紧凑式叠加手臂装置的制作方法

本发明涉及一种工业用途的机器人，具体是涉及一种应用于工业机器人的手臂装置。

背景技术：

目前，工业机器人应用领域十分广泛。特别是在喷涂、焊接、装配、搬运等行业领域，采用机器人工作时，其工作效率更高，极大地降低了操作人员的劳动强度。对于搬运用途来说，机器人进行上料、下料等工作状态，其机器人一般采用单臂伸展式结构，停机时或者运输工作时，其占地空间大，工作覆盖空间不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述的不足，而提供一种手臂能伸缩、占用空间小的紧凑式叠加手臂装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：紧凑式叠加手臂装置，包括升降臂，所述升降臂与第一旋转组件相接，该第一旋转组件通过第一旋转臂与第二旋转组件相连，所述第二旋转组件通过第二旋转臂与末端旋转法兰相连，所述末端旋转法兰与第三旋转组件相连，该第三旋转组件则装在第二旋转臂上。

所述第一旋转组件包括第一旋转控制电机，该第一旋转控制电机通过第一齿轮组与第一穿线管相连，所述第一穿线管上通过第一减速器与第一旋转臂相连；所述第二旋转组件包括第二旋转控制电机，该第二旋转控制电机通过第二齿轮组与第二穿线管相连，所述第二穿线管上通过第二减速器与第二旋转臂相连。

所述第三旋转组件包括第三旋转控制电机，该第三旋转控制电机通过同步传动件及第三减速器与末端旋转法兰相连。所述末端旋转法兰及第三减速器装在第二旋转臂的外端部下方。

采用本发明后，升降臂负责第一旋转臂、第二旋转臂及末端旋转法兰的升降，并由第一旋转组件驱动第一旋转臂做旋转运动；第一旋转臂负责带动第二旋转臂的旋转，并由第二旋转组件驱动第二旋转臂做旋转运动；第二旋转臂负责带动末端旋转法兰做旋转运动，末端旋转法兰则由第三旋转组件带动其自转。第一旋转臂通过第一旋转组件可旋转到第二旋转臂之下；同样第二旋转臂也可通过第二旋转组件旋转到第一旋转臂之上；第一旋转臂通过第一旋转组件可以旋转到升降臂之上。从而使升降臂、第一旋转臂、第二旋转臂处于平行叠加状态，形成为结构紧凑、平行叠加的状况。其各旋转臂、末端旋转法兰能旋转、伸缩、叠加，其占用空间小、工作效率高、工作覆盖面大，能完全替代人工操作，降低了生产成本，提高了生产的安全性。

附图说明

下面结合附图与实施方式对本发明作进一步的详细描述。

图1为本发明紧凑式叠加手臂装置的伸展状态结构示意图。

图2为本发明紧凑式叠加手臂装置的叠加状态结构示意图。

图3为本发明所应用的平行伸缩式双臂机器人的结构示意图。

图4为图1中第一、第二旋转臂为中空布线式的结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2可知，本发明紧凑式叠加手臂装置，包括升降臂60，所述升降臂60与第一旋转组件61相接，该第一旋转组件61通过第一旋转臂22与第二旋转组件62相连，所述第二旋转组件62通过第二旋转臂38与末端旋转法兰48相连，所述末端旋转法兰48与第三旋转组件63相连，该第三旋转组件63则装在第二旋转臂38上。

第一旋转臂通过第一旋转组件的控制可旋转到第二旋转臂之下；同样第二旋转臂也通过第二旋转组件的控制可旋转到第一旋转臂之上；第一旋转臂通过第一旋转组件的控制可旋转到升降臂之上。从而使升降臂(在下部)、第一旋转臂(在中部)、第二旋转臂(在上部)处于平行叠加状态，形成结构紧凑、平行叠加的状况。

其中，所述第一旋转组件61包括第一旋转控制电机2(带有绝对式编码器，其装在升降底座1内)，该第一旋转控制电机2通过第一齿轮组8与第一穿线管11相连，所述第一穿线管11上通过第一减速器14(谐波式)与第一旋转臂22相连；所述第二旋转组件62包括第二旋转控制电机23(带有绝对式编码器，其装在盖板21内)，该第二旋转控制电机23通过第二齿轮组32与第二穿线管30相连，所述第二穿线管30上通过第二减速器28与第二旋转臂38相连。所述第三旋转组件63包括第三旋转控制电机40(带有绝对式编码器，其装在罩板39内)，该第三旋转控制电机40通过同步传动件47(包括同步带、同步轮)及第三减速器50与末端旋转法兰48相连。所述末端旋转法兰48及第三减速器50装在第二旋转臂38的外端部下方。升降底座与升降臂相邻安装，盖板与第一旋转臂相邻，罩板与第二旋转臂相邻。如图3所示，本发明所应用的平行伸缩式双臂机器人：该升降臂60通过滑块64与机柜65内的直线模组66相连，所述末端旋转法兰48作为外部操作工件所使用的工装夹具连接的接口。

升降臂60负责第一旋转组件61、第一旋转臂22，第二旋转组件62、第二旋转臂38，及第三旋转组件63、末端旋转法兰48的整体升降，并由第一旋转组件的第一旋转控制电机2、第一齿轮组8、第一穿线管11、第一减速器14驱动第一旋转臂做旋转运动；第一旋转臂负责带动第二旋转臂和第二旋转组件的旋转，并由第二旋转组件的第二旋转控制电机23、第二齿轮组32、第二穿线管30、第二减速器28驱动第二旋转臂做旋转运动；第二旋转臂负责带动末端旋转法兰、第三旋转组件做旋转运动，末端旋转法兰由第三旋转组件带动其自转。

本发明的叠加状态与伸展状态相比，伸展状态时的第一、第二旋转臂长度比例大，叠加状态则大大节约了其存放空间。手臂装置原来都采用外部布线结构，手臂旋转时存在线路障碍，且外部布线造成外观不够整洁。本发明的第一旋转臂、第二旋转臂采用特殊的中空结构走线，可实现360度全范围的旋转角度，增大了其工作空间覆盖范围。

参照附图4，所述第一旋转臂22与第一减速器14、第一穿线管11连接，该第一穿线管11、第一减速器14均具有第一中空式结构71，第一旋转臂22上(其中间处)具有中间过线孔72，所述第二旋转臂38与第二减速器28(谐波式)、第二穿线管30连接，该第二穿线管30、第二减速器28均具有第二中空式结构73。

所述第一旋转臂上的第一穿线管11的第一中空式结构71采用空心的第一穿线管和第一油封74结构，使电线的布线线路从空心的第一穿线管内穿过，第一油封用来保证第一减速器下的第一齿轮组的良好密封；第二旋转臂上的第二中空式结构73与第一中空式结构71的结构形式相同，所述第二旋转臂上的第二穿线管30的第二中空式结构73采用空心的第二穿线管和第二油封75结构，使电线的布线线路从空心的第二穿线管内穿过，第二油封75用来保证第二减速器下的第二齿轮组的良好密封。即平行式机械手臂的中空布线结构，具有在手臂端部穿过两个减速器中空结构和手臂中部过线孔的特征。

如图4所示的箭头指示，电线(含气路)76从第一穿线管11(及第一减速器14)的第一中空式结构71穿过下压后，再经过第一旋转臂22的中间过线孔72，最后通过第二穿线管30(及第二减速器28)的第二中空式结构73。整个电线的布线线路全部在第一、第二旋转臂的机械手臂内部完成，从而可实现第一、第二旋转臂的360度无障碍、顺畅地旋转，并每个旋转臂具有外观整洁的特点。