[发明专利]助力机械手的回转关节机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械的旋转关节机构，具体是应用于助力机械手的回转关节机构。

背景技术

近来，随着现代工业的发展，自动化程度不断提高，在工人密集的装配工位，逐步由半自动化或自动化的单元设备辅助或代替人工的工作，工人的劳动强度得到减轻，劳动环境得到改善。

气动平衡助力机械手既能精确定位，又能搬用时省力、运行安全、结构轻巧，在工业自动化领域有非常广阔的应用，是提高工作效率，减轻工人劳动强度，省时省力的工业搬运设备。

气动平衡助力机械手按其结构与工作原理分为立柱式和悬挂式两种，主体结构分三个主回转关节，可分别绕自身轴线作360度、300度以及自由回转，其中每个关节上均装有制动装置，可根据实际需要在任意位置制动。

目前的技术方案多为滑动轴承关节结构，间隙较大，刚性不好，运动摩擦力大，刹车不可靠。

发明内容

本发明的目的在于针对气动助力机械手的要求，提供一种合理的助力机械手回转关节机构，以满足机械手的强度、刚性、轻便、刹车、寿命等要求。是一种比较复杂的机械系统，刚性好，摩擦阻力小，刹车结构可靠，寿命长。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种助力机械手的回转关节机构，包括上臂座、旋转轴、轴承座、刹车盘、刹车片、刹车气缸、横梁和轴承；横梁安装在旋转轴上，轴承座中心开有通孔，旋转轴通过轴承安装在轴承座上，轴承座固定在上臂座上；旋转轴能够绕轴承座的孔中心转动，从而带动横梁绕轴承座的孔中心转动；在轴承座一侧安装有刹车盘，轴承座的旋转会带动刹车盘一起旋转，刹车气缸安装在横梁上，刹车片设置在刹车气缸的活塞杆上，通过刹车气缸活塞杆的收缩能够控制刹车片的左右运动；当活塞杆前伸时，刹车片向一侧运动卡入刹车盘内，该关节刹车，横梁不能旋转；当活塞杆后缩时，刹车片向另一侧运动，刹车松口，横梁可运动。

本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）关节通过多滚动轴承设计，且旋转轴比较长，这样关节的刚性和强度都很好，且运动灵活，摩擦力小；（2）刹车采用斜锲结构，只要很小的刹车力将能够将刹车盘刹住，动作灵活可靠；（3）该装置结构简单，安全可靠，使用和维护都很方便。

附图说明

图1是本发明助力机械手回转关节机构的组成结构图。

图2是刹车盘的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

该装置主要由上臂座1、旋转轴2、轴承座3、刹车盘4、刹车片5、刹车气缸6、横梁7组成，主要用于助力机械手的旋转关节。整体组成结构如图1所示。

横梁7通过螺钉安装在旋转轴2的端面法兰上，旋转轴2通过轴承8安装在轴承座3上。轴承座3通过螺钉固定在上臂座1上。旋转轴2能够绕轴承座3的孔中心灵活转动，从而带动横梁7绕轴承座3的孔中心转动。

所述旋转轴2通过两个滚动轴承8安装在轴承座3上，轴承座3是中心开孔的圆柱，即旋转轴2安装在两个轴承8上，两个轴承8安装在轴承座3的中心孔内。这样，旋转轴2通过轴承8能够绕轴承座3的孔中心转动。这样运动灵活，机构寿命长。同时，两个滚动轴承之间的距离比较大，使得该关节刚性很好。旋转轴2能够绕轴承座3的孔中心灵活转动，从而带动横梁7绕轴承座3的孔中心转动；横梁和轴采用分体机构。这样加工工艺性比较好，容易保证加工精度。

同时，在轴承座3一侧上设有刹车盘4，在横梁7上设计有刹车气缸6和刹车片5。如图2所示，刹车盘4为圆盘型结构，安装在轴承座3的外圆上，两者之间通过轴孔和键连接，轴承座3的旋转将会带动刹车盘4一起旋转。刹车气缸6通过螺钉安装在横梁7上，刹车片5通过螺纹拧在刹车气缸6的活塞杆上。同时，刹车盘4径向设计类似于V型带轮的槽型结构，刹车盘4设计为内斜面凹槽形式，刹车片5设计为外凸斜面形式，刹车片5的斜面刚好可以卡入刹车盘4的斜面。通过刹车气缸6的收缩能够控制刹车片5的左右运动。当刹车片5向前左运动时，卡入刹车盘4内，该关节刹车，横梁7不能旋转，当刹车片5向右运动时，刹车松口，横梁7可灵活运动。由于刹车片和刹车盘的啮合为斜锲结构。所以该结构仅需要很小的气缸推力就能够产生很大的刹车力，刹车可靠。

本发明已经通过实验，并已研制出样机，效果很理想，和设计的预期一致，其主要功能是支撑和承载助力机械手上的重物，同时能够灵活旋转，减少了工人的劳动强度，提高了工作效率。并且在需要制动时能够可靠刹车，保证设备和操作者的安全。