一种基于腕点电机后置的机器人前端手臂的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于智能机器人领域，具体涉及一种基于腕点电机后置的机器人前端手臂。
【背景技术】
[0002]智能机器人作为高精度，高柔性的敏捷性加工设备，在不同的领域中担任人类的助手，或在恶劣的环境(工作量大，危险性强)中取代人类独立工作，保证了产品质量和生产效率。目前，该行业发展迅速，应用领域开始向非制造业和服务业扩展。随着工业机器人迅猛的发展以及机器人智能水平的提高，目前工业机器人已在多方领域中应用，而在国内很多工厂还是以手工作业为主，工业机器人广阔的市场和高速的发展加快国内自动化领域向新的时代迈进。
[0003]我国智能工业机器人研宄较多侧重于技术创新，而忽视了机器人本体结构轻量化、智能化的优化设计，多关节式手臂的工业机器人的优质性能使它在工业各领域获得了广泛的运用，然而在工程上，多关节的研宄碰到了许多工程上的困难，尤其是前端手臂的长度、重量、重心等问题。关节多而长的机械手臂由于庞大的重量而难以在实践中推广应用，而重量问题中的瓶颈问题是驱动单元问题。目前驱动的主体是电机，而电机的重量、重心又是一个待解决的问题，电机的安装位置及其数量则是直接影响因素，在传统的多个关节式手臂设计中都是把电机固定在关节上以驱动手臂。对一个长而且较重的多关节手臂，这样一种结构是无法获得应用的，并且由于运动惯性的加大，过冲量的加大，在运动规划中必然造成控制器设计复杂化。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是设计一种基于腕点电机后置法的机器人前端手臂，将前端手臂的驱动电机置于手腕腕点的后端，重心也将移至向后，增强了机器人整体结构的稳定性，解决了在运动过程中，惯性的过大，过冲量的加大带来的不稳定性，使机器人结构轻量化、
智能化。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种基于腕点电机后置的机器人前端手臂，所述前端手臂的腕点最前方设置机器人末端执行器；所述前端手臂包括减速机和电机；所述减速机和电机同轴设置，且轴线过前端手臂的腕点；所述减速机设置于腕点之后，所述电机设置于减速机之后，且电机与减速机之间通过电机轴连接。
[0006]进一步的，所述腕点与减速机前端面之间的距离为22-25mm。
[0007]进一步的，所述减速机后端面与电机前端面之间的距离为24_26mm。
[0008]进一步的，所述机器人末端执行器的前端面与腕点之间的距离为115-125mm。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010](I)将前端手臂的驱动电机置于手腕腕点的后端，重心也将移至向后，增强了机器人整体结构的稳定性，解决了在运动过程中，惯性的过大，过冲量的加大带来的不稳定性。电机后移不影响手腕关节腕点处的轴承、轴挡圈、减速机等运动机构装置，提高了手臂的灵活性，增加了空间的柔性运动。使机器人结构轻量化、智能化。前端减速机回转运动通过机器人手臂内电机传输动力置减速机端，减速机通过法兰向外输出传动动力，结构简单并且动作灵活。既能保证前端重量轻量化，又能满足动力要求，从而实现机械手臂的“轻量化”、“高速化”的要求。
[0011](2)将前端手臂的驱动电机置于手腕腕点的后端，机器人末端执行器距离手腕的腕点更近，使得末端执行器以腕点为球心的运动空间更小、更灵活。
[0012](3)可将前端手臂模块化，应用于其他型号的机器人中，具有良好的通用性和一定的可扩展性。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的机器人前端手臂腕点电机后置示意图。
[0014]图2为本实用新型的机器人手臂关节结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0016]如图1所示，一种基于腕点电机后置的机器人前端手臂10，所述前端手臂10的腕点(腕点:机器人手臂关节基于电机、减速机驱动，两机器人关节之间绕此点做旋转运动。)最前方设置机器人末端执行器11。所述前端手臂包括减速机8和电机7。所述减速机8和电机7同轴设置，且轴线过前端手臂的腕点；所述减速机8设置于腕点之后，所述电机7设置于减速机8之后，且电机7与减速机8之间通过电机轴连接。所述腕点与减速机8前端面之间的距离为23.5mm。所述减速机8后端面与电机7前端面之间的距离为25mm。所述机器人末端执行器11的前端面与腕点之间的距离为120_。
[0017]本实用新型将前端手臂的驱动电机置于手腕腕点的后端，重心也将移至向后，增强了机器人整体结构的稳定性，解决了在运动过程中，惯性的过大，过冲量的加大带来的不稳定性。电机后移不影响手腕关节腕点处的轴承、轴挡圈、减速机等运动机构装置，提高了手臂的灵活性，增加了空间的柔性运动。使机器人结构轻量化、智能化。前端减速机回转运动通过机器人手臂内电机传输动力置减速机端，减速机通过法兰向外输出传动动力，结构简单并且动作灵活。既能保证前端重量轻量化，又能满足动力要求，从而实现机械手臂的“轻量化”、“高速化”的要求。
[0018]将前端手臂的驱动电机置于手腕腕点的后端，机器人末端执行器距离手腕的腕点更近(现有的机器人前端手臂末端执行器的前端面与腕点之间的距离最短也要225_，而本实用新型中末端执行器的前端面与腕点之间的距离可以缩短到120_)使得末端执行器以腕点为球心的运动空间更小、更灵活。
[0019]基于上述实用新型的可实施性，可将前端手臂模块化，应用于其他型号的机器人中，具有良好的通用性和一定的可扩展性。
[0020]如图2所示，机器人总装结构的自由度η = 6，整体机构主要由底座、肩铸件、第一手臂、肘关节、第二手臂、手腕几部分组成。其特殊性在于，前端关节手腕腕点处采用电机后置法，将电机安装在腕点后方来直接驱动手臂前端减速机装置。
[0021]首先，底座的主要任务是支撑和完成手臂回转，实现其在整个空间的运动。底座上的工作电机I固定在Ws轴(Ws指:机器人底座腰关节)底座上，与转动灵活的减速机联接。底座的外形采用圆形结构，在其四个边上都各有一个凸台，将底座固定在操作台上，使其在做