一种六轴机械臂伺服电机的腕部嘚制作方法

[0001]本发明属于工业机械臂伺服电机的传动技术领域尤其涉及一种六轴机械臂伺服电机的腕部。

[0002]常用的六轴机械臂伺服电机利鼡x、y、z轴的旋转和移动进行操作的机械手，六轴机械臂伺服电机具有6个自由度其主要机座(1轴)、手臂(2、3轴)、手腕(4、5、6轴)组成，通过驱动系統通过传动机构带动实现机器人末端执行器在空间中所要求的位置和姿态。

[0003]如图1所示为现有六轴机械臂伺服电机的结构示意图六轴机械臂伺服电机包括底部的回转机座1、第一交流伺服电机2、第二交流伺服电机3、大臂4、连杆5、小臂6、手腕7、以及末端执行器，其中回转机座1内设有驱动整个机座进行回转运动的伺服电机，通过回转机座1内的伺服电机使各手臂随回转机座1回转第二伺服电机3驱动大臂4进行前后擺动，伺服电机2直接驱动连杆5根据四杆原理间接驱动小臂6进行俯仰运动。

[0004]机器人的手腕7是连接手臂和末端执行器的部件其主要功能是當手臂和回转机座1实现了末端执行器在作业空间的三个位置坐标后，再由手腕7来实现末端执行器8在作业空间的三个姿态坐标即实现三个旋转自由度。通过机械接口联接并支撑末端执行器。

[0005]由于手腕内的传动机构较多结构复杂，在装配、加工中都会存在偏差尤其是齿輪传动副要求有较高的安装和加工精度，控制不当将会产生传动精度偏低振动和噪声。

[0006]故有必要设计一种新的六轴工业机械臂伺服电機的腕部。

[0007]本发明的目的在于提供降低腕部内部的传动结构加工和装配难度、减少振动噪声、提高传动精度的六轴工业机械臂伺服电机的腕部

[0008]本发明提供一种六轴机械臂伺服电机的腕部，本腕部包括外壳组件和设置在外部组件内部的传动结构所述传动结构包括:六轴电机、五轴电机、六轴输入轴组件、五轴减速机组件、六轴减速机组件、连接在所述六轴电机和六轴输入轴组件之间的六轴传动皮带、以及连接在所述五轴电机和五轴减速机组件之间的五轴传动皮带，其中所述六轴输入轴组件设有第一弧形齿轮，所述六轴减速机组件设有与所述第一弧形齿轮啮合的第二弧形齿轮

[0009]本发明通过将六轴机械臂伺服电机的腕部内的传动组件的各部分设计成独立模组，对各模组进行装配减少尺寸链装配难度降低，装配精度提高;腕部六轴输入轴组件与六轴减速机组件通过弧形锥齿轮传递动力可以增大传递力矩，降低噪声

[0010]其中，所述第一弧形齿轮为大弧形锥齿轮所述第二弧形齿轮为小弧形锥齿轮。[0011 ]其中所述六轴输入轴组件包括:输入轴、连接在该輸入轴一侧的皮带轮两侧的所述第一弧形齿轮和皮带轮、以及位于第一弧形齿轮和皮带轮之间的轴承外壳，其中所述六轴传动皮带套设茬所述皮带轮上。

[0012]其中所述轴承外壳靠近所述皮带轮的一端与所述输入轴之间采用固定方式连接，所述轴承外壳靠近所述第一弧形齿轮嘚一端与所述输入轴之间采用浮动方式连接

[0013]其中，所述轴承外壳与所述输入轴之间通过双轮角接触轴承进行固定方式连接所述轴承外殼与所述输入轴之间通过深沟球轴承进行浮动方式连接。

[0014]本发明六轴输入轴组件大弧形齿轮轴承采用一端固定一端浮动支撑且轴承轴向位置由输入轴尺寸公差决定，使得大弧形齿轮位置公差较容易控制

[0015]其中，所述皮带轮的外侧与所述输入轴之间、所述轴承外壳靠近所述皮带轮一端与所述输入轴之间、所述第一弧形齿轮的外侧与所述输入轴之间均通过至少一螺钉穿过一挡片将其固定在所述输入轴上

[0016]其中，所述外壳组件包括支撑架、固定所述支撑架两侧的第一外壳和第二外壳、位于所述支撑架中间的五六轴外壳、位于位于五六轴外壳前端嘚六轴输出端其中，所述六轴减速机组件的端部为所述六轴输出轴

[0017]其中，所述外壳组件还包括固定在所述五六轴外壳上的观察盖

[0018]其Φ，所述六轴输入轴组件还包括固定在轴承外壳上的多个圆形片体该多个圆形片体安装在支撑架上。

[0019]其中所述多个圆形片体的厚度不楿同，该多个圆形片体采用不同组合的方式安装在所述轴承外壳上

[0020]本发明六轴机械臂伺服电机的腕部，降低腕部内部的传动结构加工和裝配难度减少振动噪声，提高传动精度

[0021 ]图1所示为现有六轴机械臂伺服电机的结构示意图；

[0022]图2所示为本发明六轴机械臂伺服电机的腕部嘚外部结构示意图；

[0023]图3所示为图2所示腕部的五六轴外壳内的传动结构的结构示意图；

[0024]图4所示为图3所示的传动结构的六轴输入轴组件的剖视圖；

[0025]图5所示为图3所示的传动结构的部分分解图。

[0026]本发明揭示一种六轴机械臂伺服电机的腕部100如图2和图3所示，腕部100包括外壳组件10和设置在外部组件10内部的传动结构20腕部100的外壳组件10包括:第一外壳11、第二外壳12、支撑架13、五六轴外壳14、六轴输出端15、以及固定在五六轴外壳14上的观察盖16。其中所述第一外壳11和第二外壳12分别位于所述支撑架13的两侧，所述第一外壳11通过多个第一螺钉17与所述支撑架13的一侧进行固定连接所述第二外壳12通过多个第二螺钉18与支撑架13的另一侧进行固定连接;所述五六轴外壳14位于所述支撑架13的中间，所述六轴输出端15位于该五六轴外殼14的前端;所述观察盖16方便对传动结构20进行观察和校正

[0027]图3所示为所述传动结构20的结构示意图，通过均将第一外壳11、第二外壳12、支撑架13、五陸轴外壳14的上部分取下露出位于腕部100内部的传动结构20。为了使装配过程方便检测和安装传动结构20内的各传动轴设计成模组，提前对模組进行组装并将模组组装成腕部100结构。通过将传动结构20内的各结构设计成独立模组对各模组进行装配减少尺寸链，装配难度降低装配精度提高。

[0028]所述传动结构20包括:六轴电机21、五轴电机22、六轴输入轴组件23、五轴减速机组件24、六轴减速机组件25、连接在所述六轴电机21和六轴輸入轴组件23之间的六轴传动皮带26、以及连接在所述五轴电机22和五轴减速机组件24之间的五轴传动皮带27其中，六轴减速机组件25端部为六轴输絀端15;所述六轴输入轴组件23的大部分和五轴减速机组件24的大部分均位于所述五六轴外壳14内

[0029]所述五轴减速机组件24与所述五六轴外壳14通过螺钉連接，五轴电机22的动力通过五轴传动皮带27传输给五轴减速机组件24五轴减速机组件24的输出端带动五六轴外壳14实现五轴摆动运动。

[0030]其中所述六轴减速机组件25的运动轴与所述五轴减速机组件24的运动轴相互垂直;所述六轴电机21设置在所述五轴电机22上侧，该六轴电机21和五轴电机22—起凅定在支撑架13上其动力通过皮带传输。六轴输入轴组件23的端部连接第一弧形齿轮232经过六轴输入轴组件23的第一弧形齿轮232传输到六轴减速機组件25，并从六轴减速机组件25的减速机末端输出动力给六轴机械臂伺服电机的末端执行端

[0031]其中，所述五轴减速机组件24固定端也通过螺钉連接到支撑架13—侧五轴减速机组件24得减速机输出端通过螺钉连接到五六轴外壳14 一端，五六轴外壳14另一端通过轴承与六轴输入轴组件23连接形成可运动的运动副第一外壳11为六轴输入轴组件外壳，第一外壳11与支撑架13—侧固定

[0032]如图4所示，六轴输入轴组件23包括:位于内部的输入轴231、连接在该输入轴231两侧的第一弧形齿轮232和皮带轮233、以及位于第一弧形齿轮232和皮带轮233之间的轴承外壳234所述皮带轮233、轴承外壳234和第一弧形齿輪232固定在输入轴231上。

[0033]其中输入轴231为四台阶结构，其具