[发明专利]一种机器人转动关节

说明书

本发明提供一种机器人转动关节，属于机器人技术领域。该转动关节包括轴承座、螺杆、滚轮、滑块、十字螺母、大齿轮、减速电机、输出轴、机座等，轴承座、减速电机、机座固定连接，螺杆一端由轴承支承于轴承座上，另一端由轴承支承于机座上，位于螺杆上的十字螺母可沿螺杆轴向移动，滚轮空套在十字螺母两侧的小轴上并随十字螺母移动；输出轴由轴承支承在机座的中心，与大齿轮固定连接，滚轮与大齿轮的齿廓啮合传递动力，与机座上的径向槽面接触的滑块精确周向定位滚轮。本发明机器人转动关节是改变现有机器人关节运动控制的关键部件，定位精度高，承载能力大，使用寿命长，结构紧凑，在高性能机器人装置中有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种机器人转动关节。

背景技术

工业机器人的转动关节是一个平面运动副，两个构件的相对运动转角小于360°，通常是往复的转动。对于高精度的工业机器人转动关节，目前主要采用电机和大速比减速器驱动，如多级行星传动减速器或谐波齿轮减速器等。为了满足机器人转动关节的重复定位精度和转动的运动精度要求，需要提高大速比减速器的加工精度和装配精度要求，存在高精度机器人转动关节的加工难度大、制造成本高的问题。由于大速比减速器的传动零件较多，传动零件的磨损直接影响转动关节的定位精度和工作稳定性。一旦传动系统零件发生磨损，如啮合面磨损，控制系统无法弥补产生的定位误差，必须更换减速器。因此，现有的高精度工业机器人转动关节存在所有传动零件磨损影响关节使用寿命的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人转动关节，解决现有机器人转动关节由大速比减速器驱动存在的不足，以期获得一种定位精度高，使用寿命长，制造成本低的机器人驱动关节。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种机器人转动关节，包括螺杆、轴承座、十字螺母、推力轴承、径向轴承、滑块、滚轮、大齿轮、减速电机、从动齿轮、主动齿轮、中心轴承、输出轴、机座、左端盖、右端盖。所述螺杆沿圆周均匀分布且径向布置，数量为n(n≥4)，螺杆的外端轴径通过轴承与轴承座连接，内端轴径通过轴瓦与机座连接，螺杆的内端部与从动齿轮固定连接，螺杆中部螺纹与十字螺母连接，所述减速电机轴端固定的主动齿轮与从动齿轮啮合，形成机器人转动关节的传动系统。所述轴承座、减速电机和螺杆的轴线位于机座的轴向对称平面内，所述轴承座和减速电机的外壳与机座固定连接。所述十字螺母的轴线与螺杆轴线重合，十字螺母对称其轴线设置有径向小轴，该径向小轴的轴线与十字螺母的轴线垂直相交，且与输出轴的轴线平行。所述滑块是长方体结构，对称位于十字螺母的两侧，两个滑块的中心孔与十字螺母的径向小轴配合形成定位连接。所述滑块和滚轮两者的内孔直径相同，依次装入十字螺母的小轴上，与小轴形成可转动连接，所述滑块和滚轮关于十字螺母轴线对称布置。所述输出轴由中心轴承支承在机座的中心，在机座一侧设置输出轴伸或在机座两侧设置输出轴伸。所述大齿轮对称布置在机座的两侧，齿数为m(m≠n，m≥5)，两个大齿轮的轴线与输出轴的轴线重合，都与输出轴采用可拆固定连接。所述滚轮是轴对称的圆柱形结构，对称分布在机座的两侧，其轴线平行于输出轴的轴线，滚轮内孔与十字螺母的径向小轴配合形成可转动连接，两者的外圆面同时分别与两个大齿轮齿廓啮合。所述机座是圆盘形的轴对称结构，其中心阶梯形圆柱孔安装中心轴承，外圆上均布固定安装轴承座，周向设有均布的径向槽、径向孔和扇形通孔，三者的数量都为n，所述径向槽的两个侧面对称于螺杆轴线且与机座的中心线平行，所述径向槽的侧面与滑块外侧面接触，所述径向孔中固定安装减速电机，所述扇形通孔容纳主动齿轮和从动齿轮，所述径向槽的对称面与径向孔的中心线之间的夹角等于主动齿轮和从动齿轮的轴交角。所述左端盖和右端盖结构相同，位于机座的两侧，分别与机座固定连接，两者的中心孔与输出轴间隙配合，并由O形圈进行密封。

进一步的，所述的螺杆和十字螺母采用梯形螺纹或滚珠螺纹，所有螺杆和十字螺母的螺纹旋向相同。

进一步的，所述的主动齿轮和从动齿轮的速比为1，两者的齿部结构相同，采用直齿锥齿轮或螺旋形锥齿轮。