一种具有三自由度的机器人腕部的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种具有三自由度的机器人腕部，属于机械手【技术领域】。它解决了现有机器人腕部无法在装配时对齿轮间的位置进行调节，导致腕部位置控制不到位等技术问题。本具有三自由度的机器人腕部，腕部包括第一传动单元，第一传动单元包括第一传动轴一和第一传动轴二，第一传动轴二的输出端相对第一传动轴二周向定位有一级输出齿轮一，第一传动轴二的输入端固定有第一输入轮二，第一传动轴二的输出端还螺纹连接有两个调节螺母一，一级输出齿轮一位于两个调节螺母一之间，靠近第一输入轮二的调节螺母一与第一传动轴一之间设有使得第一输入轮二始终与第一传动轴一抵靠的弹性件一。本发明具有能精确调节腕部中齿轮的啮合的优点。
【专利说明】—种具有三自由度的机器人腕部
【技术领域】
[0001]本发明属于机械手【技术领域】，涉及一种机器人腕部，特别是一种具有三自由度的机器人腕部。
【背景技术】
[0002]机器人腕部在机器人手臂和执行元件之间用于支撑和调整手爪的部件。机器人手腕主要用来确定执行元件的姿态，一般采用三自由度多关节机构组成。
[0003]为了应对不同生产需求，机器人的种类，形状结构各不相同；机器人腕部作为最终调整执行元件，因其本身只具备三自由度，所以机器人腕部与机器人手臂的布置方式直接影响了执行元件的最终姿态。
[0004]中国专利文献公开的具备三自由度的手腕部的并联机器人【CN101804631B】，该机器人的腕部具有三自由度，根据该机器人的使用环境，该腕部的输入轴部件的轴向和第四旋转轴的平行，通过输入轴部件上的齿轮和第四旋转轴的齿轮啮合传递动力，该传动方式适用于该发明的机器人，但是对一些其他类型的机器人不适用，例如CMA喷涂机器人等；该专利中的传动方式均通过斜齿轮相互啮合的传动方式来实现的，斜齿轮在装配时对其装配精度有一定要求，特别是两个斜齿轮啮合的位置，也就是齿轮之间的中心距的间距，对斜齿轮动力传动的精确性有直接影响，因此在装配时需要对斜齿轮的相对位置进行微调，以保证腕部能将执行元件精确的转动至需要的位置，该专利中的文字内容及附图均未公开齿轮调试的相关结构，无法在装配时对齿轮间的位置进行调节，导致齿轮啮合精度不足，导致腕部位置控制不到位。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种具有三自由度的机器人腕部，本发明解决的技术问题是能精确调节腕部中齿轮的啮合。
[0006]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种具有三自由度的机器人腕部，所述腕部包括第一传动单元，所述第一传动单元包括第一传动轴一和第一传动轴二，所述第一传动轴二穿过第一传动轴一并与第一传动轴一转动连接，其特征在于，所述第一传动轴二的一端为输出端，所述第一传动轴二的输出端相对第一传动轴二周向定位有一级输出齿轮一，所述第一传动轴二的另一端为输入端，所述第一传动轴二的输入端固定有第一输入轮二，所述第一输入轮二与第一传动轴一抵靠，所述第一传动轴二的输出端还螺纹连接有两个调节螺母一，所述一级输出齿轮一位于两个调节螺母一之间，所述靠近第一输入轮二的调节螺母一与第一传动轴一之间设有使得第一输入轮二始终与第一传动轴一抵靠的弹性件一。
[0007]弹性件一可以为蝶形弹簧，也可以为片弹簧；一级输出齿轮一通过平键与第一传动轴二周向定位，也可以通过花键与第一传动轴二周向定位；第一传动轴一和第一传动轴二之间设有轴承，第一输入轮二通过花键或者平键周向定位在第一传动轴二上，第一传动轴二的输入端螺纹连接有螺母，螺母将第一输入轮二轴向定位；一级输出齿轮一定位在两个调节螺母一之间，通过转动调节螺母一使得调节螺母一沿第一传动轴二轴向移动，达到调节一级输出齿轮一相对第一传动轴二轴向位置的目的；弹性件一保证在调整一级输出齿轮一的位置后第一传动轴一和第一传动轴二之间装配的紧凑性。
[0008]在上述具有三自由度的机器人腕部中，所述第一传动单元还包括第一传动轴三，所述第一传动轴三穿过第一传动轴二，所述第一传动轴三的一端为输出端，所述第一传动轴三的输出端周向定位有轴承一，所述第一传动轴三的另一端为输入端，所述第一传动轴三的输入端周向定位有轴承二，所述第一传动轴三通过轴承一和轴承二相对第一传动轴二转动连接，所述第一传动轴三的输出端固定有一级输出齿轮二，所述轴承一相对第一传动轴三轴向固定，所述轴承一与一级输出齿轮二抵靠，所述第一传动轴二和轴承一之间设有弹性件二，所述第一传动轴三的输入端相对第一传动轴三周向定位有第一输入轮三，所述第一传动轴三的输入端的端部螺纹连接有调节螺母二，所述第一输入轮三位于轴承二和调节螺母二之间，所述轴承二相对第一传动轴二轴向固定，所述轴承二和第一传动轴三之间设有垫片一。第一传动轴三的输出端螺纹连接有螺母，一级输出齿轮二位于轴承一和螺母之间，一级输出齿轮二与第一传动轴三轴向定位；第一输入轮三可以通过平键与第一传动轴三周向定位，也可以通过花键与第一传动轴二周向定位，第一输入轮三始终与第一转动轴二抵靠，通过转动调节螺母二改变调节第一输入轮三位于第一传动轴三的轴向位置，使得第一传动轴三相对第一输入轮三沿其轴向移动，从而达到调节一级输出齿轮二相对第一关节臂的位置，在调节时通过更换不同厚度的垫片一来保证轴承二装配的紧凑性；弹性件二可以为蝶形弹簧，也可以为片弹簧，通过弹性件二来保证轴承一装配的紧凑性。
[0009]在上述具有三自由度的机器人腕部中，所述位于第一传动轴三的输出端和输入端均具有凸环一，所述第一传动轴二的内周面位于第一传动轴二的输出端和输入端均具有环形凹肩一，所述第一传动轴二的输入端固定有环形盖板一，所述轴承二定位在环形盖板一和位于第一传动轴二的输入端的环形凹肩一之间，所述垫片一套在第一传动轴三上，所述垫片一的一侧与轴承二的内圈抵靠，所述垫片一的另一侧与位于第一传动轴三的输入端的凸环一抵靠。轴承二相对第一传动轴二的轴向位置通过环形盖板一和位于第一传动轴二的输入端的环形凹肩一限定了，垫片一用于填补轴承二的内圈和位于第一传动轴三的输入端的凸环一之间的间隙。
[0010]在上述具有三自由度的机器人腕部中，所述轴承一的一端与一级输出齿轮二抵靠，另一端与位于第一传动轴三的输出端的凸环一抵靠，所述弹性件二套在位于第一传动轴三的输出端的凸环一上，所述弹性件二的一端与轴承一的外圈抵靠，另一端与位于第一传动轴二的输出端的环形凹肩一抵靠。轴承一相对第一传动轴三的轴向位置通过螺母和位于第一传动轴三的输出端的凸环一限定，轴承一相对第一传动轴二的轴向位置会随着调节一级输出齿轮二的位置而改变，通过弹性件二使得轴承一在调节完成后与第一传动轴二的轴向位置固定。
[0011]在上述具有三自由度的机器人腕部中，所述腕部包括第二传动单元，所述第二传动单元包括第二传动轴一和第二传动轴二，所述第二传动轴二穿过第二传动轴一，所述第二传动轴二的一端为输出端，所述第二传动轴二的输出端周向定位有轴承三，所述轴承三相对第二传动轴二轴向定位，所述第二传动轴二的一端为输入端，所述第二传动轴二的输入端周向定位有轴承四，所述第二传动轴二通过轴承三和轴承四相对第二传动轴一转动连接，所述第二传动轴二的输入端固定有第二输入齿轮二，所述第二输入齿轮二能与一级输出齿轮二啮合，所述轴承四与第二输入齿轮二抵靠，所述轴承四与第二传动轴二轴向定位，所述第二传动轴一和轴承四之间设有弹性件三，所述第二传动轴二的输出端相对第二传动轴二轴向定位有二级输出齿轮，所述第二传动轴二的输出端螺纹连接有两个调节螺母三，所述二级输出齿轮位于两个调节螺母三之间，所述轴承三相对第二传动轴一轴向固定，所述轴承三和第二传动轴二之间设有垫片二。二级输出齿轮通过平键或者花键周向定位在第二传动轴二上，二级输出齿轮通过两个调节螺母三轴向定位在第二传动轴二上，通过转动调节螺母三使得调节螺母三沿第二传动轴二轴向移动，达到调节二级输出齿轮相对第二传动轴二轴向位置的目的；第二输入齿轮二通过平键或者花键周向定位在第二传动轴二上，第二传动轴二的输入端螺纹连接有螺母，第二输入齿轮二位于螺母与轴承四之间；通过更换厚度不同的垫片二来调节第二传动轴二沿其轴向相对第二关节臂的位置，从而达到调节第二输入齿轮二相对一级输出齿轮二的啮合位置的目的；弹性件三可以为蝶形弹簧，也可以为片弹簧，通过弹性件三来保证轴承四装配的紧凑性。
[0012]在上述具有三自由度的机器人腕部中，所述第二传动轴一的一端为输入端，所述第二传动轴一的输入端周向定位有第二输入齿轮一，所述第二输入齿轮一能与一级输出齿轮一啮合，所述第二传动轴一的输入端螺纹连接有两个调节螺母四，所述第二输入齿轮一位于两个调节螺母四之间，所述第二传动轴一的另一端为输出端，所述第二传动轴一的内周面位于第二传动轴一的输入端和输出端均具有环形凹肩二。第二输入齿轮一通过平键或者花键周向定位在第二传动轴一上，第二输入齿轮一通过两个调节螺母四轴向定位在第二传动轴一上，通过转动调节螺母四使得调节螺母四沿第二传动轴一轴向移动，达到调节第二输入齿轮一相对一级输出齿轮一的哨合位置的目的。
[0013]在上述具有三自由度的机器人腕部中，所述第二传动轴二的输入端和输出端均具有凸环二，所述第二传动轴二的输出端固定有环形盖板二，所述轴承三定位在环形盖板二和位于第二传动轴一的输出端的环形凹肩二之间，所述垫片二套在第二传动轴二上，所述垫片二的一侧与轴承三的内圈抵靠，另一侧与位于第二传动轴二的输出端的凸环二抵靠。轴承三通过环形盖板二和位于第二传动轴一的输出端的环形凹肩二相对第二传动轴一轴向定位，垫片二用于填补轴承三的内圈和位于第二传动轴二的输出端的凸环一之间的间隙。
[0014]在上述具有三自由度的机器人腕部中，所述轴承四一端与第二输入齿轮二抵靠，另一端与位于第二传动轴二的输入端的凸环二抵靠，所述弹性件三套在位于第二传动轴二的输入端的凸环二上，所述弹性件三的一端与轴承四的外圈抵靠，另一端与位于第二传动轴一的输入端的环形凹肩二抵靠。轴承四相对第二传动轴二的轴向位置通过螺母和位于第二传动轴二的输入端的凸环二限定，轴承四相对第二传动轴一的轴向位置随着更换不同厚度的垫片二而改变，通过弹性件三使得轴承四在调节完成后与第二传动轴一的轴向位置固定。
[0015]与现有技术相比，本具有三自由度的机器人腕部具有能在装配前调节一级输出齿轮一和第二输入齿轮一、一级输出齿轮二和第二输入齿轮二以及二级输出齿轮和第三输入齿轮的啮合位置，使得在装配后上述齿轮间处于最佳的啮合位置，达到精确控制腕部的目的；同时该腕部具有布局合理，结构紧凑的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的侧视结构示意图。
[0017]图2是本发明与图1相同视角的剖视结构示意图。
[0018]图3是本发明中第一传动组件的侧视结构示意图。
[0019]图4是第一传动组件沿图3中A-A的剖视结构示意图。[0020]图5是本发明中第二传动组件的侧视结构示意图。
[0021]图6是第二传动组件沿图5中B-B的剖视结构示意图。
[0022]图7是本发明中第三传动组件的侧视结构示意图。
[0023]图8是第三传动组件沿图7中C-C的剖视结构示意图。
[0024]图中，1、第一传动单元；11、第一关节臂；12、限位凹槽；13、输入端口一；14、输出端口一 ；141、定位凹肩三；15、环形压块一 ；151、定位凹肩一 ；16、环形压板一 ；161、定位凹肩二 ；2、第一传动组件；21、第一传动轴一 ；211、定位环一 ；212、定位凹肩四；213、第一输入轮一 ；214、转动轴承一 ；22、第一传动轴二 ；221、第一输入轮二 ；222、一级输出齿轮一 ；223、弹性件一 ；224、调节螺母一 ；225、环形凹肩一 ；226、环形盖板一 ；23、第一传动轴三；231、凸环一 ；232、第一输入轮三；233、轴承二 ；234、一级输出齿轮二 ；235、轴承一 ；236、调节螺母二 ；237、弹性件二 ；238、垫片一 ；239、限位轴承；3、第二传动单元；31、第二关节臂；32、输入端口二 ；33、输出端口二 ；331、定位凹肩七；34、环形压块二 ；341、定位凹肩五；35、环形压板二 ；351、定位凹肩八；4、第二传动组件；41、第二传动轴一 ；411、环形凹肩二 ；412、定位环
二；413、定位凹肩六；414、转动轴承二 ；415、第二输入齿轮一 ；416、调节螺母四；42、第二传动轴二 ；421、第二输入齿轮二 ；422、轴承四；423、弹性件三；424、二级输出齿轮；425、轴承三；426、调节螺母三；427、垫片二 ；428、环形盖板二 ；429、凸环二 ；5、第三传动单元；51、第三关节臂；511、输入端口三；512、输出端口三；513、定位凹肩十一 ；514、环形压板三；515、定位凹肩十二 ；52、第三传动轴；521、定位环三；522、定位凹肩十；523、转动轴承三；524、第三输入齿轮；6、执行转轴；61、定位凹肩九；7、密封圈。
【具体实施方式】
[0025]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0026]一种具有三自由度的机器人腕部，如图1所示，腕部包括依次转动连接的第一传动单元1、第二传动单元3和第三传动单元5。
[0027]如图1和图2所示，第一传动单元I包括第一关节臂11和设置在第一关节臂11内的第一传动组件2，第一关节臂11与机器人的手臂铰接，第一关节臂11具有输入端口一13和输出端口一 14 ;如图1至图4所示，第一传动组件2包括第一传动轴一 21、第一传动轴二 22和第一传动轴三23，第一传动轴二 22穿过第一传动轴一 21并与第一传动轴一 21转动连接，第一传动轴三23穿过第一传动轴二 22并与第一传动轴二 22转动连接，第一传动轴一 21的中轴线、第一传动轴二 22的中轴线、第一传动轴三23的中轴线和输出端口一14的中轴线共线；输入端口一 13的中轴线与第一传动轴三23的中轴线垂直。[0028]第一传动轴一 21、第一传动轴二 22和第一传动轴三23的其中一端均穿过输出端口一 14均为输出端；第一传动轴一 21、第一传动轴二 22和第一传动轴三23的另一端均位于第一关节臂11内均为输入端。
[0029]如图3和图4所不,第一传动轴二 22的输出端相对第一传动轴二 22周向定位有一级输出齿轮一 222,第一传动轴二 22的输入端固定有第一输入轮二 221,第一输入轮二 221与第一传动轴一 21抵靠,第一传动轴二 22的输入端螺纹连接有螺母,螺母将第一输入轮二221轴向定位；第一传动轴二 22的输出端还螺纹连接有两个调节螺母一 224，一级输出齿轮
一222位于两个调节螺母一 224之间，靠近第一输入轮二 221的调节螺母一 224与第一传动轴一 21之间设有使得第一输入轮二 221始终与第一传动轴一 21抵靠的弹性件一 223。一级输出齿轮一 222定位在两个调节螺母一 224之间，通过转动调节螺母一 224使得调节螺母一 224沿第一传动轴二 22轴向移动,达到调节一级输出齿轮一 222相对第一传动轴二22轴向位置的目的；弹性件一 223保证在调整一级输出齿轮一 222的位置后第一传动轴一21和第一传动轴二 22之间装配的紧凑性。
[0030]如图3和图4所不,第一传动轴一 21的输出端位于输出端口一 14内，第一传动轴
一21的输出端具有定位环一211，定位环一 211和输出端口一 14之间具有转动轴承一214，定位环一 211与转动轴承一 214的内圈抵靠固定,转动轴承一 214的外圈与输出端口一 14的端口壁抵靠。第一传动轴一 21的输入端具有第一输入轮一 213,通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮一 213上带动第一传动轴一 21转动,第一传动轴二 22的输入端定位有第一输入轮二 221，通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮二 221上带动第一传动轴二 22转动。输出端口一 14处还设有环形压块一 15和环形压板一 16,环形压块一 15与定位环一 211通过螺栓固定，第一传动轴二 22穿过环形压块一 15，环形压板一 16通过螺栓固定在第一关节臂11上，环形压块一 15和定位环一 211上分别具有相对设置的定位凹肩
一151和定位凹肩二 161，转动轴承一 214的内圈的两端分别与定位凹肩一 151和定位凹肩
二161抵靠，输出端口一 14的端口外侧和环形压板一 16上分别具有相对设置的定位凹肩三141和定位凹肩四212，转动轴承一 214的外圈的两端分别与定位凹肩三141和定位凹肩四212抵靠,环形压板一 16将转动轴承一 214和第一传动组件2固定在第一关节臂11上。
[0031]如图3和图4所不,第一传动轴三23的输出端周向定位有轴承一 235,第一传动轴
三23的输入端周向定位有轴承二 233，第一传动轴三23通过轴承一 235和轴承二 233相对第一传动轴二 22转动连接,第一传动轴三23的输出端固定有一级输出齿轮二 234,第一传动轴三23的输出端螺纹连接有螺母，一级输出齿轮二 234位于轴承一 235和螺母之间，一级输出齿轮二 234与第一传动轴三23轴向定位；轴承一 235相对第一传动轴三23轴向固定，轴承一 235与一级输出齿轮二 234抵靠,第一传动轴二 22和轴承一 235之间设有弹性件二 237,第一传动轴三23的输入端相对第一传动轴三23周向定位有第一输入轮三232,第一传动轴三23的输入端的端部螺纹连接有调节螺母二 236，第一输入轮三232位于轴承二 233和调节螺母二 236之间，轴承二 233相对第一传动轴二 22轴向固定，轴承二 233和第一传动轴三23之间设有垫片一 238。第一输入轮三232始终与第一转动轴二抵靠,通过转动调节螺母二 236改变调节第一输入轮三232位于第一传动轴三23的轴向位置，使得第一传动轴三23相对第一输入轮三232沿其轴向移动，从而达到调节一级输出齿轮二 234相对第一关节臂11的位置，在调节时通过更换不同厚度的垫片一 238来保证轴承二 233装配的紧凑性。
[0032]如图3和图4所不,位于第一传动轴三23的输出端和输入端均具有凸环一 231,第一传动轴二 22的内周面位于第一传动轴二 22的输出端和输入端均具有环形凹肩一 225，第一传动轴二 22的输入端固定有环形盖板一 226,轴承二 233定位在环形盖板一 226和位于第一传动轴二 22的输入端的环形凹肩一 225之间，垫片一 238套在第一传动轴三23上，垫片一 238的一侧与轴承二 233的内圈抵靠，垫片一 238的另一侧与位于第一传动轴三23的输入端的凸环一 231抵靠。轴承一 235的一端与一级输出齿轮二 234抵靠,另一端与位于第一传动轴三23的输出端的凸环一 231抵靠，弹性件二 237套在位于第一传动轴三23的输出端的凸环一 231上，弹性件二 237的一端与轴承一 235的外圈抵靠，另一端与位于第一传动轴二 22的输出端的环形凹肩一 225抵靠。
[0033]如图2所示，第一关节臂11的内壁具有限位凹槽12，限位凹槽12的中轴线与第一传动轴三23的中轴线共线，第一传动轴三23的输入端穿入限位凹槽12内，第一传动轴三23的输入端转动连接有限位轴承239，限位轴承239的外圈与限位凹槽12的槽壁抵靠。通过链条或者皮带的方式作用在第一输入轮三232上带动第一传动轴三23转动，限位轴承239位于限位凹槽12内使得第一传动轴三23转动时中轴线的指向始终保持不便。
[0034]如图2、图5和图6所示，第二传动单元3包括第二关节臂31和设置在第二关节臂31内的第二传动组件4，第二关节臂31具有输入端口二 32和输出端口二 33，输入端口二 32和输出端口一 14对齐连通，第二关节臂31位于输入端口二 32的一端与环形压块一15固定,环形压块一 15与第一传动轴一 21固定，因此第二关节臂31会随着第一传动轴一21转动，从而带动第二传动组件4绕着第一传动轴一 21的中轴线转动。
[0035]如图2、图5和图6所示，第二传动组件4包括第二传动轴一 41和第二传动轴二42，第二传动轴二 42穿过第二传动轴一 41，第二传动轴一 41的中轴线、第二传动轴二 42的中轴线和输出端口二 33的中轴线共线，第二传动轴一 41和第二传动轴二 42穿过输出端口
二33的一端为输出端,第二传动轴一 41和第二传动轴二 42位于第二关节臂31内的一端为输入端。
[0036]如图5和图6所示，第二传动轴二 42的输出端周向定位有轴承三425，轴承三425相对第二传动轴二 42轴向定位，第二传动轴二 42的输入端周向定位有轴承四422，第二传动轴二 42通过轴承三425和轴承四422相对第二传动轴一 41转动连接，第二传动轴二 42的输入端固定有第二输入齿轮二 421，第二输入齿轮二 421能与一级输出齿轮二 234啮合，轴承四422与第二输入齿轮二 421抵靠，轴承四422与第二传动轴二 42轴向定位，第二传动轴一 41和轴承四422之间设有弹性件三423，第二传动轴二 42的输出端相对第二传动轴
二42轴向定位有二级输出齿轮424，第二传动轴二 42的输出端螺纹连接有两个调节螺母三426，二级输出齿轮424位于两个调节螺母三426之间，轴承三425相对第二传动轴一 41轴向固定，轴承三425和第二传动轴二 42之间设有垫片二 427。二级输出齿轮424通过两个调节螺母三426轴向定位在第二传动轴二 42上，通过转动调节螺母三426使得调节螺母三426沿第二传动轴二 42轴向移动，达到调节二级输出齿轮424相对第二传动轴二 42轴向位置的目的；第二传动轴二 42的输入端螺纹连接有螺母，第二输入齿轮二 421位于螺母与轴承四422之间；通过更换厚度不同的垫片二 427来调节第二传动轴二 42沿其轴向相对第二关节臂31的位置，从而达到调节第二输入齿轮二 421相对一级输出齿轮二 234的啮合位置的目的。
[0037]如图5和图6所不,第二传动轴一 41的输入端周向定位有第二输入齿轮一 415,第二输入齿轮一 415能与一级输出齿轮一 222哨合,第二传动轴一 41的输入端螺纹连接有两个调节螺母四416，第二输入齿轮一 415位于两个调节螺母四416之间，第二传动轴一 41的内周面位于第二传动轴一 41的输入端具有环形凹肩二 411，第二输入齿轮一 415通过两个调节螺母四416轴向定位在第二传动轴一 41上，通过转动调节螺母四416使得调节螺母四416沿第二传动轴一 41轴向移动,达到调节第二输入齿轮一 415相对一级输出齿轮一 222的啮合位置的目的。
[0038]如图5和图6所示，第二传动轴二 42的输入端和输出端均具有凸环二 429，第二传动轴二 42的输出端固定有环形盖板二 428，轴承三425定位在环形盖板二 428和位于第二传动轴一 41的输出端的环形凹肩二 411之间，垫片二 427套在第二传动轴二 42上，垫片
二427的一侧与轴承三425的内圈抵靠，另一侧与位于第二传动轴二 42的输出端的凸环二429抵靠，轴承三425通过环形盖板二 428和位于第二传动轴一 41的输出端的环形凹肩二411相对第二传动轴一 41轴向定位。轴承四422 —端与第二输入齿轮二 421抵靠,另一端与位于第二传动轴二 42的输入端的凸环二 429抵靠，弹性件三423套在位于第二传动轴二42的输入端的凸环二 429上，弹性件三423的一端与轴承四422的外圈抵靠，另一端与位于第二传动轴一 41的输入端的环形凹肩二 411抵靠，轴承四422相对第二传动轴二 42的轴向位置通过螺母和位于第二传动轴二 42的输入端的凸环二 429限定。
[0039]如图5和图6所不,第二传动轴一 41的输出端位于输出端口二 33内，第二传动轴
一41的输出端具有定位环二 412，定位环二 412和输出端口 二 33之间具有转动轴承二 414，定位环二 412与转动轴承二 414的内圈抵靠固定，转动轴承二 414的外圈与输出端口二 33的端口壁抵靠。第二传动轴一 41通过转动轴承二 414相对第二关节臂31转动连接,第二传动轴一 41的输出端固定有第二输入齿轮一 415,第二输入齿轮一 415与一级输出齿轮一222啮合，通过第一传动轴二 22的转动带动第二传动轴一 41同步转动；输出端口二 33处还设有环形压块二 34和环形压板二 35，环形压块二 34与定位环二 412通过螺栓固定，第二传动轴二 42穿过环形压块二 34，环形压块二 34的端口出具有与环形凹肩二 411，环形压块
二34上的环形凹肩二 411与第二传动轴位于输出端的凸环二 429相对应，环形压板二 35通过螺栓固定在第二关节臂31上，环形压块二 34与定位环二 412上分别具有相对设置的定位凹肩五341和定位凹肩六413,转动轴承二 414的内圈的两端分别与定位凹肩五341和定位凹肩六413抵靠，输出端口二 33的端口外侧和环形压板二 35上分别具有相对设置的定位凹肩七331和定位凹肩八351，转动轴承二 414的外圈的两端分别与定位凹肩七331和定位凹肩八351抵靠，环形压板二 35将转动轴承二 414和第二传动组件4固定在第二关节臂31上。
[0040]如图2、图7和图8所示，腕部包括第三传动单元5，第三传动单元5包括第三关节臂51和转动连接在第三关节臂51内的第三传动轴52，第三关节臂51具有输入端口三511和输出端口三512，输入端口三511和输出端口二 33对齐连通，第三关节臂51位于输入端口三511的一端与环形压块二 34固定。第三关节臂51随着环形压块二 34 —起转动，从而带动第三传动轴52绕着第二传动轴一 41的中轴线转动。
[0041]如图2、图7和图8所示，第三传动轴52的中轴线与输出端口三512的中轴线共线,第三传动轴52的一端位于输出端口三512内为输出端，第三传动轴52的另一端为输入端，第三传动轴52的输入端固定有第三输入齿轮524，第三传动轴52的输出端上具有定位环三521，定位环三521和输出端口三512之间具有转动轴承三523，定位环三521与转动轴承三523的内圈抵靠固定，转动轴承三523的外圈与输出端口三512的端口壁抵靠。第三传动轴52通过转动轴承三523转动连接在第三关节臂51内；第三输入齿轮524与第二传动轴二 42的二级输出齿轮424啮合，第三传动轴52与第二传动轴二 42和第一传动轴三23同步转动。输出端口三512处还设有执行转轴6和环形压板三514，环形压板三514通过螺栓固定在第三关节臂51上，执行转轴6穿过环形压板三514通过螺栓与定位环三521固定，执行转轴6和定位环三521上分别具有相对设置的定位凹肩九61和定位凹肩十522,转动轴承三523的内圈的两端分别与定位凹肩九61和定位凹肩十522抵靠，输出端口三512的端口外侧和环形压板三514上分别具有相对设置的定位凹肩^ 513和定位凹肩十二515,转动轴承三523的外圈的两端分别与定位凹肩^ 513和定位凹肩十二 515抵靠,环形压板三514将转动轴承三523和第三传动轴52固定在第三关节臂51上。
[0042]本实施例中弹性件一 223、弹性件二 237和弹性件三423均可以为蝶形弹簧，也可以为片弹簧；本实施例中一级输出齿轮一 222、一级输出齿轮二 234、第一输入轮一 213、第一输入轮二 221、第一输入轮三232、第二输入齿轮一 415、第二输入齿轮二 421、二级输出齿轮424和第三输入齿轮524均通过平键或者花键的方式周向定位在相应的传动轴上。
[0043]如图4、图6和图8所不，环形压块一 15和环形压板一 16之间、环形压块二 34和环形压板二 35之间以及环形压板三514和执行转轴6之间均固定有密封圈7，密封圈7能防止灰尘进入腕部内。
[0044]在调节腕部齿轮位置中需要使用专用的固定夹具上，该固定夹具能按上述传动轴在腕部中的位置关系将传动轴固定，为现有技术，具体操作如下:先将第三传动轴52固定到专用的固定夹具上，再将装配在一起的第二传动轴一 41和第二传动轴二 42固定到夹具的相应位置，以第三传动轴52的第三输入齿轮524为基准，调节第二传动轴二 42相对第二传动轴一 41的位置，以使得第三输入齿轮524和二级输出齿轮424达到最适啮合位置，再将装配在一起的第一传动轴一 21、第一传动轴二 22和第一传动轴三23固定到夹具的相应位置，先以第二传动轴一 41上第二输入齿轮一 415为基准,调节一级输出齿轮一 222相对第一传动轴二 22的位置，以使得一级输出齿轮一 222和第二输入齿轮一 415达到最适哨合位置，再以第二传动轴二 42上的第二输入齿轮为基准,调节第一传动轴三23相对第一传动轴二 22的相对位置，以使得一级输出齿轮二 234和第二输入齿轮二 421达到最适啮合位置。由于第一传动轴二 22和第一传动轴一 21相对固定,调节一级输出齿轮一 222是相对第一传动轴二 22调节的,一级输出齿轮二 234是一调节第一传动轴二 22和第一传动轴三23相对位置实现的，因此调节一级输出齿轮一 222和一级输出齿轮二 234是相互不影响的，保证了在调节完成后位置不便，在完成安装后腕部的齿轮啮合均为最适位置，达到精确控制腕部的目的。
[0045]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的 精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1.一种具有三自由度的机器人腕部，所述腕部包括第一传动单元(1)，所述第一传动单元(I)包括第一传动轴一(21)和第一传动轴二(22)，所述第一传动轴二(22)穿过第一传动轴一(21)并与第一传动轴一(21)转动连接，其特征在于，所述第一传动轴二(22)的一端为输出端，所述第一传动轴二(22)的输出端相对第一传动轴二(22)周向定位有一级输出齿轮一(222),所述第一传动轴二(22)的另一端为输入端,所述第一传动轴二(22)的输入端固定有第一输入轮二(221),所述第一输入轮二(221)与第一传动轴一(21)抵靠,所述第一传动轴二(22)的输出端还螺纹连接有两个调节螺母一(224)，所述一级输出齿轮一(222)位于两个调节螺母一(224)之间，所述靠近第一输入轮二(221)的调节螺母一(224)与第一传动轴一(21)之间设有使得第一输入轮二(221)始终与第一传动轴一(21)抵靠的弹性件一(223)。
2.根据权利要求1所述的具有三自由度的机器人腕部，其特征在于，所述第一传动单元(I)还包括第一传动轴三(23)，所述第一传动轴三(23)穿过第一传动轴二(22)，所述第一传动轴三(23)的一端为输出端,所述第一传动轴三(23)的输出端周向定位有轴承一(235),所述第一传动轴三(23)的另一端为输入端,所述第一传动轴三(23)的输入端周向定位有轴承二(233)，所述第一传动轴三(23)通过轴承一(235)和轴承二(233)相对第一传动轴二(22)转动连接，所述第一传动轴三(23)的输出端固定有一级输出齿轮二(234)，所述轴承一(235 )相对第一传动轴三(23 )轴向固定，所述轴承一(235 )与一级输出齿轮二(234)抵靠，所述第一传动轴二(22)和轴承一(235)之间设有弹性件二(237)，所述第一传动轴三(23)的输入端相对第一传动轴三(23)周向定位有第一输入轮三(232),所述第一传动轴三(23)的输入端的端部螺纹连接有调节螺母二(236)，所述第一输入轮三(232)位于轴承二(233)和调节螺母二(236)之间，所述轴承二(233)相对第一传动轴二(22)轴向固定，所述轴承二(233)和第一传动轴三(23)之间设有垫片一(238)。
3.根据权利要求2所述的具有三自由度的机器人腕部，其特征在于，所述位于第一传动轴三(23)的输出端和输入端均具有凸环一(231),所述第一传动轴二(22)的内周面位于第一传动轴二(22)的输出端和输入端均具有环形凹肩一(225)，所述第一传动轴二(22)的输入端固定有环形盖板一(226),所述轴承二(233)定位在环形盖板一(226)和位于第一传动轴二(22)的输入端的环形凹肩一(225)之间，所述垫片一(238)套在第一传动轴三(23)上，所述垫片一(238)的一侧与轴承二(233)的内圈抵靠，所述垫片一(238)的另一侧与位于第一传动轴三(23)的输入端的凸环一(231)抵靠。
4.根据权利要求4所述的具有三自由度的机器人腕部，其特征在于，所述轴承一(235)的一端与一级输出齿轮二(234)抵靠,另一端与位于第一传动轴三(23)的输出端的凸环一(231)抵靠，所述弹性件二(237)套在位于第一传动轴三(23)的输出端的凸环一(231)上，所述弹性件二(237)的一端与轴承一(235)的外圈抵靠，另一端与位于第一传动轴二(22)的输出端的环形凹肩一(225)抵靠。
5.根据权利要求1至4中任意 一项所述的具有三自由度的机器人腕部，其特征在于，所述腕部包括第二传动单元(3)，所述第二传动单元(3)包括第二传动轴一(41)和第二传动轴二( 42 )，所述第二传动轴二( 42 )穿过第二传动轴一(41 )，所述第二传动轴二( 42 )的一端为输出端，所述第二传动轴二( 42)的输出端周向定位有轴承三(425)，所述轴承三(425)相对第二传动轴二(42)轴向定位，所述第二传动轴二(42)的一端为输入端，所述第二传动轴二(42)的输入端周向定位有轴承四(422)，所述第二传动轴二(42)通过轴承三(425)和轴承四(422)相对第二传动轴一(41)转动连接，所述第二传动轴二(42)的输入端固定有第二输入齿轮二(421)，所述第二输入齿轮二(421)能与一级输出齿轮二(234)啮合，所述轴承四(422)与第二输入齿轮二(421)抵靠，所述轴承四(422)与第二传动轴二(42)轴向定位，所述第二传动轴一(41)和轴承四(422)之间设有弹性件三(423)，所述第二传动轴二(42)的输出端相对第二传动轴二(42)轴向定位有二级输出齿轮(424)，所述第二传动轴二(42)的输出端螺纹连接有两个调节螺母三(426)，所述二级输出齿轮(424)位于两个调节螺母三(426)之间，所述轴承三(425)相对第二传动轴一(41)轴向固定，所述轴承三(425)和第二传动轴二(42)之间设有垫片二(427)。
6.根据权利要求5所述的具有三自由度的机器人腕部，其特征在于，所述第二传动轴一(41)的一端为输入端,所述第二传动轴一(41)的输入端周向定位有第二输入齿轮一(415),所述第二输入齿轮一(415)能与一级输出齿轮一(222)哨合,所述第二传动轴一(41)的输入端螺纹连接有两个调节螺母四(416)，所述第二输入齿轮一(415)位于两个调节螺母四(416)之间，所述第二传动轴一(41)的另一端为输出端，所述第二传动轴一(41)的内周面位于第二传动轴一(41)的输入端和输出端均具有环形凹肩二(411)。
7.根据权利要求6所述的具有三自由度的机器人腕部，其特征在于，所述第二传动轴二(42)的输入端和输出端均具有凸环二(429)，所述第二传动轴二(42)的输出端固定有环形盖板二(428)，所述轴承三(425)定位在环形盖板二(428)和位于第二传动轴一(41)的输出端的环形凹肩二(411)之间，所述垫片二(427)套在第二传动轴二(42)上，所述垫片二(427)的一侧与轴承三(425)的内圈抵靠，另一侧与位于第二传动轴二(42)的输出端的凸环二(429)抵靠。
8.根据权利要求7所述的具有三自由度的机器人腕部，其特征在于，所述轴承四(422)一端与第二输入齿轮二(421)抵靠,另一端与位于第二传动轴二(42)的输入端的凸环二(429)抵靠，所述弹性件三(423)套在位于第二传动轴二(42)的输入端的凸环二(429)上，所述弹性件三(423)的一端与轴承四(422)的外圈抵靠，另一端与位于第二传动轴一(41)的输入端的环形凹肩二(411)抵靠。
【文档编号】B25J17/00GK103895031SQ201410137330
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】江加凯, 蔡良正, 邓定红, 袁建军, 高思榜 申请人:浙江钱江摩托股份有限公司