[發明專利]一種機器人及其大扭矩可旋轉式關節動力裝置

在審

• 申請號: 201610686334.8
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN107756433A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 大連精維液壓技術有限公司
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;F15B15/14;F15B15/20
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 李猛

技術領域

本發明涉及一種機器人，尤其涉及一種使用大扭矩可旋轉式關節動力裝置的機器人。

背景技術

通常的可旋轉式關節動力裝置，即通過動力使得旋轉件沿徑向旋轉，反轉復位時也需要動力。徑向旋轉產生的力可以做為轉動軸的動力源。

專利號為201410395121.0的發明，公開了一種無動力旋轉夾緊器，包括旋轉油缸活塞、油缸缸體、氮氣彈簧、油缸端蓋和壓臂，油缸缸體的內腔活動安裝有旋轉油缸活塞，大端部的上表面且圍繞著活塞桿A放置有若干個氮氣彈簧。此發明利用高壓密封氮氣彈簧推進并通過旋轉油缸活塞的旋轉對工件夾緊，不需要附加外部動力源，靠氮氣彈簧保壓夾緊。其通過旋轉油缸活塞的上下運動以及自身的旋轉導向槽與鋼球滾珠的配合，使得旋轉油缸活塞上下運動的同時也旋轉運動，固定鋼球滾珠的部件是不能上下軸向運動的，也就是說旋轉油缸活塞只能同時做上下軸向運動和旋轉徑向運動。

然而，在可旋轉式關節動力裝置的實際應用中，往往只要求旋轉件沿徑向運行，不允許同時做上下軸向運動。如機器人的關節萬向旋轉軸：隨著機器人技術的不斷進步，工業領域對機器人關節萬向旋轉軸的要求越來越高，其性能也在不斷提高，功能日益完善，如何保證部件流水線的加工質量，關節、保壓能力、抓取力和工作速度的合理匹配是至關重要的。高速和高精度生產線已經基本可以滿足現有零部件加工要求。但是工藝的排序和非標準的特性對工業機器人的要求非常高。機器人的關鍵是重復抓取和重復定位。對萬向旋轉軸可靠性和重復的準確性要求比較高。而且伺服電機帶動萬向旋轉軸造價成本高昂，目前常用的萬向旋轉軸是：伺服電機驅動式。伺服電機驅動不僅要求萬向旋轉軸只能做徑向運動，而且往復運動都需要電力。目前全世界還沒有利用氮氣彈簧等技術生產的復位不需外部動力的萬向旋轉軸。

發明內容

為解決機械手可旋轉式關節動力裝置中，只要求旋轉件沿徑向運行，不允許 同時做上下軸向運動，以及復位無需外界動力等問題，本發明設計了一種采用大扭矩可旋轉式關節動力裝置的機器人。

一種機器人，其轉動關節安裝了大扭矩可旋轉式關節動力裝置。

進一步所述機器人基座或腰臂或大臂或小臂或腕部的轉動關節安裝了大扭矩可旋轉式關節動力裝置。

所述大扭矩可旋轉式關節動力裝置包括往復運動的活塞、與活塞相連的導向件，在活塞端和導向件端分別設置主動力系統和復位動力系統；導向件連接著活塞桿，且導向件的軸向往復運動轉換為活塞桿的徑向轉動。

進一步所述的導向件內嵌入導向鋼球；所述的活塞桿上設置與導向鋼球匹配的哥特式導向槽；導向件往復運動帶動導向鋼球沿哥特式鋼球槽運動，進而帶動活塞桿徑向轉動。

進一步所述的導向件與活塞桿之間采用滾珠絲桿連接結構；導向件的軸向往復運動帶動活塞桿徑向轉動。

活塞桿上螺旋設置活塞桿鋼球，導向件內壁設置有配合槽。

導向件往復運動帶動活塞桿鋼球，進而帶動活塞桿徑向轉動。

進一步所述的主動力系統為氣動系統或液壓動力系統或機械傳動系統；所述的復位動力系統為氣動系統或液壓動力系統或彈簧。

進一步所述的氣動系統為抽排氣動力單元或氣體彈簧。

進一步所述的液壓動力系統包括注液孔和密閉的液壓腔。

進一步所述的導向件外部設置缸體，導向件沿缸體內部限位往復運動。

進一步活塞桿一端伸出所述的缸體外。

進一步活塞桿兩端伸出所述的缸體外。

進一步活塞和導向件為一體式結構。

本發明有益效果：本發明的機器人在實際應用中，其轉動關節無論是主動旋轉還是復位旋轉時，活塞桿只沿徑向運行，不會同時做上下軸向運動。而且上下軸向運動的導向件的復位動力系統可以是氮氣彈簧，即復位時無需外部動力即可實現導向件的復位，同時帶動活塞桿徑向復位，將復位推力轉化為旋轉扭力應用在機器人關節部代替伺服電機節省能源且低污染；用做旋轉關節時，節省動力，且旋轉角度容易控制，無需大體積的液壓缸。

附圖說明

本發明共有附圖6幅。

圖1為本發明實施例1的結構原理圖。

圖2為本發明實施例2的結構原理圖。

圖3為本發明實施例3的結構原理圖。

圖4為本發明實施例5的結構原理圖。

圖5為本發明實施例7的結構原理圖。

圖6為機器人構造圖。

圖中附圖標記如下：