专利名称：机器人臂部件及机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人臂部件及采用该机器人臂部件的工业机器人。
背景技术：
图1所示为一种机器人的简略示意图。该机器人100为六轴工业机器人，其包括 基座11、可绕第一轴线161与基座11转动连接的机架12、可绕第二轴线162与机架12转 动连接的大臂13、可绕第三轴线163与大臂13转动连接的腕部14，以及可绕第四轴线164 与腕部14可转动连接的第四机械臂15。该六轴工业机器人还包括第五机械臂及第六机械 臂(图未示)。第五机械臂及第六机械臂可分别绕第五轴线165及第六轴线166旋转。其 中，第六机械臂可安装末端执行器，如刀具、夹具或感测器等，以执行相应任务。机器人100的第四机械臂15由电机以及减速机(图未示)带动。该减速机通常 选择RV (rotary vector)减速机或者HD (harmonic drive)减速机。RV减速机及HD减速机 价格昂贵，且安装时，RV减速机、HD减速机及与之相连的电机均需装设于机器人100的壳体 内，从而电机的连接线缆，如电源线、信号线等需穿设至壳体内部，易与其他构件缠绕或刮 擦而损伤。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种成本较低且可方便连接线缆布设的机器人臂部件 及具有该机器人臂部件的工业机器人。一种机器人臂部件，包括腕部、与该腕部转动连接的机械臂、驱动该机械臂旋转的 驱动器及设于该机械臂与该驱动器之间的传动机构，该驱动器具有输出轴。该驱动器安装 于该腕部上，该输出轴可转动地穿设于该腕部，该传动机构包括与该输出轴固定连接的第 一齿轮、固定套设于该机械臂外周缘的第二齿轮、与第一齿轮啮合的第三齿轮以及与第二 齿轮啮合的第四齿轮，该第二齿轮及第三齿轮相对固定。一种机器人，其具有多个旋转轴线，该工业机器人包括可绕其中之一旋转轴线旋 转的臂部件，该臂部件包括腕部、与该腕部转动连接的机械臂、驱动该机械臂旋转的驱动器 及设于该机械臂与该驱动器之间的传动机构，该驱动器具有一输出轴。该驱动器安装于该 腕部上，该输出轴可转动地穿设于该腕部，该传动机构包括与该输出轴固定连接的第一齿 轮、固定套设于该机械臂外周缘的第二齿轮、与第一齿轮啮合的第三齿轮以及与第二齿轮 啮合的第四齿轮，该第二齿轮及第三齿轮相对固定。上述机器人臂部件设置第一至第四齿轮对驱动器的输出进行减速，成本较低，且 可承受较大的负载，易于满足刚性要求。同时，由于将驱动器设置于腕部上，驱动器的输出 轴穿设腕部与第一齿轮连接，从而驱动器的连接线缆可从臂部件的外部接入，可避免与臂 部件的其他构件缠绕或刮擦。
图1是一种机器人的简略示意图。图2是本发明实施方式的机器人臂部件的立体组装图。图3是图2所示的机器人臂部件沿III-III方向的剖面示意图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施方式
对本发明的机器人臂部件及采用该机器人臂部件 的机器人作进一步的详细说明。请同时参见图2及图3，本发明实施方式的机器人臂部件20包括腕部21、与腕部 21转动连接的机械臂22、驱动机械臂22旋转的驱动器23及设于机械臂22与驱动器23之 间用于传递动力的传动机构(图未标)。腕部21包括第一支承部212及与第一支承部212固定连接的第二支承部213。第一支承部212贯通开设一轴孔2121，轴孔2121的两端分别设有第一轴承2123， 用于滚动支承机械臂22。第一支承部212邻近轴孔2121的侧部还形成有安装孔2124，用 于将机器人臂部件20安装至可带动其旋转的驱动机构，如机器人的另一机械臂上。第二支承部213包括一底壁2131及由底壁2131周缘向一侧延伸的周壁2132。底 壁2131与周壁2132围成一收容空间2133。周壁2132远离底壁2131的一侧与第一支承 部212通过螺纹件固定连接。收容空间2133与第一支承部212的轴孔2121相连通。底壁 2131上突设一用于连接驱动器23的安装座2134。安装座2134开设一安装孔2135。驱动器23具有一输出轴231。驱动器23的安装侧与安装座2134固定连接，输出 轴231穿设于安装座2134的安装孔2135，从而驱动器23的连接线缆(图未示)，如电源线 及控制信号线等，可从臂部件20的外部接入，可避免连接线缆与臂部件20的构件相互缠绕 或者刮擦而损伤，还便于检修操作。具体在本实施例中，驱动器23为伺服电机。传动机构包括第一至第四齿轮M1、M2、M3、244以及轴座对5。第一齿轮241与 第三齿轮243啮合，第二齿轮242与第四齿轮244啮合，且第二齿轮242与第三齿轮243相 对固定。第一齿轮241与驱动器23的输出轴231固定连接，第二齿轮242与机械臂22伸入 收容空间2133的端部外周缘固定连接。轴座245设于收容空间2133内与第一支承部212 固定连接。轴座245贯通开设第二轴孔M51。第二轴孔对51内设有第二轴承对52及由第 二轴承M52转动支撑的齿轮轴M53。第二齿轮242及第三齿轮243分别设于齿轮轴M53 的两端。可以理解，齿轮轴M53也可与第三齿轮243或第四齿轮244 —体成型。具体在本实施方式中，第一至第四齿轮M1J42、M3、244均为直齿渐开线齿轮。 驱动器23的输出轴231的旋转轴线、第二齿轮242与第三齿轮243的旋转轴线以及机械臂 22的旋转轴线基本平行且相互偏置。第一至第四齿轮M1J42、M3、244均可采用普通齿 轮，相对于现有技术采用RV减速机或HD减速机可降低成本，相对于HD减速机还可提高承 受负载的能力，使臂部件20具有较佳的刚性。传动机构的总减速比可为55，其中第一齿轮 241与第三齿轮243啮合实现的减速比为11，该第四齿轮MM与第二齿轮242啮合实现的 减速比为5，采用上述减速比分配，可使传动机构的整体尺寸较小。可以理解，通过选择恰当 的第一至第四齿轮241J42J43J44的齿数，还可得到其他需要的减速比。
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请同时参见图1，本发明实施方式的机器人(图未示)为六轴工业机器人，其与图 1所示的机器人100相似，其区别在于本发明实施方式的工业机器人采用上述臂部件20， 且臂部件20绕第四轴线164旋转。其中，腕部14穿设于臂部件20的第一支承部212部的 安装孔2124，并由紧固件(图未示)与臂部件20固定连接，从而带动臂部件20绕第四轴 线164旋转。第五机械臂可转动地设于机械臂22的前端。臂部件20的驱动器23及传动 机构承受机械臂22、第五机械臂、第六机械臂的重量及外加负载，其总负载通常较大，因臂 部件20的传动机构可承受较大的外部负载，并具有较佳的刚性，从而采用臂部件20的工业 机器人可提高第四机械臂，即机械臂22的定位精度。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精 神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
权利要求
1.一种机器人臂部件，包括腕部、与该腕部转动连接的机械臂、驱动该机械臂旋转的驱 动器及设于该机械臂与该驱动器之间的传动机构，该驱动器具有输出轴，其特征在于该驱 动器安装于该腕部上，该输出轴可转动地穿设于该腕部，该传动机构包括与该输出轴固定 连接的第一齿轮、固定套设于该机械臂外周缘的第二齿轮、与第一齿轮啮合的第三齿轮以 及与第二齿轮啮合的第四齿轮，该第二齿轮及第三齿轮相对固定。
2.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于该腕部包括第一支承部，该第一支 承部开设第一轴孔，该第一轴孔内装设有用于转动支撑该机械臂的第一轴承。
3.如权利要求2所述的机器人臂部件，其特征在于该腕部还包括与第一支承部固定 连接的第二支承部，该第二支承部内固设一轴座，该轴座开设第二轴孔，该第二轴孔内设有 第二轴承及由该第二轴承转动支撑的齿轮轴，该第二齿轮及第三齿轮分别设于该齿轮轴两 端。
4.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于该驱动器为电机，电机的该输出轴 的旋转轴线、第二齿轮与第三齿轮的旋转轴线以及该机械臂的旋转轴线基本平行且相互偏置。
5.如权利要求1所述的机器人臂部件，其特征在于该传动机构的总减速比为55，其中 该第一齿轮与第三齿轮啮合实现的减速比为11，该第四齿轮与第二齿轮啮合实现的减速比 为5。
6.如权利要求1至5任一项所述的机器人臂部件，其特征在于第一齿轮至第四齿轮 均为直齿渐开线齿轮。
7.一种机器人，其具有多个旋转轴线，该机器人包括可绕其中之一旋转轴线旋转的臂 部件，该臂部件包括腕部、与该腕部转动连接的机械臂、驱动该机械臂旋转的驱动器及设于 该机械臂与该驱动器之间的传动机构，该驱动器具有一输出轴，其特征在于该驱动器安装 于该腕部上，该输出轴可转动地穿设于该腕部，该传动机构包括与该输出轴固定连接的第 一齿轮、固定套设于该机械臂外周缘的第二齿轮、与第一齿轮啮合的第三齿轮以及与第二 齿轮啮合的第四齿轮，该第二齿轮及第三齿轮相对固定。
8.如权利要求7所述的机器人，其特征在于该驱动器为电机，电机的该输出轴的旋转 轴线、第二齿轮与第三齿轮的旋转轴线以及该机械臂的旋转轴线基本平行且相互偏置。
9.如权利要求7所述的机器人，其特征在于该传动机构的总减速比为55，其中该第一 齿轮与第三齿轮啮合实现的减速比为11，该第四齿轮与第二齿轮啮合实现的减速比为5。
10.如权利要求7所述的机器人，其特征在于第一齿轮至第四齿轮均为直齿渐开线齿轮。
全文摘要
一种机器人臂部件，包括腕部、与该腕部转动连接的机械臂、驱动该机械臂旋转的驱动器及设于该机械臂与该驱动器之间的传动机构，该驱动器具有输出轴。该驱动器安装于该腕部上，该输出轴可转动地穿设于该腕部，该传动机构包括与该输出轴固定连接的第一齿轮、固定套设于该机械臂外周缘的第二齿轮、与第一齿轮啮合的第三齿轮以及与第二齿轮啮合的第四齿轮，该第二齿轮及第三齿轮相对固定。上述机器人臂部件成本较低，且可承受较大的负载，其驱动器的连接线缆可从臂部件的外部接入，避免与臂部件的其他构件缠绕或刮擦。本发明还提供一种采用上述机器人臂部件的机器人。
文档编号B25J9/08GK102069493SQ200910309978
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者龙波 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司