[发明专利]一种机器人腕部驱动机构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其为一种机器人腕部驱动机构。

背景技术

工业机器人在当今制造业被用来越广泛地应用于各领域，在工业机器人中，腕部的设计施一个非常重要的指标，它既要求满足机器人的使用性能要求，又同时希望能够小巧，因此对于机器人腕部的设计，历来是以结构紧凑为原则。现有的机器人腕部动作通常通过较为复杂的传动机构来实现，可靠性较低。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构小巧紧凑、传动可靠性较高的机器人腕部驱动机构，具体由以下技术方案实现：

一种机器人腕部驱动机构，具体包括与外部传动连接的负载板、壳体、第一减速单元、第二减速单元，所述该负载板可转动地设置于壳体上，所述第一减速单元、第二减速单元均设置在壳体内，其中第一减速单元的输出部分与所述负载板传动连接，所述第二减速单元的输出部分与所述壳体固定连接。

所述的机器人腕部驱动机构，其进一步设计在于，所述第一减速单元、第二减速单元均为谐波齿轮减速器。

所述的机器人腕部驱动机构，其进一步设计在于，所述谐波齿轮减速器包括固定设置在壳体内具有内齿圈的刚轮、具有外齿圈的柔轮以及发生器，所述发生器中部为断面呈椭圆的柱体，所述柔轮套设于发生器中部，柔轮与所述椭圆的长轴两端对应的外齿与刚轮的内齿圈啮合，所述啮合点随着发生器的转动而沿着刚轮的内齿圈转动，发生器作为谐波齿轮减速器的输入部分，所述柔轮作为谐波齿轮减速器的输出部分；所述第一减速单元的发生器转动使得负载板随着第一减速单元的柔轮的转动而转动。

所述的机器人腕部驱动机构，其进一步设计在于，还包括一对支撑板、第一电机以及第二电机，所述一对支撑板分别位于壳体的外部两侧，所述第一电机、第二电机分别固定设置在支撑板上，所述第一电机、第二电机分别与所述第一减速单元、第二减速单元的发生器连接。

所述的机器人腕部驱动机构，其进一步设计在于，所述第一电机通过一输入轴以及一对伞齿轮与第一减速单元的发生器连接，使得第一减速单元的发生器与所述输入轴互相垂直设置；所述第二减速单元的发生器与输入轴同轴设置。 

本发明通过两个谐波齿轮减速器分别对机器人腕部的两个自由度的运动进行驱动，结构小巧紧凑，传动稳定性较高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1-壳体、2-负载板、3-第一减速单元、4-第二减速单元、5-输入轴、6-第一电机、7-第二电机、32-第一柔轮、33-第一发生器、42-第二柔轮、43-第二发生器、51-伞齿轮、8-支撑板。

具体实施方式

以下结合说明书附图以及实施例对本发明进行进一步说明。

结合图1，该机器人腕部驱动机构具体包括与外部传动连接的负载板2、壳体1、第一减速单元3、第二减速单元4，该负载板2可转动地设置于壳体1上，第一减速单元3、第二减速单元4均设置在壳体1内，其中第一减速单元3的输出部分与负载板2传动连接，第二减速单元4的输出部分与壳体1固定连接。

出于对较高传动比的设计需要，加之空间结构较为紧凑，本实施例中第一减速单元3、第二减速单元4均为谐波齿轮减速器。

谐波齿轮减速器包括固定设置在壳体内具有内齿圈的刚轮、具有外齿圈的柔轮以及发生器，发生器中部为断面呈椭圆的柱体，柔轮套设于发生器中部，柔轮与椭圆的长轴两端对应的外齿与刚轮的内齿圈啮合，啮合点随着发生器的转动而沿着刚轮的内齿圈转动，发生器作为谐波齿轮减速器的输入部分，柔轮作为谐波齿轮减速器的输出部分；第一减速单元3的第一发生器33转动使得负载板2随着第一减速单元3的第一柔轮32的转动而转动。

为了使得传动方向满足机器人腕部动作的要求，本实施例还包括输入轴5、第一电机6、第二电机7以及一对支撑板8，支撑板对称设置与壳体外部的两侧，第一电机6、第二电机7分别固定设置在两个支撑板8上；输入轴5可转动地设置在壳体1上，第一电机6通过输入轴5与第一减速单元3的第一发生器33连接；第二电机7与第二减速单元4的第二发生器43连接，第二减速单元的第二柔轮42与壳体1固定连接，使得整个壳体随着第二电机7的转动而转动。

输入轴5与第二减速单元的第二发生器43同轴设置，输入轴和第一减速单元的发生器通过一组伞齿轮51互相连接，使得第一减速单元的第一发生器垂直于输入轴和第二减速单元的第二发生器。

本实施例在作业时，通过两个支撑板与机器人其他部件固定连接，第二电机转动时，整个壳体随着第二电机的转动相对于机械臂转动；第一电机转动时，负载板相对于壳体转动；本发明通过两个谐波齿轮减速器分别对机器人腕部的两个自由度的运动进行驱动，结构小巧紧凑，传动稳定性较高。