CN219582861U - 一种一体化关节模组的机器人 - Google Patents

Abstract

本申请属于机器人组件技术领域，尤其是涉及一种一体化关节模组的机器人，包括依次安装组成机器人手臂的旋转S轴壳体、下臂L轴壳体、上臂U轴壳体、手腕旋转R轴壳体、手腕摆动B轴壳体以及手腕回转T轴壳体，一体化关节模组内采用谐波减速器。本实用新型中，其具有大中空、高度集成、轻量化的特点，其应用在通用机器人上，简化了布线，需要另外预留孔位走线，可以给予更多的功能空间，整体结构更为紧凑，因此在外形结构设计可以更为激进，较少的考虑容纳空间的问题，使得整体结构更为轻量化，更富余的空间使得结构可容纳更多的功能性模块。

Description

一种一体化关节模组的机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，具体涉及一种一体化关节模组的机器人。

背景技术

目前大量高效率、高精度的工业级机器人已经在电气、化工、机械等制造业领域取得较为广阔的应用，但是传统的工业机器人受限于其过大的体积或过高的刚性，无法适应于极端狭窄与极端危险的工作环境，如管道清洁等。与传统机械臂相比，柔性臂关节由于其固有的超冗余度特性，可以实现多个连续部分的弯曲，伸缩、扭转，在受限空间中的运动和操作能力远高于传统的多关节刚性连接杆机器人。其中，一体化的电机-减速器驱动单元设计是困扰机器人性能发展的瓶颈之一，大部分的解决情况是减速器和电机分置，要实现相应的减速比，需要先选取满足相关条件的减速器，但是在很多情况下，过于标准程序化的减速器会导致关节驱动总体冗杂，而在机器人这种对体积和重量要求严格的情况下，对机器人的关节驱动的研究改进是很有必要的。鉴于此，本申请设计了一种一体化关节模组的机器人，其具有大中空、高度集成、轻量化的特点，其应用在通用机器人上，简化了布线，需要另外预留孔位走线，可以给予更多的功能空间。

实用新型内容

本公开的主要目的在于提供了一种一体化关节模组的机器人，以有效解决发明人在上述背景技术提出的问题。

为达成上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种一体化关节模组的机器人，包括依次安装组成机器人手臂的旋转S轴壳体、下臂L轴壳体、上臂U轴壳体、手腕旋转R轴壳体、手腕摆动B轴壳体以及手腕回转T轴壳体；

所述旋转S轴壳体内置有固定的一轴电机，并与其相连的S轴一体化关节，所述旋转S轴壳体与下臂L轴壳体连接；

所述下臂L轴壳体内置有固定的二轴电机，并与其相连的L轴一体化关节，所述下臂L轴壳体与上臂U轴壳体连接；

所述上臂U轴壳体内置有固定的三轴电机，并与其相连的U轴一体化关节，所述上臂U轴壳体与手腕旋转R轴壳体连接；

所述手腕旋转R轴壳体内置有固定的四轴电机，并与其相连的R轴一体化关节，所述手腕旋转R轴壳体与手腕摆动B轴壳体连接；

所述手腕摆动B轴壳体内置有固定的五轴电机，并与其相连的B轴传动组件，所述手腕摆动B轴壳体与手腕回转T轴壳体；

所述手腕回转T轴壳体通过内置固定的六轴电机与T轴传动组件连接，并安装在手腕摆动B轴壳体上。

优选的，所述S轴一体化关节、L轴一体化关节、U轴一体化关节和R轴一体化关节均包括外壳以及安装在外壳内的谐波减速器。

优选的，所述五轴电机通过法兰盘与手腕旋转R轴壳体连接，抱闸固定在法兰上，法兰外侧的带轮与电机传动轴通过键连接，同步带连接两个带轮，末端带轮与输出轴通过键槽连接，输出轴与谐波减速器直连，五轴的谐波减速器通过法兰与壳体固连。

优选的，所述谐波减速器与壳体间具有油封结构，并通过两个轴承强化结构刚性。

优选的，所述六轴电机通过法兰盘与手腕旋转R轴壳体连接，抱闸固定在法兰上，法兰外侧的带轮与电机传动轴通过键连接，同步带连接两个带轮，末端带轮与输出轴通过键槽连接，由垫片通过螺母连接紧固在输出轴上，输出轴末端与圆弧伞齿通过螺母垫片紧固的方式固连，输出轴外部有轴承与油封结构，结构外围为法兰，法兰通过螺丝紧固于壳体上。

优选的，末端所述带轮与壳体间的圆螺母结构用于调节轴的前后距离，末端所述圆弧伞齿同样使用螺丝与垫片紧固在输出轴上，且输出轴与链接在壳体上的谐波减速器直接相连。

鉴于此，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(一)、本申请中，其具有大中空、高度集成、轻量化的特点，其应用在通用机器人上，简化了布线，需要另外预留孔位走线，可以给予更多的功能空间。

(二)、本申请中，结构保留了谐波减速器的安装方式，具有安装便捷的特点。

(三)、本申请中，整体结构更为紧凑，因此在外形结构设计可以更为激进，较少的考虑容纳空间的问题，使得整体结构更为轻量化，更富余的空间使得结构可容纳更多的功能性模块。

附图说明

图1所示为本实用新型提供的一体化关节模组的机器人结构示意图；

图2所示为图1的背面结构示意图；

图3所示为图1的仰视图；

图4所示为图1的剖面图；

图5所示为旋转S轴壳体与下臂L轴壳体的连接示意图；

图6所示为手腕回转T轴壳体与手腕摆动B轴壳体的连接示意图。

图标：

1-旋转S轴壳体；11-S轴一体化关节；2-下臂L轴壳体；21-L轴一体化关节；3-上臂U轴壳体；31-U轴一体化关节；4-手腕旋转R轴壳体；41-R轴一体化关节；5-手腕摆动B轴壳体；51-B轴传动组件；6-手腕回转T轴壳体；61-T轴传动组件。

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。

请参阅图1-6，本实用新型提供以下实施例：

一种一体化关节模组的机器人，包括依次安装组成机器人手臂的旋转S轴壳体1、下臂L轴壳体2、上臂U轴壳体3、手腕旋转R轴壳体4、手腕摆动B轴壳体5以及手腕回转T轴壳体6，旋转S轴壳体1内置有固定的一轴电机，并与其相连的S轴一体化关节11，旋转S轴壳体1与下臂L轴壳体2连接，下臂L轴壳体2内置有固定的二轴电机，并与其相连的L轴一体化关节21，下臂L轴壳体2与上臂U轴壳体3连接，上臂U轴壳体3内置有固定的三轴电机，并与其相连的U轴一体化关节31，上臂U轴壳体3与手腕旋转R轴壳体4连接，手腕旋转R轴壳体4内置有固定的四轴电机，并与其相连的R轴一体化关节41，手腕旋转R轴壳体4与手腕摆动B轴壳体5连接，手腕摆动B轴壳体5内置有固定的五轴电机，并与其相连的B轴传动组件51，手腕摆动B轴壳体5与手腕回转T轴壳体6，手腕回转T轴壳体6通过内置固定的六轴电机与T轴传动组件61连接，并安装在手腕摆动B轴壳体5上。

具体的，S轴一体化关节11、L轴一体化关节21、U轴一体化关节31和R轴一体化关节41均包括外壳以及安装在外壳内的谐波减速器。

具体的，五轴电机通过法兰盘与手腕旋转R轴壳体4连接，抱闸固定在法兰上，法兰外侧的带轮与电机传动轴通过键连接，同步带连接两个带轮，末端带轮与输出轴通过键槽连接，输出轴与谐波减速器直连，五轴的谐波减速器通过法兰与壳体固连，谐波减速器与壳体间具有油封结构，并通过两个轴承强化结构刚性。

具体的，六轴电机通过法兰盘与手腕旋转R轴壳体4连接，抱闸固定在法兰上，法兰外侧的带轮与电机传动轴通过键连接，同步带连接两个带轮，末端带轮与输出轴通过键槽连接，由垫片通过螺母连接紧固在输出轴上，输出轴末端与圆弧伞齿通过螺母垫片紧固的方式固连，输出轴外部有轴承与油封结构，结构外围为法兰，法兰通过螺丝紧固于壳体上，末端带轮与壳体间的圆螺母结构用于调节轴的前后距离，末端圆弧伞齿同样使用螺丝与垫片紧固在输出轴上，且输出轴与链接在壳体上的谐波减速器直接相连。

本实施例的具体实施方式为：五轴电机通过法兰盘与壳体(R轴)连接，抱闸固定在法兰上，法兰外侧的带轮与电机传动轴通过键连接，同步带连接两个带轮，末端带轮与输出轴通过键槽连接，输出轴与谐波减速器直连，五轴的谐波减速器通过法兰与壳体固连，谐波减速器与壳体间具有油封结构，并通过两个轴承强化结构刚性；六轴电机通过法兰盘与壳体(R轴)连接，抱闸固定在法兰上，法兰外侧的带轮与电机传动轴通过键连接，同步带连接两个带轮，末端带轮与输出轴通过键槽连接，由垫片通过螺母连接紧固在输出轴上，输出轴末端与圆弧伞齿通过螺母垫片紧固的方式固连，输出轴外部有轴承与油封结构，结构外围为法兰，法兰通过螺丝紧固于壳体上；且法兰与壳体间通过布置有轴承与油封结构，主要用于增强结构刚性，并使得腔体内部与外部隔绝；末端带轮与壳体间的圆螺母结构主要用于调节轴的前后距离以保证圆弧伞齿之间具有最好的间隙配合，末端圆弧伞齿同样使用螺丝与垫片紧固在输出轴上，输出轴与链接在六轴壳体上的谐波减速器直接相连；

使用该具有一体化关节模组的机器人，其具有大中空、高度集成、轻量化的特点，其应用在通用机器人上，简化了布线，需要另外预留孔位走线，可以给予更多的功能空间，结构保留了谐波减速器的安装方式，具有安装便捷的特点，整体结构更为紧凑，因此在外形结构设计可以更为激进，较少的考虑容纳空间的问题，使得整体结构更为轻量化，更富余的空间使得结构可容纳更多的功能性模块。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种一体化关节模组的机器人，其特征在于：包括依次安装组成机器人手臂的旋转S轴壳体(1)、下臂L轴壳体(2)、上臂U轴壳体(3)、手腕旋转R轴壳体(4)、手腕摆动B轴壳体(5)以及手腕回转T轴壳体(6)；

所述旋转S轴壳体(1)内置有固定的一轴电机，并与其相连的S轴一体化关节(11)，所述旋转S轴壳体(1)与下臂L轴壳体(2)连接；

所述下臂L轴壳体(2)内置有固定的二轴电机，并与其相连的L轴一体化关节(21)，所述下臂L轴壳体(2)与上臂U轴壳体(3)连接；

所述上臂U轴壳体(3)内置有固定的三轴电机，并与其相连的U轴一体化关节(31)，所述上臂U轴壳体(3)与手腕旋转R轴壳体(4)连接；

所述手腕旋转R轴壳体(4)内置有固定的四轴电机，并与其相连的R轴一体化关节(41)，所述手腕旋转R轴壳体(4)与手腕摆动B轴壳体(5)连接；

所述手腕摆动B轴壳体(5)内置有固定的五轴电机，并与其相连的B轴传动组件(51)，所述手腕摆动B轴壳体(5)与手腕回转T轴壳体(6)；

所述手腕回转T轴壳体(6)通过内置固定的六轴电机与T轴传动组件(61)连接，并安装在手腕摆动B轴壳体(5)上。

2.根据权利要求1所述的一种一体化关节模组的机器人，其特征在于：所述S轴一体化关节(11)、L轴一体化关节(21)、U轴一体化关节(31)和R轴一体化关节(41)均包括外壳以及安装在外壳内的谐波减速器。

3.根据权利要求2所述的一种一体化关节模组的机器人，其特征在于：所述五轴电机通过法兰盘与手腕旋转R轴壳体(4)连接，抱闸固定在法兰上，法兰外侧的带轮与电机传动轴通过键连接，同步带连接两个带轮，末端带轮与输出轴通过键槽连接，输出轴与谐波减速器直连，五轴的谐波减速器通过法兰与壳体固连。

4.根据权利要求3所述的一种一体化关节模组的机器人，其特征在于：所述谐波减速器与壳体间具有油封结构，并通过两个轴承强化结构刚性。

5.根据权利要求4所述的一种一体化关节模组的机器人，其特征在于：所述六轴电机通过法兰盘与手腕旋转R轴壳体(4)连接，抱闸固定在法兰上，法兰外侧的带轮与电机传动轴通过键连接，同步带连接两个带轮，末端带轮与输出轴通过键槽连接，由垫片通过螺母连接紧固在输出轴上，输出轴末端与圆弧伞齿通过螺母垫片紧固的方式固连，输出轴外部有轴承与油封结构，结构外围为法兰，法兰通过螺丝紧固于壳体上。

6.根据权利要求5所述的一种一体化关节模组的机器人，其特征在于：末端所述带轮与壳体间的圆螺母结构用于调节轴的前后距离，末端所述圆弧伞齿同样使用螺丝与垫片紧固在输出轴上，且输出轴与链接在壳体上的谐波减速器直接相连。