机器人转臂结构

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。

机器人转臂结构\n技术领域\n[0001] 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。\n背景技术\n[0002] 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。\n发明内容\n[0003] 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。\n[0004] 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。\n[0005] 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。\n[0006] 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。\n[0007] 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。\n[0008] 本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：\n[0009] 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；\n[0010] 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；\n[0011] 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。\n附图说明\n[0012] 图1为本实用新型机器人转臂结构示意图。\n[0013] 图2图1的I处放大图。\n[0014] 图3为同步带结构示意图。\n[0015] 图4为同步轮结构示意图。\n具体实施方式\n[0016] 下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。\n[0017] 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24。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24的翻转结构。所述末端执行器24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24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24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24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\n14连接。\n[0018] 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24翻转部分运动的高精度、高可靠性。\n[0019] 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，\n20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24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24旋转部分运动的高精度、高可靠性。\n[0020] 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24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24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24的装配及维护。\n[0021] 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。