CN215313372U - 一种机器人手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机器人手臂，包括：四轴花键轴、五轴花键轴、六轴花键轴、四轴大齿轮、四轴输出齿轮、四轴小齿轮、四轴减速机、五轴大齿轮、五轴输出齿轮、五轴小齿轮、五轴减速机、六轴输出齿轮、第一四轴轴齿轮、第一五轴轴齿轮、第一六轴传动轴、第一六轴齿轮、第二六轴齿轮、五轴壳体、第一开口、第二开口、第二五轴轴齿轮、第二六轴传动轴、第三六轴齿轮、第四六轴齿轮、六轴壳体、第三开口、第四开口、第五六轴齿轮、输入轴、六轴减速机、小臂支撑座、小臂壳体、四轴壳体、第五开口和第六开口；达到降低四、五轴小臂中的传动轴高速转动带来震动的目的，同时也因传动轴同心布置使得结构更加紧凑，降低空间占用。

Description

一种机器人手臂

技术领域

本实用新型属于喷涂机器人技术领域，具体涉及一种机器人手臂。

背景技术

现有的喷涂机器人有将4/5/6轴减速机与电机直连，然后减速机通过小臂中的传动轴来实现4/5/6轴的转动，但是由于其大多都为手腕中空结构，导致小臂中的传动轴并列排布，占用空间大，结构不够紧凑。同时现有的喷涂机器人也有将减速机放在手腕端，电机与小臂中的传动轴连接来传动，且小臂中的传动轴同心布置，但是由于小臂中的传动轴需要高速旋转，对传动轴的动平衡以及装配的精度要求，特别是4、5轴的小臂中的传动轴由于其尺寸和重量较大，在高速旋转下容易产生较大震动。现有的喷涂机器人的3R中空手腕结构体积较大，在喷涂家具、木门等奇异点较多。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种机器人手臂，以解决现有技术中的喷涂机器人有将//轴减速机与电机直连，然后减速机通过小臂中的传动轴来实现//轴的转动，但是由于其大多都为手腕中空结构，导致小臂中的传动轴并列排布，占用空间大，结构不够紧凑的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机器人手臂，包括传动组件和与传动组件连接的手腕，该传动组件包括：

同心设置的三个花键轴，三个所述花键轴包括由外到内设置的四轴花键轴、五轴花键轴和六轴花键轴，相邻的两个所述花键轴转动套接，六轴花键轴两端延伸出五轴花键轴两端外部，五轴花键轴两端延伸出四轴花键轴两端外部；

四轴大齿轮，所述四轴大齿轮安装于所述四轴花键轴输入端；

四轴输出齿轮，所述四轴输出齿轮安装于所述四轴花键轴输出端；

四轴小齿轮，所述四轴小齿轮与所述四轴大齿轮啮合；

四轴减速机，所述四轴减速机输出端与所述四轴小齿轮连接；

五轴大齿轮，所述五轴大齿轮安装于所述五轴花键轴输入端；

五轴输出齿轮，所述五轴输出齿轮安装于所述五轴花键轴输出端；

五轴小齿轮，所述五轴小齿轮与所述五轴大齿轮啮合；

五轴减速机，所述五轴减速机输出端与所述五轴小齿轮啮合；

六轴输出齿轮，所述六轴输出齿轮安装于所述六轴花键轴输出端。

进一步的，

所述手腕包括：

第一腕关节，所述第一腕关节包括依次转动套设的第一四轴轴齿轮、第一五轴轴齿轮和第一六轴传动轴；所述第一四轴轴齿轮输入端与所述四轴输出齿轮啮合；所述第一五轴轴齿轮输入端与所述五轴输出齿轮啮合；所述第一六轴传动轴输入端安装有第一六轴齿轮，第一六轴传动轴输出端安装有第二六轴齿轮，所述第一六轴齿轮与所述六轴输出齿轮啮合；

第二腕关节，所述第二腕关节包括五轴壳体，所述五轴壳体上设有开口方向彼此垂直的第一开口和第二开口，所述第一开口与所述第一四轴轴齿轮输出端连接；所述第二开口内转动设置有第二五轴轴齿轮，所述第二五轴轴齿轮输入端与所述第一五轴轴齿轮输出端啮合；所述第二五轴轴齿轮内转动设置有第二六轴传动轴，所述第二六轴传动轴输入端安装有第三六轴齿轮，所述第二六轴传动轴输出端安装有第四六轴齿轮；所述第三六轴齿轮与所述第二六轴齿轮啮合；

第三腕关节，所述第三腕关节包括六轴壳体，所述六轴壳体上设有开口方向彼此垂直的第三开口和第四开口，所述第三开口与所述第二五轴轴齿轮输出端连接，所述第三开口上安装有六轴减速机，所述六轴减速机包括输入轴，所述输入轴上安装有与所述第四六轴齿轮啮合的第五六轴齿轮；所述六轴减速机输出端连接负载件。

进一步的，所述传动件还包括小臂支撑座，所述小臂支撑座上开有T型开口，三个所述花键轴与小臂支撑座的竖直开口处于同一轴心线上，并且输入端延伸水平开口内，所述四轴大齿轮通过轴承与所述小臂支撑座的竖直开口转动连接；所述四轴减速机和所述五轴减速机均安装于所述小臂支撑座的水平开口内。

进一步的，所述传动组件还包括小臂壳体，所述小臂壳体一端口与所述小臂支撑座的竖直开口连接，所述小臂壳体、四轴花键轴、五轴花键轴和六轴花键轴处于同一轴心线上；所述四轴花键轴通过轴承与所述小臂壳体转动连接。

进一步的，所述四轴花键轴通过轴承与所述五轴花键轴转动套接；所述五轴花键轴通过轴承与所述六轴花键轴套接。

进一步的，所述手腕还包括四轴壳体，所述四轴壳体上设置有开口方向彼此垂直的第五开口和第六开口；所述第五开口与所述四轴花键轴处于同一轴心线上；所述第一开口与外圈设有轴承，所述第一开口通过轴承与所述第六开口转动连接。

进一步的，所述四轴壳体上开有四轴观察口，四轴观察口上设置有密封板。

进一步的，所述五轴壳体上开有五轴观察口，五轴观察口上设置有密封板。

进一步的，所述六轴壳体上开有六轴观察口，六轴观察口上设置有密封板。

进一步的，所述四轴减速机输入端、五轴减速机输入端和六轴花键轴输入端分别连接有电机。

本实用新型具有如下优点：四、五轴减速机后置，六轴减速机放在手腕的末端，小臂中的传动轴为中空同心的传动布置方案，达到降低四、五轴小臂中的传动轴高速转动带来震动的目的，同时也因传动轴同心布置使得结构更加紧凑，降低底座的空间占用。将六轴减速机置为手腕的末端，由于六轴传动轴质量尺寸较小，达到在小臂中的传动轴中降低震动的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1是本实用新型具体实施方式提供的一种机器人手臂的整体结构示意图。

图中：四轴花键轴-1、五轴花键轴-2、六轴花键轴-3、四轴大齿轮-4、四轴输出齿轮-5、四轴小齿轮-6、四轴减速机-7、五轴大齿轮-8、五轴输出齿轮-9、五轴小齿轮-10、五轴减速机-11、六轴输出齿轮-12、第一四轴轴齿轮-13、第一五轴轴齿轮-14、第一六轴传动轴-15、第一六轴齿轮-16、第二六轴齿轮-17、五轴壳体-18、第一开口-19、第二开口-20、第二五轴轴齿轮-21、第二六轴传动轴-22、第三六轴齿轮-23、第四六轴齿轮-24、六轴壳体-25、第三开口-26、第四开口-27、第五六轴齿轮-28、输入轴-29、六轴减速机-30、小臂支撑座-31、小臂壳体-32、四轴壳体-33、第五开口-34、第六开口-35。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供的一种机器人手臂，包括传动组件和与传动组件连接的手腕，请参阅图1所示，该传动组件包括：同心设置的三个花键轴，三个花键轴包括由外到内设置的四轴花键轴1、五轴花键轴2和六轴花键轴3，相邻的两个花键轴转动套接，六轴花键轴3两端延伸出五轴花键轴2两端外部，五轴花键轴2两端延伸出四轴花键轴1两端外部；四轴大齿轮4，四轴大齿轮4安装于四轴花键轴1输入端；四轴输出齿轮5，四轴输出齿轮5安装于四轴花键轴1输出端；四轴小齿轮6，四轴小齿轮6与四轴大齿轮4啮合；四轴减速机7，四轴减速机7输出端与四轴小齿轮6连接；五轴大齿轮8，五轴大齿轮8安装于五轴花键轴2输入端；五轴输出齿轮9，五轴输出齿轮9安装于五轴花键轴2输出端；五轴小齿轮10，五轴小齿轮10与五轴大齿轮8啮合；五轴减速机11，五轴减速机11输出端与五轴小齿轮10啮合；六轴输出齿轮12，六轴输出齿轮12安装于六轴花键轴3输出端。手腕包括：第一腕关节，第一腕关节包括依次转动套设的第一四轴轴齿轮13、第一五轴轴齿轮14和第一六轴传动轴15；第一四轴轴齿轮13输入端与四轴输出齿轮5啮合；第一五轴轴齿轮14输入端与五轴输出齿轮9啮合；第一六轴传动轴15输入端安装有第一六轴齿轮16，第一六轴传动轴15输出端安装有第二六轴齿轮17，第一六轴齿轮16与六轴输出齿轮12啮合；第二腕关节，第二腕关节包括五轴壳体18，五轴壳体18上设有开口方向彼此垂直的第一开口19和第二开口20，第一开口19与第一四轴轴齿轮13输出端连接；第二开口20内转动设置有第二五轴轴齿轮21，第二五轴轴齿轮21输入端与第一五轴轴齿轮14输出端啮合；第二五轴轴齿轮21内转动设置有第二六轴传动轴22，第二六轴传动轴22输入端安装有第三六轴齿轮23，第二六轴传动轴22输出端安装有第四六轴齿轮24；第三六轴齿轮23与第二六轴齿轮17啮合；第三腕关节，第三腕关节包括六轴壳体25，六轴壳体25上设有开口方向彼此垂直的第三开口26和第四开口27，第三开口26与第二五轴轴齿轮21输出端连接，第三开口27上安装有六轴减速机30，六轴减速机30包括输入轴29，输入轴29上安装有与第四六轴齿轮24啮合的第五六轴齿轮28；六轴减速机30输出端连接负载件。传动件还包括小臂支撑座31，小臂支撑座31上开有T型开口，三个花键轴与小臂支撑座31的竖直开口处于同一轴心线上，并且输入端延伸水平开口内，四轴大齿轮4通过轴承与小臂支撑座31的竖直开口转动连接；四轴减速机7和五轴减速机9均安装于小臂支撑座31的水平开口内。传动组件还包括小臂壳体32，小臂壳体32一端口与小臂支撑座31的竖直开口连接，小臂壳体32、四轴花键轴1、五轴花键轴2和六轴花键轴3处于同一轴心线上；四轴花键轴1通过轴承与小臂壳体32转动连接。四轴花键轴1通过轴承与五轴花键轴2转动套接；五轴花键轴2通过轴承与六轴花键轴3套接。手腕还包括四轴壳体33，四轴壳体33上设置有开口方向彼此垂直的第五开口34和第六开口35；第五开口34与四轴花键轴1处于同一轴心线上；第五开口34与小臂壳体32另一端口连接；第一开口19与外圈设有轴承，第一开口19通过轴承与第六开口转动连接。其中，为了方便查看齿轮啮合的情况，四轴壳体33上开有四轴观察口，四轴观察口上设置有密封板。五轴壳体18上开有五轴观察口，五轴观察口上设置有密封板。六轴壳体25上开有六轴观察口，六轴观察口上设置有密封板。四轴减速机7输入端、五轴减速机11输入端和六轴花键轴输入端分别连接有电机。

使用时，四轴减速机7上的电机启动，带动四轴减速机7工作，四轴减速机7工作带动四轴小齿轮6工作，四轴小齿轮6工作带动与其啮合的四轴大齿轮4工作，四轴大齿轮4工作，从而带动四轴花键轴1工作，四轴花键轴1转动，带动四轴输出齿轮5转动，与四轴输出齿轮5啮合的第一四轴轴齿轮13开始转动，第一四轴轴齿轮13通过轴承与四轴壳体33的第六开口35转动连接，从而使连接在第一四轴轴齿轮13另一端的五轴壳体转动；六轴壳体25的转动是通过五轴减速机11上的电机驱动，原理与四轴相同，不再重复描述；六轴花键轴3上的电机转动，带动六轴花键轴3转动，六轴花键轴转动带动六轴输出齿轮12转动，六轴输出齿轮12转动带动与其啮合的第一六轴齿轮16转动，从而通过第一六轴传动轴15带动第二六轴齿轮17转动；第二六轴齿轮17转动带动第三六轴齿轮23转动，从而通过第二六轴传动轴22带动第四六轴齿轮24转动，第四六轴齿轮24转动带动与其啮合的第五六轴齿轮28转动，由于第五六轴齿轮28安装在六轴减速机30的输入轴29上，从而使六轴减速机30的输入轴29转动，从而驱动六轴减速机30的输出轴上的负载件转动。

采用四、五轴减速机后置，六轴减速机放在手腕的末端，小臂中的传动轴为中空同心的传动布置方案，这样避免了四、五轴小臂中的传动轴高速转动带来的震动，同时也因传动轴同心布置使得结构更加紧凑。在现有中空结构的喷涂机器人手腕中因为六轴较四/五轴的齿轮传动的级数多，所以对各级齿轮的背隙级加工的精度都有很高的要求，不然六轴的精度会大幅下降，所以本方案将只将六轴减速机置为手腕的末端。也是考虑到为了降低对齿轮加工和装配的要求，同时六轴传动轴质量尺寸较小，降低小臂中传动轴震动的目的。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人手臂，包括传动组件和与传动组件连接的手腕，其特征在于，

该传动组件包括：

同心设置的三个花键轴，三个所述花键轴包括由外到内设置的四轴花键轴、五轴花键轴和六轴花键轴，相邻的两个所述花键轴转动套接，六轴花键轴两端延伸出五轴花键轴两端外部，五轴花键轴两端延伸出四轴花键轴两端外部；

四轴大齿轮，所述四轴大齿轮安装于所述四轴花键轴输入端；

四轴输出齿轮，所述四轴输出齿轮安装于所述四轴花键轴输出端；

四轴小齿轮，所述四轴小齿轮与所述四轴大齿轮啮合；

四轴减速机，所述四轴减速机输出端与所述四轴小齿轮连接；

五轴大齿轮，所述五轴大齿轮安装于所述五轴花键轴输入端；

五轴输出齿轮，所述五轴输出齿轮安装于所述五轴花键轴输出端；

五轴小齿轮，所述五轴小齿轮与所述五轴大齿轮啮合；

五轴减速机，所述五轴减速机输出端与所述五轴小齿轮啮合；

六轴输出齿轮，所述六轴输出齿轮安装于所述六轴花键轴输出端。

2.根据权利要求1所述的一种机器人手臂，其特征在于，

所述手腕包括：

第一腕关节，所述第一腕关节包括依次转动套设的第一四轴轴齿轮、第一五轴轴齿轮和第一六轴传动轴；所述第一四轴轴齿轮输入端与所述四轴输出齿轮啮合；所述第一五轴轴齿轮输入端与所述五轴输出齿轮啮合；所述第一六轴传动轴输入端安装有第一六轴齿轮，第一六轴传动轴输出端安装有第二六轴齿轮，所述第一六轴齿轮与所述六轴输出齿轮啮合；

第二腕关节，所述第二腕关节包括五轴壳体，所述五轴壳体上设有开口方向彼此垂直的第一开口和第二开口，所述第一开口与所述第一四轴轴齿轮输出端连接；所述第二开口内转动设置有第二五轴轴齿轮，所述第二五轴轴齿轮输入端与所述第一五轴轴齿轮输出端啮合；所述第二五轴轴齿轮内转动设置有第二六轴传动轴，所述第二六轴传动轴输入端安装有第三六轴齿轮，所述第二六轴传动轴输出端安装有第四六轴齿轮；所述第三六轴齿轮与所述第二六轴齿轮啮合；

第三腕关节，所述第三腕关节包括六轴壳体，所述六轴壳体上设有开口方向彼此垂直的第三开口和第四开口，所述第三开口与所述第二五轴轴齿轮输出端连接，所述第三开口上安装有六轴减速机，所述六轴减速机包括输入轴，所述输入轴上安装有与所述第四六轴齿轮啮合的第五六轴齿轮；所述六轴减速机输出端连接负载件。

3.根据权利要求1所述的一种机器人手臂，其特征在于，所述传动件还包括小臂支撑座，所述小臂支撑座上开有T型开口，三个所述花键轴与小臂支撑座的竖直开口处于同一轴心线上，并且输入端延伸水平开口内，所述四轴大齿轮通过轴承与所述小臂支撑座的竖直开口转动连接；所述四轴减速机和所述五轴减速机均安装于所述小臂支撑座的水平开口内。

4.根据权利要求3所述的一种机器人手臂，其特征在于，所述传动组件还包括小臂壳体，所述小臂壳体一端口与所述小臂支撑座的竖直开口连接，所述小臂壳体、四轴花键轴、五轴花键轴和六轴花键轴处于同一轴心线上；所述四轴花键轴通过轴承与所述小臂壳体转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种机器人手臂，其特征在于，所述四轴花键轴通过轴承与所述五轴花键轴转动套接；所述五轴花键轴通过轴承与所述六轴花键轴套接。

6.根据权利要求2所述的一种机器人手臂，其特征在于，所述手腕还包括四轴壳体，所述四轴壳体上设置有开口方向彼此垂直的第五开口和第六开口；所述第五开口与所述四轴花键轴处于同一轴心线上；所述第一开口与外圈设有轴承，所述第一开口通过轴承与所述第六开口转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种机器人手臂，其特征在于，所述四轴壳体上开有四轴观察口，四轴观察口上设置有密封板。

8.根据权利要求2所述的一种机器人手臂，其特征在于，所述五轴壳体上开有五轴观察口，五轴观察口上设置有密封板。

9.根据权利要求2所述的一种机器人手臂，其特征在于，所述六轴壳体上开有六轴观察口，六轴观察口上设置有密封板。

10.根据权利要求2所述的一种机器人手臂，其特征在于，所述四轴减速机输入端、五轴减速机输入端和六轴花键轴输入端分别连接有电机。

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