技术领域
[0001] 本实用新型
实施例涉及机器人领域，更具体地说，涉及一种
机器人手腕。
背景技术
[0002]
工业机器人是现代制造业中的一种重要的自动化装备，已经被广泛应用在CNC(Computerized Numerical Control,
计算机数控技术)上下料、手机壳打磨、金属打磨等应用领域，以工业机器人为核心的制造装备的需求日益加大。而在六轴
机器人本体的设计过程中，机器人的手腕部分的设计要求较严格，其作用主要为调节并改变
工件的方位，以使
末端执行器适应规定动作要求。
[0003] 目前，现有的机器人手腕一般采用锥
齿轮传动结构将六轴驱动
电机的
扭矩传递到六轴减速机，并通过六轴减速机实现转矩的输出；但由于零件误差及安装操作空间的限制，上述
锥齿轮传动结构往往无法使锥齿轮很好的
啮合，导致在高速运转时产生较大噪音，从而造成齿轮的磨损并缩短其使用寿命，
稳定性和可靠性不足，且降低传动的
精度和效率；并且，装配难度较大，且不利于调试和维护操作，操作可行性差。实用新型内容
[0004] 本实用新型实施例针对上述机器人手腕的锥
齿轮传动结构无法很好啮合，高速运转时产生较大噪音，容易造成磨损影响使用寿命以及装配难度较大，不利于调试和维护操作，操作可行性差的问题，提供一种新的机器人手腕。
[0005] 本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种机器人手腕，包括腕部壳体、第一调整件和六轴输入组件，其中：所述腕部壳体内具有传动腔，所述腕部壳体上设有与所述传动腔连通的第一安装孔位，所述第一安装孔位内具有垂直于所述第一安装孔位的轴向的第一安装面；所述六轴输入组件设有第二安装面以及位于所述第二安装面内侧的输入齿轮，所述六轴输入组件以所述输入齿轮插入到所述传动腔、所述第二安装面与所述第一安装面相对的方式安装固定到所述第一安装孔位；所述第一调整件位于所述第二安装面与第一安装面之间，并通过调整所述第一调整件的厚度调整所述输入齿轮在所述传动腔内的
位置。
[0006] 优选地，所述机器人手腕还包括第二调整件和六轴输出组件，所述腕部壳体上设有与所述传动腔连通的第二安装孔位，所述第二安装孔位的中
心轴与所述第一安装孔位的中心轴垂直，且所述第二安装孔位内具有垂直于所述第二安装孔位的轴向的第三安装面；所述六轴输出组件设有第四安装面以及位于所述第四安装面内侧的输出齿轮，且所述六轴输出组件以所述输出齿轮插入所述传动腔、所述第四安装面与所述第三安装面相对的方式安装固定到所述第二安装孔位；所述第二调整件位于所述第四安装面与第三安装面之间，并通过调整所述第二调整件的厚度调整所述输出齿轮在所述传动腔内的位置。
[0007] 优选地，所述第二安装面由环绕所述六轴输入组件的外周的第一安装环构成，且所述第一安装环上具有多个第一安装孔；所述第一调整件由与所述第一安装环的形状和尺寸匹配的第一环形
垫片构成，且所述第一环形垫片上具有多个第二安装孔；所述六轴输入组件由依次穿过所述第一安装孔、第二安装孔并
锁紧到第一安装面的螺钉安装固定到所述腕部壳体的第一安装孔位。
[0008] 优选地，所述第四安装面由环绕所述六轴输出组件的外周的第二安装环构成，且所述第二安装环上具有多个第三安装孔；所述第二调整件由与所述第二安装环的形状和尺寸匹配的第二环形垫片，且所述第二环形垫片上具有多个第四安装孔；所述六轴输出组件由依次穿过所述第三安装孔、第四安装孔并锁紧到第三安装面的螺钉安装固定到所述腕部壳体的第二安装孔位。
[0009] 优选地，所述六轴输入组件为集成一体的独立装配体，所述六轴输入组件包括
输入轴，所述输入齿轮位于所述输入轴插入到所述传动腔的一端，且所述输入齿轮通过平键卡接的配合方式与所述输入轴同步运转；
[0010] 所述六轴输出组件为集成一体的独立装配体，所述六轴输出组件包括
输出轴，所述输出齿轮位于所述输出轴插入到所述传动腔的一端，且所述输出齿轮通过平键卡接的配合方式与所述输出轴同步运转。
[0011] 优选地，所述机器人手腕还包括六轴减速机和弹性件，其中：所述六轴减速机包括第一波发生器和封闭在所述第一波发生器内孔的一端的
固定板，所述弹性件装设在所述第一波发生器的内孔中，且所述腕部壳体具有用于安装所述六轴减速机的安装位；
[0012] 在所述六轴减速机装配到所述腕部壳体时，所述六轴输出组件的输出轴的第二端套设到所述第一波发生器的内孔，且所述输出轴由依次穿过所述固定板和弹性件并
螺纹连接到所述输出轴的第二端端面的调节
螺栓与所述固定板沿轴向连接。
[0013] 优选地，所述机器人手腕还包括五轴减速机和五轴输入组件，其中，所述五轴输出组件的主体部分和五轴减速机分别安装固定在前臂上，且所述五轴输出组件的输出端连接固定到所述五轴减速机的输入端并驱动所述五轴减速机转动；
[0014] 所述腕部壳体背向所述第一安装孔位的一侧具有与所述传动腔不连通的驱动安装位，且所述五轴减速机的输出端连接固定到所述驱动安装位。
[0015] 优选地，所述五轴输入组件还包括
驱动轴、
轴承和
波形弹簧，所述轴承的
外圈安装固定到所述驱动安装位的内侧，所述波形弹簧以第一端抵靠到所述驱动安装位、第二端抵靠到所述
轴承内圈的方式
定位在所述驱动安装位上，且所述波形弹簧发生沿轴向的弹性形变；
[0016] 所述五轴减速机包括第二波发生器，所述驱动轴安装固定在所述第二波发生器上，且所述驱动轴的第一端连接并抵靠到所述轴承的内圈、第二端依次穿过所述第二波发生器的内孔和五轴输出组件的主体部分后定位到所述前臂的外侧。
[0017] 优选地，所述前臂包括第一侧板和第二侧板，且所述第一侧板和第二侧板呈U形分布；所述腕部壳体安装在所述第一侧板和第二侧板之间，所述五轴减速机和五轴输出组件分别安装固定在所述第一侧板上，且所述五轴减速机位于所述腕部壳体与所述第一侧板之间；
[0018] 所述第二侧板具有第三安装孔位，所述六轴输入组件的输入轴第二端穿过所述第三安装孔位并定位在所述前臂外侧；所述机器人手腕还包括六轴
驱动电机和
同步带轮构件，所述六轴驱动电机安装固定在所述前臂上，所述同步带轮构件同步连接所述六轴驱动电机的输出轴和所述六轴输入组件的输入轴的第二端，并由所述六轴驱动电机同步驱动所述六轴输入组件的输入轴旋转。
[0019] 优选地，所述腕部壳体的上表面和下表面分别具有通过油塞密封的注油口，且每一所述注油口连通所述传动腔。
[0020] 本实用新型实施例的机器人手腕具有以下有益效果：通过设置第一调整件，并通过调整第一调整件的厚度来调整输入齿轮的位置，操作方便快捷，且有利于齿轮传动结构的啮合装配，避免因装配问题产生噪音，保护齿轮传动结构并延长其使用寿命，传动效率高。并且，还通过设置第二调整件，并通过调整第二调整件的厚度来调整输出齿轮的位置，配合第一调整件由两个方向进行调节使输入齿轮和输出齿轮高效啮合，操作可行性更高，且有利于安装和维护，结构简单实用，稳定性和可靠性高。
[0021] 此外，本实用新型实施例的机器人手腕还通过设置调节螺栓和弹性件，并使调节螺栓沿轴向连接输出轴的端面，可借助调节螺栓调节输出轴，进而对输出齿轮进行轴向方向的微调，有利于提高安装和调试的方便性，提高工作效率。
附图说明
[0022] 图1是本实用新型实施例提供的机器人手腕局部剖面的结构示意图；
[0023] 图2是本实用新型实施例提供的机器人手腕的结构示意图；
[0024] 图3是本实用新型实施例提供的机器人手腕整体剖面的结构示意图。
具体实施方式
[0025] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026] 如图1所示，是本实用新型实施例提供的机器人手腕局部剖面的结构示意图，该机器人手腕可应用于机器人领域，特别是方便安装操作的机器人手腕中。结合图2所示，本实施例中的机器人手腕包括腕部壳体1、第一调整件20和六轴输入组件21，其中：腕部壳体1内具有传动腔11，且腕部壳体1上设有与该传动腔11连通的第一安装孔位，而第一安装孔位内具有垂直于该第一安装孔位的轴向的第一安装面；另外，六轴输入组件21设有第二安装面以及位于第二安装面内侧的输入齿轮211(输入齿轮211为锥齿轮，且突出于六轴输入组件21的第二安装面)，六轴输入组件21以输入齿轮211插入到传动腔11、第二安装面与第一安装孔的第一安装面相对的方式安装固定到第一安装孔位；并且，第一调整件20位于第二安装面与第一安装面之间，这时，可通过调整第一调整件20的厚度，以此调整输入齿轮211在传动腔11内的位置。在实际应用中，第一调整件20可为由金属材料一体制成的垫片，在装配时，可直接对第一调整件20进行打磨，从而调整第一调整件20的厚度。
[0027] 上述机器人手腕通过设置第一调整件20，并通过调整第一调整件20的厚度来调整输入齿轮211的位置，操作方便快捷，且有利于齿轮传动结构的啮合装配，装配精度高，并可避免因装配问题而产生噪音，保护输入齿轮211并延长其使用寿命，提高传动效率。
[0028] 进一步的，机器人手腕还包括第二调整件30(可由金属材料一体制成)和六轴输出组件31，腕部壳体1上设有与传动腔11连通的第二安装孔位，且第二安装孔位内具有垂直于第二安装孔位的轴向的第三安装面，并且第二安装孔位的中心轴与第一安装孔位的中心轴垂直，即第一安装面与第三安装面的中心轴相互垂直并相交，通过优化结构设计，使结构更加合理，有利于六轴输入组件21与六轴输出组件31的传动配合。
[0029] 另外地，六轴输出组件31设有第四安装面以及位于该第四安装面内侧的输出齿轮311(输出齿轮311为锥齿轮，并突出于六轴输出组件31的第二安装面，且输出齿轮311与输入齿轮211相匹配)，并且，六轴输出组件31以输出齿轮311插入传动腔11、第四安装面与第二安装孔的第三安装面相对的方式安装固定到第二安装孔位；对应地，第二调整件30位于第四安装面与第三安装面之间，即可通过调整第二调整件30的厚度，从而调整输出齿轮311在传动腔11内的位置。
[0030] 上述机器人手腕通过设置第二调整件30，并通过调整第二调整件30的厚度来调整输出齿轮311的位置，有利于与第一调整件20配合，由相互垂直的两个方向对六轴输入组件21和六轴输出组件31的位置进行调整，进而调整输入齿轮211和输出齿轮311并定位到最佳的啮合位置，有利于输入齿轮211与输出齿轮311的高效装配，且操作可行性高。区别于现有机器人手腕通过直接安装的固定结构而导致安装维护困难且存在较多影响因素，例如：当零部件之间累计较大加工及装配误差时，齿轮间无法啮合而需要拆卸零部件进行返工，装配效率低且操作可行性差；相反地，本实施例的机器人手腕通过设置第一调整件20和第二调整件30，可使输入齿轮211和输出齿轮311高效啮合，且可避免因误差造成无法装配的问题，可有效降低部分零部件的加工精度，减少制作成本，并且操作可行性更高，可提高安装和维护效率，结构简单实用，稳定性和可靠性高。
[0031] 并且，本实施例的机器人手腕的装配操作流程简单，可行性高。具体地，在装配前可先通过计算并测量出第一安装面和第三安装面到传动腔11内输入齿轮211与输出齿轮311啮合位置的距离，再分别测量输入齿轮211和输出齿轮311上的啮合位置分别到六轴输入组件21的第二安装面和六轴输出组件31的第四安装面的距离，然后通过计算获取第一调整件20和第二调整件30的厚度参数，最后将第一调整件20和第二调整件30按计算获取的厚度参数进行打磨并完成装配，操作简单快捷，在保证装配精度的同时提高装配效率，实用性高。
[0032] 当然，在实际应用中，上述输入齿轮211和输出齿轮311的位置也可通过其他调整结构进行调整；比如，可在第二安装面上设置多个工艺
螺纹孔，通过在每一个工艺螺纹孔安装螺钉，在六轴输入组件21以第二安装面面向第一安装面安装固定到第一安装孔位时，可使每一个螺钉的螺杆自由端突出第二安装面并抵靠到第一安装面，然后通过调节螺杆突出第二安装面的距离调整六轴输入组件21的位置，进而调整输入齿轮211在传动腔11的位置，结构简单，但这将影响并降低零部件间连接的稳定性。
[0033] 具体地，第二安装面由环绕六轴输入组件21的外周的第一安装环212构成，且第一安装环212上具有多个第一安装孔；并且，第一调整件20由与第一安装环212的形状和尺寸匹配的第一环形垫片构成，且第一环形垫片上具有多个第二安装孔；六轴输入组件21由依次穿过第一安装孔、第二安装孔并锁紧到第一安装面的螺钉安装固定到腕部壳体1的第一安装孔位，通过对第一调整件20进行整体厚度打磨，便于安装操作，结构简单实用。
[0034] 当然，在实际应用中，第一调整件20可由多个独立小型垫片构成，且在小型垫片上设置与第一安装孔对应的通孔，并将多
块小型垫片分别垫接到第一调整件20的多个第一安装孔的对应位置上，由此调整第一安装面与第三安装面之间的位置距离，但这将大大增加操作的复杂程度。
[0035] 对应地，第四安装面由环绕六轴输出组件31的外周的第二安装环312构成，且第二安装环312上具有多个第三安装孔；并且，第二调整件30由与第二安装环312的形状和尺寸匹配的第二环形垫片构成，且第二环形垫片上具有多个第四安装孔；六轴输出组件31由依次穿过第三安装孔、第四安装孔并锁紧到第三安装面的螺钉安装固定到腕部壳体1的第二安装孔位。同样地，在实际应用中，第二调整件30也可由多个独立的小型垫片构成。
[0036] 为提高操作方便性，将六轴输入组件21集成为独立装配体，即是将六轴输入组件21模块化，可在安装维护时，将六轴输入组件21一体拆卸，优化操作步骤，安装维护方便快捷；另外，六轴输入组件21包括输入轴213，而输入齿轮211位于输入轴213插入到传动腔11的一端，且输入齿轮211通过平键卡接的配合方式与输入轴213同步运转，配合结构简单可靠，便于输入齿轮211的拆卸及维护更换；且在装配精度有较高要求的需求下，还可在平键卡接的对应位置上设置螺纹孔，通过机米螺丝安装到螺纹孔顶压并固定平键，可使配合更加牢固可靠。
[0037] 同样地，可将六轴输出组件31集成为独立装配体，并将六轴输出组件31进行模块化；另外，六轴输出组件31设有输出轴313，且输出齿轮311位于输出轴313插入到传动腔11的一端，该输出齿轮311通过平键卡接的配合方式与输出轴313同步运转；结构稳定可靠，便于安装和维护拆卸，提高工作效率。
[0038] 上述机器人手腕还包括六轴减速机41(为谐波传动减速机)和弹性件42(由两个波形弹簧以相对的方式配合构成)，其中：六轴减速机41包括第一波发生器411和封闭在第一波发生器411内孔的一端的固定板412，弹性件42装设在第一波发生器411的内孔中，且腕部壳体1具有用于安装六轴减速机41的安装位(该安装位位于第二安装孔位的外侧，且该安装位于第三安装面平行)。
[0039] 进一步地，在六轴减速机41装配到腕部壳体1时，六轴输出组件31的输出轴313的第二端套设到第一波发生器411的内孔(输出轴313的第二端由内孔背向所述固定板411的一侧插入)，且输出轴313由依次穿过固定板411和弹性件42并
螺纹连接到输出轴313的第二端端面的调节螺栓43(调整螺栓43的螺帽部分抵靠在固定板背向螺孔的另一侧表面)与固定板411沿轴向连接。通过采用弹性件42配合调节螺栓43，可在固定输出轴313的同时，还能够通过调节螺栓43对输出轴313进行轴向上的微调，进而对输出齿轮311进行位置上的微调，便于维护调节，特别在输入齿轮211与输出齿轮311存在较小配合间隙时，无需拆卸六轴输出组件31和调整第二调整件30，实用性高。
[0040] 结合图3所示，机器人手腕还包括前臂5、五轴减速机6(为谐波传动减速机)和五轴输入组件7，其中，五轴输出组件7的主体部分和五轴减速机6分别安装固定在前臂5上，且五轴输出组件7的输出端连接固定到五轴减速机6的输入端并驱动五轴减速机6转动；具体地，腕部壳体1背向第一安装孔位的一侧具有与传动腔11不连通的驱动安装位，且五轴减速机6的输出端连接固定到腕部壳体1的驱动安装位上。通过设置与传动腔11不连通的驱动安装位，采用分腔结构的方式将五轴减速机6与传动腔11分隔开，可避免在拆卸时产生腔体间的油液污染，保证各独立腔体内
润滑油的润滑效果。
[0041] 此外，五轴输入组件7还包括驱动轴71、轴承72和波形弹簧73，且在五轴减速机6的输出端装配到驱动安装位时，五轴减速机6与驱动安装位连接处形成空腔，而轴承72以外圈安装固定到驱动安装位的内侧位于该空腔中；并且，波形弹簧73以第一端抵靠到腕部壳体1的驱动安装位、第二端抵靠到轴承72内圈的方式定位在该驱动安装位上，且波形弹簧73发生沿轴向的弹性形变，使轴承72的内圈朝远离波形弹簧73的方向张紧设置。
[0042] 进一步地，五轴减速机6包括第二波发生器61，而上述驱动轴71安装固定在五轴减速机6的第二波发生器61上，且驱动轴71的第一端(即紧邻腕部壳体1的一端)具有台阶结构，其中，驱动轴71的第一端连接到轴承72的内孔，且驱动轴71的第一端的台阶面抵靠在轴承72的内圈的侧面；由此，可通过波形弹簧73抵靠并
挤压轴承72内圈，再由轴承72的内圈限位驱动轴71的第一端，可有效防止驱动轴71沿轴向窜动，避免驱动轴71窜动并影响第二波发生器61在五轴减速机6中的传动配合，有利于提高传动精度及传动效率。
[0043] 另外地，上述驱动轴72的第二端依次穿过第二波发生器61的内孔和五轴输出组件7的主体部分，最后将驱动轴72的第二端定位到前臂5的外侧；具体地，可在前臂5上设置用于驱动上述驱动轴72的五轴驱动电机，并通过设置传动构件连接五轴驱动电机的输出轴和驱动轴72的第二端，实现同步驱动并将五轴驱动电机的扭矩传递到五轴减速机6.[0044] 特别地，前臂5包括第一侧板51和第二侧板52，且第一侧板51和第二侧板52呈U形分布；腕部壳体1安装在第一侧板51和第二侧板52之间，五轴减速机6和五轴输出组件7分别安装固定在第一侧板51上，且五轴减速机6位于腕部壳体1与第一侧板51之间。
[0045] 并且，第二侧板52具有第三安装孔位，六轴输入组件21的输入轴213的第二端穿过第三安装孔位，然后定位到前臂1的外侧；另外，机器人手腕还包括六轴驱动电机和同步带轮构件8，该六轴驱动电机安装固定在前臂5上，且同步带轮构件8同步连接六轴驱动电机的输出轴和六轴输入组件21的输入轴213的第二端，并由六轴驱动电机同步驱动六轴输入组件21的输入轴213旋转；从而将六轴驱动电机的输出扭矩间接传递到六轴减速机41。在实际应用中，可在第三安装孔位设置轴承构件，然后使六轴输入组件21的主体套设到该轴承构件的内孔，有利于提高腕部壳体1的连接强度，提高稳定性和可靠性。
[0046] 此外，腕部壳体1的上表面和下表面分别具有通过油塞密封的注油口12，且每一注油口12连通传动腔11，便于为传动腔11内的输入齿轮211和输出齿轮311增加或更换润滑油，操作方便快捷，进一步提高维护效率。
[0047] 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以
权利要求的保护范围为准。
