[发明专利]“摆-摆-转”型三自由度腕部机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种“摆-摆-转”型三自由度腕部机构，属于工业机器人操作臂技术领域。

背景技术

传统的工业机器人操作臂，其腕部第4、5、6轴通常是按照“转-摆-转”的顺序设置，当第4轴、第6轴的轴线处于重合位置时，会出现奇异点，此时第4轴、第6轴的转动速度会突然变得很大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，目的是提出一种“摆-摆-转”型三自由度腕部机构，将腕部三个旋转自由度沿三个相互垂直方向布置，消除奇异点。本发明特别适合用作直角坐标机器人竖直朝下的三自由度腕部机构。

为达到上述目的，本发明通过以下的技术方案解决技术问题：

一种“摆-摆-转”型三自由度腕部机构，包括第一组合件、第二组合件、第三组合件、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构，所述第一组合件为初始端，第二组合件为中间部，安装在第一组合件上，第三组合件为末端，安装在第二组合件上；所述第一传动机构在第一组合件内部，将动力传至第一旋转轴；所述第二传动机构安装在第一组合件到第二组合件内，将动力传至第二旋转轴；所述第三传动机构贯穿第一组合件、第二组合件、第三组合件，将动力传至第三旋转轴。

所述第一传动机构包括第一伺服电机、第一电机带轮、第一同步带、第一减速器带轮和第一减速器；所述第一伺服电机通过第一电机支架经螺栓连接固定在第一组合件壳体上；第一电机带轮的孔与第一伺服电机的输出轴外圆配合，并通过键定位；所述第一减速器带轮的孔和第一减速器的输入端外圆配合，并通过螺栓连接紧固；所述第一电机带轮与第一减速器带轮通过第一同步带连接；所述第一减速器的外圈通过螺栓连接与第一组合件壳体紧固，第一减速器的输出端通过螺栓连接与第二组合件壳体紧固。

所述第二传动机构包括第二伺服电机、第二电机带轮、第二同步带、第一齿轮轴带轮、第一齿轮轴、第三齿轮轴、第三齿轮轴带轮、第四同步带、第二减速器传动轴带轮、第二减速器传动轴和第二减速器；所述第二伺服电机通过第二电机支架经螺栓连接固定在第一组合件壳体上；所述第二电机带轮的孔与第二伺服电机的输出轴外圆配合，并通过键定位；所述第一齿轮轴带轮通过轴承定位并安装在中空的第二齿轮轴带轮上；所述第一齿轮轴贯穿于中空的第二齿轮轴，通过轴承定位并安装在第二齿轮轴上；所述第一齿轮轴带轮的孔与第一齿轮轴一端的外圆配合，并通过键定位；所述第二电机带轮与第一齿轮轴带轮通过第二同步带连接；所述第三齿轮轴贯穿于中空的第四齿轮轴，通过轴承定位并安装在第四齿轮轴上；所述第三齿轮轴带轮通过轴承定位并安装在中空的第四齿轮轴带轮上；所述第三齿轮轴带轮的孔与第三齿轮轴一端的外圆配合，并通过键定位；所述第一齿轮轴和第三齿轮轴另一端的锥齿轮相互啮合；所述第二减速器传动轴带轮通过轴承定位并安装在中空的第五齿轮轴带轮上；所述第二减速器传动轴带轮的孔与第二减速器传动轴的外圆配合，并通过键定位；所述第三齿轮轴带轮与第二减速器传动轴带轮通过第四同步带连接；所述第二减速器传动轴的另一端外圆与第二减速器输入端的孔配合，并通过键定位；所述第二减速器的外圈通过螺栓连接与第三组合件壳体紧固，第二减速器的输出端通过螺栓连接与第二组合件壳体紧固。

所述第三传动机构包括第三伺服电机、第三电机带轮、第三同步带、第二齿轮轴带轮、第二齿轮轴、第四齿轮轴、第四齿轮轴带轮、第五同步带、第五齿轮轴带轮、第五齿轮轴、第六齿轮轴、第三减速器和法兰盘；所述第三伺服电机通过第三电机支架经螺栓连接固定在第一组合件壳体上；所述第三电机带轮的孔与第三伺服电机的输出轴外圆配合，并通过键定位；所述第二齿轮轴带轮与第二齿轮轴通过螺栓连接固定；所述第三电机带轮与第二齿轮轴带轮通过第三同步带连接；所述第二齿轮轴贯穿于固定在第一组合件壳体上的第一套筒，通过轴承定位并安装在第一套筒上，从而与第一组合件定位；所述第四齿轮轴贯穿于固定在第二组合件壳体上的第二套筒，通过轴承定位并安装在第二套筒上，从而与第二组合件定位；所述第四齿轮轴带轮与第四齿轮轴通过螺栓连接固定；所述第二齿轮轴和第四齿轮轴另一端的锥齿轮相互啮合；所述第五齿轮轴贯穿于固定在第二组合件壳体上的第三套筒，通过轴承定位并安装在套第三套筒上，从而与第二组合件定位；所述第五齿轮轴带轮与第五齿轮轴通过螺栓连接固定；所述第四齿轮轴带轮与第五齿轮轴带轮通过第五同步带连接；所述第六齿轮轴通过轴承定位并安装在第三组合件壳体上，并与第三减速器输入端键配合；所述第五齿轮轴和第六齿轮轴另一端的锥齿轮相互啮合；所述第三减速器的外圈通过螺栓连接与第三组合件壳体紧固，第三减速器的输出端通过螺栓连接与法兰盘紧固。