并依靠自身动力和控制能力来实现各种功能。作为现代制造业中重要的自动化装备，工业机器人已广泛应用在CNC(Computerized NumericalControl，计算机数控技术)上下料、手机壳打磨、金属打磨等应用领域，以工业机器人为核心的制造装备的需求日益加大。

机器人肘部结构是连接机器人前臂和基体的部件，其可使机器人适应复杂的动作要求，是工业机器人中一个至关重要的环节，是整个工业机器人机械部分的核心之一。

现有的工业机器人的肘部结构普遍采用皮带传动，即通过皮带将电机转矩传递到前臂的驱动部件(例如减速机)，从而实现工业机器人的前臂的动作。皮带传动具有便于维护、传动比准确等优点，然而皮带传动结构对中心距要求较严格，将造成占用空间较大的现象。

此外，现有工业机器人通常采用整体式组装，其将单个独立部件依次装配到肘部结构。上述装配结构导致工业机器人肘部结构装配与拆解不便，且用于连接机器人前臂的线缆在穿过肘部的减速机时，相对于过线套滑动摩擦，磨损较大。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述工业机器人肘部结构占用空间大，拆装不便，以及用于连接机器人前臂的线缆磨损较大的问题，提供一种新的机器人的肘部结构。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种机器人的肘部结构，所述机器人包括前臂和基体，所述肘部结构用于连接所述基体和所述前臂，并驱动所述前臂运动，所述肘部结构包括肘部壳体，所述肘部壳体可转动的设置在所述基体上，所述肘部壳体包括第一安装腔以及第二安装腔，且所述第一安装腔与所述第二安装腔连通，所述第一安装腔内设置有电机组件，所述第二安装腔内设置有减速机组件；

所述电机组件包括主动齿轮，所述减速机组件包括与所述主动齿轮啮合的被动齿轮，所述减速机组件远离所述被动齿轮的一端与所述前臂连接；所述电机组件的主动齿轮的输出转矩经由所述被动齿轮传递至所述减速机组件，再由所述减速机组件带动所述前臂运动；

所述减速机组件还具有轴向设置的用于穿设线缆且与所述第一安装腔连通的通孔，所述通孔内设有过线套，所述肘部壳体内设有轴承安装孔，所述轴承安装孔位于所述通孔靠近所述第一安装腔的一端且与所述通孔连通，所述轴承安装孔内安装有用于减小线缆相对于过线套的滑动摩擦的第一薄壁轴承。

优选地，所述肘部壳体内设有油封安装孔，所述油封安装孔位于所述第二安装腔与所述轴承安装孔之间，并分别与所述第二安装腔和所述轴承安装孔连通，所述油封安装孔内设置有油封，所述油封与所述过线套配合。

优选地，所述过线套远离所述第一安装腔的一端设有用于包裹线缆并防止线缆发生转动的柔性套环。

优选地，所述前臂或所述过线套远离所述第一安装腔的一端设置有轴肩，所述轴肩处安装有第二薄壁轴承。

优选地，所述减速机组件包括减速机刚柔轮、波发生器、第一轴承以及第二轴承；其中：所述波发生器位于所述减速机组件的中央位置，且所述第一轴承位于所述波发生器轴向的第一端、所述第二轴承位于所述波发生器轴向的第二端；所述被动齿轮位于所述第二轴承的外侧，并配合所述波发生器轴向第二端的轴肩实现第二轴承内圈的轴向定位；所述减速机刚柔轮与所述波发生器相配合，且所述减速机刚柔轮分别与所述前臂和所述肘部壳体固定。

优选地，所述第一安装腔的侧壁具有齿轮位，且所述齿轮位与所述第二安装腔相邻设置，所述主动齿轮装设到所述齿轮位内；

所述电机组件的主体部分封堵在所述齿轮位的开口处，且所述齿轮位与所述第二安装腔内所述被动齿轮及第二轴承所在部分构成封闭的第一储油腔；所述肘部壳体上与所述第一储油腔对应的部分具有第一注油孔，且所述第一注油孔上设有第一油塞。

优选地，所述减速机组件和所述前臂之间具有封闭的第二储油腔，且所述第一轴承位于所述第二储油腔内；所述前臂上与所述第二储油腔对应的位置具有第二注油孔，且所述第二注油孔上设有第二油塞。

优选地，所述电机组件包括电机、齿轮固定板，且所述主动齿轮通过所述齿轮固定板装设在所述电机的输出轴处。

优选地，所述被动齿轮和主动齿轮中齿数较多的齿轮的厚度大于齿数较少的齿轮的厚度。

优选地，所述前臂上具有减速机安装孔，所述减速机组件远离所述第一安装腔的一端插入到所述减速机安装孔内，且所述前臂和减速机组件之间设有波形弹簧或垫片。

本实用新型实施例的机器人的肘部结构具有以下有益效果：通过肘部壳体、电机组件和减速机组件组装形成肘部结构，并在减速机组件的过线套的一端增加第一薄壁轴承，不仅方便了肘部结构装配和拆卸，而且可减小过线套内线缆的磨损。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的机器人的肘部结构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的机器人的肘部结构的结构示意图，采用本实施例中的肘部结构的机器人可应用于CNC上下料、手机壳打磨、金属打磨等，该机器人包括基体1以及前臂3，且本实施例的肘部结构用于连接基体1和前臂3，并驱动前臂3运动。本实施例的肘部结构包括肘部壳体2，且该肘部壳体2装设到基体1，并可绕基体1旋转(例如通过电机和减速机等)。

上述机器人的肘部结构还包括电机组件和减速机组件，相应地，肘部壳体2包括第一安装腔20以及第二安装腔，且第二安装腔与第一安装腔连通。减速机组件的第一端安装到肘部壳体2的第二安装腔，且该减速机组件包括位于肘部壳体2的第二安装腔内的被动齿轮55；电机组件安装在肘部壳体2的第一安装腔20内，且该电机组件包括与被动齿轮55啮合的主动齿轮42，电机组件输出的扭矩经主动齿轮42、被动齿轮55传递到减速机组件，再由减速机组件带动前臂3运动。

上述减速机组件内具有轴向设置的用于穿设线缆的通孔，该通孔与第一安装腔20连通。上述通孔内装设有过线套56。上述肘部壳体2内还设有轴承安装孔，该轴承安装孔位于通孔靠近第一安装腔20的一端，且该轴承安装孔分别与通孔和第一安装腔连通。轴承安装孔内安装有第一薄壁轴承57，该第一薄壁轴承57具体可通过螺钉固定在肘部壳体2的内壁。具体地，上述减速机组件的通孔、过线套56、第一薄壁轴承57可同轴，用于连接机器人手腕的线缆(例如供电线、控制信号线等)穿过上述第一薄壁轴承57的内圈以及过线套56后进入前臂3，并通过第一薄壁轴承57内圈和外圈之间的滚动，减小线缆相对于过线套的滑动摩擦。上述通过肘部壳体2、电机组件和减速机组件组装形成机器人的肘部结构，方便了机器人的肘部结构的装配和拆卸，并且上述机器人的肘部结构还在减速机组件的过线套的端部增加第一薄壁轴承57，将用于连接机器人手腕的线缆与过线套56之间的滑动摩擦转变位滚动摩擦，大大减小了线缆的磨损。

在本实用新型的一个实施例中，上述肘部壳体2内还设有油封安装孔，该油封安装孔第二安装腔与轴承安装孔之间，并分别与第二安装腔和轴承安装孔连通。上述油封安装孔内设置有油封63，该油封63与穿设在减速机组件的通孔内的过线套56配合，可保证气密性。

具体地，上述过线套56可通过以下方式安装固定：过线套56的外壁与减速机组件的通孔的内壁之间具有间隙，且过线套56的首端(即远离肘部壳体2的第一安装腔20的一端)具有垂向弯折的突沿561。过线套56通过突沿561固定到前臂3，并跟随前臂3运动，例如可在突沿561上设有固定孔，并通过穿过上述固定孔的螺钉固定在用于固定减速机组件的主体的固定板58(该固定板58固定到前臂3)上。

上述过线套56的首端还可设置柔性套环，线缆由柔性套环包裹后塞入过线套56，以保证线缆在过线套56的首端不发生转动，从而避免线缆磨损。

此外，上述减速机组件还可包括装设在通孔内的第二薄壁轴承，且该第二薄壁轴承位于过线套56远离第一安装腔20的一端，即在过线套56的远离第一安装腔20的一端设置轴肩，第二薄壁轴承固定在过线套56的轴肩处。上述第二薄壁轴承还可设置在前臂3上，即在前臂设置轴肩，并在该前臂的轴肩处安装第二薄壁轴承。所述第二薄壁轴承可以减少过线套远离第一安装腔的一端与线缆之间的滑动摩擦，进一步减小线缆的磨损。

优选地，上述被动齿轮55和主动齿轮42中齿数较多的齿轮的厚度大于齿数较少的齿轮的厚度。该结构可在满足结构强度的前提下，保证传动效率。

为便于电机组件及第一薄壁轴承57的装配，上述肘部壳体2上远离第二安装腔的一侧具有后盖22，该后盖22扣合到肘部壳体2的主体部分，且该后盖22与肘部壳体2的主体部分之间具有密封垫，以保证第一安装腔的气密性，避免灰尘等落入。在装配电机组件及第一薄壁轴承57时，只需打开后盖22即可，安装完毕再将后盖22扣上。

在本实用新型的一个实施例中，减速机组件具体可包括波发生器51、减速机刚柔轮52、第一轴承53以及第二轴承54，上述波发生器51、减速机刚柔轮52、第一轴承53、第二轴承54以及被动齿轮55可提前组装在一起，然后再作为整体装配到肘部壳体2的第二安装腔，从而便于机器人的肘部结构的装配和拆卸。

上述波发生器51位于减速机组件的中央位置，减速机组件的通孔即位于该波发生器51内。第一轴承53和第二轴承54的内圈分别套于波发生器51的外周的轴肩处，且第一轴承53位于波发生器51轴向的第一端、第二轴承54位于波发生器51轴向的第二端。被动齿轮55则位于第二轴承54的外侧(即远离第一轴承53的一侧)，并配合波发生器51轴向第二端的轴肩实现第二轴承54内圈的轴向定位。减速机刚柔轮52与波发生器51相配合，且该减速机刚柔轮分别与前臂3和肘部壳体2固定，从而实现减速机组件的固定和扭矩传递。

上述前臂3上可具有减速机安装孔，减速机组件远离第一安装腔20的一端插入到该减速机安装孔内，且前臂3和减速机组件之间设有波形弹簧或垫片59，并通过固定板58将减速机组件压紧，以保证减速机刚柔轮52与波发生器51、主动齿轮42与被动齿轮55的配合。

特别地，上述第一轴承53和第二轴承54可分别采用角接触球轴承，从而可以同时承受轴向力和径向力，保证轴承组件运行平稳。

在本实用新型的机器人的肘部结构的一个实施例中，上述电机组件具体可包括电机41、齿轮固定板43，且主动齿轮42通过齿轮固定板43装设在电机41的输出轴处。齿轮固定板43可设有圆柱凸台，该圆柱凸台的轴向尺寸可根据电机41的输出轴的长度和实际配合尺寸做相应调整，当实际尺寸满足时，齿轮固定板43可不设圆柱凸台，便于磨削加工，进而提高零件及装配精度。

在本实用新型的机器人的肘部结构的另一实施例中，上述肘部壳体2的第一安装腔20的侧壁(与第二安装腔相邻的侧壁)具有齿轮位，且该齿轮位与第二安装腔相邻设置，电机组件的主动齿轮42装设到该齿轮位内。上述电机组件的主体部分封堵在齿轮位的开口处，且齿轮位与第二安装腔内被动齿轮55及第二轴承54所在部分构成封闭的第一储油腔(例如通过密封圈、油封等)；肘部壳体2上与第一储油腔对应的部分具有第一注油孔，且该第一注油孔上设有第一油塞61。通过第一注油孔，可向第一储油腔内加注润滑油，以减小主动齿轮42和被动齿轮55在传动过程中的磨损，以及减小第二轴承54的磨损。

类似地，为减小第一轴承53的磨损，上述减速机组件和前臂3(即减速机安装孔的内壁)之间具有封闭的第二储油腔，且第一轴承53位于该第二储油腔内；前臂3上与第二储油腔对应的部分具有第二注油孔，且第二注油孔上设有第二油塞62，通过第二注油孔，可向第二储油腔内加注润滑油。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机器人的肘部结构，所述机器人包括前臂和基体，所述肘部结构用于连接所述基体和所述前臂，并驱动所述前臂运动，其特征在于，所述肘部结构包括肘部壳体，所述肘部壳体可转动的设置在所述基体上，所述肘部壳体包括第一安装腔以及第二安装腔，且所述第一安装腔与所述第二安装腔连通，所述第一安装腔内设置有电机组件，所述第二安装腔内设置有减速机组件；

所述电机组件包括主动齿轮，所述减速机组件包括与所述主动齿轮啮合的被动齿轮，所述减速机组件远离所述被动齿轮的一端与所述前臂连接；所述电机组件的主动齿轮的输出转矩经由所述被动齿轮传递至所述减速机组件，再由所述减速机组件带动所述前臂运动；

所述减速机组件还具有轴向设置的用于穿设线缆且与所述第一安装腔连通的通孔，所述通孔内设有过线套，所述肘部壳体内设有轴承安装孔，所述轴承安装孔位于所述通孔靠近所述第一安装腔的一端且与所述通孔连通，所述轴承安装孔内安装有用于减小线缆相对于过线套的滑动摩擦的第一薄壁轴承。

2.根据权利要求1所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述肘部壳体内设有油封安装孔，所述油封安装孔位于所述第二安装腔与所述轴承安装孔之间，并分别与所述第二安装腔和所述轴承安装孔连通，所述油封安装孔内设置有油封，所述油封与所述过线套配合。

3.根据权利要求1所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述过线套远离所述第一安装腔的一端设有用于包裹线缆并防止线缆发生转动的柔性套环。

4.根据权利要求1所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述前臂或所述过线套远离所述第一安装腔的一端设置有轴肩，所述轴肩处安装有第二薄壁轴承。

5.根据权利要求1所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述减速机组件包括减速机刚柔轮、波发生器、第一轴承以及第二轴承；其中：所述波发生器位于所述减速机组件的中央位置，且所述第一轴承位于所述波发生器轴向的第一端、所述第二轴承位于所述波发生器轴向的第二端；所述被动齿轮位于所述第二轴承的外侧，并配合所述波发生器轴向第二端的轴肩实现第二轴承内圈的轴向定位；所述减速机刚柔轮与所述波发生器相配合，且所述减速机刚柔轮分别与所述前臂和所述肘部壳体固定。

6.根据权利要求5所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述第一安装腔的侧壁具有齿轮位，且所述齿轮位与所述第二安装腔相邻设置，所述主动齿轮装设到所述齿轮位内；

所述电机组件的主体部分封堵在所述齿轮位的开口处，且所述齿轮位与所述第二安装腔内所述被动齿轮及第二轴承所在部分构成封闭的第一储油腔；所述肘部壳体上与所述第一储油腔对应的部分具有第一注油孔，且所述第一注油孔上设有第一油塞。

7.根据权利要求5所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述减速机组件和所述前臂之间具有封闭的第二储油腔，且所述第一轴承位于所述第二储油腔内；所述前臂上与所述第二储油腔对应的位置具有第二注油孔，且所述第二注油孔上设有第二油塞。

8.根据权利要求1所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述电机组件包括电机、齿轮固定板，且所述主动齿轮通过所述齿轮固定板装设在所述电机的输出轴处。

9.根据权利要求1所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述被动齿轮和主动齿轮中齿数较多的齿轮的厚度大于齿数较少的齿轮的厚度。

10.根据权利要求1所述的机器人的肘部结构，其特征在于，所述前臂上具有减速机安装孔，所述减速机组件远离所述第一安装腔的一端插入到所述减速机安装孔内，且所述前臂和减速机组件之间设有波形弹簧或垫片。