CN216266022U

CN216266022U - 一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人

Info

Publication number: CN216266022U
Application number: CN202122921709.3U
Authority: CN
Inventors: 赵欣; 龙永祥
Original assignee: Ganzhou Zhongke Toyoda Intelligent Equipment Technology Co Ltd
Current assignee: Ganzhou Zhongke Toyoda Intelligent Equipment Technology Co Ltd
Priority date: 2021-11-20
Filing date: 2021-11-20
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2031-11-20

Abstract

本实用新型公开了一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，该工业机器人旨在解决现有技术下电机设置在小臂内，消耗了负载能力，使工业机器人末端承载能力和稳定性较差，并且线缆设置在外部，布局不合理，美观度低的技术问题。该工业机器人包括下部关节、安装在所述下部关节上端可转动的大臂关节、安装在所述大臂关节、上端可转动的肘部关节、安装在所述肘部关节右端可转动的小臂关节、安装在所述小臂关节内可转动的腕部关节、安装在所述腕部关节右端的末端输出法兰。该工业机器人采用电机集中在肘部关节左端的设计，降低工业机器人末端负载的消耗，从而有效提高工业机器人末端承载能力和稳定性，且肘部关节采用中空的设计，布局更加合理。

Description

一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人

技术领域

本实用新型属于工业机器人技术领域，具体涉及一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人。

背景技术

工业机器人是一种具有多关节多自由度的机器装置，工业机器人的使用，有效提高了生产效率，随着计算机控制技术的不断进步，工业机器人还可以完成产品的组件，从而降低了工人的工作量，且提高装配的精度。

目前，专利号为CN201821899487.1的实用新型专利公开了工业机器人，包括一二轴组件、主臂、三四轴组件、副臂、五六轴组件以及管线组件，主臂的端部通过若干个异型孔与三四轴组件安装，副臂的端部通过若干个异型孔与五六轴组件安装。其采用的是通过多个模块的设计，便于机器人的拆装，但该工业机器人电机设置在小臂内，消耗了负载能力，使工业机器人末端承载能力和稳定性较差，并且线缆设置在外部，布局不合理，美观度低。

因此，针对上述末端承载能力和稳定性差的问题，亟需得到解决，以改善工业机器人的使用场景。

实用新型内容

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，该工业机器人旨在解决现有技术下电机设置在小臂内，消耗了负载能力，使工业机器人末端承载能力和稳定性较差，并且线缆设置在外部，布局不合理，美观度低的技术问题。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，该工业机器人包括下部关节、安装在所述下部关节上端可转动的大臂关节、安装在所述大臂关节、上端可转动的肘部关节、安装在所述肘部关节右端可转动的小臂关节、安装在所述小臂关节内可转动的腕部关节、安装在所述腕部关节右端的末端输出法兰；其中，所述肘部关节包括电机安装法兰板，所述电机安装法兰板右端固定连接有肘部铸件，所述电机安装法兰板左端从上往下依次安装有第一电机、第二电机和第三电机，所述第一电机的电机轴外侧安装有第一同步轮，所述肘部铸件内侧设置有带齿外传动轴、带齿中间传动轴和内传动轴，所述小臂关节包括第一减速机，所述第一减速机的输出端固定连接有腕部铸件，所述带齿中间传动轴右端安装有五轴同步轮，所述内传动轴右端安装有六轴同步轮，所述腕部铸件内上下两侧分别转动连接有五轴从动同步轮和六轴从动同步轮，所述六轴从动同步轮内安装有第一传动轴，所述第一传动轴上端外侧安装有第一齿轮，所述第一齿轮的外侧啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮内转动连接有第二传动轴，所述第二传动轴的右端安装有第二减速机。

使用本技术方案的工业机器人时，下部关节、大臂关节和肘部关节间通过驱动装置进行连接，达到空间运动的目的，第一电机带动第一同步轮转动，带动带齿外传动轴转动，带齿外传动轴带动第一减速机工作，第一减速机的输出端与腕部铸件相连，从而达到小臂关节的回转运动，第三电机带动带齿中间传动轴转动，带齿中间传动轴带动五轴同步轮运转，并将动力传递给五轴从动同步轮，从而达到了腕部关节的回转运动，第二电机带动内传动轴运转，五轴从动同步轮带动六轴同步轮运转，通过六轴同步轮将动力传递给六轴从动同步轮，六轴从动同步轮内的第一传动轴同步转动，带动第一齿轮转动，由于第一齿轮和第二齿轮啮合，第二齿轮带动第二传动轴转动，第二传动轴与第二减速机相连，动力由第二减速机输出到末端输出法兰上，从而达到了末端输出法兰的运动。

优选地，所述带齿外传动轴和带齿中间传动轴间设置有第一轴承，所述带齿中间传动轴和内传动轴间设置有小轴承，所述第一同步轮和带齿外传动轴间设置有第一同步带，所述第三电机的电机轴外侧安装有第二同步轮，所述第二同步轮和带齿中间传动轴间设置有第二同步带。通过第一同步带和第二同步带的设计，将第一电机和第三电机的动力分别传递给带齿外传动轴和带齿中间传动轴，从而实现小臂关节和腕部关节的回转运动。

优选地，所述腕部铸件上下两侧分别安装有五轴导轮柱和六轴导轮柱，所述五轴同步轮和五轴从动同步轮间设置有五轴皮带，所述五轴皮带绕在所述五轴导轮柱的外侧，所述六轴同步轮和六轴从动同步轮间设置有六轴皮带，所述六轴皮带绕在所述六轴导轮柱的外侧。通过五轴皮带和六轴皮带，分别带动五轴从动同步轮和六轴从动同步轮运转。

优选地，所述五轴从动同步轮的下端安装有五轴减速机，所述六轴从动同步轮内转动连接有第一传动轴，所述第一传动轴外侧设置有第二轴承，所述第二传动轴外侧安装有第三轴承。通过五轴从动同步轮和五轴减速机，在第三电机启动时，实现腕部关节的运动。

优选地，所述第二减速机的输出端与所述末端输出法兰相连，所述内传动轴左端与所述第二电机相连，所述带齿外传动轴的右端与所述第一减速机相连。通过第二减速机将动力输出到末端输出法兰上，从而实现末端输出法兰的运动。

优选地，所述肘部铸件包括下圆柱体，所述下圆柱体前端内侧安装有减速机安装法兰，所述下圆柱体前端外沿处设置有限位块，所述下圆柱体上端安装有变径腔体，所述变径腔体右端依次固定连接有长筒和圆弧法兰，所述变径腔体左端安装有电极板安装法兰，所述变径腔体上端开设有观察孔。通过变径腔体和长筒内的空腔，便于带齿外传动轴、带齿中间传动轴和内传动轴的分布，且提高整体的美观度。

优选地，所述下圆柱体和变径腔体间设置有带走线孔筋，所述圆弧法兰内设置有轴承安装位，所述下圆柱体后端内侧安装有电机法兰，所述下圆柱体后端设置有避空斜面。对下圆柱体和变径腔体间进行支撑，提高肘部关节整体结构的稳固性。

(3)有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的工业机器人采用电机集中在肘部关节左端的设计，降低工业机器人末端负载的消耗，配合带传动，实现工业机器人的运转，确保传动的平稳性，从而有效提高工业机器人末端承载能力和稳定性，且肘部关节采用中空的设计，布局更加合理，工业机器人外部没有杂乱的电线，美观度更高。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述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本实用新型的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型工业机器人一种具体实施方式的立体结构示意图；

图2为本实用新型工业机器人一种具体实施方式中肘部关节和小臂关节的剖面结构示意图；

图3为本实用新型工业机器人一种具体实施方式中肘部铸件的立体结构示意图；

图4为本实用新型工业机器人一种具体实施方式中肘部铸件的另一立体结构示意图。

附图中的标记为：1、下部关节；2、大臂关节；3、肘部关节；31、电机安装法兰板；32、肘部铸件；321、下圆柱体；322、减速机安装法兰；323、限位块；324、电极板安装法兰；325、观察孔；326、变径腔体；327、长筒；328、圆弧法兰；329、轴承安装位；3210、带走线孔筋；3211、电机法兰；3212、避空斜面；33、第一电机；34、第一同步轮；35、第一同步带；36、第二电机；37、小轴承；38、第三电机；39、第二同步轮；310、第二同步带；311、第一轴承；312、带齿外传动轴；313、带齿中间传动轴；314、内传动轴；4、小臂关节；41、第一减速机；42、五轴同步轮；43、五轴导轮柱；44、五轴皮带；45、五轴从动同步轮；46、五轴减速机；47、六轴同步轮；48、六轴导轮柱；49、六轴皮带；410、六轴从动同步轮；411、第一传动轴；412、第二轴承；413、第一齿轮；414、第二齿轮；415、第二传动轴；416、第三轴承；417、第二减速机；418、腕部铸件；5、腕部关节；6、末端输出法兰。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本实用新型，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的样式。

实施例1

本具体实施方式是用后置电机小臂、腕部结构工业机器人，其立体结构示意图如图1所示，其肘部关节3和小臂关节4的剖面结构示意图如图2所示，该工业机器人包括下部关节1、安装在下部关节1上端可转动的大臂关节2、安装在大臂关节2、上端可转动的肘部关节3、安装在肘部关节3右端可转动的小臂关节4、安装在小臂关节4内可转动的腕部关节5、安装在腕部关节5右端的末端输出法兰6；肘部关节3包括电机安装法兰板31，电机安装法兰板31右端固定连接有肘部铸件32，电机安装法兰板31左端从上往下依次安装有第一电机33、第二电机36和第三电机38，第一电机33的电机轴外侧安装有第一同步轮34，肘部铸件32内侧设置有带齿外传动轴312、带齿中间传动轴313和内传动轴314，小臂关节4包括第一减速机41，第一减速机41的输出端固定连接有腕部铸件418，带齿中间传动轴313右端安装有五轴同步轮42，内传动轴314右端安装有六轴同步轮47，腕部铸件418内上下两侧分别转动连接有五轴从动同步轮45和六轴从动同步轮410，六轴从动同步轮410内安装有第一传动轴411，第一传动轴411上端外侧安装有第一齿轮413，第一齿轮413的外侧啮合连接有第二齿轮414，第二齿轮414内转动连接有第二传动轴415，第二传动轴415的右端安装有第二减速机417。

其中，带齿外传动轴312和带齿中间传动轴313间设置有第一轴承311，带齿中间传动轴313和内传动轴314间设置有小轴承37，第一同步轮34和带齿外传动轴312间设置有第一同步带35，第三电机38的电机轴外侧安装有第二同步轮39，第二同步轮39和带齿中间传动轴313间设置有第二同步带310，腕部铸件418上下两侧分别安装有五轴导轮柱43和六轴导轮柱48，五轴同步轮42和五轴从动同步轮45间设置有五轴皮带44，五轴皮带44绕在五轴导轮柱43的外侧，六轴同步轮47和六轴从动同步轮410间设置有六轴皮带49，六轴皮带49绕在六轴导轮柱48的外侧。

同时，五轴从动同步轮45的下端安装有五轴减速机46，六轴从动同步轮410内转动连接有第一传动轴411，第一传动轴411外侧设置有第二轴承412，第二传动轴415外侧安装有第三轴承416，第二减速机417的输出端与末端输出法兰6相连，内传动轴314左端与第二电机36相连，带齿外传动轴312的右端与第一减速机41相连。

另外，肘部铸件32包括下圆柱体321，下圆柱体321前端内侧安装有减速机安装法兰322，下圆柱体321前端外沿处设置有限位块323，下圆柱体321上端安装有变径腔体326，变径腔体326右端依次固定连接有长筒327和圆弧法兰328，变径腔体326左端安装有电极板安装法兰324，变径腔体326上端开设有观察孔325，下圆柱体321和变径腔体326间设置有带走线孔筋3210，圆弧法兰328内设置有轴承安装位329，下圆柱体321后端内侧安装有电机法兰3211，下圆柱体321后端设置有避空斜面3212。

该工业机器人中肘部铸件32的立体结构示意图如图3所示，其肘部铸件32的另一立体示意图如图4所示。

使用本技术方案的工业机器人时，下部关节1、大臂关节2和肘部关节3间通过驱动装置进行连接，达到空间运动的目的，第一电机33带动第一同步轮34转动，带动带齿外传动轴312转动，带齿外传动轴312带动第一减速机41工作，第一减速机41的输出端与腕部铸件418相连，从而达到小臂关节4的回转运动，第三电机38带动带齿中间传动轴313转动，带齿中间传动轴313带动五轴同步轮42运转，并将动力传递给五轴从动同步轮45，从而达到了腕部关节5的回转运动，第二电机36带动内传动轴314运转，五轴从动同步轮45带动六轴同步轮47运转，通过六轴同步轮47将动力传递给六轴从动同步轮410，六轴从动同步轮410内的第一传动轴411同步转动，带动第一齿轮413转动，由于第一齿轮413和第二齿轮414啮合，第二齿轮414带动第二传动轴415转动，第二传动轴415与第二减速机417相连，动力由第二减速机417输出到末端输出法兰6上，从而达到了末端输出法兰6的运动。

以上描述了本实用新型的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本实用新型的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，该工业机器人包括下部关节、安装在所述下部关节上端可转动的大臂关节、安装在所述大臂关节、上端可转动的肘部关节、安装在所述肘部关节右端可转动的小臂关节、安装在所述小臂关节内可转动的腕部关节、安装在所述腕部关节右端的末端输出法兰；其特征在于，所述肘部关节包括电机安装法兰板，所述电机安装法兰板右端固定连接有肘部铸件，所述电机安装法兰板左端从上往下依次安装有第一电机、第二电机和第三电机，所述第一电机的电机轴外侧安装有第一同步轮，所述肘部铸件内侧设置有带齿外传动轴、带齿中间传动轴和内传动轴，所述小臂关节包括第一减速机，所述第一减速机的输出端固定连接有腕部铸件，所述带齿中间传动轴右端安装有五轴同步轮，所述内传动轴右端安装有六轴同步轮，所述腕部铸件内上下两侧分别转动连接有五轴从动同步轮和六轴从动同步轮，所述六轴从动同步轮内安装有第一传动轴，所述第一传动轴上端外侧安装有第一齿轮，所述第一齿轮的外侧啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮内转动连接有第二传动轴，所述第二传动轴的右端安装有第二减速机。

2.根据权利要求1所述的一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，其特征在于，所述带齿外传动轴和带齿中间传动轴间设置有第一轴承，所述带齿中间传动轴和内传动轴间设置有小轴承，所述第一同步轮和带齿外传动轴间设置有第一同步带，所述第三电机的电机轴外侧安装有第二同步轮，所述第二同步轮和带齿中间传动轴间设置有第二同步带。

3.根据权利要求1所述的一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，其特征在于，所述腕部铸件上下两侧分别安装有五轴导轮柱和六轴导轮柱，所述五轴同步轮和五轴从动同步轮间设置有五轴皮带，所述五轴皮带绕在所述五轴导轮柱的外侧，所述六轴同步轮和六轴从动同步轮间设置有六轴皮带，所述六轴皮带绕在所述六轴导轮柱的外侧。

4.根据权利要求1所述的一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，其特征在于，所述五轴从动同步轮的下端安装有五轴减速机，所述六轴从动同步轮内转动连接有第一传动轴，所述第一传动轴外侧设置有第二轴承，所述第二传动轴外侧安装有第三轴承。

5.根据权利要求1所述的一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，其特征在于，所述第二减速机的输出端与所述末端输出法兰相连，所述内传动轴左端与所述第二电机相连，所述带齿外传动轴的右端与所述第一减速机相连。

6.根据权利要求1所述的一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，其特征在于，所述肘部铸件包括下圆柱体，所述下圆柱体前端内侧安装有减速机安装法兰，所述下圆柱体前端外沿处设置有限位块，所述下圆柱体上端安装有变径腔体，所述变径腔体右端依次固定连接有长筒和圆弧法兰，所述变径腔体左端安装有电极板安装法兰，所述变径腔体上端开设有观察孔。

7.根据权利要求6所述的一种后置电机小臂、腕部结构工业机器人，其特征在于，所述下圆柱体和变径腔体间设置有带走线孔筋，所述圆弧法兰内设置有轴承安装位，所述下圆柱体后端内侧安装有电机法兰，所述下圆柱体后端设置有避空斜面。