[實用新型]一種基于空心軸傳動的三自由度機器人手腕關節機構

有效

• 申請號: 201520088337.2
• 申請日: 2015-02-07
• 公開（公告）號: CN204487593U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 楊偉超;許德章;李臣龍;王菲
• 申請（專利權）人: 蕪湖安普機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種三自由度手腕關節運動結構，具體的說是一種基于空心軸傳動的三自由度機器人手腕關節機構。

背景技術

隨著科學技術的進步，機器人取代人作繁重，枯燥的勞動工作的趨勢越來越明顯，人們對于機器人的要求已經不僅僅局限于機械手臂位置的精度要高，而且還要求機械手臂能任意的改變末端執行器的姿態，因此，人們研制出了三自由度的手腕關節，在世界坐標系中，能夠分別圍繞X、Y、Z軸轉動。

目前，中國發明專利公開號CN200910309605.8公開的兩自由度的機器人手腕，其中第一，二驅動器固定在驅動框架上且二者傳動方向相反，第一，二驅動器通過第一，二齒形皮帶傳動機構與差動機構的第一，二主動半軸連接。此專利雖然能夠實現俯仰與偏轉兩自由度，結構簡單，但是此結構體積較大，無法實現第三個自由度，并且重量重，結構不夠緊湊，因此造成電機的啟動慣性矩較大，會造成電機體積隨之變大，因此基于前述現有技術中所存在的缺陷，有必要對機器人手腕關節結構進一步研究和改進。

再如中國專利中公開號CN103878786A公開的三自由度的機器人手腕，此設計屬于3-R型手腕結構，雖然能夠實現三個自由度，并且在噴涂機器人中得到了應用，但是此機構不能實現俯仰的功能，不適用于其他的一些機器人的運用，例如裝配機器人等。

發明內容

本實用新型所要解決的機械臂末端執行器在操作空間中能進行任意姿態變化的問題，以期待機器人在生產生活中能夠完成各種各樣的操作任務。但是由于機器人手腕關節要實現三個自由度，傳動結構復雜，手腕機械本體的重量與體積都比較大，所以本實用新型提供了一種基于空心軸傳動的三自由度機器人手腕關節機構，該結構重量相對而言減輕了，結構也更加緊湊，以期望通過此結構來解決上述問題。

本實用新型所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種基于空心軸傳動的三自由度機器人手腕關節機構，包括手腕基座、第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構和外接法蘭，所述第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構按照從左至右的順序依次安裝在手腕基座內，所述第一傳動機構具有第一轉軸線，所述第二傳動機構具有第三轉軸線，所述第三傳動機構具有第二轉軸線，所述第一轉軸線、第二轉軸線、第三轉軸線彼此相互垂直，所述外接法蘭安裝在第三傳動機構上。利用第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構彼此之間的相互配合，從而將外接的電機的驅動力進行傳遞，并最終帶動外接法蘭執行三自由度的動作，靈活程度高，空間利用率高，占據的空間較小，從而可適用于多種場合，適用面較廣。

所述第一傳動機構包括第一空心軸、第一實心軸、第一圓錐齒輪、第二圓錐齒輪、第三圓錐齒輪、第四圓錐齒輪和第五圓錐齒輪，所述第一空心軸、第一實心軸的軸線與第一轉軸線重合，且第一空心軸、第一實心軸布置在手腕基座的左部內腔中，所述第一空心軸的外側與手腕基座的左部內腔間通過軸承相連，所述第一空心軸、第一實心軸之間通過軸承相連，所述第一圓錐齒輪、第二圓錐齒輪分別對應安裝在第一實心軸的下端、第一空心軸的下端，所述第三圓錐齒輪、第四圓錐齒輪和第五圓錐齒輪分別對應安裝在手腕基座的左部上端、第一空心軸的上端、第一實心軸的上端。利用外接的驅動裝置驅動第五圓錐齒輪轉動，利用第一實心軸的回轉以帶動第一圓錐齒輪轉動，即可將動力傳遞給第二傳動機構；同理，利用外接的驅動裝置分別對應驅動第三圓錐齒輪、第四圓錐齒輪轉動，即可對應驅動手腕基座、第二圓錐齒輪轉動，即可將動力傳遞給第二傳動機構；采用第一空心軸、第一實心軸的配合，極大的縮小了第一傳動機構所占據的空間尺寸，結構更加緊湊，質量輕。