一种机器人的手腕机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机器人的手腕机构，包括手臂、枢接在手臂前端的摆动臂、固定在摆动臂前端旋转盘上的旋转手。旋转手包括伸缩机构和空间摆动机构；空间摆动机构固定在伸缩机构的前端；伸缩机构包括伸缩支撑座和底座；空间摆动机构包括外围固定座和内部旋转座；内部旋转座上侧壁活动安装有球体；球体底部和内部旋转座内侧壁之间设置有若干连杆；旋转手执行末端安装在球体上。本发明通过球体绕球心旋转和旋转座的连杆组合动作可以使旋转手执行末端的任意摆动，使机器人的手腕体运转更加灵活，适应各种复杂的工艺要求。
【专利说明】
一种机器人的手腕机构
技术领域
[0001 ]本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人的手腕机构。
【背景技术】
[0002]申请号为CN201210566463.5的发明专利申请公开了一种轻型六轴通用机器人，其中，手腕体是机器人的重要部件，它具有手臂，在手臂的前端连接有摆动臂，在摆动臂前端还连接有旋转手，设置摆动臂和旋转手都是为了机器人的手腕体运转更加灵活，适应各种复杂的工艺要求。
[0003]上述轻型六轴通用机器人摆动臂和旋转手的组合虽然能够使机器人的手腕体运转更加灵活，但是，上述轻型六轴通用机器人的手腕体却不能像自然人的手腕那样在空间任意摆动。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述技术问题，提供一种使轻型六轴通用机器人的手腕体能像自然人的手腕那样在空间任意摆动的机器人的手腕机构。
[0005]为达到上述目的，本发明提供了一种机器人的手腕机构，包括手臂、枢接在手臂前端的摆动臂、驱动摆动臂摆动的第一驱动单元、固定在摆动臂前端旋转盘上的旋转手和驱动旋转盘旋转的第二驱动单元;所述摆动臂摆动时的中心线垂直于旋转盘的旋转中心线；旋转手包括伸缩机构和空间摆动机构；伸缩机构固定在摆动臂的旋转盘上;空间摆动机构固定在伸缩机构的前端;空间摆动机构包括外围固定座、内部旋转座和平面旋转机构;外围固定座为内部开设有圆柱孔的圆柱体;夕卜围固定座内部下侧壁中心固定有竖直向上设置的第一电机；内部旋转座为上端面开设有安装孔的圆柱体；内部旋转座旋转滑行设置在外围固定座内部的安装孔中；内部旋转座的上端面成型有环形导轨；内部旋转座通过环形导轨旋转滑动设置在外围固定座内部的上侧壁上；内部旋转座下端面中心固定在第一电机的输出轴上;平面旋转机构包括球体、中心连接座、第一连杆、第一摇臂和第二电机;球体活动镶嵌在外围固定座上侧壁中心；中心连接座上部枢接在球体底部、下部铰接在第一连杆一端；第二电机水平固定在内部旋转座的内侧壁上;第一摇臂一端固定在第二电机的输出轴上、另一端铰接在第一连杆的一端;第一连杆的一端铰接在中心连接座的下部、另一端铰接在第一摇臂的一端;旋转手执行末端安装在球体上。
[0006]作为上述技术方案的优选，伸缩机构包括伸缩支撑座、底座、螺纹杆、螺杆和第三电机;底座包括底板和若干第一支撑杆;第一支撑杆一端固定在外围固定座的底面、另一端固定在底板上;底板开设有若干圆孔和中心螺纹孔;伸缩支撑座包括支撑板和若干第二支撑杆;第二支撑杆一端插设在底板的圆孔中、另一端固定在支撑板上;支撑板中心固定有轴承;螺纹杆上端螺接在底板的中心螺纹孔内、下端插设在轴承内；螺纹杆下部固定有蜗轮；螺杆枢接在一对固定在支撑板上的第三支撑板上;螺杆与蜗轮啮合;螺杆固定在第三电机的输出轴。作为上述技术方案的优选，所述第一驱动单元包括安装在手臂上的第四电机、联接第四电机与摆动臂的第一传动单元;所述第一传动单元包括枢接在手臂上且同轴设置的第二齿轮和第三齿轮、枢接在手臂上且同轴设置的第四齿轮和第一同步带轮、枢接在手臂上的第三轴、固定安装在第三轴上的第二同步带轮;所述第四电机的输出轴上安装有第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第一同步带轮通过同步带与第二同步带轮联接，第三轴与摆动臂固定连接。
[0007]作为上述技术方案的优选，所述手臂的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂枢接在凹形豁口内。
[0008]作为上述技术方案的优选，环形导轨截面呈“T”字型。
[0009]本发明的有益效果在于:通过球体绕球心旋转和旋转座的连杆组合动作可以使旋转手执行末端的任意摆动，使机器人的手腕体运转更加灵活，适应各种复杂的工艺要求。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图；
[0011]图2为本发明的旋转手的左视图；
[0012]图3为本发明的旋转手的右视图；
[0013]图4为本发明的图2中A-A的剖面结构示意图；
[0014]图5为本发明的图2中B-B的剖面结构示意图；
[0015]图6为本发明的图2中C-C的剖面结构示意图；
[0016]图7为本发明的图2中D-D的剖面结构示意图；
[0017]图8为本发明的图3中E-E的剖面结构示意图；
[0018]图中，1、空间摆动机构；11、外围固定座；12、第一电机；13、内部旋转座；131、环形导轨；14、平面旋转机构；141、球体;142、中心连接座；143、第一连杆;144、第一摇臂；145、第二电机;20、伸缩机构;21、底座;211、第一支撑杆;212、底板;22、伸缩支撑座;221、第二支撑杆;222、支撑板；23、螺纹杆；24、蜗轮;25、螺杆；251、第三支撑板;26、第三电机；30、手臂；
31、第一齿轮;32、第二齿轮;34、第四齿轮;35、第一同步带轮;36、第三轴；37、第二同步带轮;38、同步带;40、摆动臂;41、旋转盘。
【具体实施方式】
[0019]如图1?图5、图8所示，一种机器人的手腕机构，包括手臂30、枢接在手臂30前端的摆动臂40、驱动摆动臂40摆动的第一驱动单元、固定在摆动臂40前端旋转盘41上的旋转手和驱动旋转盘41旋转的第二驱动单元;所述摆动臂40摆动时的中心线垂直于旋转盘41的旋转中心线;旋转手包括伸缩机构20和空间摆动机构10;伸缩机构20固定在摆动臂40的旋转盘41上；空间摆动机构1固定在伸缩机构20的前端;空间摆动机构1包括外围固定座11、内部旋转座13和平面旋转机构14;外围固定座11为内部开设有圆柱孔的圆柱体;外围固定座11内部下侧壁中心固定有竖直向上设置的第一电机12;内部旋转座13为上端面开设有安装孔的圆柱体；内部旋转座13旋转滑行设置在外围固定座11内部的安装孔中；内部旋转座13的上端面成型有环形导轨131;内部旋转座13通过环形导轨131旋转滑动设置在外围固定座11内部的上侧壁上；内部旋转座13下端面中心固定在第一电机12的输出轴上;平面旋转机构14包括球体141、中心连接座142、第一连杆143、第一摇臂144和第二电机145;球体141活动镶嵌在外围固定座11上侧壁中心；中心连接座142上部枢接在球体141底部、下部铰接在第一连杆143—端;第二电机145水平固定在内部旋转座13的内侧壁上;第一摇臂144 一端固定在第二电机145的输出轴上、另一端铰接在第一连杆143的一端;第一连杆143的一端铰接在中心连接座142的下部、另一端铰接在第一摇臂144的一端;旋转手执行末端安装在球体上。
[0020]如图2?图4、图8所示，伸缩机构20包括伸缩支撑座22、底座21、螺纹杆23、螺杆25和第三电机26;底座21包括底板212和若干第一支撑杆211;第一支撑杆211—端固定在外围固定座11的底面、另一端固定在底板212上;底板212开设有若干圆孔和中心螺纹孔;伸缩支撑座22包括支撑板222和若干第二支撑杆221;第二支撑杆221 —端插设在底板212的圆孔中、另一端固定在支撑板222上;支撑板222中心固定有轴承;螺纹杆23上端螺接在底板212的中心螺纹孔内、下端插设在轴承内；螺纹杆23下部固定有蜗轮24 ；螺杆25枢接在一对固定在支撑板222上的第三支撑板251上；螺杆25与蜗轮24啮合;螺杆25固定在第三电机26的输出轴。
[0021]如图1所示，所述第一驱动单元包括安装在手臂30上的第四电机、联接第四电机与摆动臂40的第一传动单元;所述第一传动单元包括枢接在手臂30上且同轴设置的第二齿轮32和第三齿轮、枢接在手臂30上且同轴设置的第四齿轮34和第一同步带轮35、枢接在手臂30上的第三轴36、固定安装在第三轴36上的第二同步带轮37;所述第四电机的输出轴上安装有第一齿轮31，第一齿轮31与第二齿轮32啮合，第三齿轮与第四齿轮34啮合，第一同步带轮35通过同步带38与第二同步带轮37联接，第三轴36与摆动臂40固定连接。
[0022]如图1所示，所述手臂30的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂40枢接在凹形豁口内。
[0023]如图4、图8所示，环形导轨131截面呈“T”字型。
[0024]具体操作如下:伸缩机构20:第三电机26带动蜗杆24旋转，蜗杆24通过蜗轮24驱动螺纹杆23旋转；由于第二支撑杆221的存在，螺纹杆23只能带动空间摆动机构10上下运动。
[0025]空间摆动机构10:通过第一电机12带动内部旋转座13旋转;第二电机145带动第一摇臂144旋转，第一摇臂144通过第一连杆143带动球体141绕球体141球心做平面旋转运动；内部旋转座13的旋转动作和球体141绕其球心的平面旋转组合，可以完成空间中任意平面上的运动。
[0026]在第一驱动单元、第二驱动单元、空间摆动机构10、伸缩机构20的相互配合下，旋转手执行末端可像自然人的手腕那样在空间任意摆动。
[0027]以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种机器人的手腕机构，包括手臂(30)、枢接在手臂(30)前端的摆动臂(40)、驱动摆动臂(40)摆动的第一驱动单元、固定在摆动臂(40)前端旋转盘(41)上的旋转手和驱动旋转盘(41)旋转的第二驱动单元;所述摆动臂(40)摆动时的中心线垂直于旋转盘(41)的旋转中心线;旋转手包括伸缩机构(20)和空间摆动机构(10);伸缩机构(20)固定在摆动臂(40)的旋转盘(41)上;空间摆动机构(10)固定在伸缩机构(20)的前端;其特征在于:空间摆动机构(10)包括外围固定座(11)、内部旋转座(13)和平面旋转机构(14);外围固定座(11)为内部开设有圆柱孔的圆柱体;外围固定座(11)内部下侧壁中心固定有竖直向上设置的第一电机(12);内部旋转座(I3)为上端面开设有安装孔的圆柱体；内部旋转座(13)旋转滑行设置在外围固定座(11)内部的安装孔中；内部旋转座(13)的上端面成型有环形导轨(131);内部旋转座(13)通过环形导轨(131)旋转滑动设置在外围固定座(11)内部的上侧壁上；内部旋转座(13)下端面中心固定在第一电机(12)的输出轴上;平面旋转机构(14)包括球体(141)、中心连接座(142)、第一连杆(143)、第一摇臂(144)和第二电机(145);球体(141)活动镶嵌在外围固定座(II)上侧壁中心；中心连接座(142)上部枢接在球体(141)底部、下部铰接在第一连杆(143) —端;第二电机(145)水平固定在内部旋转座(13)的内侧壁上;第一摇臂(144)一端固定在第二电机(145)的输出轴上、另一端铰接在第一连杆(143)的一端；第一连杆(143)的一端铰接在中心连接座(142)的下部、另一端铰接在第一摇臂(144)的一端;旋转手执行末端安装在球体上。2.根据权利要求1所述的一种机器人的手腕机构，其特征在于:伸缩机构(20)包括伸缩支撑座(22)、底座(21)、螺纹杆(23)、螺杆(25)和第三电机(26);底座(21)包括底板(212)和若干第一支撑杆(211);第一支撑杆(211) —端固定在外围固定座(11)的底面、另一端固定在底板(212)上；底板(212)开设有若干圆孔和中心螺纹孔；伸缩支撑座(22)包括支撑板(222)和若干第二支撑杆(221);第二支撑杆(221) —端插设在底板(212)的圆孔中、另一端固定在支撑板(222)上;支撑板(222)中心固定有轴承;螺纹杆(23)上端螺接在底板(212)的中心螺纹孔内、下端插设在轴承内；螺纹杆(23)下部固定有蜗轮(24);螺杆(25)枢接在一对固定在支撑板(222)上的第三支撑板(251)上;螺杆(25)与蜗轮(24)啮合;螺杆(25)固定在第三电机(26)的输出轴。3.根据权利要求1所述的一种机器人的手腕机构，其特征在于:所述第一驱动单元包括安装在手臂(30)上的第四电机、联接第四电机与摆动臂(40)的第一传动单元;所述第一传动单元包括枢接在手臂(30)上且同轴设置的第二齿轮(32)和第三齿轮、枢接在手臂(30)上且同轴设置的第四齿轮(34)和第一同步带轮(35)、枢接在手臂(30)上的第三轴(36)、固定安装在第三轴(36)上的第二同步带轮(37);所述第四电机的输出轴上安装有第一齿轮(31)，第一齿轮(31)与第二齿轮(32)啮合，第三齿轮与第四齿轮(34)啮合，第一同步带轮(35)通过同步带(38)与第二同步带轮(37)联接，第三轴(36)与摆动臂(40)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种机器人的手腕机构，其特征在于:所述手臂(10)的前端开设一凹形豁口，所述摆动臂(20)枢接在凹形豁口内。5.根据权利要求1所述的一种机器人的手腕机构，其特征在于:环形导轨(131)截面呈“T”字型。
【文档编号】B25J17/02GK105881584SQ201610409397
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】付淑珍
【申请人】佛山市联智新创科技有限公司