一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构的制作方法

本实用新型涉及工业机器人技术领域，特别是一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构。

背景技术：

小臂腕部布局结构是工业机器人结构中最为复杂的一部分，其主要内容是动力传动方式、电机布局、线缆走线布局和方式。各厂商所采用的方式各不相同，主要还是受限于技术、制造能力和用途。

各机器人厂商选用的小臂腕部布局一般是根据本企业的技术、制造能力及机器人的用途而设计。其走线主要是外置式，内置式也有，但结构较复杂。

在电机布局方面：第五轴电机一般都是固定在第四臂靠第四轴输出轴的一侧，第六轴电机有的固定在机器人手腕部位、有的固定在第五轴电机上方、有的固定在第五轴电机的前后面但位于第四轴输出轴上部位置。固定在手腕的电机功率一般较小且机器人末端的整体自重较重、手腕部结构较大；固定在第五轴电机上方和固定在第五轴电机的前后面但位于第四轴输出轴上部位置的方式虽然手腕部自重轻、结构紧凑，但妨碍了内置焊枪的走线，影响了其运动范围。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，有必要提出一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构，该结构线缆在小臂固定座及小臂内部完全内置，外观整洁、减少了线缆磕碰挤压钩挂损坏的几率。

本实用新型的技术方案是：一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构，包括小臂固定座、小臂主体和手腕主体，所述的小臂固定座包括固定件、第一安装筒和第二安装筒，所述的第一安装筒与所述的第二安装筒垂直设置，且通过固定件连接，所述的第一安装筒的两端分别设有第四轴伺服电机和第四轴RV减速机，所述的第二安装筒内设有第三轴伺服电机，所述第一安装筒的侧面设有第四轴伺服电机进线孔和第五六轴伺服电机进线孔，所述小臂主体的一端设有第四轴安装座，所述的小臂主体通过所述的第四轴安装座与所述的第四轴RV减速机装配，所述小臂主体的另一端设有“U”型结构的手腕安装座，所述第四轴安装座的外围环绕设置有护板，所述的护板上设有第五六轴伺服电机线缆固定窗口，所述小臂主体的中部设有第五轴伺服电机和第六轴伺服电机，所述手腕安装座的“U”型端之间设有手腕主体，所述手腕安装座的两侧均设有同步带，所述的第五轴伺服电机和第六轴伺服电机通过所述的同步带驱动所述的手腕主体。

该结构线缆管自大臂引出后进入小臂固定座内，之后完全置于机器人内部。第五第六轴伺电机一上一下安装在小臂内部靠第四轴RV减速机的一端。第四轴伺服电机输出轴直接插在第四轴RV减速机输入轴内，同RV直接驱动小臂主体及手腕主体运动。

第五轴由伺服电机通过同步带带动手腕主体运动。

第六轴由伺服电机通过同步带带动手腕主体运动。

第五六轴安装传动布局使整个小臂腕部结构重心偏向第四轴一侧，末端本体自重减轻，有效的增加了其腕部负载能力；第四轴由伺服电机直接驱动第四轴RV减速机，结构简洁、装配方便、传动效率高；线缆在小臂固定座及小臂主体中完全内置，外观整洁、减少了线缆磕碰挤压钩挂损坏的几率、增加了第四第五第六轴的动动范围。

优选的，所述的固定件为“U”形结构，所述第一安装孔筒的一端设于所述固定件的“U”形底部，且与所述固定件的“U”形截面垂直，所述的第二安装筒与所述固定件的“U”形顶部两端连接。

通过“U”形结构的固定件连接第一安装筒和第二安装筒，既能保证连接的稳固性，又不占用电机减速器的安装空间。

优选的，所述固定件的“U”形底部外侧设有外部设备安装底座。

优选的，所述固定件靠近所述第四轴伺服电机进线孔的一侧设有第四五六轴伺服电机线缆固定座，用于收纳固定线缆，减少了线缆磕碰挤压钩挂损坏的几率。

优选的，所述的小臂固定座采用铝合金翻砂成形、T6时效、数控加工而成。

优选的，所述的小臂主体采用铝合金翻砂成形、T6时效、数控加工而成。

该结构采用铝合金翻砂成形、T6时效、数控加工等工艺制作而成，整体结构自重较轻。

本实用新型的有益效果是：

（1）该结构腕部结构紧凑、轻盈、运动范围大；

（2）第五六轴安装传动布局使整个小臂腕部结构重心偏向第四轴一侧，末端本体自重减轻，有效的增加了其腕部负载能力；

（3）第四轴由伺服电机直接驱动第四轴RV减速机，结构简洁、装配方便、传动效率高；

（4）线缆在小臂固定座及小臂主体中完全内置，外观整洁、减少了线缆磕碰挤压钩挂损坏的几率、增加了第四第五第六轴的动动范围；

（5）该结构采用铝合金翻砂成形、T6时效、数控加工中心加工等工艺制作而成，整体结构自重较轻。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的左视图；

图3为本实用新型实施例的前视图；

图4为图3中A-A截面示意图。

附图标记：100-小臂固定座，101-固定件，102-第一安装筒，103-第二安装筒，104-第四轴伺服电机，105-第四轴RV减速机，106-第三轴伺服电机，107-第四轴伺服电机进线孔，108-第五六轴伺服电机进线孔，109-外部设备安装底座，110-第四五六轴伺服电机线缆固定座，200-小臂主体，201-第四轴安装座，202-手腕安装座，203-护板，204-第五六轴伺服电机线缆固定窗口，205-第五轴伺服电机，206-第六轴伺服电机，207-同步带，300-手腕主体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例一

如图1、图2、图3、图4所示，一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构，包括小臂固定座100、小臂主体200和手腕主体300，所述的小臂固定座100包括固定件101、第一安装筒102和第二安装筒103，所述的第一安装筒102与所述的第二安装筒103垂直设置，且通过固定件101连接，所述的第一安装筒102的两端分别设有第四轴伺服电机104和第四轴RV减速机105，所述的第二安装筒103内设有第三轴伺服电机106，所述第一安装筒102的侧面设有第四轴伺服电机进线孔107和第五六轴伺服电机进线孔108，所述小臂主体200的一端设有第四轴安装座201，所述的小臂主体200通过所述的第四轴安装座201与所述的第四轴RV减速机105装配，所述小臂主体200的另一端设有“U”型结构的手腕安装座202，所述第四轴安装座201的外围环绕设置有护板203，所述的护板203上设有第五六轴伺服电机线缆固定窗口204，所述小臂主体200的中部设有第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206，所述手腕安装座202的“U”型端之间设有手腕主体300，所述手腕安装座202的两侧均设有同步带207，所述的第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206通过所述的同步带207驱动所述的手腕主体300。

实施例二

如图1、图2、图3、图4所示，一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构，包括小臂固定座100、小臂主体200和手腕主体300，所述的小臂固定座100包括固定件101、第一安装筒102和第二安装筒103，所述的第一安装筒102与所述的第二安装筒103垂直设置，且通过固定件101连接，所述的第一安装筒102的两端分别设有第四轴伺服电机104和第四轴RV减速机105，所述的第二安装筒103内设有第三轴伺服电机106，所述第一安装筒102的侧面设有第四轴伺服电机进线孔107和第五六轴伺服电机进线孔108，所述小臂主体200的一端设有第四轴安装座201，所述的小臂主体200通过所述的第四轴安装座201与所述的第四轴RV减速机105装配，所述小臂主体200的另一端设有“U”型结构的手腕安装座202，所述第四轴安装座201的外围环绕设置有护板203，所述的护板203上设有第五六轴伺服电机线缆固定窗口204，所述小臂主体200的中部设有第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206，所述手腕安装座202的“U”型端之间设有手腕主体300，所述手腕安装座202的两侧均设有同步带207，所述的第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206通过所述的同步带207驱动所述的手腕主体300。

所述的固定件101为“U”形结构，所述第一安装孔筒102的一端设于所述固定件101的“U”形底部，且与所述固定件101的“U”形截面垂直，所述的第二安装筒103与所述固定件101的“U”形顶部两端连接。

实施例三

如图1、图2、图3、图4所示，一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构，包括小臂固定座100、小臂主体200和手腕主体300，所述的小臂固定座100包括固定件101、第一安装筒102和第二安装筒103，所述的第一安装筒102与所述的第二安装筒103垂直设置，且通过固定件101连接，所述的第一安装筒102的两端分别设有第四轴伺服电机104和第四轴RV减速机105，所述的第二安装筒103内设有第三轴伺服电机106，所述第一安装筒102的侧面设有第四轴伺服电机进线孔107和第五六轴伺服电机进线孔108，所述小臂主体200的一端设有第四轴安装座201，所述的小臂主体200通过所述的第四轴安装座201与所述的第四轴RV减速机105装配，所述小臂主体200的另一端设有“U”型结构的手腕安装座202，所述第四轴安装座201的外围环绕设置有护板203，所述的护板203上设有第五六轴伺服电机线缆固定窗口204，所述小臂主体200的中部设有第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206，所述手腕安装座202的“U”型端之间设有手腕主体300，所述手腕安装座202的两侧均设有同步带207，所述的第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206通过所述的同步带207驱动所述的手腕主体300。

所述的固定件101为“U”形结构，所述第一安装孔筒102的一端设于所述固定件101的“U”形底部，且与所述固定件101的“U”形截面垂直，所述的第二安装筒103与所述固定件101的“U”形顶部两端连接。

所述固定件101的“U”形底部外侧设有外部设备安装底座109。

实施例四

如图1、图2、图3、图4所示，一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构，包括小臂固定座100、小臂主体200和手腕主体300，所述的小臂固定座100包括固定件101、第一安装筒102和第二安装筒103，所述的第一安装筒102与所述的第二安装筒103垂直设置，且通过固定件101连接，所述的第一安装筒102的两端分别设有第四轴伺服电机104和第四轴RV减速机105，所述的第二安装筒103内设有第三轴伺服电机106，所述第一安装筒102的侧面设有第四轴伺服电机进线孔107和第五六轴伺服电机进线孔108，所述小臂主体200的一端设有第四轴安装座201，所述的小臂主体200通过所述的第四轴安装座201与所述的第四轴RV减速机105装配，所述小臂主体200的另一端设有“U”型结构的手腕安装座202，所述第四轴安装座201的外围环绕设置有护板203，所述的护板203上设有第五六轴伺服电机线缆固定窗口204，所述小臂主体200的中部设有第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206，所述手腕安装座202的“U”型端之间设有手腕主体300，所述手腕安装座202的两侧均设有同步带207，所述的第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206通过所述的同步带207驱动所述的手腕主体300。

所述的固定件101为“U”形结构，所述第一安装孔筒102的一端设于所述固定件101的“U”形底部，且与所述固定件101的“U”形截面垂直，所述的第二安装筒103与所述固定件101的“U”形顶部两端连接。

所述固定件101的“U”形底部外侧设有外部设备安装底座109。

所述固定件101靠近所述第四轴伺服电机进线孔107的一侧设有第四五六轴伺服电机线缆固定座110。

实施例五

如图1、图2、图3、图4所示，一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构，包括小臂固定座100、小臂主体200和手腕主体300，所述的小臂固定座100包括固定件101、第一安装筒102和第二安装筒103，所述的第一安装筒102与所述的第二安装筒103垂直设置，且通过固定件101连接，所述的第一安装筒102的两端分别设有第四轴伺服电机104和第四轴RV减速机105，所述的第二安装筒103内设有第三轴伺服电机106，所述第一安装筒102的侧面设有第四轴伺服电机进线孔107和第五六轴伺服电机进线孔108，所述小臂主体200的一端设有第四轴安装座201，所述的小臂主体200通过所述的第四轴安装座201与所述的第四轴RV减速机105装配，所述小臂主体200的另一端设有“U”型结构的手腕安装座202，所述第四轴安装座201的外围环绕设置有护板203，所述的护板203上设有第五六轴伺服电机线缆固定窗口204，所述小臂主体200的中部设有第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206，所述手腕安装座202的“U”型端之间设有手腕主体300，所述手腕安装座202的两侧均设有同步带207，所述的第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206通过所述的同步带207驱动所述的手腕主体300。

所述的固定件101为“U”形结构，所述第一安装孔筒102的一端设于所述固定件101的“U”形底部，且与所述固定件101的“U”形截面垂直，所述的第二安装筒103与所述固定件101的“U”形顶部两端连接。

所述固定件101的“U”形底部外侧设有外部设备安装底座109。

所述固定件101靠近所述第四轴伺服电机进线孔107的一侧设有第四五六轴伺服电机线缆固定座110。

所述的小臂固定座100采用铝合金翻砂成形、T6时效、数控加工而成。

实施例六

如图1、图2、图3、图4所示，一种末端载荷20KG的工业机器人小臂腕部布局结构，包括小臂固定座100、小臂主体200和手腕主体300，所述的小臂固定座100包括固定件101、第一安装筒102和第二安装筒103，所述的第一安装筒102与所述的第二安装筒103垂直设置，且通过固定件101连接，所述的第一安装筒102的两端分别设有第四轴伺服电机104和第四轴RV减速机105，所述的第二安装筒103内设有第三轴伺服电机106，所述第一安装筒102的侧面设有第四轴伺服电机进线孔107和第五六轴伺服电机进线孔108，所述小臂主体200的一端设有第四轴安装座201，所述的小臂主体200通过所述的第四轴安装座201与所述的第四轴RV减速机105装配，所述小臂主体200的另一端设有“U”型结构的手腕安装座202，所述第四轴安装座201的外围环绕设置有护板203，所述的护板203上设有第五六轴伺服电机线缆固定窗口204，所述小臂主体200的中部设有第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206，所述手腕安装座202的“U”型端之间设有手腕主体300，所述手腕安装座202的两侧均设有同步带207，所述的第五轴伺服电机205和第六轴伺服电机206通过所述的同步带207驱动所述的手腕主体300。

所述的固定件101为“U”形结构，所述第一安装孔筒102的一端设于所述固定件101的“U”形底部，且与所述固定件101的“U”形截面垂直，所述的第二安装筒103与所述固定件101的“U”形顶部两端连接。

所述固定件101的“U”形底部外侧设有外部设备安装底座109。

所述固定件101靠近所述第四轴伺服电机进线孔107的一侧设有第四五六轴伺服电机线缆固定座110。

所述的小臂固定座100采用铝合金翻砂成形、T6时效、数控加工而成。

所述的小臂主体200采用铝合金翻砂成形、T6时效、数控加工而成。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，在不脱离本发明构思的前提下，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。