[發明專利]整體桿端關節軸承及其在delta并聯機械臂上的應用

無效

• 申請號: 201210526932.0
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103016510A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李新;鄒駿宇;許劉兵;吉峰
• 申請（專利權）人: 無錫信捷電氣股份有限公司
• 主分類號: F16C9/04
• 分類號: F16C9/04
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

技術領域

本發明涉及關節軸承技術領域，尤其是整體桿端關節軸承，及其用于delta并聯機械臂上。

背景技術

桿端關節軸承是帶有桿端或裝于桿端的關節軸承，它屬于關節軸承中的一支類。關節軸承是球面滑動軸承，一般是由具有球形滑動面的內、外圈組成，能承受較大的負荷。根據其不同的類型和結構，可以承受徑向負荷、軸向負荷或徑向、軸向同時存在的聯合負荷。關節軸承的球形滑動接觸面積大，傾斜角大，因此，關節軸承廣泛用于速度較低的擺動運動、傾斜運動和旋轉運動，如應用于工程液壓油缸、鍛壓機床、工程機械、自動化設備，汽車減震器，水利機械等行業。

在GB/T9161-2001中對桿端關節軸承有詳細的規定，其容許翻轉角度最大只能達到±15°即在30°內翻轉，在此基礎上的整體型的翻轉角度亦如此，由于翻轉角較小，不能達到翻轉角大于30°的delta并聯機械臂的使用要求，無法應用到delta并聯機械臂上。

而現有的delta并聯機械臂一般是采用內球和半球狀凹槽銜接構成，此結構有兩個缺點：需要專門定制加工，成本上較高；需要添加支承作用力的結構以防止內球和半球狀凹槽相互脫落，目前已有用戶反映此結構的關節鉸鏈的脫落情況。

發明內容

本發明針對不足，提出一種整體桿端關節軸承，其翻轉角大于30°，能滿足delta機械臂的使用要求。同時還提出了采用該整體桿端關節軸承的delta機械臂，成本低，且不易脫落。

為了實現上述發明第一目的，本發明提供以下技術方案：一種整體桿端關節軸承，由帶球形滑動面的內圈和外圈組成，該內圈上的銷軸內球連接處直徑為5.0—6.0mm。

進一步地，該內圈上的銷軸內球連接處直徑為5.4mm。

進一步地，該外圈上的桿端眼寬度設為4.5—5.5mm。

進一步地，該外圈上的桿端眼寬度設為5mm。

為了實現上述發明第二目的，本發明提供以下技術方案：一種delta并聯機械臂，包含上述的整體桿端關節軸承。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：減小內圈上的銷軸內球連接處的直徑，將GB/T9161-2001規定的標準（約8mm）改進加工至5.0—6.0mm，此時整體桿端關節軸承的翻轉角度大于30°，甚至可達到±45°即90°，滿足delta并聯機械臂的結構上的要求。另外將桿端關節軸承進行尺寸改進，增大外圈上的桿端眼寬度，由GB/T9161-2001規定的標準（4mm）改進至4.5—5.5mm，以增大軸承所承受的軸向力。

而使用了本發明的整體桿端關節軸承的delta并聯機械臂，不會出現內球外圈脫落情況，使得delta機械手安全和穩定性能得到提高。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。

如圖1所示的一種整體桿端關節軸承，由帶球形滑動面的內圈2和外圈1組成，該外圈1上的桿端眼11寬度B設為4.5—5.5mm；該內圈2上的銷軸內球連接處21直徑A為5.0—6.0mm。

內圈2為傳統的銷軸和內球連接構成，由于內球與外圈2之間為球形滑動面銜接，內圈2和外圈1之間不易脫離，且可翻轉。

桿端眼11寬度B大于傳統結構的4mm，增加了桿端眼11的厚度，提高了本發明軸承所承受的軸向力；而銷軸內球連接處21直徑A小于傳統結構的8mm，相對增大了外圈1和內圈2之間的翻轉角，即翻轉角大于傳統結構的30°。將內圈2上的銷軸內球連接處21直徑A設為5.4mm，能保證翻轉角為±45°即90°，符合delta并聯機械臂的使用要求。

對采用本發明整體桿端關節軸承的delta并聯機械臂，且其銷軸內球連接處21直徑A為5.4mm，進行疲勞測試，過程如下：

1.負載：0.5kg；

2.機械臂運行動作周期：0.8ms；

3.測試時間：連續24小時×30天；

測試結果：經過約324萬次的周期往復運動后，改進后的整體桿端關節軸承的球面和外圈無裂紋和明顯磨損痕跡，能繼續使用，精度和強度上完全滿足delta機械手的實際使用要求。

本發明整體桿端關節軸承在充分利用了標準桿端軸承的強度特性和耐磨特性的基礎上，使得其翻轉角度能滿足delta機械手的使用要求，在無須高成本特制如現市場上delta機械手上使用的結構的同時并且擁有自己的優點。