一种堆垛机器人手腕传动机构制造技术

本发明专利技术涉及机械传动领域，公开了一种堆垛机器人手腕传动机构。为了解决结构复杂成本高等问题提出技术方案：其特征是：摆臂（８）右部与支架（１）转动连接；主动回转轴（９）与摆臂（８）右部固定连接；传动轴，其右部穿过第一轴承座（１０）并转动连接，其左部穿过第二轴承座（１０－１）并转动连接；轴承座的底部均与摆臂（８）固定连接；手腕回转轴（７）与摆臂（８）的左端转动连接；手腕回转轴（７）的顶部与第四锥齿轮（６）、第一锥齿轮（２）与支架（１）均固定连接；第二锥齿轮（３）与传动轴（４）的右端固定连接、并与第一锥齿轮（２）啮合连接；第三锥齿轮（５）与传动轴（４）的左端固定连接、并与第四锥齿轮（６）啮合连接。有益效果是结构简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及机械传动领域，特别是涉及一种堆垛机器人手腕传动机构。
技术介绍
堆垛(也称码垛)就是按照集成单元化的思想，将单一的物料按照一定的模式堆 码成垛，从而实现存储、搬运、装卸运输等物流活动。 堆垛机器人通常被看作是抓取和放置系统，它能从一个地点抓起一个或者是多个 箱体物件，将它们放置到货盘上预先设置好的地点。常见的堆垛模式有将物件从生产线 上抓取、提升并旋转一定角度后，再下放到下道工序的位置、或下放到堆码成垛的位置。在 上述过程中，主要的动作有下降、旋转、抓取并夹持物件、旋转、上升或下降、松开并放置物 件。 在现有技术中，将圆柱坐标型堆垛机器人与关节型堆垛机器人相比较，前者的优 点是结构简单，控制简便，价格低。 圆柱坐标型堆垛机器人由机座、手臂、手腕及抓手组成，其中手臂是机器人支撑被 抓物件、手指和手腕的重要部件，其作用是移动手指到指定位置抓取物件，然后将其搬运到 指定位置。机器手人腕是驱动手部回转的部件，并且起支撑和确定手部位姿的作用。圆柱 坐标式堆垛机器人在食品生产企业、饮料生产企业及一些运输企业得到了广泛应用。 现有圆柱坐标型堆垛机器人，手臂旋转运动采用一个电机独立驱动，手腕运动采 用另一个电机独立驱动。由于手腕驱动电机及联轴器、连接法兰等机件位于手臂的末端，增 大了手臂转动惯量，增加了手臂驱动电机的能量消耗；同时，由于手腕驱动电机、手臂驱动 电机均分别需要单独控制，势必造成控制系统复杂、成本高。
技术实现思路
为了解决现有圆柱坐标型堆垛机器人、其手腕传动机构结构复杂和成本高的问 题，本专利技术提出了以下技术方案。 1. —种堆垛机器人手腕传动机构，包括摆臂，主动回转轴，支架，电机；电机的输 出轴与主动回转轴固定连接、或者电机的输出轴通过动力传动机构与主动回转轴连接；所 述的手腕传动机构通过支架与机器人主体连接； 包括传动轴，第一锥齿轮，第二锥齿轮，第三锥齿轮，第四锥齿轮，手腕回转轴，第 一轴承座，第二轴承座； 所述的摆臂水平设置，其右部与支架转动连接；所述的主动回转轴垂直设置，其与 摆臂的右部固定连接； 所述的传动轴水平设置，其右部穿过第一轴承座、并且两者转动连接，其左部穿过 第二轴承座、并且两者转动连接；第一轴承座的底部、第二轴承座的底部均与摆臂固定连 接； 手腕回转轴垂直设置、并与摆臂的左端转动连接；手腕回转轴的顶部与第四锥齿轮固定连接； 第一锥齿轮与支架固定连接；第二锥齿轮与传动轴的右端固定连接、并与第一锥齿轮啮合连接；第三锥齿轮与传动轴的左端固定连接、并与第四锥齿轮啮合连接。 2.所述的第一锥齿轮与支架固定连接，第二锥齿轮与传动轴的右端固定连接、并与第一锥齿轮啮合连接；其中，第一锥齿轮和第二锥齿轮，它们的相对位置关系为如下两者中的任意一者 a.第一锥齿轮位于右下部位、第二锥齿轮位于左上部位； b.第一锥齿轮位于右上部位、第二锥齿轮位于左下部位。3.所述的第三锥齿轮与传动轴的左端固定连接、并与第四锥齿轮啮合连接；其 中，第三锥齿轮和第四锥齿轮，它们的相对位置关系为如下两者中的任意一者 a.第三锥齿轮位于右上部位、第四锥齿轮位于左下部位； b.第三锥齿轮位于右下部位、第四锥齿轮位于左上部位。 4.所述的手腕回转轴垂直设置、并与摆臂的左端转动连接，是指以下的技术内 容 所述的手腕传动机构包括左端上轴承端盖，左端下轴承端盖； 所述的摆臂，其中间的身部为矩形管，其左端为左套筒；在左套筒内，其上部设置 左套筒上封板，其下部设置左套筒下封板； 所述的手腕回转轴设有轴肩； 手腕回转轴垂直位于左套筒内，并且该两者分别通过上下两处进行转动连接；在 上面的转动连接处，手腕回转轴从下到上依序设置推力球轴承、圆锥滚子轴承和左端上轴 承端盖，推力球轴承的下端面与轴肩相邻、并且两者抵接触，左端上轴承端盖通过螺钉与左 套筒上封板固定连接；在下面的转动连接处，手腕回转轴从上到下依序设置推力球轴承、圆 锥滚子轴承和左端下轴承端盖，推力球轴承的上端面与轴肩相邻、并且两者抵接触，左端下 轴承端盖通过螺钉与左套筒下封板固定连接。 5.所述的摆臂右部与支架转动连接、所述的主动回转轴与摆臂的右部固定连接、 所述的第一锥齿轮与支架固定连接，是指以下的
技术实现思路
所述的支架包括水平的上支架片、竖立的右支架片和水平的下支架片，该三片形 成左侧开口的框形； 所述的手腕传动机构包括主动轴套筒，右端上轴承端盖，右端锥齿轮固定盖，右端 下轴承端盖，锥齿轮轴套； 所述的摆臂，其中间的身部为矩形管，其右端为右套筒；在右套筒内，其上部设置 右套筒上封板，其下部设置右套筒下封板；主动轴套筒，其上部通过右套筒上封板与右套筒 固定连接，其下部通过右套筒下封板与右套筒固定连接；主动回转轴位于主动轴套筒内、并 且两者固定连接； 所述的主动回转轴设有轴肩； 主动回转轴的上端从下到上依序设置圆锥滚子轴承、右端上轴承端盖，右端上轴 承端盖通过螺钉与支架的上支架片固定连接； 主动回转轴的下端，从上到下依序设置推力球轴承、圆锥滚子轴承和右端下轴承 端盖，推力球轴承的上端面与轴肩相邻、并且两者抵接触，右端下轴承端盖通过螺钉与支架的下支架片固定连接； 右端上轴承端盖在下、第一锥齿轮夹在中间、右端锥齿轮固定盖在上；右端上轴承 端盖的朝上面、右端锥齿轮固定盖的朝下面，在该两盖的相对面设置阻止转动的特殊结构， 所述的特殊结构是在任意一盖的表面设置突起结构、在另一盖的表面设置下凹结构，突起 结构嵌在下凹结构中；前述两盖再通过螺钉固定连接； 第一锥齿轮和右端锥齿轮固定盖为销连接。 有益效果本专利技术堆垛机器人手腕传动机构，通过齿轮的刚性传动，利用机器人的 摆臂回转运动带动腕部作回转运动，因而结构简单、成本低。 进一步讲，具有如下优点 1.取消堆垛机器人的手腕驱动电机，减轻机器人摆臂末端重量，简化控制系统，降 低制造成本。 2.在单一摆臂动力源驱动的情况下，可以同时实现机械臂与手腕的回转运动。 3.采用齿轮刚性传动，与链传动、带传动相比，传动误差小，精度高，提高了机器人 腕部运动的可靠性。 4.采用锥齿轮传动，容易实现手腕回转运动方向的转换。 附图说明 图1是本专利技术的示意图之一，图中的锥齿轮2与锥齿轮6同向安装； 图2是本专利技术的示意图之二，图中的锥齿轮2与锥齿轮6反向安装； 图3是本专利技术的机构的剖视图； 图4是右端上轴承端盖的立体示意图； 图5是右端锥齿轮固定盖的立体示意图； 图6是左端上轴承端盖的立体示意图，该图同时是左端下轴承端盖的立体示意 图； 图7是实施例一中专利技术机构在流水线上应用的立体示意图，图中的摆臂转动了 90°角度，被堆码的箱体只发生位置移动、不发生旋转性质的转动； 图8是图7的摆臂、箱体运动轨迹图，观察角度为俯视，图中的摆臂转动了 90°角 度，被堆码的箱体只发生位置移动、不发生旋转性质的转动； 图9是实施例二中专利技术机构在流水线上应用的立体示意图，图中的摆臂转动了 180°角度，被堆码的箱体只发生位置移动、不发生旋转性质的转动； 图10是图9的摆臂、箱体运动轨迹图，观察角度为俯视，图中的摆臂转动了 180° 角度，被堆码的箱体只发生位置移动、不发生旋转性质的转动； 图11是实施例三中专利技术机构在流水线上应用的立体示意图，图中的摆臂转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆垛机器人手腕传动机构，包括摆臂（８），主动回转轴（９），支架（１），电机；电机的输出轴与主动回转轴（９）固定连接、或者电机的输出轴通过动力传动机构与主动回转轴（９）连接；所述的手腕传动机构通过支架（１）与机器人主体连接；　　其特征是：包括传动轴（４），第一锥齿轮（２），第二锥齿轮（３），第三锥齿轮（５），第四锥齿轮（６），手腕回转轴（７），第一轴承座（１０），第二轴承座（１０－１）；　　所述的摆臂（８）水平设置，其右部与支架（１）转动连接；所述的主动回转轴（９）垂直设置，其与摆臂（８）的右部固定连接；　　所述的传动轴（４）水平设置，其右部穿过第一轴承座（１０）、并且两者转动连接，其左部穿过第二轴承座（１０－１）、并且两者转动连接；第一轴承座（１０）的底部、第二轴承座（１０－１）的底部均与摆臂（８）固定连接；　　手腕回转轴（７）垂直设置、并与摆臂（８）的左端转动连接；手腕回转轴（７）的顶部与第四锥齿轮（６）固定连接；　　第一锥齿轮（２）与支架（１）固定连接；第二锥齿轮（３）与传动轴（４）的右端固定连接、并与第一锥齿轮（２）啮合连接；第三锥齿轮（５）与传动轴（４）的左端固定连接、并与第四锥齿轮（６）啮合连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛立民，邹剑，杨琳，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]