機器人滾珠式蝸輪減速關節制造技術

本發明專利技術公開了機器人滾珠式蝸輪減速關節，包括主、第一、二副減速驅動電機和支撐機械臂以及傳輸線纜，其特征在于：所述的主、第一、二副減速驅動電機的軸端均連接上滾珠式蝸輪減速傳動裝置，轉動盤安裝在主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的上側；所述第一、二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置分別接支撐機械臂和連桿，連桿的上端與抓手臂的后端轉動連接。該減速關節，由于采用了滾珠式蝸輪減速傳動裝置，所以具有承載能力大、傳動率高、傳動平穩、無噪聲、壽命長、能自鎖、安裝簡便、易于維護、更大程度上節省了安裝空間，同時降低了制作成本；由于將傳輸線纜安裝于滾珠式蝸輪減速傳動裝置內，所以可防止傳輸線纜纏繞，而且操作方便，使結構更加美觀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種機器人減速關節的改進，具體地說是一種機器人滾珠式蝸輪減速關節。
技術介紹
隨著工業自動化技術的發展，機器人已廣泛用于重工、機械、礦山、電子等領域，其中機器人的關節是一個最重要、最基礎、最復雜的部件，它起著轉動、轉向、升降、伸縮等多個自由度的運動功能。目前，機器人關節主要有兩種:一種是電機帶動齒輪轉動，其優點是驅動裝置定位精度高，剛性好，承載能力強，但存在輸出力矩小、摩擦力大、動作平滑性差的缺點，同時，主要依賴進口，價格高、進貨周期長；另一種是采用人工肌肉驅動，以拉伸鋼纜傳動，其優點是驅動裝置柔順性好、動作平滑、響應快，但存在只是單向驅動的不足。機器人關節根據部位的不同，其結構也不同，針對不同部位的關節，要單獨設計。本專利技術側重于具有搬運功能的機器人的腰部關節。具有搬運功能的機器人的腰部關節，其結構包括:回轉機架、支撐機械臂、沿垂直軸轉動的主關節和機械臂前后擺動的第一副關節、控制抓橫臂運動的第二副關節，主關節和副關節均為齒輪傳動，安裝在回轉機架上，傳輸線纜有的布設在減速機構外側。這種具有搬運功能的機器人的腰部關節的不足在于:一是由于仍采用齒輪傳動，所以輸出力矩小、摩擦力大、動作平滑性差、沒有自鎖功能、電機需加抱閘防自轉；二是由于傳輸線纜有的布設在減速機外側，所以結構不緊湊，使用不方便。通過檢索可知，目前尚未見既具有齒輪傳動的優點，又具有摩擦力小、動作平滑性好、具有自鎖功能、且將傳輸線纜從減速關節中心穿過、結構簡單、安裝操作方便的具有搬運功能的機器人腰部關節的報導
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種既具有齒輪傳動的優點，又具有摩擦力小、動作平滑性好、具有自鎖功能、且傳輸線纜從減速關節中心穿過、結構簡單、安裝操作方便的機器人滾珠式蝸輪減速關節。為了達到以上目的，本專利技術所采用的技術方案是:該機器人滾珠式蝸輪減速關節，包括主減速驅動電機、第一副減速驅動電機、第二副減速驅動電機、轉動盤和支撐機械臂以及傳輸線纜，第一副減速驅動電機和第二副減速驅動電機固定安裝在轉動盤上，其特征在于:所述的主減速驅動電機的軸端連接上主滾珠式蝸輪減速傳動裝置，轉動盤通過連接螺栓與主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的蝸輪上口固定連接；所述的第二副減速驅動電機的軸端連接上第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置，第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置的內側轉動法蘭與支撐機械臂的底端固定連接；所述的第一副減速驅動電機的軸端連接上第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置，第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置的內側“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動連接，連桿處在支撐機械臂的后側；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裝置外壁上的三角拐板活動連接，通過抓手口水平控制拉桿實現抓手口的始終水平。本專利技術還通過如下措施實施:所述的主滾珠式蝸輪減速傳動裝置，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面積；在蝸桿的弧度配合段上設有滾珠螺槽，在滾珠螺槽內設有連續排列的、直徑相同的滾珠，滾珠螺槽與 蝸輪上的齒槽對合構成滾珠的滾動通道；在蝸桿的滾珠螺槽的終止端設有滾珠回落孔，在蝸桿的弧度配合段內設有內回珠通道，滾珠回落孔通過弧度過度通道與內回珠通道相連通，在滾珠回落孔的口部設有滾珠回滾導向條；在滾珠螺槽的起始端設有滾珠往返孔，滾珠往返孔通過弧度過度通道與內回珠通道的往返端相連通，同時，滾珠往返孔與滾珠螺槽的起始端口相對應，在滾珠往返孔的口部設有滾珠導入螺槽導向條；在蝸桿的弧度配合段的外側設有滾珠保護套，在滾珠保護套的一側設有與蝸輪的保護外殼固定的卡入口，在滾珠保護套的端壁上設有蝸桿安裝槽；所述的蝸輪為環狀，套裝在固定環上，在固定環的外壁和蝸輪的內壁之間設有交叉滾子軸承，固定環的中心為軸向通孔，固定環通過固定螺栓與底板固定；在蝸桿的一端還設有與主減速驅動電機連接的的電機軸安裝孔。所述的滾珠螺槽設有4-8環；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。所述的滾珠回滾導向條纏繞在蝸桿上的滾珠螺槽內，一端為固定端，另一端為導向端，固定端插入蝸桿的徑向盲孔內，導向端擋在滾珠回落孔的口沿后側；所述的滾珠導入螺槽導向條的結構與滾珠回滾導向條的結構相同，方向相反。所述的內回珠通道通過電火花旋轉加工而成。所述的第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置和第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置的結構與主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的結構相同，但其中的蝸輪所在平面為垂直；其主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的傳動比為1:80，第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置和第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置的傳動比為1:60。蝸桿上的滾珠向齒廓呈弧分布，同時接觸齒數可達4-6個齒，傳動平穩、無噪聲。所述的傳輸線纜依次穿過主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的蝸輪內部固定環內的軸向通孔內和第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置、第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置的相應的軸向通孔內。本專利技術，也可以根據關節部位的不同，通過改變傳動比用于其他部位的減速關節。本專利技術的有益效果在于:與目前具有搬運功能的機器人的腰部關節相比，由于采用了滾珠式蝸輪減速傳動裝置取代了齒輪傳動裝置，所以具有承載能力大、傳動率高、傳動平穩、無噪聲、使用壽命長、具有自鎖功能、安裝簡便、易于維護、更大程度上節省了安裝空間，同時，降低了制作成本；由于將傳輸線纜安裝于滾珠式蝸輪減速傳動裝置內，所以可防止傳輸線纜纏繞，而且操作方便，使結構更加美觀。附圖說明圖1為本專利技術的結構后視局剖示意圖。圖2為本專利技術的主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的結構剖視放大示意圖。圖3為本專利技術的主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的蝸桿結構俯視放大示意圖。圖4為本專利技術的主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的滾珠保護套俯視放大示意圖。圖5為本專利技術的主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的滾珠循環原理放大示意圖。圖6為本專利技術的主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的內回珠通道結構剖視放大示意圖。圖7為本專利技術的主滾珠式蝸輪減速傳動裝置的滾珠回滾導向條結構側視放大示意圖。圖8為本專利技術的安裝應用狀態側視示意圖。圖9給出了蝸桿與渦輪觸及段為直桿段傳動的剖視原理放大示意圖。圖中:1、主減速驅動電機；2、第一副減速驅動電機；3、第二副減速驅動電機；4、轉動盤；5、支撐機械臂；6、主滾珠式蝸輪減速傳動裝置；601、蝸桿；602、蝸輪；603、弧度配合段；604、滾珠螺槽；605、滾珠；606、滾珠回落孔；607、內回珠通道；608、滾珠回滾導向條；609、滾珠往返孔；610、滾珠導入螺槽導向條；611、滾珠保護套；612、卡入口 ；613、蝸桿安裝槽；614、電機軸安裝孔；615、軸向通孔；616、保護外殼；617、固定環；618、交叉滾子軸承；7、第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置；8、內側轉動法蘭；9、第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置；10、抓手口水平控制拉桿；11、“N”形拐柄；12、連桿；13、傳輸線纜；14、底板；15、三角拐板；16、連接螺栓；17、固定螺 栓；18、底架。具體實施例方式實施例1 圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7給出了本專利技術的一個實施例。該機器人滾珠式蝸輪減速關節，包括主減速驅動電機1、第一副減速驅動電機2、第二副減速驅動電機3、轉動盤4和支撐機械臂5以及傳輸線纜13，第一副減速驅動電機2和第二副減速驅動電機3固定安裝在轉本文檔來自技高網...

【技術保護點】
機器人滾珠式蝸輪減速關節，包括主減速驅動電機（1）、第一副減速驅動電機（2）、第二副減速驅動電機（3）、轉動盤（4）和支撐機械臂（5）以及傳輸線纜（13），第一副減速驅動電機（2）和第二副減速驅動電機（3）固定安裝在轉動盤（4）上，其特征在于：所述的主減速驅動電機（1）的軸端連接上主滾珠式蝸輪減速傳動裝置（6），轉動盤（4）通過連接螺栓（16）與主滾珠式蝸輪減速傳動裝置（6）的蝸輪上口固定連接；所述的第二副減速驅動電機（3）的軸端連接上第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置（9），第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置（9）的內側轉動法蘭（8）與支撐機械臂（5）的底端固定連接；所述的第一副減速驅動電機（2）的軸端連接上第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置（7），第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置（7）的內側“N”形拐柄（11）通過銷軸與連桿（12）的底端連接，連桿（12）處在支撐機械臂（5）的后側；抓手口水平控制拉桿（10）的底端與固定在第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置（9）外壁上的三角拐板（15）活動連接。

【技術特征摘要】
1.機器人滾珠式蝸輪減速關節，包括主減速驅動電機(I)、第一副減速驅動電機(2)、第二副減速驅動電機(3)、轉動盤(4)和支撐機械臂(5)以及傳輸線纜(13)，第一副減速驅動電機(2)和第二副減速驅動電機(3)固定安裝在轉動盤(4)上，其特征在于:所述的主減速驅動電機(I)的軸端連接上主滾珠式蝸輪減速傳動裝置(6)，轉動盤(4)通過連接螺栓(16)與主滾珠式蝸輪減速傳動裝置(6)的蝸輪上口固定連接；所述的第二副減速驅動電機(3)的軸端連接上第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置(9)，第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置(9)的內側轉動法蘭(8)與支撐機械臂(5)的底端固定連接；所述的第一副減速驅動電機(2)的軸端連接上第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置(7)，第一副滾珠式蝸輪減速傳動裝置(7)的內側“N”形拐柄(11)通過銷軸與連桿(12)的底端連接，連桿(12)處在支撐機械臂(5)的后側；抓手口水平控制拉桿(10)的底端與固定在第二副滾珠式蝸輪減速傳動裝置(9)外壁上的三角拐板(15)活動連接。2.根據權利要求1所述的機器人滾珠式蝸輪減速關節，其特征在于:所述的主滾珠式蝸輪減速傳動裝置(6)，包括蝸桿(601)和蝸輪(602)，蝸桿(601)與蝸輪(602)相觸及的一段為弧度配合段(603);在蝸桿(601)的弧度配合段(603)上設有滾珠螺槽(604)，在滾珠螺槽(604)內設有連續排列的、直徑相同的滾珠(605)，滾珠螺槽(604)與蝸輪(602)上的齒槽對合構成滾珠(605)的滾動通道；在蝸桿(601)的滾珠螺槽(604)的終止端設有滾珠回落孔(606 )，在蝸桿(601)的弧度配合段(603 )內設有內回珠通道(607 )，滾珠回落孔(606 )通過弧度過度通道與內回珠通道(607)相連通，在滾珠回落孔(606)的口部設有滾珠回滾導向條(608 );在滾珠螺槽(604 )的起始端設有滾珠往返孔(609 )，滾珠往返孔(609 )通過弧度過度通道與內回珠通道(607)的上返端相連通，同時，滾珠往返孔(609)與滾珠螺槽(604)的起始端口相對應，在滾珠往返孔...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王玉恒，王鵬，
申請(專利權)人：萊蕪精瑞模具有限公司，
類型：發明
國別省市：