[发明专利]一种具有三自由度的机器人腕部

说明书

技术领域

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

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。