[发明专利]一种工业机器人轻量化关节结构

说明书

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种工业机器人轻量化关节结构。包括依次转动连接的底座、腰座、大臂、三轴组件、小臂、腕轴组件及末端法兰，其中小臂内设有五轴驱动机构和六轴驱动机构，五轴驱动机构与腕轴组件连接，用于驱动腕轴组件相对小臂转动，六轴驱动机构与末端法兰连接，用于驱动末端法兰相对腕轴组件转动。本发明采用带轮结构对比消隙齿轮，没有注油腔对于设计门槛低，便于推广；对于传动粘滞阻力小，节能环保效率高。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种工业机器人轻量化关节结构。

背景技术

目前，工业用的机器人具备臂和手腕部，所述手腕部以能够旋转的方式与臂连结，并且所述工业用的机器人构成为，一边利用致动器驱动手腕部旋转，一边通过安装于末端的末端执行器(例如电弧焊用的焊枪等)进行规定的作业。

作为上述的机器人的手腕部，具备以能够旋转的方式互相连结的多个连杆。对于这样的机器人，例如多个连杆中的一个构成为经第一旋转体(例如带轮)被传递第一致动器的驱动力而旋转，另一个构成为经第二旋转体被传递第二致动器的驱动力而旋转。对于日本专利,申请公布号CN 103934834A,申请公布日2014.07.23所记载的技术，为世界主流工业机器人常识最近探索的新技术路线，小臂连接的腕关节采用电机动力经过一级同步带减速，用消隙齿轮进行二级同步减速装置。该结构具有注油腔，结构复杂；传动粘滞阻力大，节能环保效率低；且消隙齿轮为弹簧双片齿轮结构，惯量大，控制难度较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种工业机器人轻量化关节结构，能够使与臂连结的手腕部实现小型化，减少工业机器人对精密减速机的依赖，轻量化增加产品的使用范围。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种工业机器人轻量化关节结构，包括依次转动连接的底座、腰座、大臂、三轴组件、小臂、腕轴组件及末端法兰，其中小臂内设有五轴驱动机构和六轴驱动机构，所述五轴驱动机构与所述腕轴组件连接，用于驱动所述腕轴组件相对所述小臂转动，所述六轴驱动机构与所述末端法兰连接，用于驱动所述末端法兰相对所述腕轴组件转动。

所述五轴驱动机构包括五轴电机和五轴二级带传动机构，其中五轴电机固定在所述小臂内、且输出端通过五轴二级带传动机构与所述腕轴组件连接。

所述五轴二级带传动机构包括五轴小带轮、五轴第一同步带、五轴双联同步带轮、五轴第二同步带及五轴大带轮，其中五轴小带轮设置于所述五轴电机的输出轴上，所述五轴双联同步带轮和五轴大带轮可转动地与所述小臂连接，所述五轴小带轮通过五轴第一同步带与所述五轴双联同步带轮传动连接，所述五轴双联同步带轮通过五轴第二同步带与所述五轴大带轮传动连接，所述五轴大带轮与所述腕轴组件连接。

所述小臂内设有分别与所述五轴第一同步带和所述五轴第二同步带抵接的五轴第一补偿装置和五轴第二补偿装置。

所述五轴双联同步带轮包括同轴设置的五轴一级大带轮和五轴二级小带轮，其中五轴一级大带轮与所述五轴第一同步带连接，所述五轴二级小带轮与所述五轴第二同步带传动连接。

所述六轴驱动机构包括六轴电机、六轴二级传动机构、六轴中心轴、大锥齿轮及小锥齿轮，其中六轴中心轴可转动地设置于所述小臂内，所述大锥齿轮套设于所述六轴中心轴上、且可随所述六轴中心轴转动，所述小锥齿轮设置于所述末端法兰上、且与所述大锥齿轮啮合，所述六轴电机设置于所述小臂内、且输出端通过六轴二级传动机构于所述六轴中心轴传动连接。

所述六轴二级传动机构包括六轴第一同步带、六轴小带轮、六轴双联同步带轮、六轴第二同步带及六轴大带轮，其中六轴小带轮设置于所述六轴电机的输出轴上，所述六轴大带轮设置于所述六轴中心轴上、且可随所述六轴中心轴转动，所述六轴双联同步带轮可转动地设置与所述小臂内、且通过六轴第一同步带和六轴第二同步带分别与所述六轴小带轮和所述六轴大带轮传动连接。