专利名称：机器人转臂结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人领域，尤其是一种可重构化的传动结构，适用于机器人的末端执行轴。
背景技术：
机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个科学和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多科学发展密切相关。而要使机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维护)，成本不断下降，机器人的机械结构向模块化可重构化发展就尤为重要。例如本设计中关节模块、连杆模块所用的就是可重构化构造机器人。机器人技术的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统”。机器人结构越来越灵巧、控制系统愈来愈小，其职能也越来越高，并正朝着一体化方向发展。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机器人转臂结构，是一种可重构化的传动结构，有利于机器人的一体化发展。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种机器人转臂结构，包括臂杆、设置在臂杆末端的手腕机构、设置在手腕机构上的末端执行器；所述手腕机构与所述臂杆为轴向枢接，所述臂杆为中空结构，所述臂杆内设有第一伺服电机，所述第一伺服电机通过第一同步带与第一谐波减速器连接，所述第一谐波减速器与所述手腕机构连接，第一伺服电机、第一同步带及第一谐波减速器共同组成了末端执行器的翻转结构；所述末端执行器与所述手腕机构为纵向枢接，所述臂杆内还设有第二伺服电机，所述第二伺服电机依次通过第二同步带、直齿锥齿轮副、第二谐波减速器与所述末端执行器连接，第二伺服电机、 第二同步带、直齿锥齿轮副及第二谐波减速器共同组成末端执行器的旋转结构。上述机器人转臂结构是为了解决关节模块、连杆模块的重组方式。通过机器人转臂中空的内外层结构，很好的解决了伺服的电机的安装，并通过同步带轮结构很好的利用了转臂的左右侧空间，巧妙的减速器布置方式，实现了对机器人末端执行器翻转和回转的有效控制并保证了精度、可靠性，也更方便了操作与维护；而且为机器人末端执行器的翻转和旋转提供了完善的解决方案，并极大的改善了机器人手腕机构和末端执行器的装配及维护。作为改进，所述直齿锥齿轮副包括主动锥齿轮、与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮， 所述从动锥齿轮与所述末端执行器连接，所述第二同步带与所述主动锥齿轮连接。作为改进，所述手腕机构为中空内外层结构，所述直齿锥齿轮副设于所述手腕机构内。作为改进，所述主动锥齿轮与转轴一端连接，转轴另一端伸出手腕机构并与所述第二同步带连接。[0008]本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是1、机器人转臂结构是为了解决关节模块、连杆模块的重组方式，有利于机器人的一体化发展；2、通过机器人转臂中空的内外层结构，很好的解决了伺服的电机的安装，并通过同步带轮结构很好的利用了转臂的左右侧空间，巧妙的减速器布置方式，实现了对机器人末端执行器翻转和回转的有效控制并保证了精度、可靠性，也更方便了操作与维护；3、为机器人末端执行器的翻转和旋转提供了完善的解决方案，并极大的改善了机器人手腕机构和末端执行器的装配及维护。
图1为本实用新型机器人转臂结构示意图。图2图1的I处放大图。图3为同步带结构示意图。图4为同步轮结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。如图1所示，一种机器人转臂结构，包括臂杆1、设置在臂杆1末端的手腕机构23、 设置在手腕机构23上的末端执行器M。如图2所示，所述手腕机构23与所述臂杆1为轴向枢接，所述臂杆1为中空结构，所述臂杆1内设有第一伺服电机2，所述第一伺服电机2 通过第一同步带4与第一谐波减速器9连接，所述第一谐波减速器9与所述手腕机构23连接，第一伺服电机2、第一同步带4及第一谐波减速器9共同组成了末端执行器M的翻转结构。所述末端执行器M与所述手腕机构23为纵向枢接，所述臂杆1内还设有第二伺服电机12，所述第二伺服电机12依次通过第二同步带14、直齿锥齿轮副、第二谐波减速器21 与所述末端执行器M连接，第二伺服电机12、第二同步带14、直齿锥齿轮副18、19及第二谐波减速器21共同组成末端执行器M的旋转结构。所述手腕机构23为中空内外层结构， 所述直齿锥齿轮副18、19设于所述手腕机构23内，所述直齿锥齿轮副18、19包括主动锥齿轮18、与主动锥齿轮18啮合的从动锥齿轮19，所述从动锥齿轮19与所述末端执行器对连接，所述主动锥齿轮18与转轴一端连接，转轴另一端伸出手腕机构23并与所述第二同步带 14连接。如图2至4所示，安装在机器人臂杆1内的第一伺服电机2带动由内六角螺钉安装在电机输出轴上的主动端同步带轮3，主动端同步带轮3与从动端同步带轮5由第一同步带4连接同步转动。从动端同步带轮5由内六角螺钉安装在传动轴6上，并带动传动轴6 转动，滚动轴承7安装在轴承座8上与安装在手腕机构23上的滚动轴承11 一起支撑传动轴6，使其转动平稳、可靠，从而保证了安装在传动轴6上的第一谐波减速器9的转动稳定， 最终保证了与第一谐波减速器9连接的机器人末端执行器对翻转部分运动的高精度、高可靠性。如图2至4所示，安装在机器人臂杆1内的第二伺服电机12带动由内六角螺钉安装在电机输出轴上的主动端同步带轮13，主动端同步带轮13与从动端同步带轮15由第二同步带14连接同步转动。从动端同步带轮15由内六角螺钉安装在主动锥齿轮18上，并带动主动锥齿轮18转动，主动锥齿轮18在转动过程中与相同模数、齿形的从动锥齿轮19啮合发生相对运动。从动锥齿轮19的相对运动带动了安装在其上的传动轴20转动，传动轴， 20连接在第二谐波减速器21的输入端，传动轴20的转动经过第二谐波减速器21的减速后到动了连接在输出端的末端执行器M旋转部分22。滚动轴承17安装在轴承座16上，滚动轴承17的双排安装形式增大了与主动锥齿轮18的接触面积，使主动锥齿轮18转动更平稳、可靠，从而保证了安装在传动轴20上的第二谐波减速器21的转动稳定，最终保证了与第二谐波减速器21连接的机器人末端执行器M旋转部分运动的高精度、高可靠性。本实用新型的机器人转臂结构是为了解决关节模块、连杆模块的重组方式，有利于机器人的一体化发展；通过机器人转臂中空的内外层结构，很好的解决了伺服的电机的安装，并通过同步带轮结构很好的利用了转臂的左右侧空间，巧妙的减速器布置方式，实现了对机器人末端执行器M翻转和回转的有效控制并保证了精度、可靠性，也更方便了操作与维护；为机器人末端执行器M的翻转和旋转提供了完善的解决方案，并极大的改善了机器人手腕机构23和末端执行器M的装配及维护。上述结构仅为本实用新型优选方案，但保护范畴不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
权利要求1.一种机器人转臂结构，包括臂杆、设置在臂杆末端的手腕机构、设置在手腕机构上的末端执行器；其特征在于所述手腕机构与所述臂杆为轴向枢接，所述臂杆为中空结构，所述臂杆内设有第一伺服电机，所述第一伺服电机通过第一同步带与第一谐波减速器连接， 所述第一谐波减速器与所述手腕机构连接，第一伺服电机、第一同步带及第一谐波减速器共同组成了末端执行器的翻转结构；所述末端执行器与所述手腕机构为纵向枢接，所述臂杆内还设有第二伺服电机，所述第二伺服电机依次通过第二同步带、直齿锥齿轮副、第二谐波减速器与所述末端执行器连接，第二伺服电机、第二同步带、直齿锥齿轮副及第二谐波减速器共同组成末端执行器的旋转结构。
2.根据权利要求1所述的机器人转臂结构，其特征在于所述直齿锥齿轮副包括主动锥齿轮、与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，所述从动锥齿轮与所述末端执行器连接，所述第二同步带与所述主动锥齿轮连接。
3.根据权利要求2所述的机器人转臂结构，其特征在于所述手腕机构为中空内外层结构，所述直齿锥齿轮副设于所述手腕机构内。
4.根据权利要求3所述的机器人转臂结构，其特征在于所述主动锥齿轮与转轴一端连接，转轴另一端伸出手腕机构并与所述第二同步带连接。
专利摘要一种机器人转臂结构，包括臂杆、手腕机构、末端执行器手腕机构与所述臂杆为轴向枢接，臂杆为中空结构，臂杆内设有第一伺服电机，第一伺服电机通过第一同步带、第一谐波减速器与手腕机构连接，第一伺服电机、第一同步带及第一谐波减速器共同组成了末端执行器的翻转结构；末端执行器与手腕机构为纵向枢接，第二伺服电机依次通过第二同步带、直齿锥齿轮副、第二谐波减速器与所述末端执行器连接，第二伺服电机、第二同步带、直齿锥齿轮副及第二谐波减速器共同组成末端执行器的旋转结构。机器人转臂结构是为了解决关节模块、连杆模块的重组方式，有利于机器人的一体化发展。
文档编号F16H37/02GK202029133SQ20112011260
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者彭国龙, 郭忠波 申请人:成都佳士科技有限公司