手腕传动机构及焊接机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种手腕传动机构及焊接机器人。

背景技术：

机器人上一般安装有用于不同场合的手腕(执行终端，即操作手)，用于完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，被广泛应用于机床上下料、冲压自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。特别地，现有的手腕结构大部分采用多个减速器与多台电机动连接来实现手腕的运动，该运动结构复杂，装配安装困难，也不便于后期的维修。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种手腕传动机构及焊接机器人，简化了手腕的传动结构，便于安装维修。

其技术方案如下：

一种手腕传动机构，包括第一转动组件，所述第一转动组件包括转动件及与所述转动件固定连接的第一锥齿轮；第二转动组件，所述第二转动组件包括壳体及与所述第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，所述壳体设有第一容纳腔及第二容纳腔，所述转动件及所述第一锥齿轮均可转动设置于所述第一容纳腔，所述第二锥齿轮可转动设置于所述第二容纳腔；传动臂组件，所述传动臂组件包括传动轴、第一齿轮及第二齿轮，所述传动轴的一端与所述第二锥齿轮固定连接，另一端与所述第一齿轮固定连接，所述第二齿轮与所述转动轴转动连接，且与所述壳体固定连接；及动力装置，所述动力装置用于驱动所述第一齿轮及所述第二齿轮转动。

在其中一个实施例中，所述手腕传动机构还包括第一轴承，所述第一轴承包括第一内圈及与第一内圈转动连接的第一外圈，所述第一内圈与所述转动件及所述第一锥齿轮固定连接，所述第一外圈与所述壳体固定连接。

在其中一个实施例中，所述传动臂组件还包括传动臂本体，所述传动臂本体设有第三容纳腔，所述传动轴、第一齿轮及第二齿轮均可转动设置于所述第三容纳腔。

在其中一个实施例中，所述手腕传动机构还包括第二轴承，所述第二轴承包括第二内圈及与所述第二内圈转动连接的第二外圈，所述第二内圈与所述壳体及所述第一齿轮固定连接，所述第二外圈与所述传动臂本体固定连接。

在其中一个实施例中，所述手腕传动机构还包括第一油封圈，所述第一油封圈设置于所述壳体与所述传动臂本体之间，并与所述第二内圈间隙配合。

在其中一个实施例中，所述手腕传动机构还包括第二油封圈，所述第二油封圈设置于所述转动件与所述壳体之间，并与所述第一锥齿轮间隙配合。

在其中一个实施例中，所述手腕传动机构还包括至少两个推力轴承，其中一个所述推力轴承设置于所述第二锥齿轮与所述壳体之间，另一个所述推力轴承设置于所述第一齿轮与所述第二齿轮之间。

在其中一个实施例中，所述动力装置包括第一电机及第二电机，所述第一电机动力连接并驱动所述第一齿轮旋转运动，所述第二电机动力连接并驱动所述第二齿轮旋转运动。

一种焊接机器人，包括上述的手腕转动机构、连接座、伸长臂、旋转座及基座，所述手腕动力机构包括传动臂组件，所述连接座设有第一动力机构，所述第一动力机构动力连接并驱动所述传动臂组件沿第一竖面旋转运动，所述伸长臂设有第二动力机构，所述第二动力机构动力连接并驱动所述连接座沿第二竖面摆动运动，所述旋转座设有第三动力机构，所述第三动力机构动力连接并驱动所述伸长臂沿第三竖面摆动运动，所述基座设有第四动力机构，所述动力机构动力连接并驱动所述旋转座沿水平面旋转运动。

在其中一个实施例中，所述焊接机器人还包括至少两个限位装置，所述限位装置用于控制所述连接座或/和所述伸长臂在预设的角度范围内摆动。

上述本实用新型中所述“第一”、“第二”、第三”、“第四”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

上述本实用新型的有益效果：

上述手腕传动机构使用时，通过动力装置驱动所述第一齿轮转动，通过第一齿轮带动传动轴的转动，进而带动第二锥齿轮的转动，并通过第二锥齿轮与第一锥齿轮的啮合、并通过第一锥齿轮与转动件的固定连接，实现动力装置驱动转动件的旋转运动；同时动力装置可驱动第二齿轮转动，并带动壳体做旋转运动，进而实现了手腕两个自由度的运动，便于在转动件安装焊接工具、抓取工具、吸附工具等工具实现特定工序或工步的动作，提高机器人运用的灵敏性；同时该手腕传动机构的结构可靠，简化了手腕的传动结构，便于安装维修。

上述焊接机器人使用时，利用手腕传动机构抓取、吸附将待加工工件搬运至加工工位，或通过连接焊接工具实现焊接工序，并通过传动臂组件的旋转运动、连接座的摆动运动、伸长臂的摆动运动、旋转座旋转运动以及手腕的两个自由度的回转运动形成了垂直多关节的六轴联动，其应用范围更加广泛，能适应各种工序的需要，提高了市场竞争力；同时该焊接机器人结构可靠，简化了手腕的传动结构，便于安装维修，降低制造成本。

附图说明

图1为本实用新型所述的第一转动组件的结构示意图；

图2为本实用新型所述的第二转动组件的结构示意图；

图3为本实用新型所述的传动臂组件的结构示意图；

图4为本实用新型所述的手腕传动机构的结构示意图；

图5为本实用新型所述的手腕传动机构的三维结构示意图；

图6为本实用新型所述的焊接机器人的结构示意图。

附图标记说明：

100、第一转动组件，110、转动件，120、第一锥齿轮，200、第二转动组件，210、壳体，212、第一容纳腔，214、第二容纳腔，220、第二锥齿轮，300、传动臂组件，310、传动轴，320、第一齿轮，330、第二齿轮，340、传动臂本体，342、第三容纳腔，400、动力装置，500、第一轴承，510、第一内圈，520、第一外圈，600、第二轴承，610、第二内圈，620、第二外圈，700、第一油封圈，800、第二油封圈，900、推力轴承，10、手腕传动机构，20、连接座，22、第一动力机构，30、伸长臂，32、第二动力机构，40、旋转座，42、第三动力机构，50、基座，52、第四动力机构，60、限位装置，62、触发件，64、感应装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

从图1至5所示，本实用新型所述的一种手腕传动机构，包括第一转动组件100，第一转动组件100包括转动件110及与转动件110固定连接的第一锥齿轮120；第二转动组件200，第二转动组件200包括壳体210及与第一锥齿轮120相啮合的第二锥齿轮220，壳体210设有第一容纳腔212及第二容纳腔214，转动件110及第一锥齿轮120均可转动设置于第一容纳腔212，第二锥齿轮220可转动设置于第二容纳腔214；传动臂组件300，传动臂组件300包括传动轴310、第一齿轮320及第二齿轮330，传动轴310的一端与第二锥齿轮220固定连接，另一端与第一齿轮320固定连接，第二齿轮330与转动轴转动连接，且与壳体210固定连接；及动力装置400，动力装置400用于驱动第一齿轮320及第二齿轮330转动。

从图1至5所示，手腕传动机构使用时，通过动力装置400驱动第一齿轮320转动，通过第一齿轮320带动传动轴310的转动，进而带动第二锥齿轮220的转动，并通过第二锥齿轮220与第一锥齿轮120的啮合、并通过第一锥齿轮120与转动件110的固定连接，实现动力装置400驱动转动件110的旋转运动；同时动力装置400可驱动第二齿轮330转动，并带动壳体210做旋转运动，进而实现了手腕两个自由度的运动，便于在转动件110安装焊接工具、抓取工具、吸附工具等工具实现特定工序或工步的动作，提高机器人运用的灵敏性；同时该手腕传动机构的结构可靠，简化了手腕的传动结构，便于安装维修。

从图4所示，手腕传动机构还包括第一轴承500，第一轴承500包括第一内圈510及与第一内圈510转动连接的第一外圈520，第一内圈510与转动件110及第一锥齿轮120固定连接，第一外圈520与壳体210固定连接。因而实现了转动件110与壳体210的转动连接，该第一轴承500优选为十字交叉滚动轴承，便于其安装，同时具有较高的旋转精度。

从图3、4所示，传动臂组件300还包括传动臂本体340，传动臂本体340设有第三容纳腔342，传动轴310、第一齿轮320及第二齿轮330均可转动设置于第三容纳腔342。因而实现了传动轴310、第一齿轮320及第二齿轮330的密闭运转，避免灰尘及其他物体的干扰，影响其运转精度。同时手腕传动机构还包括第二轴承600，第二轴承600包括第二内圈610及与第二内圈610转动连接的第二外圈620，第二内圈610与壳体210及第一齿轮320固定连接，第二外圈620与传动臂本体340固定连接，因而实现了壳体210与传动本体的转动连接，该第二轴承600优选为十字交叉滚动轴承，便于其安装，同时具有较高的旋转精度。

从图4所示，手腕传动机构还包括第一油封圈700，第一油封圈700设置于壳体210与传动臂本体340之间，并与第二内圈610间隙配合，降低了壳体210与传动臂本体340之间转动摩擦系数，降低摩擦损耗，提高使用寿命；同时可防止第二轴承600的润滑油流失，保证第二轴承600的润滑效果。手腕传动机构还包括第二油封圈800，第二油封圈800设置于转动件110与壳体210之间，并与第一锥齿轮120间隙配合，降低了壳体210与转动件110之间转动摩擦系数，降低摩擦损耗，提高使用寿命；同时可防止第一轴承500的润滑油流失，保证第一轴承500的润滑效果。

从图4所示，手腕传动机构还包括至少两个推力轴承900，其中一个推力轴承900设置于第二锥齿轮220与壳体210之间，另一个推力轴承900设置于第一齿轮320与第二齿轮330之间。因而大大降低了第二锥齿轮220与壳体210之间的摩擦系数，避免摩擦损耗，提高该手腕的使用寿命；也大大降低了第一齿轮320与第二齿轮330之间的摩擦系数，避免摩擦损耗，进一步提高该手腕的使用寿命。

动力装置包括第一电机(未示出)及第二电机(未示出)，第一电机动力连接并驱动第一齿轮旋转运动，第二电机动力连接并驱动第二齿轮旋转运动。因而通过分别控制第一电机及第二电机的运动，进而实现对转动件及壳体分别控制，实现对第一转动组件及第二转动组件的分别运动控制，便于根据实际需要进行运动控制。

从图6所示，本实用新型所述的一种焊接机器人，包括上述的手腕转动机构10、连接座20、伸长臂30、旋转座40及基座50，手腕动力机构10包括传动臂组件300，连接座20设有第一动力机构22，第一动力机构22动力连接并驱动传动臂组件300沿第一竖面旋转运动，伸长臂30设有第二动力机构32，第二动力机构32动力连接并驱动连接座20沿第二竖面摆动运动，旋转座40设有第三动力机构42，第三动力机构42动力连接并驱动伸长臂30沿第三竖面摆动运动，基座50设有第四动力机构52，动力机构动力连接并驱动旋转座40沿水平面旋转运动。

焊接机器人使用时，利用手腕传动机构10抓取、吸附将待加工工件搬运至加工工位，或通过连接焊接工具实现焊接工序，并通过传动臂组件300的旋转运动、连接座20的摆动运动、伸长臂30的摆动运动、旋转座40旋转运动以及手腕的两个自由度的回转运动形成了垂直多关节的六轴联动，其应用范围更加广泛，能适应各种工序的需要，提高了市场竞争力；同时该焊接机器人结构可靠，简化了手腕的传动结构，便于安装维修，降低制造成本

焊接机器人还包括至少两个限位装置60，限位装置60用于控制连接座20或/和伸长臂30在预设的角度范围内摆动。限位装置60包括触发件62及感应装置64，通过触发件62与感应装置64之间的感应配合，当触发件62在感应装置64的触发范围，该连接座20或伸长臂30可在该范围内摆动，当连接座20或伸长臂30将要超出预设的摆动范围时，该感应装置64接收到相应的信号，并控制相应的电机反转或停止，避免该连接座20或伸长臂30摆动超范围。

需要说明的是，第一动力机构22、第二动力机构32、第三动力机构42及第四动力机构52均可为电机、气动装置(气缸及传动机构)、液压装置(液压设备及传动机构)、汽油机及相应的传动机构等动力设备。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。