一种机器人转动手臂的制作方法

本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种机器人转动手臂。

背景技术：

因为现代机电一体化产品都普遍追求集约化，所以衡量一件机电产品的是否结构紧凑是一项重要的指标。中国专利号：cn1187170c，公开了“一种手把手示教机器人”特别之处在于主要由转动机构、设于腰部转动机构上的大臂摆动机构、设于大臂摆动机构上端的小臂摆动机构、设于小臂摆动机构上的小臂转动机构、设于小臂摆动机构前端的腕部摆动机构和设于腕部摆动机构端部的腕部转动机构构成。但是由于控制大臂摆动的大臂动力机构与控制二连杆和主动杆相互动作的平衡气缸是分开设置在基座上，这时基座上就需要提供较大的安装摆放位置，使得示教机器人各个部位分散，不利于实现集约化。同时控制小臂座摆动的为平衡气缸，由于气缸的活塞杆的动作速度易手负载的变化而变化，不利于控制小臂座的动作，另外，气缸的输出力也不大，有时候不能够满足工业生产。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑且四轴安装座摆动不易受负载变化影响的机器人转动手臂。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种机器人转动手臂，包括转动臂、减速机安装座、四轴安装座、转动臂基座；

所述转动臂的顶端铰接于所述减速机安装座，所述减速机安装座固定连接于所述四轴安装座；

还设置有摆臂转动装置和连杆传动装置；

所述摆臂转动装置包括第一动力组件和摆转组件；所述摆转组件设置于所述转臂基座上且其可绕其轴心转动，所述转动臂的底端连接于所述摆转组件上，所述第一动力组件带动所述摆转组件转动；

所述连杆传动装置包括第二动力组件、连杆传动轴和连杆组件；所述连杆传动轴设置于所述摆转组件内且其可绕其轴心转动，所述第二动力组件带动所述连杆传动轴转动；所述连杆组件的动作输入端连接于所述连杆组件上，所述连杆组件的动作输出端连接于所述四轴安装座；

所述第一动力组件与所述第二动力组件分别置于所述转动臂基座的前后两侧，且相对设置。

优选的，所述转动臂基座的顶部前后设置有两个安装套筒，包括前套筒和后套筒；

所述第一动力组件包括第一电机、第一减速机；所述摆转组件包括第一转盘和第二转盘；

所述第一电机的输出轴连接于所述第一减速机的输入端，所述第一减速机的输出端与所述第一转盘固定连接；

所述第一转盘可转动地设置于所述后套筒内，所述第二转盘可转动地设置于所述前套筒内；所述第一转盘与所述第二转盘均固定连接于所述转动臂的底端。

优选的，所述第一转盘与所述第二转盘均为空心圆筒件；

所述第二动力组件包括第二电机和第二减速机；

所述连杆传动轴的一端可转动地设置于所述第二转盘内，所述连杆传动轴的另一端可转动地设置于所述第一转盘内；所述第二电机的输出轴连接于所述第二减速机的输入端，所述第二减速机的输出端与所述连杆传动轴的一端连接；

所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆；所述第一连杆的一端与所述连杆传动轴连接，所述第一连杆的另一端铰接于所述第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端铰接于所述四轴安装座上。

优选的，所述转动臂的顶端设置有摆动轴；所述转动臂的前后两侧设置有第一轴承和第二轴承；

所述摆动轴的一端近端部设置于所述第一轴承的内圈，所述第一轴承的外圈设置于所述转动臂上；所述摆动轴的另一端近端部设置于所述第二轴承的内圈，所述第二轴承的外圈设置于所述转动臂上；

所述减速机安装座与所述摆动轴固定连接。

优选的，还包括辅助转动装置；

所述辅助转动装置包括前侧气缸和后侧气缸；所述前侧气缸和所述后侧气缸设置于所述转动臂的前后两侧；

所述前侧气缸的活塞杆连接于所述摆动轴一端的端部，所述前侧气缸的缸筒铰接于所述转动臂基座上；所述后侧气缸的活塞杆连接于所述摆动轴另一端的端部，所述后侧气缸的活塞杆铰接于所述转动臂基座上。

优选的，所述前侧气缸的活塞杆与所述摆动轴的一端的端部之间还设置有第一关节轴承；所述前侧气缸的活塞杆与所述第一关节轴承的外圈连接，所述摆动轴的一端的端部设置于所述第一关节轴承的内圈中；

所述后侧气缸的活塞杆与所述摆动轴的另一端的端部之间还设置有第二关节轴承；所述后侧气缸的活塞杆与所述第二关节轴承的外圈连接，所述摆动轴的另一端的端部设置于所述第二关节轴承的内圈中。

优选的，所述第一转盘与所述后套筒之间设有第三轴承；所述第一转盘设置于所述第三轴承的内圈中，所述第三轴承的外圈设置于所述后套筒内；

所述第二转盘与所述前套筒之间设有第四轴承；所述第二转盘设置于所述第四轴承的内圈中，所述第四轴承的外圈设置于所述前套筒内；

所述连杆传动轴的一端与所述第二转盘之间设置有第五轴承；所述连杆传动轴的一端设置于所述第五轴承的内圈中，所述第五轴承的外圈设置于所述第二转盘内孔中；

所述连杆传动轴的另一端与所述第一转盘之间设置有第六轴承；所述连杆传动轴的另一端设置于所述第六轴承的内圈中，所述第六轴承的外圈设置于所述第一转盘的内孔中。

优选的，所述第一减速机的输出端与所述第一转盘之间通过第一免键轴衬连接；所述第一免键轴衬设置于所述第一转盘的内孔中，所述第一减速机的输出端设置于所述第一免键轴衬的内孔当中；

所述第二减速机的输出端与所述连杆传动轴的一端通过第二免键轴衬和连轴套连接；所述连轴套与所述连杆传动轴的一端固定连接，所述第二免键轴衬设置于连轴套的内孔中，所述第二减速机的输出端设置于所述第二免键轴衬的内孔当中；

所述第一连杆的一端与所述连杆传动轴通过第三免键轴衬固定连接；所述第一连杆的一端设有安装通孔，所述第三免键轴衬设置于所述安装通孔中，所述第一连杆设置于所述第三免键轴衬的内孔当中。

本发明的有益效果：由于所述连杆传动轴的两端是设置在所述第一转盘和所述第二转盘的内孔中的，而且所述第一动力组件与所述第二动力组件是前后对应设置在所述转动臂基座上的，可以避免控制所述转动臂转动的所述摆臂转动装置和控制所述连杆组件动作的所述连杆传动装置分开安装在所述转动臂基座上，所述机器人转动手臂可以做到结构紧凑，减少安装面积。且所述连杆组件是用电机驱动的，驱动输出力大且电机轴的转动速度不易受负载变化的影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一个实施例的整体结构主视图；

图2是图1中s-s向剖切放大示意图；

图3是图1中r-r向剖切放大示意图；

图4是本发明的转动臂基座结构示意图；

图5是本发明的局部结构主视图；

图6是图5的t-t向剖切放大示意图。

其中：转动臂a1，减速机安装座b1，四轴安装座c1，转动臂基座d1，摆臂转动装置e1，连杆传动装置f1，辅助转动装置g1，第一动力组件e11，摆转组件e12，第二动力组件f11，连杆传动轴f12，连杆组件f13，第一电机e111，第一减速机e112，第一转盘e121，第二转盘e122，第二电机f111，第二减速机f112，第一连杆f131，第二连杆f132，摆动轴a11，第一轴承a12，第二轴承a13，前侧气缸g11，后侧气缸g12，第一关节轴承g13，第二关节轴承g14，第三轴承e123，第四轴承e124，第五轴承f14，第六轴承f15，第一免键轴衬e13，第二免键轴衬f16，第三免键轴衬f17，连轴套f18，前套筒d11，后套筒d12。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种机器人转动手臂，包括转动臂a1、减速机安装座b1、四轴安装座c1、转动臂基座d1；

所述转动臂a1的顶端铰接于所述减速机安装座b1，所述减速机安装座b1固定连接于所述四轴安装座c1；

还设置有摆臂转动装置e1和连杆传动装置f1；

所述摆臂转动装置e1包括第一动力组件e11和摆转组件e12；所述摆转组件e12设置于所述转臂基座上且其可绕其轴心转动，所述转动臂a1的底端连接于所述摆转组件e12上，所述第一动力组件e11带动所述摆转组件e12转动；

所述连杆传动装置f1包括第二动力组件f11、连杆传动轴f12和连杆组件f13；所述连杆传动轴f12设置于所述摆转组件e12内且其可绕其轴心转动，所述第二动力组件f11带动所述连杆传动轴f12转动；所述连杆组件f13的动作输入端连接于所述连杆组件f13上，所述连杆组件f13的动作输出端连接于所述四轴安装座c1；

所述第一动力组件e11与所述第二动力组件f11分别置于所述转动臂基座d1的前后两侧，且相对设置。

所述第一动力组件e11控制所述摆转组件e12动作转动，使得所述转动臂a1可以作出左右摆动动作，而所述第二动力组件f11控制所述连杆传动轴f12转动，从而使得连杆组件f13动作，控制所述减速机安装座b1和所述四轴安装座c1作出上下摆动动作。由于所述连杆传动轴f12是设置在所述摆转组件e12内的，而且所述第一动力组件e11与所述第二动力组件f11是前后对应设置在所述转动臂基座d1上的，可以避免控制所述转动臂a1转动的所述摆臂转动装置e1和控制所述连杆组件f13动作的所述连杆传动装置f1分开安装在所述转动臂基座d1上，所述机器人转动手臂可以做到结构紧凑，减少安装面积。

更进一步的，所述转动臂基座d1的顶部前后设置有两个安装套筒，包括前套筒d11和后套筒d12；

所述第一动力组件e11包括第一电机e111、第一减速机e112；所述摆转组件e12包括第一转盘e121和第二转盘e122；

所述第一电机e111的输出轴连接于所述第一减速机e112的输入端，所述第一减速机e112的输出端与所述第一转盘e121固定连接；

所述第一转盘e121可转动地设置于所述后套筒d12内，所述第二转盘e122可转动地设置于所述前套筒d11内；所述第一转盘e121与所述第二转盘e122均固定连接于所述转动臂a1的底端。

由所述第一电机e111带动所述第一转盘e121转动，从而带动转动臂a1左右摆动，所述第二转盘e122可以使得所述转动臂a1摆动过程避免出现偏心的问题。因为所述转动臂a1较重，用所述第一电机e111去传动所述转动臂a1时，可以做到转动方便，转动力可以选择的范围很大。

更进一步的，所述第一转盘e121与所述第二转盘e122均为空心圆筒件；

所述第二动力组件f11包括第二电机f111和第二减速机f112；

所述连杆传动轴f12的一端可转动地设置于所述第二转盘e122内，所述连杆传动轴f12的另一端可转动地设置于所述第一转盘e121内；所述第二电机f111的输出轴连接于所述第二减速机f112的输入端，所述第二减速机f112的输出端与所述连杆传动轴f12的一端连接；

所述连杆组件f13包括第一连杆f131和第二连杆f132；所述第一连杆f131的一端与所述连杆传动轴f12连接，所述第一连杆f131的另一端铰接于所述第二连杆f132的一端，所述第二连杆f132的另一端铰接于所述四轴安装座c1上。

所述第二电机f111动作经过所述第二减速机f112的传导带动所述连杆传动轴f12在所述第一转盘e121和所述第二转盘e122内转动，从而使得第一连杆f131和所述第二连杆f132动作，最后使得所述四轴安装座c1上下摆动。因为所述连杆传动轴f12是采用电机带动其转动的，而电机的输出功率是随着负载的变化而变化的，所以其就可以避免所述第一连杆f131和所述第二连杆f132的动作速度随着所述四轴安装座c1上的负载变化而发生较大的变化，而且用电机作为驱动件时，其驱动力可以选择的范围很宽，从而使得所述第一连杆f131和所述第二连杆f132能够承接住较重的负载。所述连杆传动轴f12的两端置于所述第一转盘e121和所述第二转盘e122时，即在第一转盘e121和所述第二转盘e122的内孔上安装，有效利用了安装空间。

更进一步的，所述转动臂a1的顶端设置有摆动轴a11；所述转动臂a1的前后两侧设置有第一轴承a12和第二轴承a13；

所述摆动轴a11的一端近端部设置于所述第一轴承a12的内圈，所述第一轴承a12的外圈设置于所述转动臂a1上；所述摆动轴a11的另一端近端部设置于所述第二轴承a13的内圈，所述第二轴承a13的外圈设置于所述转动臂a1上；

所述减速机安装座b1与所述摆动轴a11固定连接。

因为所述减速机安装座b1和所述四轴安装座c1的较重，在转动时，可以方便把负载的力转移到所述转动臂a1上，同时设置的摆动轴a11方便了所述减速机安装座b1相对所述转动臂a1转动。

更进一步的，还包括辅助转动装置g1；

所述辅助转动装置g1包括前侧气缸g11和后侧气缸g12；所述前侧气缸g11和所述后侧气缸g12设置于所述转动臂a1的前后两侧；

所述前侧气缸g11的活塞杆连接于所述摆动轴a11一端的端部，所述前侧气缸g11的缸筒铰接于所述转动臂基座d1上；所述后侧气缸g12的活塞杆连接于所述摆动轴a11另一端的端部，所述后侧气缸g12的活塞杆铰接于所述转动臂基座d1上。

所述前侧气缸g11和后侧气缸g12的缸筒中注入恒定气压的高压气体，在所述转动臂a1往左右摆动时，所述前侧气缸g11或后侧气缸g12的活塞杆伸出，有更多的高压气体进入到缸筒内，令所述活塞杆不会因为所述转动臂a1摆动角度变化而发生活塞杆往缸筒内回退的现象。所述前侧气缸g11和所述后侧气缸g12对所述转动臂a1均产生一力矩，其方向与所述转动臂a1自身不平衡力的力矩相反，从而方便所述第一电机e111带动所述转动臂a1左右摆动。

更进一步的，所述前侧气缸g11的活塞杆与所述摆动轴a11的一端的端部之间还设置有第一关节轴承g13；所述前侧气缸g11的活塞杆与所述第一关节轴承g13的外圈连接，所述摆动轴a11的一端的端部设置于所述第一关节轴承g13的内圈中；

所述后侧气缸g12的活塞杆与所述摆动轴a11的另一端的端部之间还设置有第二关节轴承g14；所述后侧气缸g12的活塞杆与所述第二关节轴承g14的外圈连接，所述摆动轴a11的另一端的端部设置于所述第二关节轴承g14的内圈中。

由于所述转动臂a1在摆动过程中力度很大，所述前侧气缸g11和所述后侧气缸g12在辅助所述转动臂a1转动的过程中时，其活塞杆就会受到很大的负荷容易发生变形甚至是弯折，这时设置的所述第一关节轴承g13和所述第二关节轴承g14就可以发挥其作用，其能够承受较大的负荷，能够承受径向负荷、轴向负荷或者径向、轴向同时存在的联合负荷，而且在其内圈的外球面上镶有负荷材料，所以轴承在工作中可以产生自润滑，可以用于速度较低的摆动运动和低速旋转当中。所以所述第一关节轴承g13和所述第二关节轴承g14就可以辅助所述转动臂a1转动，同时不容易对所述前侧气缸g11的活塞杆和所述后侧气缸g12的活塞杆产生伤害。

更进一步的，所述第一转盘e121与所述后套筒d12之间设有第三轴承e123；所述第一转盘e121设置于所述第三轴承e123的内圈中，所述第三轴承e123的外圈设置于所述后套筒d12内；

所述第二转盘e122与所述前套筒d11之间设有第四轴承e124；所述第二转盘e122设置于所述第四轴承e124的内圈中，所述第四轴承e124的外圈设置于所述前套筒d11内；

所述连杆传动轴f12的一端与所述第二转盘e122之间设置有第五轴承f14；所述连杆传动轴f12的一端设置于所述第五轴承f14的内圈中，所述第五轴承f14的外圈设置于所述第二转盘e122内孔中；

所述连杆传动轴f12的另一端与所述第一转盘e121之间设置有第六轴承f15；所述连杆传动轴f12的另一端设置于所述第六轴承f15的内圈中，所述第六轴承f15的外圈设置于所述第一转盘e121的内孔中。

这时所述第一转盘e121、所述第二转盘e122和所述连杆传动轴f12绕其轴心转动的动作互不影响，使得所述转动臂a1和所述连杆组件f13的动作也各不影响，方便人们分别各自控制所述转动臂a1和所述连杆组件f13。

更进一步的，所述第一减速机e112的输出端与所述第一转盘e121之间通过第一免键轴衬e13连接；所述第一免键轴衬e13设置于所述第一转盘e121的内孔中，所述第一减速机e112的输出端设置于所述第一免键轴衬e13的内孔当中；

所述第二减速机f112的输出端与所述连杆传动轴f12的一端通过第二免键轴衬f16和连轴套f18连接；所述连轴套f18与所述连杆传动轴f12的一端固定连接，所述第二免键轴衬f16设置于连轴套f18的内孔中，所述第二减速机f112的输出端设置于所述第二免键轴衬f16的内孔当中；

所述第一连杆f131的一端与所述连杆传动轴f12通过第三免键轴衬f17固定连接；所述第一连杆f131的一端设有安装通孔，所述第三免键轴衬f17设置于所述安装通孔中，所述第一连杆f131设置于所述第三免键轴衬f17的内孔当中。

免键轴衬是一种靠摩擦联接的工具，它将螺栓连接的紧固力通过锥面转换为对内径侧面的表面压力，同时不需要费时的轴和连轴部的键加工，组装时的磨合作业,使轴和联轴部牢固连接。所以所述第一减速机e112的输出端与所述第一转盘e121、所述第二减速机f112的输出端与所述连杆传动轴f12的一端和所述第一连杆f131的一端与所述连杆传动轴f12的安装就比较方便。

只需要紧固螺栓，就可以简单安装导向轴和零件(带轮，齿轮，链轮)。使用时不会发生松动问题，因此用于重复正转，反转的地方特别有效，方便所述第一转盘e121、所述第二转盘e122和所述连杆传动轴f12作出正转或者反转转动。另外只需紧固螺栓就可安装，因此可以实现所述第一转盘e121、所述第二转盘e122和所述连杆传动轴f12的同轴度精度保证，保证准确精密安装。无需进行费时的轴和联轴部的键加工，组装时的磨合作业，因此总成本降低。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，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。