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CN102079089A - 机器人 - Google Patents

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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

一种机器人，包括腕部、与腕部转动连接的第一机械臂、与第一机械臂转动连接的第二机械臂、与第二机械臂转动连接的第三机械臂、驱动第一机械臂的第一驱动器及第一传动机构、驱动第二机械臂的第二驱动器及第二传动机构，以及驱动第三机械臂的第三驱动器及第三传动机构。第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂分别绕第一轴线、第二轴线及第三轴线转动，该第一驱动器、第二驱动器及第三驱动器均设于该腕部上，该第一机械臂设有沿该第一轴线方向延伸的中空部，该第二传动机构包括穿设于该中空部的第一传动轴，该第三传动机构包括穿设于该中空部且与该第一传动轴相套设的第二传动轴。上述机器人具有占用空间较小且可便于连接线缆布置的优点。

Description

机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种具有多个依次相连的机械臂的机器人。
背景技术
机器人通常包括多个依次相连的机械臂，设置于其末端的机械臂，可装设夹具、切削工具及探测器等以执行各种动作。每个机械臂通过驱动组件实现绕单轴的旋转。驱动组件一般包括沿各机械臂的转动轴线方向设置的电机以及与电机相连接的减速机构，该减速机构一般选择RV(rotate vector)减速机或HD(harmonic drive)减速机，减速机构的输出端与另一机械臂相连接以驱动并使该另一机械臂按照预设的转速旋转，因此各机械臂沿其转动轴线方向的尺寸通常较大，且RV减速机及HD减速机一般价格昂贵，使得成本较高，安装时，RV减速机、HD减速机及与之连接的电机均需装设于机器人的壳体内，从而电机的连接线缆，如电源线、信号线等需穿设至壳体内部，易与其他构件缠绕或刮擦而损伤。
上述机器人末端的运动轴，比如六轴机器人的相互转动连接且垂直设置的第五机械臂及第六机械臂，其设置的驱动组件通常需邻近设置，造成第五机械臂及第六机械臂沿各自转动轴线方向的尺寸均较大，增加了机器人整体结构及占用空间，不利于机器人在较狭小操作空间中的应用。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种占用空间较小且可便于连接线缆布置的机器人。
一种机器人，包括腕部、绕第一轴线与该腕部转动连接的第一机械臂、绕第二轴线与该第一机械臂转动连接的第二机械臂、绕第三轴线与该第二机械臂转动连接的第三机械臂、驱动该第一机械臂的第一驱动器及第一传动机构、驱动该第二机械臂的第二驱动器及第二传动机构，以及驱动该第三机械臂的第三驱动器及第三传动机构。该第一驱动器、第二驱动器及第三驱动器均设于该腕部上，该第一机械臂设有沿该第一轴线方向延伸的中空部，该第二传动机构包括穿设于该中空部的第一传动轴，该第三传动机构包括穿设于该中空部且与该第一传动轴相套设的第二传动轴。
由于上述机器人的第一至第三驱动器均设于腕部上，与各驱动器连接的连接线缆可从外部直接接入，从而可便于连接线缆的布设并可避免连接线缆与其他构件缠绕或刮擦。第二传动机构及第三传动机构分别通过穿设于第一机械臂的中空部的第一传动轴及第二传动轴进行动力传输，第二机械臂及第三机械臂整体结构紧凑，占用空间较小，便于机器人在较狭小空间内的应用。
附图说明
图1是本发明实施方式的机器人的简略示意图。
图2是本发明实施方式的机器人的臂部件的立体图。
图3是图2所示臂部件的端面示意图。
图4是图2所示臂部件沿IV-IV方向的剖示图。
图5是图2所示臂部件的局部结构的立体分解图。
图6是图5所示臂部件的局部结构的立体组装图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施方式对本发明的机器人作进一步的详细说明。
图1所示为本发明实施方式的机器人100的简略示意图。机器人100为六轴机器人，其包括基座11、可转动地设置于基座11的机架12、可转动地设置于机架12的大臂13、与大臂13可转动连接的腕部14，以及依次连接的第一机械臂15、第二机械臂16及第三机械臂17。第一机械臂15与腕部14转动连接，第二机械臂16与第一机械臂15转动连接，第三机械臂17与第二机械臂16转动连接。第一机械臂15、第二机械臂16及第三机械臂17分别绕第一轴线181、第二轴线182及第三轴线183转动。在本实施方式中，第一轴线181及第三轴线183均与第二轴线182垂直。机架12、大臂13及腕部14可分别绕旋转轴线184、185、186转动。第三机械臂17的末端安装夹具、刀具或者探测仪器等末端执行器，以执行相应任务。
请同时参见图2至图6，第一机械臂15由第一驱动器21及第一传动机构(图未示)驱动，第二机械臂16由第二驱动器23及第二传动机构(图未示)驱动，第三机械臂17由第三驱动器25及第三传动机构(图未示)驱动。
腕部14用于可转动地支撑第一机械臂15，其包括第一支承部142及与第一支承部142固定连接的第二支承部143。
第一支承部142贯通开设一轴孔1421，轴孔1421的两端设有轴承1423。第一机械臂15由轴承1423支承，并可转动地设于轴孔1421中。第一支承部142邻近轴孔1421的侧部还形成有安装孔1424，用于将腕部14安装至可带动其旋转的驱动机构(图未示)。
第二支承部143包括底壁1431及由底壁1431周缘向一侧延伸的周壁1432。底壁1431与周壁1432围成一收容空间1433。周壁1432远离底壁1431的一侧与第一支承部142通过螺纹件固定连接。收容空间1433与第一支承部142的轴孔1421相连通。底壁1431上设有三个安装孔(图未标)，第一至第三驱动器21、23、25均固定设置于第二支承部143的底壁1431上，且第一至第三驱动器21、23、25的输出轴(图未标)相互平行并分别穿设一个安装孔，从而连接缆线，如电源线、控制信号线等，均可从外部直接与第一至第三驱动器21、23、25相连，方便布线，还可避免连接缆线与机器人100的内部构件缠绕或因刮擦而损坏。
第一机械臂15中部开设大致沿第一轴线181方向延伸的中空部151。第一机械臂15的一端与腕部14转动连接，相对的另一端与第二机械臂16转动连接。
第一传动机构设置于第一驱动器21与第一机械臂15邻近腕部14的端部之间。第一传动机构为三级圆柱齿轮机构，其包括与第一驱动器21的输出轴固定连接的小齿轮221、固定设置于第一机械臂15外周缘的大齿轮223以及设于小齿轮221与大齿轮223之间的两对中间齿轮226。两对中间齿轮分别由固定设置于收容空间1433内，并与第一支承部142固定连接的两个轴承座225转动支承。大齿轮223套设于第一机械臂15的外周缘，其直径较大，从而可较为容易地获得较大的减速比。
第二传动机构包括第一传动轴241，设于第一传动轴241与第二驱动器23之间的第一单级圆柱齿轮242。第一传动轴241与第二机械臂16之间还进一步设有齿轮组(图未示)，以将第一传动轴241的旋转运动传送至第二机械臂16。
第一单级圆柱齿轮242包括与第二驱动器23的输出轴固定连接的小齿轮2421，以及与第一传动轴241伸入收容空间1433中的一端固定连接的大齿轮2422。
第三传动机构包括第二传动轴261，设于第二传动轴261与第三驱动器25之间的第二单级圆柱齿轮262。第二传动轴261与第三机械臂17之间还进一步设有齿轮组(图未示)，以将第二传动轴261的旋转运动传送至第三机械臂17。
第二单级圆柱齿轮262包括与第三驱动器25的输出轴固定连接的小齿轮2621，以及与第二传动轴261伸入收容空间1433中的一端固定连接的大齿轮2622。
第二传动轴261开设一个沿其轴向贯穿的通孔2612，第一传动轴241穿设于通孔2612且两端分别伸出通孔2612外。大齿轮2422与大齿轮2622在第一轴线181方向偏置，可减小第一机械臂15的径向尺寸。第二传动轴261由设于第一机械臂15的中空部151内的轴承1512支承。第一传动轴241由设于第二传动轴261的通孔2612内的轴承(图未示)支承。可以理解，也可在第一传动轴241开设一个沿其轴向贯穿的通孔，而将第二传动轴261穿设于该通孔且两端分别伸出通孔外。
第一传动机构、第二传动机构的第一单级圆柱齿轮242以及第三传动机构的第二单级圆柱齿轮262均收容于腕部14的收容空间1433内，从而使得第一至第三传动机构紧凑地设置在一起，且便于维护。另外，第一至第三传动机构中的齿轮均可采用传统齿轮，可降低成本。
可以理解，本发明的机器人100不限于为六轴机器人，其还可以为仅具有第一至第三机械臂15、16、17的三轴机器人，此时，腕部14作为基座与地面或其他物体固定。本发明的机器人100也可以为包括第一至第三机械臂15、16、17的四轴或者五轴机器人等。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内作其它变化，当然，这些依据本发明精神所作的变化，都包含在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人，包括腕部、与该腕部转动连接的第一机械臂、与该第一机械臂转动连接的第二机械臂、与该第二机械臂转动连接的第三机械臂、驱动该第一机械臂的第一驱动器及第一传动机构、驱动该第二机械臂的第二驱动器及第二传动机构，以及驱动该第三机械臂的第三驱动器及第三传动机构，该第一机械臂、第二机械臂及第三机械臂分别绕第一轴线、第二轴线及第三轴线转动，其特征在于：该第一驱动器、第二驱动器及第三驱动器均设于该腕部上，该第一机械臂设有沿该第一轴线方向延伸的中空部，该第二传动机构包括穿设于该中空部的第一传动轴，该第三传动机构包括穿设于该中空部且与该第一传动轴相套设的第二传动轴。
2.如权利要求1所述的机器人，其特征在于：该第一传动机构包括设置于第一驱动器与第一机械臂之间的三级圆柱齿轮机构。
3.如权利要求2所述的机器人，其特征在于：该三级圆柱齿轮机构包括固定设置于该第一机械臂外周缘的大齿轮。
4.如权利要求1所述的机器人，其特征在于：该第二传动机构包括设于该第二驱动器与第一传动轴之间的第一单级圆柱齿轮。
5.如权利要求4所述的机器人，其特征在于：该第三传动机构包括设于该第三驱动器与第二传动轴之间的第二单级圆柱齿轮。
6.如权利要求5所述的机器人，其特征在于：该第一单级圆柱齿轮与第二单级圆柱齿轮均包括一个小齿轮以及与该小齿轮啮合的大齿轮，两个大齿轮在第一轴线方向偏置。
7.如权利要求1所述的机器人，其特征在于：该腕部包括第一支承部，该第一支承部贯通开设一轴孔，该第一机械臂可转动地设于该轴孔中。
8.如权利要求7所述的机器人，其特征在于：该腕部还包括与第一支承部固定连接的第二支承部，该第二支承部包括底壁及由底壁周缘向一侧延伸的周壁，该第一驱动器、第二驱动器及第三驱动器均固定设置于该底壁上。
9.如权利要求8所述的机器人，其特征在于：该底壁与周壁围成一个与该轴孔相连通的收容空间，该第一传动机构收容于该收容空间内，该第二传动机构及第三传动机构的部分结构收容于该收容空间内。
10.如权利要求1至9任一项所述的机器人，其特征在于：该第三机械臂为该机器人的末端臂，该第一轴线及第三轴线均与第二轴线垂直。
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