[发明专利]一种机器人及其大扭矩可旋转式关节动力装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种使用大扭矩可旋转式关节动力装置的机器人。

背景技术

通常的可旋转式关节动力装置，即通过动力使得旋转件沿径向旋转，反转复位时也需要动力。径向旋转产生的力可以做为转动轴的动力源。

专利号为201410395121.0的发明，公开了一种无动力旋转夹紧器，包括旋转油缸活塞、油缸缸体、氮气弹簧、油缸端盖和压臂，油缸缸体的内腔活动安装有旋转油缸活塞，大端部的上表面且围绕着活塞杆A放置有若干个氮气弹簧。此发明利用高压密封氮气弹簧推进并通过旋转油缸活塞的旋转对工件夹紧，不需要附加外部动力源，靠氮气弹簧保压夹紧。其通过旋转油缸活塞的上下运动以及自身的旋转导向槽与钢球滚珠的配合，使得旋转油缸活塞上下运动的同时也旋转运动，固定钢球滚珠的部件是不能上下轴向运动的，也就是说旋转油缸活塞只能同时做上下轴向运动和旋转径向运动。

然而，在可旋转式关节动力装置的实际应用中，往往只要求旋转件沿径向运行，不允许同时做上下轴向运动。如机器人的关节万向旋转轴：随着机器人技术的不断进步，工业领域对机器人关节万向旋转轴的要求越来越高，其性能也在不断提高，功能日益完善，如何保证部件流水线的加工质量，关节、保压能力、抓取力和工作速度的合理匹配是至关重要的。高速和高精度生产线已经基本可以满足现有零部件加工要求。但是工艺的排序和非标准的特性对工业机器人的要求非常高。机器人的关键是重复抓取和重复定位。对万向旋转轴可靠性和重复的准确性要求比较高。而且伺服电机带动万向旋转轴造价成本高昂，目前常用的万向旋转轴是：伺服电机驱动式。伺服电机驱动不仅要求万向旋转轴只能做径向运动，而且往复运动都需要电力。目前全世界还没有利用氮气弹簧等技术生产的复位不需外部动力的万向旋转轴。

发明内容

为解决机械手可旋转式关节动力装置中，只要求旋转件沿径向运行，不允许 同时做上下轴向运动，以及复位无需外界动力等问题，本发明设计了一种采用大扭矩可旋转式关节动力装置的机器人。

一种机器人，其转动关节安装了大扭矩可旋转式关节动力装置。

进一步所述机器人基座或腰臂或大臂或小臂或腕部的转动关节安装了大扭矩可旋转式关节动力装置。

所述大扭矩可旋转式关节动力装置包括往复运动的活塞、与活塞相连的导向件，在活塞端和导向件端分别设置主动力系统和复位动力系统；导向件连接着活塞杆，且导向件的轴向往复运动转换为活塞杆的径向转动。

进一步所述的导向件内嵌入导向钢球；所述的活塞杆上设置与导向钢球匹配的哥特式导向槽；导向件往复运动带动导向钢球沿哥特式钢球槽运动，进而带动活塞杆径向转动。

进一步所述的导向件与活塞杆之间采用滚珠丝杆连接结构；导向件的轴向往复运动带动活塞杆径向转动。

活塞杆上螺旋设置活塞杆钢球，导向件内壁设置有配合槽。

导向件往复运动带动活塞杆钢球，进而带动活塞杆径向转动。

进一步所述的主动力系统为气动系统或液压动力系统或机械传动系统；所述的复位动力系统为气动系统或液压动力系统或弹簧。

进一步所述的气动系统为抽排气动力单元或气体弹簧。

进一步所述的液压动力系统包括注液孔和密闭的液压腔。

进一步所述的导向件外部设置缸体，导向件沿缸体内部限位往复运动。

进一步活塞杆一端伸出所述的缸体外。

进一步活塞杆两端伸出所述的缸体外。

进一步活塞和导向件为一体式结构。

本发明有益效果：本发明的机器人在实际应用中，其转动关节无论是主动旋转还是复位旋转时，活塞杆只沿径向运行，不会同时做上下轴向运动。而且上下轴向运动的导向件的复位动力系统可以是氮气弹簧，即复位时无需外部动力即可实现导向件的复位，同时带动活塞杆径向复位，将复位推力转化为旋转扭力应用在机器人关节部代替伺服电机节省能源且低污染；用做旋转关节时，节省动力，且旋转角度容易控制，无需大体积的液压缸。

附图说明

本发明共有附图6幅。

图1为本发明实施例1的结构原理图。

图2为本发明实施例2的结构原理图。

图3为本发明实施例3的结构原理图。

图4为本发明实施例5的结构原理图。

图5为本发明实施例7的结构原理图。

图6为机器人构造图。

图中附图标记如下：