一种喷涂机器人的手腕

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种喷涂机器人的手腕。

背景技术

工业机器人尤其是喷涂机器人广泛应用于现代工业中，其手腕带动高速末端执行器位于工作空间的最前端，具有单自由度、两自由度或三自由度。其中，三自由度手腕灵活度高，具有万向功能，因此应用最为广泛。目前国内的机器人多进口于ABB等企业，设备昂贵，成本高，而目前国内自主开发的机器人尤其是具有万向手腕的机器人较少，尚不能满足工业应用。

现有喷涂机器人手腕结构为中空3R结构，在工作中奇异点较多，且装配难度较大，要求精度较高。

发明内容

为此，本发明提供一种喷涂机器人的手腕，以解决现有技术中中空R结构，在工作中奇异点较多，且装配难度较大，要求精度较高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种喷涂机器人的手腕，所述手腕包括：四轴壳体，所述四轴壳体上设置有四轴花键轴、五轴花键轴、六轴花键轴、四轴锥齿轮传动轴、四轴减速机、五轴第一传动轴和六轴第一传动轴，所述四轴花键轴、五轴花键轴和六轴花键轴由外到内依次转动套接，所述六轴花键轴端部连接有六轴第一齿轮，所述五轴花键轴端部连接有五轴第一齿轮，所述四轴花键轴上套接有四轴锥齿轮传动轴，所述四轴锥齿轮传动轴端部套接有四轴第一齿轮；所述四轴减速机、五轴第一传动轴和六轴第一传动轴由外到内依次转动套接，所述四轴减速机输入轴套接有与所述四轴第一齿轮啮合的四轴第二齿轮；所述五轴第一传动轴一端套接有与所述五轴第一齿轮啮合的五轴第二齿轮；所述六轴第一传动轴一端套设有与所述六轴第一齿轮啮合的六轴第二齿轮；五轴壳体，所述五轴壳体与所述四轴减速机输出轴连接，所述五轴壳体上连接有五轴减速机，所述五轴壳体内部包括：五轴第三齿轮、五轴第四齿轮、五轴减速机、六轴第三齿轮、六轴第四齿轮和六轴第二传动轴；其中，所述五轴第三齿轮套接于所述五轴第一传动轴另一端，所述五轴第四齿轮套设于所述五轴减速机输入轴上，所述五轴第四齿轮与所述五轴第三齿轮啮合；所述六轴第二传动轴与所述五轴减速机转动套接，所述六轴第三齿轮套设于所述六轴第一传动轴另一端，所述六轴第四齿轮套设于所述六轴第二传动轴一端，所述六轴第三齿轮与所述六轴第四齿轮啮合；六轴壳体，所述六轴壳体与所述五轴减速机输出轴连接，所述六轴壳体内设置有六轴第五齿轮、六轴第六齿轮、六轴减速机、六轴减速机输入轴和六轴法兰接口；所述六轴第五齿轮固定在六轴第二传动轴上另一端，所述六轴第五齿轮与六轴第六齿轮相啮合，所述六轴第六齿轮固定在六轴减速机输入轴上，所述六轴减速机设置在六轴壳体上，六轴法兰接口与六轴减速机输出端相连。

本发明采用BBR结构，四、五、六轴轴线相互垂直，此结构涂喷涂奇异点少，较为灵活，适合喷涂作业。四、五、六轴的传动齿轮都在减速机的输入端，所以对机器人的精度影响较小，从而对齿轮的加工及装配精度要求不是很高，实现降低成本。本结构可以将四、五、六轴的电机置为后端，所以容易实现机器人的防爆结构。

进一步的，所述四轴壳体开有彼此垂直的第一接口和第二接口；

所述第一接口安装有输入锥齿轮基座，所述四轴锥齿轮转动轴与所述输入锥齿轮基座转动套接；

所述第二接口安装所述四轴减速机，所述四轴减速机输入轴伸入所述第二接口中。

进一步的，所述输入锥齿轮基座内安装轴承，用来支撑固定所述四轴锥齿轮传动轴；所述四轴锥齿轮转动轴内部装有轴承用来支撑固定五轴花键轴；所述五轴花键轴内部装有轴承用来支撑固定六轴花键轴。

进一步的，所述四轴第二齿轮内部装有轴承用来固定五轴第一传动轴；所述五轴第二齿轮内部装有轴承用来固定六轴第一传动轴。

进一步的，所述五轴壳体开有彼此垂直的第三接口和第四接口；

所述第三接口安装有第一轴承座，所述第三接口通过第一轴承座与四轴减速机输出轴连接，所述五轴第三齿轮、六轴第三齿轮、六轴第四齿轮和五轴第四齿轮处于所述五轴壳体内部；

所述第四接口安装所述五轴减速机，所述五轴第四齿轮通过固定件与所述五轴减速机输出轴连接。

进一步的，所述五轴第四齿轮内部装有轴承用来固定六轴第二传动轴。

进一步的，所述六轴壳体开有彼此垂直第五接口和第六接口；

所述第五接口散装第二轴承座，所述第五接口通过第二轴承座与所述五轴减速机输出轴连接，所述六轴第五齿轮、六轴第六齿轮处于六轴壳体中；

所述第六接口安装所述六轴减速机，所述六轴减速机输入轴伸入所述第六接口中。

进一步的，四轴花键轴、五轴花键轴、六轴花键轴、四轴锥齿轮传动轴处于同一轴心线上。

进一步的，所述四轴减速机的输入轴、四轴减速机的输出轴、五轴第一传动轴和六轴第一传动轴处于同一轴心线上。

进一步的，所述五轴减速机的输入轴、五轴减速机的输出轴和六轴第二传动轴处于同一轴心线上。

本发明具有如下优点：降低喷涂奇异点，提高操作灵活性；并且由于四、五、六轴的传动齿轮都在减速机的输入端，而减速机有较大的减速比，在输入端的齿轮背隙被缩小速比的整数倍，从而减少对精度的影响，所以对机器人的精度影响较小，所以对齿轮的加工及装配精度要求不高，实现降低成本的目的；同时，本发明可以将四、五、六轴的电机置为后端，提高机器人的防爆结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1是本发明具体实施方式提供的一种喷涂机器人的手腕的正视结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的一种喷涂机器人的手腕的侧视结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的一种喷涂机器人的手腕的仰视结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的一种喷涂机器人的手腕的图1H-H向剖视结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的一种喷涂机器人的手腕的图3E-E向剖视结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的一种喷涂机器人的手腕的图3F-F向剖视结构示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的一种喷涂机器人的手腕的立体结构示意图。

图中：1、六轴花键轴；2、五轴花键轴；3、四轴花键轴；4、输入锥齿轮基座；5、四轴锥齿轮传动轴；6、四轴壳体；7、四轴壳体盖板；8、四轴第一齿轮；9、五轴第一齿轮；10、六轴第一齿轮；11、六轴第二齿轮；12、五轴第二齿轮；13、四轴第二齿轮；14、六轴第一传动轴；15、五轴第一传动轴；16、四轴减速机；17、五轴壳体；18、第一轴承座；19、五轴第三齿轮；20、六轴第三齿轮；21、六轴第四齿轮；22、五轴第四齿轮；23、固定件；24、六轴第二传动轴；25、五轴减速机；26、六轴壳体；27、六轴第五齿轮；28、六轴第六齿轮；29、六轴减速机输入轴；30、第二轴承座；31、六轴减速机；32、六轴法兰接口。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例1提供的一种喷涂机器人的手腕，请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，手腕包括：

四轴壳体6，四轴壳体6上设置有四轴花键轴3、五轴花键轴2、六轴花键轴1、四轴锥齿轮传动轴5、四轴减速机16、五轴第一传动轴15和六轴第一传动轴14，四轴花键轴3、五轴花键轴2和六轴花键轴1由外到内依次转动套接，六轴花键轴1端部连接有六轴第一齿轮10，五轴花键轴2端部连接有五轴第一齿轮9，四轴花键轴3上套接有四轴锥齿轮传动轴5，四轴锥齿轮传动轴5端部套接有四轴第一齿轮8；四轴减速机16、五轴第一传动轴15和六轴第一传动轴14由外到内依次转动套接，四轴减速机16输入轴套接有与四轴第一齿轮8啮合的四轴第二齿轮13；五轴第一传动轴15一端套接有与五轴第一齿轮9啮合的五轴第二齿轮12；六轴第一传动轴14一端套设有与六轴第一齿轮10啮合的六轴第二齿轮11；

五轴壳体17，五轴壳体17与四轴减速机16输出轴连接，五轴壳体17上连接有五轴减速机25，五轴壳体17内部包括：五轴第三齿轮19、五轴第四齿轮22、五轴减速机25、六轴第三齿轮20、六轴第四齿轮21和六轴第二传动轴24；其中，五轴第三齿轮19套接于五轴第一传动轴15另一端，五轴第四齿轮22套设于五轴减速机25输入轴上，五轴第四齿轮22与五轴第三齿轮19啮合；六轴第二传动轴14与五轴减速机25转动套接，六轴第三齿轮20套设于六轴第一传动轴14另一端，六轴第四齿轮21套设于六轴第二传动轴24一端，六轴第三齿轮20与六轴第四齿轮21啮合；

六轴壳体26，六轴壳体26与五轴减速机25输出轴连接，六轴壳体26内设置有六轴第五齿轮27、六轴第六齿轮28、六轴减速机31、六轴减速机输入轴29和六轴法兰接口32；六轴第五齿轮27固定在六轴第二传动轴上24另一端，六轴第五齿轮27与六轴第六齿轮28相啮合，六轴第六齿轮28固定在六轴减速机输入轴29上，六轴减速机31设置在六轴壳体26上，六轴法兰接口32与六轴减速机31输出端相连。

具体的，四轴壳体6开有彼此垂直的第一接口和第二接口；第一接口安装有输入锥齿轮基座4，四轴锥齿轮转动轴5与输入锥齿轮基座4转动套接；第二接口安装四轴减速机16，四轴减速机16输入轴伸入第二接口中。

输入锥齿轮基座4内安装轴承，用来支撑固定四轴锥齿轮传动轴5；四轴锥齿轮转动轴5内部装有轴承用来支撑固定五轴花键轴2；五轴花键轴内部装有轴承用来支撑固定六轴花键轴1。

四轴第二齿轮13内部装有轴承用来固定五轴第一传动轴15；五轴第二齿轮12内部装有轴承用来固定六轴第一传动轴14。

五轴壳体17开有彼此垂直的第三接口和第四接口；第三接口安装有第一轴承座18，第三接口通过第一轴承座18与四轴减速机16输出轴连接，五轴第三齿轮19、六轴第三齿轮20、六轴第四齿轮21和五轴第四齿轮22处于五轴壳体17内部；第四接口安装五轴减速机25，五轴第四齿轮22通过固定件23与五轴减速机25输出轴连接。

五轴第四齿轮22内部装有轴承用来固定六轴第二传动轴24。

六轴壳体26开有彼此垂直第五接口和第六接口；第五接口散装第二轴承座30，第五接口通过第二轴承座30与五轴减速机25输出轴连接，六轴第五齿轮27、六轴第六齿轮28处于六轴壳体26中；第六接口安装六轴减速机31，六轴减速机输入轴29伸入第六接口中。

四轴花键轴3、五轴花键轴2、六轴花键轴1、四轴锥齿轮传动轴5处于同一轴心线上。

四轴减速机16的输入轴、四轴减速机16的输出轴、五轴第一传动轴15和六轴第一传动轴14处于同一轴心线上。

五轴减速机25的输入轴、五轴减速机25的输出轴和六轴第二传动轴14处于同一轴心线上。

本发明采用BBR结构，四、五、六轴轴线相互垂直，并在木门及家具以及传送带跟随喷的实践中发现，且由机器人正逆解原理，此结构涂喷涂奇异点少，较为灵活，适合喷涂作业。四、五、六轴的传动齿轮都在减速机的输入端，所以对机器人的精度影响较小，从而对齿轮的加工及装配精度要求不是很高，实现降低成本。本结构可以将四、五、六轴的电机置为后端，所以容易实现机器人的防爆结构。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。