[发明专利]一种工业用六轴机器人末端结构

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，特别是涉及一种工业用六轴机器人末端结构。

背景技术

六轴机器人能够自由地在三维空间内进行活动，能够准确快速地进行搬运、焊接、喷涂等大量重复性的工作。在传统的工厂里，搬运、焊接等工作基本上是由人工来完成的，具有劳动强度大、耗时较多、枯燥无味、工作环境恶劣、易造成污染等问题。其次，人工操作的工艺一致性较难达到，质量控制不容易，从而会增加企业的成本。因此，在这些领域中，是极需要机器人准确快速地对物料进行搬运、安装、焊接、喷涂等操作的。

但现有六轴机器人还存在很多不足，主要存在以下缺点：

1.第六轴电机和第五轴电机均安装于小臂前端，增大了六轴机器人末端的自重，使得机器人末端有效负载能力大大降低，且小臂走线繁杂；2.现有技术中小臂结构大多为单体结构，如果需要将第六轴电机和第五轴电机同时安装于小臂结构后端时，电机装配受小臂空间约束，而这种小尺寸电机只能从国外采购，成本较高，通用程度低；3.走线一般直接固定于小臂外部，存在可靠性隐患，线缆裸露在机器人本体外面，冗余杂乱，部分关节动作范围受限，不能很好的保护线缆，另外，有些从内部走线，第五轴、第六轴线缆和末端大电流设备之间存在信号干扰，数据传输不可靠，而且要求第五轴减速机带中空结构，限制了减速机的适用范围；4.现有六轴机器人的手腕部仅有单个第五轴连接部，承载能力有限，机器人末端称重较大的情况下，长期使用后，达不到同轴度要求，精度以及稳定性降低，另一方面，在机器人末端使用的焊枪或是其他工具的走线比较繁杂；5.缺少齿轮消隙处理工序，齿轮传动精度不高，最终导致机器人动作不精准。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业用六轴机器人末端结构，其具有结构紧凑，设计合理的优点，采用本发明工业用六轴机器人末端结构可以扩大第五轴电机、第六轴电机和减速机的适用范围，降低采购成本，内部走线简洁，机器人动作精准，六轴机器人末端有效负载能力大大提高。

为解决现有技术中六轴机器人负载能力差，走线不规范，动作范围以及精准度受限，制造成本高，稳定性差的技术问题，本发明一种工业用六轴机器人末端结构，包括小臂部和手腕部，小臂部包括左小臂梁和右小臂梁，左小臂梁和右小臂梁的后端均与第四轴连接部固定连接，左小臂梁和右小臂梁沿着长度方向的轴线在横向上成平行设置并在纵向上成交叉错开设置，左小臂梁和右小臂梁均为中空结构并在后端部分别安装有第五轴电机和第六轴电机；手腕部包括第六轴连接部，第六轴连接部的左右两侧分别固定有第五轴摆臂和第六轴动力传递管，第五轴摆臂和第六轴动力传递管处于左小臂梁和右小臂梁的前端部之间，第五轴摆臂通过其上端固定设置的左侧第五轴连接部与左小臂梁的前端连接，第六轴动力传递管通过其上端固定设置的右侧第五轴连接部与右小臂梁的前端连接；左小臂梁和第五轴摆臂之间设有第一轮带齿轮组减速机构用于第五轴摆臂的摆动，右小臂梁与第六轴动力传递管之间设有第二轮带齿轮组减速机构用于手腕部的动力输出。

进一步的，本发明工业用六轴机器人末端结构，其中，左小臂梁和第五轴摆臂之间的第一轮带齿轮组减速机构具体为：左小臂梁的前端采用圆弧形并安装有谐波减速机作为第五轴的二级减速，谐波减速机的输入轴上套有左大带轮，第五轴电机的输出轴上套有左小带轮，左大带轮和左小带轮通过皮带连接构成第五轴的一级减速，谐波减速机的输出端和第五轴摆臂固定连接用于驱动第五轴摆臂摆动。

进一步的，本发明工业用六轴机器人末端结构，其中，右小臂梁和第六轴动力传递管之间的第二轮带齿轮组减速机构具体为：右小臂梁的前端采用圆弧形并安装有滚子轴承，滚子轴承中安装有传动轴，传动轴的外端安装有右大带轮，第六轴电机的输出轴上安装有右小带轮，右大带轮和右小带轮通过皮带连接构成第六轴的一级减速，传动轴的内端伸入第六轴动力传递管的内腔中并在内端固定安装有左螺旋圆锥齿轮，第六轴动力传递管内沿轴向通过滚子轴承安装有转向齿轮轴，转向齿轮轴与左螺旋圆锥齿轮对应的一端固定安装有右螺旋圆锥齿轮，转向齿轮轴的另一端设置有传动齿轮；左螺旋圆锥齿轮和右螺旋圆锥齿轮相啮合；第六轴连接部沿轴向通过滚子轴承安装有腕部齿轮轴，腕部齿轮轴上按过盈配合方式安装有手腕输出齿轮，传动齿轮和手腕输出齿轮相啮合构成第六轴的二级减速并用于手腕部的动力输出。

进一步的，本发明工业用六轴机器人末端结构，其中，还包括消隙齿轮，所述消隙齿轮安装于腕部齿轮轴上并和手腕输出齿轮一起与所述传动齿轮相啮合。

进一步的，本发明工业用六轴机器人末端结构，其中，腕部齿轮轴为中空结构。