[發(fā)明專利]機(jī)器人滾珠式蝸輪減速關(guān)節(jié)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310176923.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN103213141A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉恒;王鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萊蕪精瑞模具有限公司
• 主分類號(hào): B25J17/00
• 分類號(hào): B25J17/00;F16H1/16;F16H55/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)器人減速關(guān)節(jié)的改進(jìn)，具體地說是一種機(jī)器人滾珠式蝸輪減速關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人已廣泛用于重工、機(jī)械、礦山、電子等領(lǐng)域，其中機(jī)器人的關(guān)節(jié)是一個(gè)最重要、最基礎(chǔ)、最復(fù)雜的部件，它起著轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)向、升降、伸縮等多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)功能。目前，機(jī)器人關(guān)節(jié)主要有兩種：一種是電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)裝置定位精度高，剛性好，承載能力強(qiáng)，但存在輸出力矩小、摩擦力大、動(dòng)作平滑性差的缺點(diǎn)，同時(shí)，主要依賴進(jìn)口，價(jià)格高、進(jìn)貨周期長；另一種是采用人工肌肉驅(qū)動(dòng)，以拉伸鋼纜傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)裝置柔順性好、動(dòng)作平滑、響應(yīng)快，但存在只是單向驅(qū)動(dòng)的不足。機(jī)器人關(guān)節(jié)根據(jù)部位的不同，其結(jié)構(gòu)也不同，針對(duì)不同部位的關(guān)節(jié)，要單獨(dú)設(shè)計(jì)。本發(fā)明側(cè)重于具有搬運(yùn)功能的機(jī)器人的腰部關(guān)節(jié)。具有搬運(yùn)功能的機(jī)器人的腰部關(guān)節(jié)，其結(jié)構(gòu)包括：回轉(zhuǎn)機(jī)架、支撐機(jī)械臂、沿垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的主關(guān)節(jié)和機(jī)械臂前后擺動(dòng)的第一副關(guān)節(jié)、控制抓橫臂運(yùn)動(dòng)的第二副關(guān)節(jié)，主關(guān)節(jié)和副關(guān)節(jié)均為齒輪傳動(dòng)，安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)架上，傳輸線纜有的布設(shè)在減速機(jī)構(gòu)外側(cè)。這種具有搬運(yùn)功能的機(jī)器人的腰部關(guān)節(jié)的不足在于：一是由于仍采用齒輪傳動(dòng)，所以輸出力矩小、摩擦力大、動(dòng)作平滑性差、沒有自鎖功能、電機(jī)需加抱閘防自轉(zhuǎn)；二是由于傳輸線纜有的布設(shè)在減速機(jī)外側(cè)，所以結(jié)構(gòu)不緊湊，使用不方便。通過檢索可知，目前尚未見既具有齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有摩擦力小、動(dòng)作平滑性好、具有自鎖功能、且將傳輸線纜從減速關(guān)節(jié)中心穿過、結(jié)構(gòu)簡單、安裝操作方便的具有搬運(yùn)功能的機(jī)器人腰部關(guān)節(jié)的報(bào)導(dǎo)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種既具有齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有摩擦力小、動(dòng)作平滑性好、具有自鎖功能、且傳輸線纜從減速關(guān)節(jié)中心穿過、結(jié)構(gòu)簡單、安裝操作方便的機(jī)器人滾珠式蝸輪減速關(guān)節(jié)。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：該機(jī)器人滾珠式蝸輪減速關(guān)節(jié)，包括主減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一副減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二副減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤和支撐機(jī)械臂以及傳輸線纜，第一副減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二副減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上，其特征在于：所述的主減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸端連接上主滾珠式蝸輪減速傳動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)盤通過連接螺栓與主滾珠式蝸輪減速傳動(dòng)裝置的蝸輪上口固定連接；所述的第二副減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸端連接上第二副滾珠式蝸輪減速傳動(dòng)裝置，第二副滾珠式蝸輪減速傳動(dòng)裝置的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)法蘭與支撐機(jī)械臂的底端固定連接；所述的第一副減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸端連接上第一副滾珠式蝸輪減速傳動(dòng)裝置，第一副滾珠式蝸輪減速傳動(dòng)裝置的內(nèi)側(cè)“N”形拐柄通過銷軸與連桿的底端連接，連桿的上端與抓手臂的后端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿處在支撐機(jī)械臂的后側(cè)；抓手口水平控制拉桿的底端與固定在第二副滾珠式蝸輪減速傳動(dòng)裝置外壁上的三角拐板活動(dòng)連接，通過抓手口水平控制拉桿實(shí)現(xiàn)抓手口的始終水平。

本發(fā)明還通過如下措施實(shí)施：所述的主滾珠式蝸輪減速傳動(dòng)裝置，包括蝸桿和蝸輪，蝸桿與蝸輪相觸及的一段為弧度配合段，通過弧度配合段可增加力的傳動(dòng)面積；在蝸桿的弧度配合段上設(shè)有滾珠螺槽，在滾珠螺槽內(nèi)設(shè)有連續(xù)排列的、直徑相同的滾珠，滾珠螺槽與蝸輪上的齒槽對(duì)合構(gòu)成滾珠的滾動(dòng)通道；在蝸桿的滾珠螺槽的終止端設(shè)有滾珠回落孔，在蝸桿的弧度配合段內(nèi)設(shè)有內(nèi)回珠通道，滾珠回落孔通過弧度過度通道與內(nèi)回珠通道相連通，在滾珠回落孔的口部設(shè)有滾珠回滾導(dǎo)向條；在滾珠螺槽的起始端設(shè)有滾珠往返孔，滾珠往返孔通過弧度過度通道與內(nèi)回珠通道的往返端相連通，同時(shí)，滾珠往返孔與滾珠螺槽的起始端口相對(duì)應(yīng)，在滾珠往返孔的口部設(shè)有滾珠導(dǎo)入螺槽導(dǎo)向條；在蝸桿的弧度配合段的外側(cè)設(shè)有滾珠保護(hù)套，在滾珠保護(hù)套的一側(cè)設(shè)有與蝸輪的保護(hù)外殼固定的卡入口，在滾珠保護(hù)套的端壁上設(shè)有蝸桿安裝槽；所述的蝸輪為環(huán)狀，套裝在固定環(huán)上，在固定環(huán)的外壁和蝸輪的內(nèi)壁之間設(shè)有交叉滾子軸承，固定環(huán)的中心為軸向通孔，固定環(huán)通過固定螺栓與底板固定；在蝸桿的一端還設(shè)有與主減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接的的電機(jī)軸安裝孔。

所述的滾珠螺槽設(shè)有4-8環(huán)；蝸桿與蝸輪相觸及的一段為弧度配合段或直桿配合段中的一種。

所述的滾珠回滾導(dǎo)向條纏繞在蝸桿上的滾珠螺槽內(nèi)，一端為固定端，另一端為導(dǎo)向端，固定端插入蝸桿的徑向盲孔內(nèi)，導(dǎo)向端擋在滾珠回落孔的口沿后側(cè)；所述的滾珠導(dǎo)入螺槽導(dǎo)向條的結(jié)構(gòu)與滾珠回滾導(dǎo)向條的結(jié)構(gòu)相同，方向相反。

所述的內(nèi)回珠通道通過電火花旋轉(zhuǎn)加工而成。