[實用新型]集中后置傳動多關節機器人

無效

• 申請號: 201020138566.8
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN201792339U
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 張四弟;饒華球;汪木蘭;徐開蕓
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本實用新型涉及一種機器人，具體地說是一種減速電機集中后置，通過齒輪和同步齒形帶傳動各關節運動的多關節機器人。

背景技術

工業機器人自上世紀六十年代問世以來得到了迅速發展。機器人作為自動化領域的一大分支已成為當今世界前沿科技，機器人已滲透到生產、服務及人們的日常生活中。機器人技術的研究應用情況已成為一個國家工業自動化水平的重要標志。目前工業中使用最多的是垂直多關節工業機器人，一般從腰部到腕部設有5～6個關節。各關節的傳動動力配置一般采用就近布置伺服電機直接傳動方案，外形突兀，尺寸大，運動空間小，在空間緊湊場合使用容易造成運動干涉。同時各關節電機尤其是末端關節的電機，將可能對前端關節尤其是腰關節形成很大的轉動慣量，影響其加減速性能，限制其動態性能的提高。

發明內容

本實用新型針對目前工業機器人傳動布局對外形尺寸、運動空間和性能存在不利影響的問題，設計一種集中后置傳動多關節機器人，克服傳統機器人傳動配置存在的不足，有利于進一步提升機器人性能。

本實用新型的技術方案是：

一種集中后置傳動多關節機器人，它包括腰關節、肩關節、肘關節、擺腕、旋腕、擺腕減速電機、旋腕減速電機、腰座、肩關節減速電機和肘關節減速電機，所述的腰關節傳動機構安裝在腰座內，擺腕減速電機、旋腕減速電機、肩關節減速電機和肘關節減速電機均位于肩關節的下后方，擺腕減速電機、旋腕減速電機、肩關節減速電機和肘關節減速電機通過各自的傳動機構與擺腕、旋腕、肩關節和肘關節相連。

本實用新型的肩關節傳動機構為L軸齒輪，肩關節減速電機的輸出齒輪與L軸齒輪嚙合帶動肩關節旋轉。

本實用新型的肘關節傳動機構包括U軸齒輪、齒形帶輪、帶輪和法蘭軸套，所述的肘關節減速電機的輸出齒輪與U軸齒輪嚙合，齒形帶輪套裝在U軸齒輪的軸部，齒形帶輪通過同步齒形帶與帶輪連接傳動，帶輪套裝在法蘭軸套上驅動肘關節旋轉。

本實用新型的擺腕傳動機構包括第一空套雙聯齒形帶輪和第二空套雙聯齒形帶輪，所述的擺腕減速電機的輸出齒形帶輪通過同步齒形帶與第二空套雙聯齒形帶輪連接傳動，第二空套雙聯齒形帶輪通過同步齒形帶與第一空套雙聯齒形帶輪連接傳動，第一空套雙聯齒形帶輪通過同步齒形帶與腕部內部的擺腕端相連。

本實用新型的旋腕傳動機構包括第三空套雙聯齒形帶輪和第四空套雙聯齒形帶輪，所述的旋腕減速電機的輸出齒形帶輪通過同步齒形帶與第三空套雙聯齒形帶輪連接傳動，第三空套雙聯齒形帶輪通過同步齒形帶與第四空套雙聯齒形帶輪連接傳動，第四空套雙聯齒形帶輪通過同步齒形帶與腕部內部的旋腕端相連。

本實用新型的有益效果：

本實用新型的減速電機集中后置，可以減少減速電機對各關節，尤其是對腰關節的轉動慣量，從而可以實現高的加減速度，提升動態性能。

本實用新型的減速電機集中后置，可以充分減少機器人自身空間的實際占有率，擴展其使用運動空間；同時，可以實現對機器人臂部等結構自重的自平衡，并實現擬人化外形。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型的傳動展開示意圖。

圖3是本實用新型的肩關節局部傳動展開圖。

圖中：S、腰關節；L、肩關節；U、肘關節；B、擺腕；T、旋腕；1、擺腕減速電機；2、旋腕減速電機；3、腰座；4、肩關節減速電機；5、肘關節減速電機；7、腕部；8、帶輪；9、法蘭軸套；10、第一空套雙聯齒形帶輪；11、第二空套雙聯齒形帶輪；12、L軸齒輪；14、U軸齒輪；15、第三空套雙聯齒形帶輪；16、齒形帶輪；17、第四空套雙聯齒形帶輪；18、張緊軸。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1、圖2、圖3所示：本實用新型的集中后置傳動多關節機器人，它包括腰關節S軸、肩關節L軸、肘關節U軸、擺腕B軸和旋腕T軸五個自由度。

腰關節S軸傳動結構全部隱藏在腰座3內，肩關節L軸、肘關節U軸、擺腕B軸和旋腕T軸的傳動減速電機全部安裝在肩關節附近下后方靠近腰關節的回轉中心處。從而不僅可以減小機器人外形尺寸，擴展其運動空間，實現擬人化設計，避免在空間緊湊場合使用造成運動干涉，同時還可以減小各關節運動部分尤其是末端腰關節的轉動慣量，提高其加減速性能，改善其整體動態性能。

腰關節傳動機構安裝在腰座3內，腰關節傳動機構采用電機同軸安裝，諧波減速傳動方案。

肩關節L軸運動直接通過肩關節減速電機4的輸出齒輪與L軸齒輪12嚙合帶動大臂旋轉。