[发明专利]机器人滚珠式蜗轮减速关节

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种机器人减速关节的改进，具体地说是一种机器人滚珠式蜗轮减速关节。

背景技术

随着工业自动化技术的发展，机器人已广泛用于重工、机械、矿山、电子等领域，其中机器人的关节是一个最重要、最基础、最复杂的部件，它起着转动、转向、升降、伸缩等多个自由度的运动功能。目前，机器人关节主要有两种：一种是电机带动齿轮转动，其优点是驱动装置定位精度高，刚性好，承载能力强，但存在输出力矩小、摩擦力大、动作平滑性差的缺点，同时，主要依赖进口，价格高、进货周期长；另一种是采用人工肌肉驱动，以拉伸钢缆传动，其优点是驱动装置柔顺性好、动作平滑、响应快，但存在只是单向驱动的不足。机器人关节根据部位的不同，其结构也不同，针对不同部位的关节，要单独设计。本发明侧重于具有搬运功能的机器人的腰部关节。具有搬运功能的机器人的腰部关节，其结构包括：回转机架、支撑机械臂、沿垂直轴转动的主关节和机械臂前后摆动的第一副关节、控制抓横臂运动的第二副关节，主关节和副关节均为齿轮传动，安装在回转机架上，传输线缆有的布设在减速机构外侧。这种具有搬运功能的机器人的腰部关节的不足在于：一是由于仍采用齿轮传动，所以输出力矩小、摩擦力大、动作平滑性差、没有自锁功能、电机需加抱闸防自转；二是由于传输线缆有的布设在减速机外侧，所以结构不紧凑，使用不方便。通过检索可知，目前尚未见既具有齿轮传动的优点，又具有摩擦力小、动作平滑性好、具有自锁功能、且将传输线缆从减速关节中心穿过、结构简单、安装操作方便的具有搬运功能的机器人腰部关节的报导。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种既具有齿轮传动的优点，又具有摩擦力小、动作平滑性好、具有自锁功能、且传输线缆从减速关节中心穿过、结构简单、安装操作方便的机器人滚珠式蜗轮减速关节。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该机器人滚珠式蜗轮减速关节，包括主减速驱动电机、第一副减速驱动电机、第二副减速驱动电机、转动盘和支撑机械臂以及传输线缆，第一副减速驱动电机和第二副减速驱动电机固定安装在转动盘上，其特征在于：所述的主减速驱动电机的轴端连接上主滚珠式蜗轮减速传动装置，转动盘通过连接螺栓与主滚珠式蜗轮减速传动装置的蜗轮上口固定连接；所述的第二副减速驱动电机的轴端连接上第二副滚珠式蜗轮减速传动装置，第二副滚珠式蜗轮减速传动装置的内侧转动法兰与支撑机械臂的底端固定连接；所述的第一副减速驱动电机的轴端连接上第一副滚珠式蜗轮减速传动装置，第一副滚珠式蜗轮减速传动装置的内侧“N”形拐柄通过销轴与连杆的底端连接，连杆的上端与抓手臂的后端转动连接，连杆处在支撑机械臂的后侧；抓手口水平控制拉杆的底端与固定在第二副滚珠式蜗轮减速传动装置外壁上的三角拐板活动连接，通过抓手口水平控制拉杆实现抓手口的始终水平。

本发明还通过如下措施实施：所述的主滚珠式蜗轮减速传动装置，包括蜗杆和蜗轮，蜗杆与蜗轮相触及的一段为弧度配合段，通过弧度配合段可增加力的传动面积；在蜗杆的弧度配合段上设有滚珠螺槽，在滚珠螺槽内设有连续排列的、直径相同的滚珠，滚珠螺槽与蜗轮上的齿槽对合构成滚珠的滚动通道；在蜗杆的滚珠螺槽的终止端设有滚珠回落孔，在蜗杆的弧度配合段内设有内回珠通道，滚珠回落孔通过弧度过度通道与内回珠通道相连通，在滚珠回落孔的口部设有滚珠回滚导向条；在滚珠螺槽的起始端设有滚珠往返孔，滚珠往返孔通过弧度过度通道与内回珠通道的往返端相连通，同时，滚珠往返孔与滚珠螺槽的起始端口相对应，在滚珠往返孔的口部设有滚珠导入螺槽导向条；在蜗杆的弧度配合段的外侧设有滚珠保护套，在滚珠保护套的一侧设有与蜗轮的保护外壳固定的卡入口，在滚珠保护套的端壁上设有蜗杆安装槽；所述的蜗轮为环状，套装在固定环上，在固定环的外壁和蜗轮的内壁之间设有交叉滚子轴承，固定环的中心为轴向通孔，固定环通过固定螺栓与底板固定；在蜗杆的一端还设有与主减速驱动电机连接的的电机轴安装孔。

所述的滚珠螺槽设有4-8环；蜗杆与蜗轮相触及的一段为弧度配合段或直杆配合段中的一种。

所述的滚珠回滚导向条缠绕在蜗杆上的滚珠螺槽内，一端为固定端，另一端为导向端，固定端插入蜗杆的径向盲孔内，导向端挡在滚珠回落孔的口沿后侧；所述的滚珠导入螺槽导向条的结构与滚珠回滚导向条的结构相同，方向相反。

所述的内回珠通道通过电火花旋转加工而成。