[發明專利]一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構

在審

• 申請號: 202110436498.6
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113001585A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 陳航;李學忠;王清峰;辛德忠;萬軍;羅華;田樂意;楊林;杜漁舟;劉小華;呂晉軍;邱響林;雷萬年;李淑健;蒲劍;龍威;張明明
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J17/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明屬于機械設計領域，涉及一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構，包括回轉關節以及設置在該回轉關節上的萬向聯軸節關節；萬向聯軸節關節包括與回轉關節固定連接的第一聯軸體，以及通過萬向聯軸節連接的第二聯軸體。本發明采用復合自由度關節，從而減少關節和臂的數量，機械手結構相對簡單、緊湊，減少了機械手運動控制計算量。

技術領域

本發明屬于機械設計領域，涉及一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構。

背景技術

隨著煤礦智能化開采的發展，鉆孔機器人技術的發展方興未艾，機器人技術離不開關節技術的發展。目前鉆孔機器人機械手采用的關節主要是只具有一個平移或擺動自由度的單自由度關節。要實現兩個任意位置以及方位的轉換，必須采用具有六自由度的機械裝置，以現有關節技術就必須設置六個關節。而井下空間十分有限，在兩個位置之間還存在一定的障礙物，因此機械手還需具有避障功能，從而要求機械手至少需要七自由度，若采用傳統關節必須則必然由7個關節和臂組成，不僅導致機構復雜，還使得機械手的位置計算復雜，不利于控制效率的提高。因此，需要在保證足夠自由度的情況下，開發出一種適用于煤礦鉆孔機器人的復合自由度關節，盡量減少關節數量和臂數量。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構，采用復合自由度關節，減少關節數量和臂的數量，簡化機械手結構。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構，包括回轉關節以及設置在該回轉關節上的萬向聯軸節關節；

萬向聯軸節關節包括與回轉關節固定連接的第一聯軸體，以及通過萬向聯軸節連接的第二聯軸體。

可選的，回轉關節包括基體，設置在基體內的蝸輪蝸桿結構以及設置在基體上用于與第一聯軸體連接用的連接端蓋；

蝸輪蝸桿結構包括與驅動器連接的蝸桿以及與該蝸桿連接的蝸輪。

可選的，蝸輪與基體之間還設置有減少摩擦阻尼的滾珠。

可選的，蝸輪與連接端蓋之間還設置有固定在基體上用于密封蝸輪蝸桿結構的回轉關節蓋。

可選的，第一聯軸體包括與回轉關節連接的底座以及相對設置在底座上聯軸體臂；

聯軸體臂上均開設有用于與萬向聯軸節配合的軸孔，該軸孔四周還設置有用于安裝驅動馬達的驅動馬達螺紋孔。

可選的，底座上開設有若干用于與回轉關節連接用的螺紋連接孔。

可選的，萬向聯軸節設置為十字結構，其分別在兩個軸向設置有用于連接第一聯軸體與第二聯軸體的回轉軸；

回轉軸的端口還設置有用于配合驅動馬達的載荷槽。

本發明的有益效果在于：本發明一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構，采用復合自由度關節，從而減少關節和臂的數量，機械手結構相對簡單、緊湊，減少了機械手運動控制計算量。

本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作優選的詳細描述，其中：

圖1為本發明一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構的整體結構示意圖；

圖2為本發明一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構的回轉關節的爆炸圖；

圖3為本發明一種鉆孔機器人復合自由度球關節結構的第一聯軸體的結構示意圖；