CN220499183U - 一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构。该种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构包括支撑外壳、驱动电动机、输出带轮、同步带和一对张紧机构；支撑外壳上设有驱动端和输出端，驱动端和输出端分别设于支撑外壳两侧；驱动电动机安装于驱动端，驱动电动机输出轴连接有驱动带轮；输出带轮转动安装于输出端，该种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构以新颖的结构优化了机械臂腕部摆动部分的质心问题，解决了电机转矩、质心平衡以及空间限制的问题，极大程度地提高了机械臂的整体可驱动负载，降低了机械臂本体重量对各关节驱动力的消耗，提高了各关节电机的利用率，为机械臂产业作出了重大贡献。

Description

一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构

技术领域

本实用新型涉机械臂技术领域，特别是涉及一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构。

背景技术

随着科技的不断发展和机械工程的飞速进步，机械臂作为一种重要的自动化设备，在工业自动化、仓储物流、医疗健康、教育研究等多个领域的应用都取得了显著进展，为各行各业带来了巨大的便利和效益，并开始在更多领域展现出其强大的应用潜力。

机械臂腕部是连接手臂和末端执行器的部分，是实现末端执行器在作业空间中三个旋转自由度的源头，其中，控制腕部摆动的结构因其动力输出旋转轴与末端执行器旋转轴垂直而使结构最为复杂。

市面上已有各种形式的腕部结构，常见的设计为电机偏置，相较与夹持电机，虽然偏置电机解决了空间对电机大小的限制，从而可选用更大更高转矩的电机，提高了整机可驱动负载的上限。但由于转矩高的电机更重，直接影响了整机的质心并消耗了前臂电机的驱动力，容易造成失衡，最终导致整机可驱动负载的上限的下降。

因此迫切地需要重新设计一款新的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本实用新型提供了一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，该种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构包括支撑外壳、驱动电动机、输出带轮、同步带和一对张紧机构；

支撑外壳上设有驱动端和输出端，驱动端和输出端分别设于支撑外壳两侧；

驱动电动机安装于驱动端，驱动电动机输出轴连接有驱动带轮；

输出带轮转动安装于输出端，输出带轮上连接有输出轮；

同步带连接于驱动带轮和输出带轮之间；

一对张紧机构均安装于支撑外壳内，且与同步带相对应。

可选地，张紧机构包括固定板，用于连接一对支撑板；

固定板上连接有一对支撑板，用于安装转轴和调节机构，进而用于安装张紧轮。

可选地，一对支撑板之间设有转轴，转轴两端均连接有张紧轮，张紧轮与同步带相接触，利用张紧轮可以张紧同步带，同时可以将同步带由水平方向转换为竖直方向，以便传输动力。

可选地，支撑板内安装有调节机构，调节机构与转轴相连接，用于调节张紧轮的位置，也便张紧轮可以实现不同力度的张紧。

可选地，支撑板内设有调节腔，转轴设于调节腔内，为转轴的调节预留空间，进而可以调节张紧轮的位置，以便张紧轮实现不同力度的张紧。

可选地，调节机构包括轴承，轴承与转轴转动连接，轴承上转动连接有调节螺杆，调节螺杆与支撑板螺纹连接，通过旋转调节螺杆，即可调节轴承在调节腔内的不同位置，进而可以调节张紧轮的位置，使得张紧轮对同步带能够用不同力度的张紧。

可选地，调节腔一对侧壁均设有滑槽，轴承上连接有一对滑块，一对滑块分别滑动设于一对滑槽内，通过滑块在滑槽内滑动，使得轴承在调节腔内调节时更加稳定，进而使得转轴不易晃动，保证张紧轮对同步带的张紧效果。

可选地，调节螺杆远离轴承的一端侧壁设有刻度槽，方便观察调节螺杆的旋转深度，以确保一对调节螺杆能够调节相同的位置，进而可以保证张紧轮对同步带的张紧稳定性。

本实用新型的有益效果如下：

该种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构以新颖的结构优化了机械臂腕部摆动部分的质心问题，解决了电机转矩、质心平衡以及空间限制的问题，极大程度地提高了机械臂的整体可驱动负载，降低了机械臂本体重量对各关节驱动力的消耗，提高了各关节电机的利用率，为机械臂产业作出了重大贡献。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型提供的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构的部分结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构的立体图；

图3是本实用新型提供的张紧机构立体图；

图4是本实用新型提供的张紧机构部分剖面图；

图5是图4中A区域的局部放大图。

1、支撑外壳；2、驱动电动机；201、驱动带轮；3、输出带轮；301、输出轮；4、同步带；5、张紧机构；501、固定板；502、支撑板；503、转轴；504、张紧轮；505、调节腔；506、轴承；507、调节螺杆；508、滑槽。

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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。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。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1至图5，本实用新型的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构包括支撑外壳1、驱动电动机2、输出带轮3、同步带4和一对张紧机构5。

其中，支撑外壳1上设有驱动端和输出端，驱动端和输出端分别设于支撑外壳1两侧。通过采用驱动端和输出端分离的结构设计，将腕部摆动部分的质心往整机质心靠拢，配合弧形的支撑外壳1，既解决了驱动电动机2的重量带来的质心不平衡导致的整机可驱动负载的上限降低问题，又提供了足够的空间布置驱动电动机2，极大程度地提高了机械臂所有电机转矩的利用率以及整机可驱动负载。

另外，驱动电动机2安装于驱动端，驱动电动机2输出轴连接有驱动带轮201，驱动带轮201水平方向设置。驱动电动机2通过驱动带轮201和输出带轮3驱动输出轮301转动，进而可以实现动力输出。

具体地，输出带轮3转动安装于输出端，输出带轮3上连接有输出轮301，输出带轮3竖直方向设置。输出带轮3作为谐波减速器的动力输入，驱动谐波减速器减速后输出动力，动力输出端连接驱动末端执行器旋转的关节，由此实现机械臂腕部摆动。

此外，同步带4连接于驱动带轮201和输出带轮3之间，驱动电动机2通过驱动带轮201和同步带4将动力传输给输出带轮3。

请参阅图1至图5，一对张紧机构5均安装于支撑外壳1内，且与同步带4相对应。张紧机构5用于张紧同步带4，保证整体动力传输时的稳定性。

其中，整体布局通过支撑外壳1支撑搭建，使用铸模浇铸成型，线材可从驱动带轮201中心引出，由张紧轮504固定，再从输出端输出带轮3中空部分穿出，也实现了线材的引导与保护。因此，本申请将电机输出端和减速端分离，使用同步带4作为驱动连杆，解决了驱动电动机2安装空间不足的问题，成功实现了整个关节的质心优化，使整体质心最大程度地靠拢整机质心，降低了由质心不平衡带来的无效负载。

另外，张紧机构5包括固定板501，用于连接一对支撑板502。固定板501上连接有一对支撑板502，用于安装转轴503和调节机构，进而用于安装张紧轮504。

具体地，一对支撑板502之间设有转轴503，转轴503两端均连接有张紧轮504，张紧轮504与同步带4相接触。利用张紧轮504可以张紧同步带4，同时可以将同步带4由水平方向转换为竖直方向，以便传输动力。

此外，支撑板502内设有调节腔505，转轴503设于调节腔505内。调节腔505为转轴503的调节预留空间，进而可以调节张紧轮504的位置，以便张紧轮504实现不同力度的张紧。

请参阅图3至图5，支撑板502内安装有调节机构，调节机构与转轴503相连接，用于调节张紧轮504的位置，也便张紧轮504可以实现不同力度的张紧。

其中，调节机构包括轴承506，轴承506与转轴503转动连接，轴承506上转动连接有调节螺杆507，调节螺杆507与支撑板502螺纹连接。通过旋转调节螺杆507，即可调节轴承506在调节腔505内的不同位置，进而可以调节张紧轮504的位置，使得张紧轮504对同步带4能够用不同力度的张紧。

另外，调节腔505一对侧壁均设有滑槽508，轴承506上连接有一对滑块，一对滑块分别滑动设于一对滑槽508内。通过滑块在滑槽508内滑动，使得轴承506在调节腔505内调节时更加稳定，进而使得转轴503不易晃动，保证张紧轮504对同步带4的张紧效果。

具体地，调节螺杆507远离轴承506的一端侧壁设有刻度槽，方便观察调节螺杆507的旋转深度，以确保一对调节螺杆507能够调节相同的位置，进而可以保证张紧轮504对同步带4的张紧稳定性。

具体使用时，驱动电动机2通过驱动带轮201和同步带4带动输出带轮3进行转动，并利用张紧轮504将同步带4由水平方向转换为竖直方向，由此实现动力传输。

另外，通过旋转调节螺杆507可以带动轴承506在调节腔505内滑动，进而可以调节转轴503和张紧轮504的位置，以便张紧轮504对同步带4有不同的张紧力度，进而可以保证整体的动力传输效果。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，其特征在于，包括

支撑外壳，所述支撑外壳上设有驱动端和输出端，所述驱动端和输出端分别设于支撑外壳两侧；

驱动电动机，安装于所述驱动端，所述驱动电动机输出轴连接有驱动带轮；

输出带轮，转动安装于所述输出端，所述输出带轮上连接有输出轮；

同步带，连接于所述驱动带轮和所述输出带轮之间；

一对张紧机构，均安装于所述支撑外壳内，且与所述同步带相对应。

2.根据权利要求1所述的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，其特征在于，所述张紧机构包括固定板，所述固定板上连接有一对支撑板。

3.根据权利要求2所述的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，其特征在于，一对所述支撑板之间设有转轴，所述转轴两端均连接有张紧轮，所述张紧轮与所述同步带相接触。

4.根据权利要求3所述的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，其特征在于，所述支撑板内安装有调节机构，所述调节机构与所述转轴相连接。

5.根据权利要求4所述的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，其特征在于，所述支撑板内设有调节腔，所述转轴设于调节腔内。

6.根据权利要求5所述的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，其特征在于，所述调节机构包括轴承，所述轴承与所述转轴转动连接，所述轴承上转动连接有调节螺杆，所述调节螺杆与所述支撑板螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，其特征在于，所述调节腔一对侧壁均设有滑槽，所述轴承上连接有一对滑块，一对所述滑块分别滑动设于一对滑槽内。

8.根据权利要求7所述的一种机械臂腕部摆动部分的质心优化结构，其特征在于，所述调节螺杆远离所述轴承的一端侧壁设有刻度槽。