CN219139786U - 机器人手腕消隙机构以及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人手腕消隙机构以及机器人，机器人手腕消隙机构包括第一箱体、定位座、滑动轴套、压缩弹簧，第一箱体中设置有能够转动的输出齿轮；定位座上设置有能够转动的支撑轴，支撑轴的一端设置有输入齿轮，输入齿轮与输出齿轮相啮合；滑动轴套设置于定位座上，滑动轴套套装于支撑轴远离输入齿轮的一端，并且滑动轴套能够相对于支撑轴沿着支撑轴的轴向滑动；压缩弹簧套装于支撑轴上，压缩弹簧的两端分别抵接支撑轴靠近输入齿轮的一端与滑动轴套。本实用新型通过压缩弹簧将输入齿轮浮动地压紧到输出齿轮上，实现齿轮传动，通过压缩弹簧来消除背隙，可基本实现完全消隙，且装配难度大幅降低，工时减少。

Description

机器人手腕消隙机构以及机器人

技术领域

本实用新型实施例涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人手腕消隙机构以及机器人。

背景技术

常见的机器人手腕的传动结构常用到锥齿轮，为了保证锥齿轮的传动效果，需要消除背隙，背隙是指齿轮转动方向变化时，齿面之间的反向间隙。现有的机器人手腕的传动结构中大多采用两级弹簧消隙机构，此种两级弹簧消隙机构存在传动相对复杂，且成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种机器人手腕消隙机构以及机器人，旨在解决现有的机器人手腕的传动结构中的消隙机构存在传动相对复杂，且成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种机器人手腕消隙机构，包括：

第一箱体，所述第一箱体中设置有能够转动的输出齿轮；

定位座，所述定位座上设置有能够转动的支撑轴，所述支撑轴的一端设置有输入齿轮，所述输入齿轮与所述输出齿轮相啮合；

滑动轴套，所述滑动轴套设置于所述定位座上，所述滑动轴套套装于所述支撑轴远离所述输入齿轮的一端，并且所述滑动轴套能够相对于所述支撑轴沿着所述支撑轴的轴向滑动；

压缩弹簧，所述压缩弹簧套装于所述支撑轴上，所述压缩弹簧的两端分别抵接所述支撑轴靠近所述输入齿轮的一端与所述滑动轴套，以通过所述压缩弹簧让所述输入齿轮浮动地压紧所述输出齿轮。

本实用新型通过压缩弹簧将输入齿轮浮动地压紧到输出齿轮上，实现齿轮传动，通过压缩弹簧来消除背隙，可基本实现完全消隙，且装配难度大幅降低，工时减少。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述支撑轴上设置有沿着所述支撑轴的轴向延伸的平键，所述滑动轴套上设置有沿着所述支撑轴的轴向延伸的限位槽，所述平键伸入所述限位槽中，以通过所述平键限制所述滑动轴套相对所述支撑轴转动。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述支撑轴远离所述输入齿轮的端面上设置有紧固螺钉，所述紧固螺钉的尾部穿过所述支撑轴而与所述输入齿轮螺纹连接。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述平键与所述限位槽沿着所述支撑轴的周向一一对应地设置有多个。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述定位座呈筒状设置，所述输入齿轮远离所述输出齿轮的一端、所述支撑轴靠近所述输入齿轮的一端均伸入所述定位座中，所述滑动轴套套装于所述定位座中，所述压缩弹簧位于所述定位座中。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述输入齿轮位于所述定位座中的一端与所述定位座之间套装有第一轴承。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述滑动轴套远离所述压缩弹簧的一端与所述定位座之间套装有第二轴承。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述输入齿轮位于所述定位座中的一端设置有朝向所述第一轴承的环形限位面，所述第一轴承抵接于所述环形限位面与所述支撑轴靠近所述输入齿轮的端面之间。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述滑动轴套的外壁面上凸设有沿着所述滑动轴套的周向延伸的环形凸起。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述环形凸起与所述压缩弹簧远离所述输入齿轮的一端抵接。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述定位座远离所述输入齿轮的一端设置有轴承压板，所述轴承压板套装于所述支撑轴上，所述第二轴承抵接于所述环形凸起与所述轴承压板之间。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述机器人手腕消隙机构还包括第二箱体，所述第二箱体位于所述支撑轴的一侧；

所述定位座能够绕着所述支撑轴的轴线转动地设置于所述第二箱体中，所述第二箱体上设置有减速机，所述减速机的输入轴和输出轴分别连接所述定位座与所述第一箱体。

优选地，所述输入齿轮、所述支撑轴沿所述支撑轴轴线跨置在所述减速机及其传动件的两侧。

优选地，在所述机器人手腕消隙机构中，所述定位座与所述第二箱体之间套装有第三轴承。

为了实现上述目的，本实用新型还提供一种机器人，所述机器人包括上述的机器人手腕消隙机构。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例中机器人手腕消隙机构的结构示意图。

本实用新型附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	机器人手腕消隙机构	8	平键
1	第一箱体	9	紧固螺钉
				2	输出齿轮	10	第一轴承
3	定位座	11	第二轴承
				4	支撑轴	12	轴承压板
5	输入齿轮	13	第二箱体
				6	滑动轴套	14	减速机
7	压缩弹簧	15	第三轴承

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种机器人手腕消隙机构，该机器人手腕消隙机构能够用于多关节中小负载机器人等机器人中，下面将以机器人手腕消隙机构用于六轴关节机器人中为例进行介绍，图1示出了本实用新型提供的机器人手腕消隙机构的一较佳实施例。

请参阅图1，在本实施例中，机器人手腕消隙机构100包括第一箱体1、输出齿轮2、定位座3、支撑轴4、输入齿轮5、滑动轴套6和压缩弹簧7。

机器人手腕消隙机构100能够用于消除六轴关节机器人中的齿轮传动的背隙，下面将以机器人手腕消隙机构100用于六轴关节机器人中的6轴齿轮传动消除背隙为例进行介绍。

请参阅图1，第一箱体1中设置有能够转动的输出齿轮2。

具体而言，第一箱体1为6轴箱体，输出齿轮2为6轴输出齿轮，输出齿轮2能够相对于第一箱体1转动，下面定义输出齿轮2的转动轴线所在的方向为上下向。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，输出齿轮2呈中空设置，如此能够实现6轴的大中空设计，中空内径可以为44mm以上。

请参阅图1，定位座3上设置有能够转动的支撑轴4，支撑轴4的一端设置有输入齿轮5，输入齿轮5与输出齿轮2相啮合。

具体而言，输入齿轮5为6轴输入齿轮，支撑轴4能够带动输入齿轮5同步转动，并且输入齿轮5的转动轴线与输出齿轮2的转动轴线垂直或者近似于垂直。支撑轴4呈沿着水平向延伸，并且支撑轴4位于输出齿轮2在水平向的一侧，下面定义支撑轴4位于输出齿轮2的右侧，即支撑轴4呈沿着左右向延伸，支撑轴4的左端设置有输入齿轮5，支撑轴4能够带动输入齿轮5沿着左右向的轴线转动。

支撑轴4的右端通常与电机(未在图中示出)动力耦合连接，通过电机驱动支撑轴4转动，以带动相啮合的输入齿轮5与输出齿轮2转动，从而实现齿轮传动。

支撑轴4与输入齿轮5之间具体的连接方式可以不做特殊限定，可选地，请参阅图1，在本实施例中，支撑轴4远离输入齿轮5的端面上设置有紧固螺钉9，紧固螺钉9的尾部穿过支撑轴4而与输入齿轮5螺纹连接。支撑轴4上设置有沿着左右向延伸的穿孔(未在图中示出)，穿孔的两端分别贯穿支撑轴4的左端面和右端面，齿轮5的右端面上对应穿孔设置有螺纹孔(未在图中示出)，紧固螺钉9的尾部从右至左地自穿孔处穿过支撑轴4，而与输入齿轮5上的螺纹孔螺纹连接，以紧固螺钉9将支撑轴4与输入齿轮5固定连接。

进一步地，请参阅图1，在本实施例中，穿孔的左端内孔壁设置有朝左的环形抵接面(未在图中示出)，输入齿轮5的右端伸入穿孔的左端中，输入齿轮5的右端面与环形抵接面抵接，通过环形抵接面的设置，能够实现支撑轴4与输入齿轮5之间的安装定位。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，机器人手腕消隙机构100还包括第二箱体13，第二箱体13位于支撑轴4的一侧；定位座3能够绕着支撑轴4的轴线转动地设置于第二箱体13中，第二箱体13上设置有减速机14，减速机14的输入轴和输出轴分别连接定位座3与第一箱体1。

具体而言，第二箱体13为5轴箱体，减速机14为5轴减速机，5轴箱体位于第一箱体1的右侧，定位座3通常与电机(未在图中示出)动力耦合连接，通过电机驱动定位座3沿着左右向的轴线转动。定位座3与5轴减速机的输入轴固定，驱动5轴减速机(常为谐波)旋转，从而带动6箱体(即第一箱体1)旋转。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，定位座3与第二箱体13之间套装有第三轴承15。第三轴承15为5轴轴承，定位座3加上第三轴承15，组成5轴输入轴轴系，通过轴、孔配合置于5轴箱体(即第二箱体13)中。

现有的手腕结构大多采用双侧支撑，消隙机构独立于5轴，手腕宽度大，而机器人手腕消隙机构100中的6轴输入齿轮(即输入齿轮5)、支撑轴4跨越布置在5轴减速机(即减速机14)及其传动件两侧，充分利用了5轴轴向空间，实现了手腕组件的紧凑化、轻量化，达到紧凑型中空手腕的设计。

请参阅图1，滑动轴套6设置于定位座3上，滑动轴套6套装于支撑轴4远离输入齿轮5的一端，并且滑动轴套6能够相对于支撑轴4沿着支撑轴4的轴向滑动。

具体而言，滑动轴套6呈沿着左右向延伸的筒状设置，滑动轴套6套装于支撑轴4的右端，滑动轴套6在支撑轴4上可顺畅的滑动。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，支撑轴4上设置有沿着支撑轴4的轴向延伸的平键8，滑动轴套6上设置有沿着支撑轴4的轴向延伸的限位槽(未在图中示出)，平键8伸入限位槽中，以通过平键8限制滑动轴套6相对支撑轴4转动。

具体而言，支撑轴4的周侧面上开设有沿着左右向延伸的键槽(未在图中示出)，键槽处安装有平键8，滑动轴套6上对应键槽开设有沿着左右向延伸的限位槽，通过平键8与键槽的配合，能够限制滑动轴套6的周向旋转，保证压缩弹簧7不发生周向变形。并且，通过平键8与键槽的配合，还能对滑动轴套6与支撑轴4之间起到滑动导向的作用。

平键8与限位槽之间通常会沿着支撑轴4的周向一一对应地设置有多个，可选地，请参阅图1，在本实施例中，平键8对称地设置有两个，限位槽对应两个平键8设置有两个，通过两个平键8来限制滑动轴套6的周向旋转，滑动轴套6与支撑轴4之间采用一对平键8进行导向，相对传统的花键副导向，大幅降低了成本。

请参阅图1，压缩弹簧7套装于支撑轴4上，压缩弹簧7的两端分别抵接支撑轴4靠近输入齿轮5的一端与滑动轴套6，以通过压缩弹簧7让输入齿轮5浮动地压紧输出齿轮2。

具体而言，6轴输入齿轮(即输入齿轮5)、支撑轴4、滑动轴套6、压缩弹簧7、平键8等组成消隙机构，6轴输入齿轮通过消隙机构，浮动的压紧到6轴输出齿轮上，实现齿轮传动，消隙机构压紧力与关节传动的扭矩、转速等相关。

机器人手腕消隙机构100通过弹簧消隙，相对传统的调整垫片或者螺纹副，可基本实现完全消隙，且装配难度大幅降低，工时减少。

本实用新型通过压缩弹簧7将输入齿轮5浮动地压紧到输出齿轮2上，实现齿轮传动，通过压缩弹簧7来消除背隙，可基本实现完全消隙，且装配难度大幅降低，工时减少。

压缩弹簧7设置在滑动轴套6和支撑轴4两个端面之间，压缩弹簧7的左端抵接支撑轴4，可选地，请参阅图1，在本实施例中，支撑轴4的左端的周侧面凸设有沿着支撑轴4的周向延伸的环形抵接凸起(未在图中示出)，压缩弹簧7的左端抵接环形抵接凸起。

压缩弹簧7的右端抵接滑动轴套6，可选地，请参阅图1，在本实施例中，滑动轴套6的外壁面上凸设有沿着滑动轴套6的周向延伸的环形凸起(未在图中示出)，环形凸起与压缩弹簧7远离输入齿轮5的一端抵接，压缩弹簧7的右端抵接环形凸起。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，定位座3呈筒状设置，输入齿轮5远离输出齿轮2的一端、支撑轴4靠近输入齿轮5的一端均伸入定位座3中，滑动轴套6套装于定位座3中，压缩弹簧7位于定位座3中。

具体而言，定位座3呈沿着左右向延伸的筒状设置，输入齿轮5的左端位于定位座3外，输入齿轮5的左端与输出齿轮2相啮合。支撑轴4的左端位于定位座3中，输入齿轮5的右端伸入定位座3中而与支撑轴4的左端紧固在一起。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，输入齿轮5位于定位座3中的一端与定位座3之间套装有第一轴承10，输入齿轮5的右端与定位座3之间套装有第一轴承10。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，滑动轴套6远离压缩弹簧7的一端与定位座3之间套装有第二轴承11，滑动轴套6的右端与定位座3之间套装有第二轴承11。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，输入齿轮5位于定位座3中的一端设置有朝向第一轴承10的环形限位面(未在图中示出)，第一轴承10抵接于环形限位面与支撑轴4靠近输入齿轮5的端面之间。第一轴承10位于环形限位面的右侧，通过环形限位面的设置，能够实现第一轴承10的安装定位。

可选地，请参阅图1，在本实施例中，定位座3远离输入齿轮5的一端设置有轴承压板12，轴承压板12套装于支撑轴4上，第二轴承11抵接于环形凸起与轴承压板12之间。定位座3的右端朝右伸出至定位座3外，轴承压板12的左端伸入定位座3中。第二轴承11位于环形凸起的右侧，第二轴承11抵接于环形凸起与轴承压板12的左端之间，通过环形凸起的设置，能够实现第二轴承11的安装定位。

本实用新型还提供一种机器人，该机器人可以为多关节中小负载机器人等，机器人包括机器人手腕消隙机构，由于该机器人手腕消隙机构采用了上述实施例的技术方案，因此具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种机器人手腕消隙机构，其特征在于，包括：

第一箱体，所述第一箱体中设置有能够转动的输出齿轮；

定位座，所述定位座上设置有能够转动的支撑轴，所述支撑轴的一端设置有输入齿轮，所述输入齿轮与所述输出齿轮相啮合；

滑动轴套，所述滑动轴套设置于所述定位座上，所述滑动轴套套装于所述支撑轴远离所述输入齿轮的一端，并且所述滑动轴套能够相对于所述支撑轴沿着所述支撑轴的轴向滑动；

压缩弹簧，所述压缩弹簧套装于所述支撑轴上，所述压缩弹簧的两端分别抵接所述支撑轴靠近所述输入齿轮的一端与所述滑动轴套，以通过所述压缩弹簧让所述输入齿轮浮动地压紧所述输出齿轮。

2.如权利要求1所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述支撑轴上设置有沿着所述支撑轴的轴向延伸的平键，所述滑动轴套上设置有沿着所述支撑轴的轴向延伸的限位槽，所述平键伸入所述限位槽中，以通过所述平键限制所述滑动轴套相对所述支撑轴转动；和/或，

所述支撑轴远离所述输入齿轮的端面上设置有紧固螺钉，所述紧固螺钉的尾部穿过所述支撑轴而与所述输入齿轮螺纹连接。

3.如权利要求2所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述平键与所述限位槽沿着所述支撑轴的周向一一对应地设置有多个。

4.如权利要求1所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述定位座呈筒状设置，所述输入齿轮远离所述输出齿轮的一端、所述支撑轴靠近所述输入齿轮的一端均伸入所述定位座中，所述滑动轴套套装于所述定位座中，所述压缩弹簧位于所述定位座中。

5.如权利要求4所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述输入齿轮位于所述定位座中的一端与所述定位座之间套装有第一轴承；和/或，

所述滑动轴套远离所述压缩弹簧的一端与所述定位座之间套装有第二轴承。

6.如权利要求5所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述输入齿轮位于所述定位座中的一端设置有朝向所述第一轴承的环形限位面，所述第一轴承抵接于所述环形限位面与所述支撑轴靠近所述输入齿轮的端面之间。

7.如权利要求5所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述滑动轴套的外壁面上凸设有沿着所述滑动轴套的周向延伸的环形凸起，其中：

所述环形凸起与所述压缩弹簧远离所述输入齿轮的一端抵接；和/或，

所述定位座远离所述输入齿轮的一端设置有轴承压板，所述轴承压板套装于所述支撑轴上，所述第二轴承抵接于所述环形凸起与所述轴承压板之间。

8.如权利要求1-7任意一项所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述机器人手腕消隙机构还包括第二箱体，所述第二箱体位于所述支撑轴的一侧；

所述定位座能够绕着所述支撑轴的轴线转动地设置于所述第二箱体中，所述第二箱体上设置有减速机，所述减速机的输入轴和输出轴分别连接所述定位座与所述第一箱体。

9.如权利要求8所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述输入齿轮、所述支撑轴沿所述支撑轴轴线跨置在所述减速机及其传动件的两侧。

10.如权利要求8所述的机器人手腕消隙机构，其特征在于，所述定位座与所述第二箱体之间套装有第三轴承。

11.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括如权利要求1-10任意一项所述的机器人手腕消隙机构。

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