[发明专利]机器人上臂

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人上臂，属于机器人技术领域。

背景技术

腕关节是机器人的手臂与机械手相互连接的重要组成部分，其最主要的功能是调整和改变机械手在三维空间内的位置和三维姿态，因此，腕关节在空间运动时的灵活性和在空间运动的范围直接影响到机器人整体在工作中的功能以及性能。

目前，工业机器人的上臂结构如图1所示，现有的工业机器人上臂包括第三关节摆臂101、第四关节伺服电机102、第四关节减速器103、第四关节转臂104、第五关节伺服电机105、第六关节伺服电机106、同步带107、第五关节摆臂108、第六关节109、第五关节减速器110和同步带111。在该结构中，存在以下的不足之处：

A、第五关节伺服电机105和第六关节伺服电机106置于第四关节转臂104之中，使机器人手臂重心前移，增加了第二、第三关节的负载，额定负载受到影响；

B、第五关节伺服电机105和第六关节伺服电机106的控制电缆需要绕过第四关节减速器103，同时线缆需要随第四关节转臂104一起旋转，线缆一方面要折弯，另一方面要扭曲，很容易折断，出现故障；

C、第五关节伺服电机105和第六关节伺服电机106置于第四关节转臂104之中，第五关节伺服电机105和第六关节伺服电机106的外形大小受限，伺服电机型号选择受限，成本控制也受到一定影响；为能放置伺服电机，第四关节转臂104外形尺寸变大，质量增大，影响机器人手臂的灵活性，也增加了第二、第三关节的负载，末端额定负载受到影响；

D、同步带110过长，涨紧后对伺服电机105的输出轴影响大，缩短电机使用寿命；

E、随着机器人额定负载的增加，机器人规格变大，上述不足之处更加明显。

 

发明内容

本发明的目的在于：提供一种机器人上臂，解决现有机器人上臂存在的上述技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种机器人上臂，包括腕关节动力输入装置和腕关节，所述腕关节动力输入装置包括第四关节伺服电机、第五关节伺服电机、第六关节伺服电机和电机保护罩；所述腕关节包括第四关节减速器、第五关节减速器、第六关节减速器、第四关节动力轴、第五关节动力轴、第六关节动力轴、第四关节转臂、第五关节摆臂和末端机械法兰，第五关节动力轴设于第六关节动力轴内，第六关节动力轴设于第四关节动力轴内；第四关节伺服电机的输出轴上设有主动带轮，主动带轮通过二号同步带与从动带轮相连，从动带轮通过平键与第四关节动力轴联接；第四关节动力轴左端与第四关节减速器输入套联接，第四关节减速器输入套设于第四关节减速器的输入轴上，第四关节减速器的输出端与第四关节减速器输出发兰联接，第四关节减速器输出发兰与第四关节转臂相联接；第五关节伺服电机设于电机安装板上，第五关节伺服电机输出轴与第五关节动力轴通过平键连接，第五关节动力轴由三号深沟球轴承和第五关节伺服电机的输出轴支承在第六关节动力轴内部；第五关节动力轴的末端通过A型平键联接第五主动弧锥齿轮，第五主动弧锥齿轮与从动弧锥齿轮相啮合，从动弧锥齿轮通过A型平键与主动齿轮联接，主动齿轮经过渡齿轮与从动齿轮联接，从动齿轮设于第五关节减速器上，在第五关节减速器的末端设第五关节摆臂；第六关节伺服电机设于电机安装板上，第六关节伺服电机输出轴上安设主动带轮，主动带轮通过一号同步带与从动带轮相连，从动带轮通过平键与第六关节动力轴联接；第六关节动力轴的末端通过A型平键联接第六主动弧锥齿轮，第六主动弧锥齿轮与二号从动弧锥齿轮相啮合，二号从动弧锥齿轮通过A型平键与二号主动齿轮联接，二号主动齿轮经二号过渡齿轮与二号从动齿轮联接，二号从动齿轮通过A型平键与三号主动弧锥齿轮联接，三号主动弧锥齿轮与一号从动弧锥齿轮相啮合，一号从动弧锥齿轮置于第五关节摆臂中，且该一号从动弧锥齿轮设于第六关节减速器的输入轴上，在第六关节减速器的末端设末端机械法兰。

作为一种优选方式，第四关节动力轴由一号深沟球轴承、四号深沟球轴承、轴用弹簧挡圈、轴承盖板及内六角螺钉安装在外壳上；一号深沟球轴承和四号深沟球轴承分别设于第四关节动力轴的两端，一号深沟球轴承设于第四关节动力轴与电机保护罩之间。

作为一种优选方式，第五关节动力轴的末端设有三号深沟球轴承，第五关节动力轴由三号深沟球轴承和第五关节伺服电机的输出轴支承在第六关节动力轴内部；三号深沟球轴承设于第五关节动力轴和第六关节动力轴之间。