[发明专利]工业机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种具有依次连接的多个手腕单元的工业机器人。

背景技术

工业机器人通常具备：可绕第一轴线转动地设置的第一手腕单元，该第一手腕单元的前端一侧形成一个叉形结构；可转动地设置在该叉形结构的两侧部之间的第二手腕单元；以及在该第二手腕单元的前端一侧，可转动地设置的第三手腕单元。第三手腕单元作为工业机器人的末端轴，如六轴工业机器人的第六轴，可用于装设夹具、切削工具及探测器等末端执行器以执行各种任务。上述第一及第三手腕单元的旋转轴线通常分别与第二手腕单元的旋转轴线正交，因此，第三手腕单元及末端执行器在跟随第二手腕单元转动的过程中易碰触第一手腕单元，使第二手腕单元的旋转角度受到限制，不能绕其旋转轴线全方位转动。

另外，第一手腕单元的叉形结构处设有第一电机以及第一减速组件，第一减速组件用于减速第一电机转速且驱动第二手腕单元；第二手腕单元的前端一侧设有第二电机以及第二减速组件，第二减速组件用于减速第二电机转速且驱动第三手腕单元。上述结构增加了手腕单元的体积及占用的空间，不利于工业机器人在较狭小操作空间中的应用。并且，第二手腕单元及第三手腕单元重量较重，从而惯性矩变大，给提高控制的准确性及快速性造成困难。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种结构紧凑、占用空间较小的工业机器人，该工业机器人的与位于其末端的手腕单元相连的手腕单元可作全方位转动。

一种工业机器人，包括可绕第一轴线转动的第一手腕单元、可绕第二轴线转动且被第一手腕单元支撑的第二手腕单元、可绕第三轴线转动且被第二手腕单元支撑的第三手腕单元、驱动该第二手腕单元的第一电机及第一传动链、驱动该第三手腕单元的第二电机及第二传动链以及控制该第一电机及第二电机分别动作的控制装置。第三手腕单元为该工业机器人的最终轴，该第一轴线、第二轴线及第三轴线相交于一交点。该第二轴线与第三轴线的夹角大于0度小于90度；该第一传动链包括第一锥齿轮组，该第一锥齿轮组的其中一个锥齿轮相对于该第二手腕单元固定；该第二传动链包括与该第二手腕单元转动连接的中间轴及沿中间轴的旋转轴线间隔设置的第二锥齿轮组及第三锥齿轮组，该第三锥齿轮组的其中一个锥齿轮相对于该第三手腕单元固定，并且该中间轴的旋转轴线通过该交点且与第二轴线正交。

由于第二轴线与第三轴线的夹角大于0度小于90度，即第二轴线与第三轴线斜交，第三手腕单元在跟随第二手腕单元转动时可避免与第一手腕单元相交，从而第二手腕单元绕第二轴线的转动角度可不受限制、作全方位的转动。另外，通过配置第一至第三锥齿轮组及中间轴，可将第一电机及第二电机的动力传递至第二手腕单元及第三手腕单元，并可减小第二手腕单元及第三手腕单元沿各自旋转轴向的尺寸，使工业机器人结构紧凑，占用空间减小，可实现手腕单元的小型化，使工业机器人可在更狭窄的作业空间内与周围物体无干涉地进行作业。

附图说明

图1是简略表示本发明实施例的工业机器人的侧视图。

图2是图1所示的机器人的手腕结构的立体组装图，图中省略了电机及设于电机输出端的齿轮组。

图3是图2所示手腕结构沿III III方向的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的工业机器人作进一步的详细说明，并以六轴工业机器人为例进行说明。

图1所示为本发明实施方式的工业机器人100的简略示意图。机器人100为六轴工业机器人，其包括基座11、可转动地设置于基座11的机架12、可转动地设置于机架12一端的大臂13、与大臂13可转动连接的连接手腕14、依次可转动连接的第一至第三手腕单元15、16、18以及控制装置19。其中，第一手腕单元15与连接手腕14可转动连接，第三手腕单元18作为工业机器人100的末端轴，可用于装设夹具、刀具或者探测仪器等末端执行器。控制装置19用于产生控制指令，以控制各驱动装置，如电机等动作，使工业机器人100得到预设的位置及姿势。

第一至第三手腕单元15、16、18可分别绕第一至第三轴线A、B、C旋转。第一至第三轴线A、B、C相交于一个交点D，且第二轴线B与第三轴线C斜交，换言之，第二轴线B与第三轴线C的夹角θ大于0度小于90度。第二轴线B可与第一轴线A正交，也可与第一轴线A斜交，换言之，第二轴线B与第一轴线A之间的夹角β可为90度，也可大于0度小于90度。具体在本实施方式中，夹角θ、β均为45度。机架12、大臂13及连接手腕14也可分别绕轴线121、131、141旋转。