[发明专利]机械手末端执行器齿轮齿条自动调隙装置

说明书

本发明公开了一种机械手末端执行器齿轮齿条自动调隙装置，此调隙装置包括：驱动电机、减速机、基座、齿轮、齿条、齿条滑轨、助力槽、助力导杆、助力导块、助力推杆、助力弹簧、挡体。此装置采用双电动机加双减速器加双齿轮—齿条驱动结构及助力弹簧结构。双电动机由控制系统同步控制，通过预紧张力扭转的方式及弹簧张力来达到自动消除齿轮、齿条间传动间隙的目的。由于此装置采用了双电机和弹簧张力共同消除传动间隙，使得末端执行器定位更加精确，且双电机驱动在启动、加速时小齿轮转向相同，加速性能比单电机驱动性能明显提高，因此相比单电机驱动可选用较小型号的电动机、减速器，这大大节省了空间。本专利结构简单、实用高效，具有一定的经济价值。

技术领域

本发明属于机械手定位领域，具体涉及一种齿轮齿条自动调隙的装置。

背景技术

随着现代工业越来多的强调自动化，各国愈发的重视工业机器人的研发。而精准定位是工业机器人研发的一个重点。由于齿轮齿条传动有传递动力大、寿命长，能保证恒定的传动比、传动距离长、工作平稳，可靠性高等诸多优点，使得齿轮齿条传动是工业机械臂末端执行器传动形式的备选之一。但由于安装误差、润滑油存在、齿轮与齿条齿面间磨损以及齿面的变形等影响，使得齿轮齿条机构之间存在齿侧间隙，从而会使得齿条反向滞后，影响传动定位的精度。因此，对于高精度的工业机器人手臂来说，消除齿轮齿条间传动间隙十分重要。传统上消除齿轮齿条传动间隙的方法主要有人工调隙法，双片薄齿轮错齿调整法、圆柱齿轮中滑销移动错齿调整法等。但这些方法大都结构复杂、对各部件的加工、安装都有较高的精度要求，在工业化的今天不易大量采用。

发明内容

针对以上的问题，本发明的目的在于，提供一种采用齿轮齿条传动的机械臂精确定位，通过双电动机的配合自动消除齿轮齿条传动中的间隙，以达到精确定位的目的，而且此装置还可满足缓冲、助力、限位等要求。此装置使用双电机，同等负载下大大缩减了机构的体积，且机械性能更好，运行更加平稳，有效避免了运行过程中的硬性碰撞问题。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种齿轮齿条自动调隙的装置，包括驱动电机1、驱动电机2、减速机1、减速机2、基座、小齿轮1、小齿轮2、齿条、齿条滑轨、助力槽、助力导杆、助力导块、助力推杆、助力弹簧、挡体。所述两驱动电机1、2分别驱动两相同减速机1、2且设于基座一侧并分别连接齿轮1和齿轮2，所述齿轮、齿条及齿条滑轨设于基座另一侧，其中，所述齿条下侧设置在齿条滑轨，所述齿条上侧与齿轮1和齿轮2相啮合，所述齿轮通过减速器与驱动电机的输出端相连接，通过两电动机给适时给小齿轮和齿条施加一个张力，在换向时使两小齿轮与齿条始终保持正反面紧密贴合，达到消隙的目的。此装置还包含附加机械消隙装置，该装置包括助力槽、助力导杆、助力导块、助力推杆、助力弹簧挡体1、挡体2，所述助力槽设于齿条滑轨侧部，所述挡体1、挡体2设于助力槽两端，所述助力导杆位于助力槽中，且两端分别固定在挡体1、挡体2，所述助力导块套在助力导杆上，且助力导块的上侧设有呈“凹” 字形的卡位，所述助力推杆固定设置在齿条侧面，并卡在缓冲助力导块上侧的“凹”字形卡位中，助力弹簧套设在助力导杆上，并位于助力导块的一侧，使得助力弹簧顶在挡体2与缓冲助力导块之间，此部分结构主要通过弹簧内部作用力来达到消隙的目的。

进一步，所述齿条的横截面呈T形，与之相对应，所述齿条滑轨的滑动槽的横截面呈倒T形。

进一步，所述齿条件的两端预设有安装螺孔，该预留的安装螺孔是为了使齿条上可以轻易的安装其他构件如机械爪等。

本发明具有以下优点：（1）通过双驱动电机、双减速器、双齿轮——齿条驱动结构，由系统同步控制，通过预载扭转的方式自动消除传动间隙的同时，使得驱动性能比单电机驱动有了很大提高。（2）此结构相比较传统消隙结构，占用空间更小，结构更加简单，安装制造精度要求有了降低。（3）此装置还包含附加机械消隙装置，通过弹簧内部作用力来达到消隙目的的同时还兼有限位、缓冲的作用。

下面结合附图说明与具体实施方式，对本发明作进一步说明。

附图说明