[發明專利]一種中空偏交型六自由度噴涂機器人

有效

• 申請號: 201610756358.6
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106272399B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 付莊;盧冠宇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J11/00;B25J17/02;B05B13/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 徐紅銀;郭國中

1.一種中空偏交型六自由度噴涂機器人，其特征在于，包括：

機座，為中空結構，設有機座驅動部件和齒輪組，所述機座由機座驅動部件驅動并通過齒輪組傳動，所述機座驅動部件的轉動帶動整個機座的轉動；

大臂，為中空結構，設有大臂底座和大臂驅動部件，所述大臂底座與機座連接，所述大臂由大臂驅動部件驅動，大臂驅動部件的轉動直接帶動大臂繞大臂底座轉動；

小臂，為中空結構，一端與大臂連接，所述小臂由小臂驅動部件驅動，小臂驅動部件的轉動帶動小臂升降運動；

腕部，為中空偏交型腕部，其一端連接所述小臂的另一端，腕部的另一端通過連接件連接末端執行器；所述中空偏交型腕部包括兩個偏交的關節，所述兩個偏交的關節是兩個中軸線夾角為60°的腕部關節，其中一個腕部關節為固定在小臂上的近臂端腕部外殼，另一個腕部關節為用于連接末端執行器的離臂端腕部外殼，所述腕部內部設有三個腕部驅動部件，其中一個腕部驅動部件的轉動帶動小臂繞其中心軸旋轉，另一個腕部驅動部件用于帶動離臂端腕部外殼的旋轉，第三個腕部驅動部件用于腕部與末端執行器連接處的連接件的旋轉，從而實現末端執行器的完成在腕部關節的三個自由度的空間姿態變化；

所述機座、大臂、小臂和腕部均為中空結構，三個腕部驅動部件通過三個中空的齒輪軸實現動力傳輸，齒輪軸穿過中空小臂，齒輪軸的齒輪箱末端為中空，從而齒輪軸能連接到中空的大臂末端，大臂另一端為中空機座，保證全結構中空，實現管線的不裸露安置；

所述腕部，包括：三個腕部驅動部件，三個諧波減速器，安裝于小臂與大臂連接處用于腕部活動的小臂齒輪箱及小臂齒輪箱內的三直齒輪組，三個中空軸，由第一錐齒輪、第二錐齒輪、第三錐齒輪和第四錐齒輪組成的錐齒輪組，其中：

三個腕部驅動部件安裝在小臂底座的端部，三個腕部驅動部件分別連接一個諧波減速器的輸入端；三個諧波減速器的固定端均固定在小臂齒輪箱的外部；小臂齒輪箱安裝在小臂底座上且位于安裝有小臂的另一側，小臂齒輪箱在遠離小臂的一側開孔，用于管線接入大臂的中空結構中；

每組直齒輪組均包含有一個直齒輪和一個中空直齒輪，三直齒輪組中的三個直齒輪各連接于一個諧波減速器的輸出端，三直齒輪組中的三個中空直齒輪一個套一個呈金字塔狀分布并分別固定在同心的三個中空軸上；三個中空軸由外向內，外側中空軸即第一中空軸在小臂靠近大臂的末端與小臂空心外殼固定，由此，一個腕部驅動部件的轉動帶動小臂空心外殼繞小臂空心外殼的中心軸旋轉；第二中空軸與第三中空軸穿過中空的小臂空心外殼分別與同軸的第一中空錐齒輪、第二中空錐齒輪相連，第一中空錐齒輪、第二中空錐齒輪分別與第三中空錐齒輪、第四中空錐齒輪嚙合，其中：

外層的第三中空錐齒輪與離臂端腕部外殼固定，由此，腕部驅動部件的轉動帶動離臂端腕部外殼的旋轉；

內層的第四中空錐齒輪與第五錐齒輪連接，第五中空錐齒輪與第六中空錐齒輪嚙合，第六中空錐齒輪與所述腕部連接末端執行器的連接件連接，由此，腕部驅動部件的轉動帶動腕部連接末端執行器的連接件的轉動。

2.根據權利要求1所述的一種中空偏交型六自由度噴涂機器人，其特征在于，所述機座驅動部件、大臂驅動部件、三個腕部驅動部件，均設有編碼器及減速器，按照所需的運動軌跡，通過上位機控制系統生成轉動參數，完成相關運動。

3.根據權利要求1所述的一種中空偏交型六自由度噴涂機器人，其特征在于，所述大臂的中空結構用于通過管線，中空結構的兩端封閉以形成封閉空間。

4.根據權利要求1所述的一種中空偏交型六自由度噴涂機器人，其特征在于，所述機座驅動部件與大臂處于同一轉動平臺。