[实用新型]一种基于空心轴传动的三自由度机器人手腕关节机构

权利要求书

1.一种基于空心轴传动的三自由度机器人手腕关节机构，包括手腕基座(42)、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构和外接法兰(20)，其特征在于：所述第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构按照从左至右的顺序依次安装在手腕基座(42)内，所述外接法兰(20)安装在第三传动机构上，所述第一传动机构具有第一转轴线(Z1)，所述第二传动机构具有第三转轴线(Z3)，所述第三传动机构具有第二转轴线(Z2)，所述第一转轴线(Z1)、第二转轴线(Z2)、第三转轴线(Z3)彼此相互垂直；

所述第一传动机构包括第一空心轴(38)、第一实心轴(39)、第一圆锥齿轮(40)、第二圆锥齿轮(41)、第三圆锥齿轮(43)、第四圆锥齿轮(46)和第五圆锥齿轮(49)，所述第一空心轴(38)、第一实心轴(39)的轴线与第一转轴线(Z1)重合，且第一空心轴(38)、第一实心轴(39)布置在手腕基座(42)的左部内腔中，所述第一空心轴(38)的外侧与手腕基座(42)的左部内腔间通过轴承相连，所述第一空心轴(38)、第一实心轴(39)之间通过轴承相连，所述第一圆锥齿轮(40)、第二圆锥齿轮(41)分别对应安装在第一实心轴(39)的下端、第一空心轴(38)的下端，所述第三圆锥齿轮(43)、第四圆锥齿轮(46)和第五圆锥齿轮(49)分别对应安装在手腕基座(42)的左部上端、第一空心轴(38)的上端、第一实心轴(39)的上端；

所述第二传动机构包括手腕支撑体(1)、滚动轴承一(2)、轴向套筒一(3)、滚动轴承二(4)、第二空心轴(5)、第六圆锥齿轮(6)、滚动轴承三(7)、内圈弹性挡圈一(8)、第七圆锥齿轮(37)、第八圆锥齿轮(32)、滚动轴承四(33)、内圈弹性挡圈二(34)、第二实心轴(35)和第九圆锥齿轮(36)，所述手腕支撑体(1)与手腕基座(42)固连，所述第二空心轴(5)、第二实心轴(35)的轴线与第三转轴线(Z3)重合，所述第二空心轴(5)与手腕支撑体(1)通过滚动轴承一(2)、滚动轴承二(4)转动连接，所述轴向套筒一(3)套装在第二空心轴(5)的中部，且轴向套筒一(3)位于滚动轴承一(2)、滚动轴承二(4)之间，所述第六圆锥齿轮(6)、第八圆锥齿轮(32)分别对应固定在第二空心轴(5)的右端、左端，所述第九圆锥齿轮(36)、第七圆锥齿轮(37)分别对应固定在第二实心轴(35)的左端、右端，所述第六圆锥齿轮(6)与第七圆锥齿轮(37)之间通过滚动轴承三(7)转动连接，且所述滚动轴承三(7)通过内圈弹性挡圈一(8)定位在第六圆锥齿轮(6)上，所述第九圆锥齿轮(36)与第八圆锥齿轮(32)之间通过滚动轴承四(33)转动连接，所述滚动轴承四(33)通过内圈弹性挡圈二(34)定位在第八圆锥齿轮(32)上，所述第九圆锥齿轮(36)与第一圆锥齿轮(40)相啮合，所述第八圆锥齿轮(32)与第二圆锥齿轮(41)相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种基于空心轴传动的三自由度机器人手腕关节机构，其特征在于：所述第三传动机构包括第十圆锥齿轮(9)、端盖一(10)、滚动轴承五(11)、外弹性挡圈(12)、弹性垫圈(13)、螺母(14)、第一密封板(15)、密封圈(16)、滚动轴承六(17)、摆动壳体(18)、作业主轴(19)、轴向套筒二(21)、滚动轴承七(22)、端盖面板(23)、第二密封板(24)、第十一圆锥齿轮(25)、滚动轴承八(26)、内圈弹性挡圈(27)、轴向套筒三(28)、滚动轴承九(29)、端盖二(30)和传动轴(31)，所述传动轴(31)的轴线与第二转轴线(Z2)重合，所述传动轴(31)的一端与手腕支撑体(1)之间通过滚动轴承九(29)转动连接，所述内圈弹性挡圈(27)空套在传动轴(31)上，所述滚动轴承九(29)通过端盖二(30)和轴向套筒三(28)定位在传动轴(31)上，所述端盖二(30)与手腕支撑体(1)间固连，所述第十一圆锥齿轮(25)、密封圈(16)、滚动轴承六(17)、摆动壳体(18)、第一密封板(15)分布在传动轴(31)上，所述第十一圆锥齿轮(25)通过滚动轴承八(26)与传动轴(31)转动连接，所述滚动轴承八(26)通过内圈弹性挡圈(27)定位在第十一圆锥齿轮(25)上，所述第十一圆锥齿轮(25)与第七圆锥齿轮(37)相啮合，所述摆动壳体(18)套装在传动轴(31)上，所述第一密封板(15)包在摆动壳体(18)的外侧，所述第二密封板(24)套装在摆动壳体(18)上，所述第二密封板(24)与手腕支撑体(1)固连，所述第一密封板(15)与传动轴(31)间通过密封圈(16)密封连接，所述第一密封板(15)与手腕支撑体(1)之间固连，所述作业主轴(19)位于摆动壳体(18)内，所述作业主轴(19)的轴线与第三转轴线(Z3)重合，所述作业主轴(19)与摆动壳体(18)间通过滚动轴承六(17)、滚动轴承七(22)转动连接，所述轴向套筒二(21)套装在作业主轴(19)上，所述滚动轴承七(22)通过端盖面板(23)、轴向套筒二(21)定位在作业主轴(19)上，所述端盖面板(23)固定在摆动壳体(18)上，所述作业主轴(19)与外接法兰(20)固连，所述作业主轴(19)与第十一圆锥齿轮(25)间啮合，所述第十圆锥齿轮(9)通过键与传动轴(31)的另一端相连，所述第十圆锥齿轮(9)的轴向通过弹性垫圈(13)、螺母(14)与传动轴(31)的配合实现定位，所述第十圆锥齿轮(9)与第六圆锥齿轮(6)相啮合，所述第十圆锥齿轮(9)与手腕支撑体(1)间通过滚动轴承五(11)转动连接，所述滚动轴承五(11)通过外弹性挡圈(12)、端盖一(10)定位在手腕支撑体(1)上，所述端盖一(10)与手腕支撑体(1)间固连，所述螺母(14)与传动轴(31)间通过螺纹连接。