专利名称：两自由度的机器人手腕的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人手腕。
背景技术：
机器人手腕是机器人技术中的一个重要组成部分，经过多年的发展及实践，相继 产生多种手腕机构。这些机构多采用两套独立且结构相似的机构来实现手腕的俯仰与偏转 转动，这将导致手腕结构复杂、总体重量大，且后一个自由度的机构重量成为前一个自由度 机构的负载，并且容易造成手腕部分的回转轴线不相交或产生偏距，给机器人手腕控制带 来困难，且集成度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种两自由度的机器人手腕，以解决现有机器人手腕存在结 构复杂、总体重量大、控制难度大、集成度低的问题。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是本发明的机器人手腕由力矩传感 器、差动机构、支撑架、支撑块、驱动框架、预紧机构、第一驱动器、第二驱动器、第一齿形皮 带传动机构、第二齿形皮带传动机构、第一位置传感器、第二位置传感器、末端电路板、电气 连线和手腕电气设备构成；差动机构的从动轴的中心轴线与主动轴的中心轴线在同一水平 面内且垂直相交设置，差动机构的主动轴由第一主动半轴和第二主动半轴组成，力矩传感 器的两个输入基座中的与差动机构的第一从动伞齿轮相邻的一个输入基座装在差动机构 的从动轴上，且与差动机构的第一从动伞齿轮连接，力矩传感器的两个输入基座中的剩余 一个输入基座空套在差动机构的从动轴上，支撑块设置在支撑架的支架底板上且位于差动 机构的中心位置，差动机构设置在支撑架的两个支臂之间，差动机构通过支撑块和支撑架 的两个支臂支撑，驱动框架设置在支撑架的下面，驱动框架与支撑架通过预紧机构连接，第 一驱动器和第二驱动器均固定在驱动框架上且二者传动方向相反设置，第一驱动器通过第 一齿形皮带传动机构与差动机构的第一主动半轴传动连接，第二驱动器通过第二齿形皮带 传动机构与差动机构的第二主动半轴传动连接，第一位置传感器的第一转动部件装在差动 机构的第一主动半轴上且与其传动连接，第一位置传感器位于第一齿形皮带传动机构的外 侧，第二位置传感器的第二转动部件装在差动机构的第二主动半轴上且与其传动连接，第 二位置传感器位于第二齿形皮带传动机构的外侧，第一位置传感器的第一固定部件和第二 位置传感器的第二固定部件均与支撑架的支架底板固接，电气连线的一端与末端电路板连 接，电气连线的另一端与手腕电气设备连接，手腕电气设备固装在驱动框架上，末端电路板 固装在力矩传感器的输出基座上。本发明的有益效果是本发明采用独立的一套机构实现手腕的俯仰与偏转两个自 由度的转动，其结构简单、紧凑，总体重量轻。此外，由于手腕的两个回转轴线正交，机器人 手腕容易控制、集成度高。
图1是本发明的整体结构立体图；图2是差动机构4与力矩传感器3装配在一起 的立体图；图3是图2的A-A剖视图；图4是第一驱动器8、第二驱动器9与驱动框架6的 拆分立体结构图；图5是图4的B-B剖视图(组装在一起后的)；图6是第一驱动器8、第二 驱动器9、第一齿形皮带传动机构10、第二齿形皮带传动机构11、差动机构4以及力矩传感 器3装配在一起的立体图；图7是图6的纵剖图(沿主动轴1和从动轴2的轴线正交处及 第二驱动器9的中心轴线剖切)；图8是图1的C向立体图；图9是驱动框架6与支撑架5 之间的距离调整立体图(实现齿形皮带间隙调整和预紧)；图10是力矩传感器3与差动机 构4和支撑架5装配在一起的立体图；图11是图10的D-D剖视图；图12是第一位置传感 器12的主视图；图13是第二位置传感器51的主视图；图14是第一主动半轴1-1的立体 图；图15是第二半轴1-2的立体图；图16是力矩传感器3的俯视图；图17是图16的主视 图；图18是本发明的整体结构主剖视图(走线图)；图19是图18的左剖视图(走线图，沿 主动轴1和从动轴2的轴线正交处及第二驱动器9的中心轴线剖切)。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1-图19说明本实施方式，本实施方式的机器人手腕由 力矩传感器3、差动机构4、支撑架5、支撑块50、驱动框架6、预紧机构7、第一驱动器8、第 二驱动器9、第一齿形皮带传动机构10、第二齿形皮带传动机构11、第一位置传感器12、第 二位置传感器51、末端电路板13、电气连线25和手腕电气设备52构成；差动机构4的从 动轴2的中心轴线I与主动轴1的中心轴线II在同一水平面内且垂直相交设置，差动机构 的主动轴1由第一主动半轴1-1和第二主动半轴1-2组成，力矩传感器3的两个输入基座 3-1中的与差动机构4的第一从动伞齿轮4-3相邻的一个输入基座3-1装在差动机构4的 从动轴2上，且与差动机构4的第一从动伞齿轮4-3连接(通过第三销钉16将二者连接 在一起，输出手腕的转动和力)，力矩传感器3的两个输入基座3-1中的剩余一个输入基座 3-1空套在差动机构4的从动轴2上，支撑块50设置在支撑架5的支架底板5-1上且位于 差动机构4的中心位置，差动机构4设置在支撑架5的两个支臂5-2之间，差动机构4通过 支撑块50和支撑架5的两个支臂5-2支撑，驱动框架6设置在支撑架5的下面，驱动框架 6与支撑架5通过预紧机构7连接，第一驱动器8和第二驱动器9均固定在驱动框架6上 且二者传动方向相反设置，第一驱动器8通过第一齿形皮带传动机构10与差动机构4的第 一主动半轴1-1传动连接，第二驱动器9通过第二齿形皮带传动机构11与差动机构4的第 二主动半轴1-2传动连接，第一位置传感器12的第一转动部件12-1装在差动机构4的第 一主动半轴1-1上且与其传动连接，第一位置传感器12位于第一齿形皮带传动机构10的 外侧，第二位置传感器51的第二转动部件51-1装在差动机构4的第二主动半轴1-2上且 与其传动连接，第二位置传感器51位于第二齿形皮带传动机构11的外侧，第一位置传感器 12的第一固定部件12-2和第二位置传感器51的第二固定部件51-2均与支撑架5的支架 底板5-1固接，电气连线25的一端与末端电路板13连接，电气连线25的另一端与手腕电 气设备52连接，手腕电气设备52固装在驱动框架6上，末端电路板13固装在力矩传感器3 的输出基座3-4上，实现传感信息的采集及手臂与末端执行器间的电气连接。本实施方式 利用两个位置传感器检测手腕俯仰和侧摆两方向的力矩及差动机构4上的两个主动伞齿轮的转动角度。本实施方式中的两个位置传感器均为电位计式位置传感器。电位计式位置 传感器和力矩传感器均为外购件，电位计式位置传感器的生产厂家为murata公司；型号为 PVS1A103A01(SV01A103AEA01)。 本实施方式通过预紧机构7调整支撑架5与驱动框架6之间的距离，从而实现两 个齿形皮带传动机构的间隙调整；力矩传感器3实现手腕的运动与力的输出，测量手腕俯 仰和侧摆两方向的力矩；通过两个位置传感器检测差动机构4中的两个主动伞齿轮的转本实施方式中的第一位置传感器12的第一转动部件12-1上设有第一中心槽孔 12-1-1，差动机构4的第一主动半轴1-1上加工有与该第一中心槽孔12-1-1形状相匹配的 第一键1-1-1，第一主动半轴1-1与差动机构4的第一主动伞齿轮4-1及第一带轮10-1 — 同转动，检测差动机构4的第一主动伞齿轮4-1的转角；同理，第二位置传感器51的第二转 动部件51-1上设有第二中心槽孔51-1-1，差动机构4的第二主动半轴1-2上加工有与该第 二中心槽孔51-1-1形状相匹配的第二键1-2-1，第二主动半轴1-2与差动机构4的第二主 动伞齿轮4-2及第三带轮11-1 一同转动，检测差动机构4的第二主动伞齿轮4-2的转角； 由第一主动伞齿轮4-1及第二主动伞齿轮4-2的转动角度能计算得到手腕在俯仰和侧摆方 向的角度。
具体实施方式
二 结合图1和图10说明本实施方式，本实施方式的支撑架5由支 架底板5-1和两个支臂5-2组成；两个支臂5-2相对设置且固定在支架底板5-1的上端面 上，两个支臂5-2分别是第一支臂5-2-1和第二支臂5-2-2，支架底板5_1上设有四个预紧 螺纹孔，四个预紧螺纹孔与支架底板5-1的四个顶角一一对应设置，支架底板5-1上前后两 个相对的侧面上各设置有一个键槽5-3，两个键槽5-3相对设置，支架底板5-1上设有两个 螺钉过孔。如此设置，结构简单，易于差动机构4的安装。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图1、图16和图17说明本实施方式，本实施方式的力矩传 感器3由十字形应变梁3-2、四个应变片3-3、输入基座3-1和输出基座3-4组成；输出基座 3-4和输入基座3-1之间固装有十字形应变梁3-2，输入基座3-1有两个，且两个输入基座 3-1相对设置，十字形应变梁3-2的每个应变梁的上表面上粘结有一个应变片3-3。通过力 矩传感器3检测十字形应变梁3-2的受力应变，相对一对的应变梁分别检测俯仰、侧摆方向 的应变；力矩传感器3的输出基座3-4与手腕末端执行器相连接，末端电路板13与力矩传 感器3的输出基座3-4固接，其与力矩传感器3的十字形应变梁3-2没有力接触，力矩传感 器3的十字形应变梁3-2为力矩传感器3的输入基座3-1与输出基座3-4间唯一的力传递 通道。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图2、图3和图10说明本实施方式，本实施方式的差动机构 4由第一主动伞齿轮4-1、第二主动伞齿轮4-2、第一从动伞齿轮4-3、第二从动伞齿轮4-4、 主动轴1和从动轴2组成；支撑块50设有内腔，第一主动半轴1-1位于支撑块50的右侧， 第二主动半轴1-2位于支撑块50的左侧，第一主动半轴1-1和第二主动半轴1-2同轴设置， 第一主动半轴1-1的两端通过支撑块50和第一支臂5-2-1支撑，且第一主动半轴1-1的两 端各通过装在其上的一个轴承与支撑块50和第一支臂5-2-1转动连接，第二主动半轴1-2 的两端通过支撑块50和第二支臂5-2-2支撑，且第二主动半轴1-2的两端各通过装在其上 的一个轴承与支撑块50和第二支臂5-2-2转动连接，第一主动半轴1-1上固装有第一主动伞齿轮4-1，第二主动半轴1-2上固装有第二主动伞齿轮4-2，从动轴2穿过支撑块50且两 端设置在支撑块50的外面，从动轴2上的一端固装有第一从动伞齿轮4-3，从动轴2上的另 一端通过轴承与第二从动伞齿轮4-4连接，从动轴2上设有中心轴孔2-1。如此设置，通过 第一从动伞齿轮4-3带动与其相连的力矩传感器3 —同转动；第一从动伞齿轮4-3及力矩 传感器3绕主动轴1、从动轴2的转角，由第一主动伞齿轮4-1与第二主动伞齿轮4-2的转 角耦合形成，外载荷由两个驱动器共同承担，可实现手腕绕两正交轴线(即主动轴1和从动 轴2两个轴线)的转动。其它与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
五结合图1、图4和图5说明本实施方式，本实施方式的第一驱动 器8由第一电机8-1和第一谐波减速器8-2组成；第一谐波减速器8-2由第一钢轮8-2-1、 第一柔轮8-2-2和第一波发生器8-2-3组成，所述第一电机8-1的输出轴上固装有第一波 发生器8-2-3，第一柔轮8-2-2套装在第一波发生器8-2-3上，第一钢轮8_2_1套装在第一 柔轮8-2-2上；第二驱动器9由第二电机9-1和第二谐波减速器9-2组成；第二谐波减速器
9-2由第二钢轮9-2-1、第二柔轮9-2-2和第二波发生器9_2_3组成；所述第二电机9_1的 输出轴上固装有第二波发生器9-2-3，第二柔轮9-2-2套装在第二波发生器9-2-3上，第二 钢轮9-2-1套装在第二柔轮9-2-2上；第一电机8-1和第二电机9_1均与驱动框架6固接 (本实施方式中的第一电机8-1通过第一连接件17与驱动框架6固接；第二电机9-1通过 第二连接件18与驱动框架6固接)，第一钢轮8-2-1和第二钢轮9-2-1均固定在驱动框架 6上，第一电机8-1和第二电机9-1通过手腕电气设备52驱动转动。第一电机8-1的输出轴带动第一波发生器8-2-3转动，第一柔轮8_2_2与第二带 轮10-3 —同输出转动，并通过轴承支撑于驱动框架6的第一连接件20上；第二电机9-1的 输出轴带动第二波发生器9-2-3转动，第二柔轮9-2-2与第四带轮11-3 —同输出转动，并 通过轴承支撑于驱动框架6的第二连接件19上。本实施方式中的负载由两个电机共同驱 动，承载能力强；电机动力通过谐波减速器及齿形带(同步带)等传递，运动精确平稳，噪声 小。其它与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六结合图1-图3、图5和图6说明本实施方式，本实施方式的第一 齿形皮带传动机构10由第一带轮10-1 (从动带轮)、第一齿形带10-2和第二带轮10-3 (主 动带轮)组成；第一带轮10-1固装在第一主动半轴1-1上，第一带轮10-1通过第一齿形带
10-2与第二带轮10-3传动连接，第二带轮10-3固装在第一电机8-1的输出轴上，第一带 轮10-1与第一主动伞齿轮4-1固接(本实施方式中通过第一销钉14将二者固接在一起)， 第二带轮10-3与第一柔轮8-2-2固接，输出动力；第二齿形皮带传动机构11由第三带轮
11-1(从动带轮)、第二齿形带11-2和第四带轮11-3 (主动带轮)组成；第三带轮11-1固 装在第二主动半轴1-2上，第三带轮11-1通过第二齿形带11-2与第四带轮11-3传动连接， 第四带轮11-3固装在第二电机9-1的输出轴上，第三带轮11-1与第二主动伞齿轮4-2固 接(本实施方式中通过第二销钉15将二者固接在一起)，第四带轮11-3与第二柔轮9-2-2 固接，输出动力，第一带轮10-1、第二带轮10-3、第三带轮11-1和第四带轮11-3为同步带 轮。第一带轮10-1与第三带轮11-1同方向、同转速转动时，第一从动伞齿轮4-3与力矩传 感器3绕主动轴1转动，手腕做俯仰运动；第一带轮10-1与第三带轮11-1反方向、同转速 转动时，第一从动伞齿轮4-3与力矩传感器3绕从动轴2转动，手腕做侧摆运动；第一带轮 10-1与第三带轮11-1转速不同时，形成为俯仰和侧摆两方向的合成运动。其它与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
七结合图1、图9和图10说明本实施方式，本实施方式的预紧机构 7由四个预紧螺钉7-1和两个连接螺钉7-2组成；驱动框架6的上端面上与支架底板5-1上 的两个螺钉过孔相对应位置处设有两个螺纹连接孔，支架底板5-1上的每个螺钉过孔和驱 动框架6上与该螺钉过孔相对应的螺纹连接孔内装有一个连接螺钉7-2，支架底板5-1通过 两个连接螺钉7-2与驱动框架6螺纹连接，对驱动框架6产生一向上的拉力F2，四个预紧螺 钉7-1与支架底板5-1上相应的预紧螺纹孔螺纹连接，每个预紧螺钉7-1的下端面顶在驱 动框架6的上端面上，对其产生一个向下的力F1。其它与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
八结合图6、图9和图10说明本实施方式，本实施方式的驱动框架 6的上端面上与支架底板5-1上的两个键槽5-3相对应位置处各设有一个定位键6-1，驱动 框架6上的两个定位键6-1装在支架底板5-1上的相对应的键槽5-3内，保证驱动框架6 相对支撑架5的直线运动。其它与具体实施方式
二相同。装配过程中，首先驱动框架6与支架底板5-1贴合，驱动框架6与支架底板5-1之 间的间距L = 0，在大间隙、中心矩最小以及皮带松驰的情况下，装入第一齿形带10-2和第 二齿形带11-2，然后均勻调整预紧螺钉7-1，驱动框架6相对支撑架5沿着键槽5-3滑动，驱 动框架6与支架底板5-1之间的间距L增大，中心矩加大、皮带随着L值的增大愈来愈紧； 至合适位置，拧入连接螺钉7-2，拉紧驱动框架6，使其处在包含向下的力F1、向上的拉力F2 及皮带预紧力等工作作用下的稳定中。
具体实施方式
九结合图16-图19说明本实施方式，本实施方式的电气连线25的 另一端依次穿过十字形应变梁3-2的空隙、并沿着两个输入基座3-1中的任意一个输入基 座3-1的外壁、再穿入从动轴2的中心轴孔2-1、并由主动轴1和从动轴2轴线相交处穿出 后与手腕电气设备52连接，从而避免了由于手腕侧摆运动引起电气连线25的伸缩，且便于 控制。其它与具体实施方式
四相同。
权利要求
一种两自由度的机器人手腕，所述机器人手腕由力矩传感器(3)、差动机构(4)、支撑架(5)、支撑块(50)、驱动框架(6)、预紧机构(7)、第一驱动器(8)、第二驱动器(9)、第一齿形皮带传动机构(10)、第二齿形皮带传动机构(11)、第一位置传感器(12)、第二位置传感器(51)、末端电路板(13)、电气连线(25)和手腕电气设备(52)构成；其特征在于差动机构(4)的从动轴(2)的中心轴线(I)与主动轴(1)的中心轴线(II)在同一水平面内且垂直相交设置，差动机构的主动轴(1)由第一主动半轴(1 1)和第二主动半轴(1 2)组成，力矩传感器(3)的两个输入基座(3 1)中的与差动机构(4)的第一从动伞齿轮(4 3)相邻的一个输入基座(3 1)装在差动机构(4)的从动轴(2)上，且与差动机构(4)的第一从动伞齿轮(4 3)连接，力矩传感器(3)的两个输入基座(3 1)中的剩余一个输入基座(3 1)空套在差动机构(4)的从动轴(2)上，支撑块(50)设置在支撑架(5)的支架底板(5 1)上且位于差动机构(4)的中心位置，差动机构(4)设置在支撑架(5)的两个支臂(5 2)之间，差动机构(4)通过支撑块(50)和支撑架(5)的两个支臂(5 2)支撑，驱动框架(6)设置在支撑架(5)的下面，驱动框架(6)与支撑架(5)通过预紧机构(7)连接，第一驱动器(8)和第二驱动器(9)均固定在驱动框架(6)上且二者传动方向相反设置，第一驱动器(8)通过第一齿形皮带传动机构(10)与差动机构(4)的第一主动半轴(1 1)传动连接，第二驱动器(9)通过第二齿形皮带传动机构(11)与差动机构(4)的第二主动半轴(1 2)传动连接，第一位置传感器(12)的第一转动部件(12 1)装在差动机构(4)的第一主动半轴(1 1)上且与其传动连接，第一位置传感器(12)位于第一齿形皮带传动机构(10)的外侧，第二位置传感器(51)的第二转动部件(51 1)装在差动机构(4)的第二主动半轴(1 2)上且与其传动连接，第二位置传感器(51)位于第二齿形皮带传动机构(11)的外侧，第一位置传感器(12)的第一固定部件(12 2)和第二位置传感器(51)的第二固定部件(51 2)均与支撑架(5)的支架底板(5 1)固接，电气连线(25)的一端与末端电路板(13)连接，电气连线(25)的另一端与手腕电气设备(52)连接，手腕电气设备(52)固装在驱动框架(6)上，末端电路板(13)固装在力矩传感器(3)的输出基座(3 4)上。
2.根据权利要求1所述的两自由度的机器人手腕，其特征在于支撑架(5)由支架底 板(5-1)和两个支臂(5-2)组成；两个支臂(5-2)相对设置且固定在支架底板(5-1)的上 端面上，两个支臂(5-2)分别是第一支臂(5-2-1)和第二支臂(5-2-2)，支架底板(5_1)上 设有四个预紧螺纹孔，四个预紧螺纹孔与支架底板(5-1)的四个顶角一一对应设置，支架 底板(5-1)上任意两个相对的侧面上各设置有一个键槽(5-3)，两个键槽(5-3)相对设置， 支架底板(5-1)上设有两个螺钉过孔。
3.根据权利要求1所述的两自由度的机器人手腕，其特征在于力矩传感器(3)由十 字形应变梁(3-2)、四个应变片(3-3)、输入基座(3-1)和输出基座(3-4)组成；输出基座 (3-4)和输入基座(3-1)之间固装有十字形应变梁(3-2)，输入基座(3-1)有两个，且两个 输入基座(3-1)相对设置，十字形应变梁(3-2)的每个应变梁的上表面上粘结有一个应变 片(3-3)。
4.根据权利要求2所述的两自由度的机器人手腕，其特征在于差动机构(4)由第一 主动伞齿轮(4-1)、第二主动伞齿轮(4-2)、第一从动伞齿轮(4-3)、第二从动伞齿轮(4-4)、 主动轴(1)和从动轴(2)组成；支撑块(50)设有内腔，第一主动半轴(1-1)位于支撑块 (50)的右侧，第二主动半轴(1-2)位于支撑块(50)的左侧，第一主动半轴(1-1)和第二主动半轴(1-2)同轴设置，第一主动半轴(1-1)的两端通过支撑块(50)和第一支臂(5-2-1) 支撑，且第一主动半轴(1-1)的两端各通过装在其上的一个轴承与支撑块(50)和第一支 臂(5-2-1)转动连接，第二主动半轴(1-2)的两端通过支撑块(50)和第二支臂(5-2-2) 支撑，且第二主动半轴(1-2)的两端各通过装在其上的一个轴承与支撑块(50)和第二支 臂(5-2-2)转动连接，第一主动半轴(1-1)上固装有第一主动伞齿轮(4-1)，第二主动半轴 (1-2)上固装有第二主动伞齿轮(4-2)，从动轴(2)穿过支撑块(50)且两端设置在支撑块 (50)的外面，从动轴(2)上的一端固装有第一从动伞齿轮(4-3)，从动轴(2)上的另一端通 过轴承与第二从动伞齿轮(4-4)连接，从动轴(2)上设有中心轴孔(2-1)。
5.根据权利要求4所述的两自由度的机器人手腕，其特征在于第一驱动器(8)由第 一电机(8-1)和第一谐波减速器(8-2)组成；第一谐波减速器(8-2)由第一钢轮(8-2-1)、 第一柔轮(8-2-2)和第一波发生器(8-2-3)组成，所述第一电机(8-1)的输出轴上固装 有第一波发生器(8-2-3)，第一柔轮(8-2-2)套装在第一波发生器(8-2-3)上，第一钢轮 (8-2-1)套装在第一柔轮(8-2-2)上；第二驱动器(9)由第二电机(9-1)和第二谐波减速 器(9-2)组成；第二谐波减速器(9-2)由第二钢轮(9-2-1)、第二柔轮(9-2-2)和第二波发 生器(9-2-3)组成；所述第二电机(9-1)的输出轴上固装有第二波发生器(9-2-3)，第二柔 轮(9-2-2)套装在第二波发生器(9-2-3)上，第二钢轮(9-2-1)套装在第二柔轮(9_2_2) 上；第一电机(8-1)和第二电机(9-1)均与驱动框架(6)固接，第一钢轮(8-2-1)和第二钢 轮(9-2-1)均固定在驱动框架(6)上，第一电机(8-1)和第二电机(9-1)通过手腕电气设 备(52)驱动转动。
6.根据权利要求5所述的两自由度的机器人手腕，其特征在于第一齿形皮带传动 机构(10)由第一带轮(10-1)、第一齿形带(10-2)和第二带轮(10-3)组成；第一带轮 (10-1)固装在第一主动半轴(1-1)上，第一带轮(10-1)通过第一齿形带(10-2)与第二带 轮(10-3)传动连接，第二带轮(10-3)固装在第一电机(8-1)的输出轴上，第一带轮(10-1) 与第一主动伞齿轮(4-1)固接，第二带轮(10-3)与第一柔轮(8-2-2)固接；第二齿形皮带 传动机构(11)由第三带轮(11-1)、第二齿形带(11-2)和第四带轮(11-3)组成；第三带 轮(11-1)固装在第二主动半轴(1-2)上，第三带轮(11-1)通过第二齿形带(11-2)与第 四带轮(11-3)传动连接，第四带轮(11-3)固装在第二电机(9-1)的输出轴上，第三带轮 (11-1)与第二主动伞齿轮(4-2)固接，第四带轮(11-3)与第二柔轮(9-2-2)固接，第一带 轮(10-1)、第二带轮(10-3)、第三带轮(11-1)和第四带轮(11-3)为同步带轮。
7.根据权利要求2所述的两自由度的机器人手腕，其特征在于预紧机构(7)由四个 预紧螺钉(7-1)和两个连接螺钉(7-2)组成；驱动框架(6)的上端面上与支架底板(5-1) 上的两个螺钉过孔相对应位置处设有两个螺纹连接孔，支架底板(5-1)上的每个螺钉过孔 和驱动框架(6)上与该螺钉过孔相对应的螺纹连接孔内装有一个连接螺钉(7-2)，支架底 板(5-1)通过两个连接螺钉(7-2)与驱动框架(6)螺纹连接，四个预紧螺钉(7-1)与支架 底板(5-1)上相应的预紧螺纹孔螺纹连接，每个预紧螺钉(7-1)的下端面顶在驱动框架(6) 的上端面上。
8.根据权利要求2所述的两自由度的机器人手腕，其特征在于驱动框架(6)的上端 面上与支架底板(5-1)上的两个键槽(5-3)相对应位置处各设有一个定位键(6-1)，驱动框 架(6)上的两个定位键(6-1)装在支架底板(5-1)上的相对应的键槽(5-3)内。
9.根据权利要求4所述的两自由度的机器人手腕，其特征在于电气连线(25)的另一 端依次穿过十字形应变梁(3-2)的空隙、并沿着两个输入基座(3-1)中的任意一个输入基 座(3-1)的外壁、再穿入从动轴(2)的中心轴孔(2-1)、并由主动轴(1)和从动轴(2)轴线 相交处穿出后与手腕电气设备(52)连接。
全文摘要
两自由度的机器人手腕，它涉及一种机器人手腕。针对机器人手腕结构复杂、重量大、控制难度大、集成度低问题。力矩传感器的两个输入基座的一个与差动机构的第一从动伞齿轮连接，剩余一个空套在差动机构的从动轴上，支撑块设置在支撑架的支架底板上，差动机构通过支撑块和支撑架的两个支臂支撑，驱动框架与支撑架通过预紧机构连接，第一、二驱动器固定在驱动框架上且二者传动方向相反，第一、二驱动器通过第一、二齿形皮带传动机构与差动机构的第一、二主动半轴传动连接，第一、二位置传感器装在差动机构的第一主动半轴上，末端电路板固装在力矩传感器的输出基座上。本发明结构简单、总体重量轻、易控制、集成度高，具有手腕的俯仰与偏转两自由度。
文档编号B25J13/08GK101927498SQ20091030960
公开日2010年12月29日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者刘伊威, 刘宏, 谢宗武, 赵京东, 高一夫 申请人:哈尔滨工业大学