一種機器人平衡器聯接結構及其裝配方法
2023-08-02 08:53:51
專利名稱：一種機器人平衡器聯接結構及其裝配方法
技術領域：
本發明屬於工業機器人技術領域，特別涉及到機器人平衡器聯接結構及其裝配方法。
背景技術：
工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重複的長時間作業，或是危險、惡劣環境下的作業，因此受到很多企業的歡迎。近年來，國內越來越多的企業和院校都開始合作開發研製工業機器人，國家也在通過投入大量資金和出臺各項優惠政策引導國內機器人行業的發展。在機器人研發過程中，平衡器的設計是一個非常的重要環節，其中平衡器轉軸是影響平衡器使用壽命最關鍵的因素。目前機器人的平衡器軸都是通過關節軸承與大臂聯接的，大臂與平衡器軸之間可以有一定角度的轉動。國外的加工設備精度高、加工工藝先進成熟，因此國外機器人在使用過程中並不存在關節軸承和平衡器軸幹涉磨損的問題，而受限於國內較為落後的加工設備和加工工藝，我國自主研發製造的機器人在使用該種聯接結構時就會出現關節軸承外圈與平衡器軸磨損的問題。另外，關節軸承的轉動角度很難定位，在平衡器裝配時很難檢測出平衡器軸是否存在蹩勁的現象，因此在實際使用時經常出現平衡器軸因蹩勁現象而磨損嚴重，影響使用壽命。
發明內容
本發明的目的是提出一種機器人平衡器聯接結構及其裝配方法，以提前發現平衡器軸的安裝是否存在蹩勁現象，並避免因平衡器軸轉動而導致關節軸承與平衡器轉軸的磨損，提高平衡器的整體使用壽命。本發明的機器人平衡器聯接結構包括大臂、底座、平衡器及安裝於平衡器內的平衡器軸，所述平衡器軸的一端伸出平衡器並可沿平衡器軸向運動，所述大臂通過大臂轉軸活動安裝於底座上，所述平衡器通過平衡器轉軸活動安裝於底座上，所述大臂轉軸與平衡器轉軸平行，關鍵在於所述平衡器軸的端部固定有一個連接關節，所述連接關節內設置有一個滑動軸承，所述滑動軸承、平衡器軸的軸線互相垂直，所述大臂與連接關節通過滑動軸承活動連接。關節軸承由一個有外球面的內圈和一個有內球面的外圈組成，當大臂轉動時，關節軸承的內圈會在一定角度範圍內作傾斜運動，因此外圈容易與平衡器軸發生幹涉，造成磨損。滑動軸承是一個鑲嵌石墨的銅套，本身無相對轉動，滑動軸承固定到連接關節上，平衡器軸只會繞著滑動軸承的軸線做圓周運動，因此滑動軸承與平衡器軸不會發生幹涉。平衡器軸與連接關節的固定方式可以有以下兩種1 所述平衡器軸的端部與連接關節焊接固定，該種方式簡單、牢固，但是需要將平衡器軸與連接關節提前焊接，因此在生產及庫存管理上不夠靈活、方便；2、所述連接關節內設置有軸線互相垂直的滑動軸承安裝部和螺紋孔，所述平衡器的平衡器軸固定於所述連接關節螺紋孔內，該種方式裝配簡單，靈活。大臂與 連接關節的固定方式如下大臂的端部設置有連接關節安裝孔，所述連接關節的滑動軸承伸入至連接關節安裝孔內，滑動軸承與連接關節安裝孔通過一個連接軸連接，所述連接軸通過其一端的固定裝置軸向限位於大臂。為保證平衡器軸不會出現蹩勁現象，所述大臂轉軸、平衡器轉軸和連接軸互相平行。這樣在大臂的轉動過程中，平衡器軸只會受到其軸向方向的力，因此不會出現蹩勁現象。上述機器人平衡器聯接結構的裝配方法包括下述步驟 A 將平衡器的平衡器軸安裝於連接關節螺紋孔內；
B 將大臂通過大臂轉軸活動安裝於底座上，將平衡器通過平衡器轉軸活動安裝於底座
上；
C 調整大臂及平衡器的角度，並轉動平衡器軸，使連接軸依次穿過大臂的轉軸孔和連接關節的滑動軸承，並鎖緊連接軸一端的固定裝置。理論上，平衡器軸裝配到平衡器上後，其軸線與平衡器轉軸垂直；平衡器軸因為連接關節的結構限制，保證了平衡器軸與滑動軸承的軸線垂直；同時大臂轉軸與平衡器轉軸平行，這樣大臂轉軸、平衡器轉軸和連接軸三者之間互相平行。但在實際生產中，零部件加工和裝配總會存在一定的誤差，有可能會導致滑動軸承與平衡器轉軸軸線之間存在平行度誤差，但是由於最後的裝配步驟是通過連接軸連接大臂和平衡器軸，故所有的加工、裝配誤差會最終反映在該處裝配過程中，如果連接軸能夠順利安裝上，則可證明滑動軸承與平衡器轉軸之間是的平行度誤差是可以滿足要求的，不存在蹩勁問題，否則就需要對部件進行檢查或維修，這樣就保證了不會在以後的實際運行中出現蹩勁現象，保證了平衡器的使用壽命O本發明的機器人平衡器聯接結構可靠、實用，其裝配方法可直接在裝配過程中檢測出平衡器軸是否存在蹩勁現象，因此可以避免平衡器轉軸的幹涉磨損現象。
圖1是本發明的機器人平衡器聯接結構中平衡器的結構示意圖。圖2是本發明的機器人平衡器聯接結構的整體結構示意圖。圖3是本發明的機器人平衡器聯接結構中連接關節與平衡器軸的連接結構示意圖。圖4是本發明的機器人平衡器聯接結構中大臂、滑動軸承和平衡器軸的連接結構局部剖視圖。圖中標識1、大臂 2、底座 3、平衡器 4、平衡器軸 5、大臂轉軸
6、平衡器轉軸 7、連接關節 8、滑動軸承 9、螺紋孔 10、連接關節安裝孔 11、連接軸 12、連接軸的固定裝置 13、平衡器筒 14、導套 15、彈簧 16、彈簧座 17、平衡器蓋 18、鎖緊螺母。
具體實施例方式下面結合具體實施例和附圖來詳細說明本發明。
實施例1
如圖1所示，平衡器3包括由平衡器筒13、平衡器蓋17組成的腔體結構，其內部安裝有用於限位平衡器軸4運動的導套14、用於提供反作用力的的彈簧15、用於限位彈簧的彈簧座16，其中平衡器軸4的一端通過鎖緊螺母18與彈簧座固定，以使平衡器軸的軸向運動能夠帶動彈簧15壓縮，平衡器軸4的另一端與連接關節7連接。 如圖2、3、4所示，本實施例的機器人平衡器聯接結構包括大臂1、底座2、平衡器3 及安裝於平衡器內的平衡器軸4，平衡器軸4的一端伸出平衡器3並可沿平衡器3軸向運動，大臂1通過大臂轉軸5活動安裝於底座2上，平衡器3通過平衡器轉軸6活動安裝於底座2上，大臂轉軸5與平衡器轉軸6平行，平衡器軸4的端部固定有一個連接關節7，連接關節7內設置有軸線互相垂直的滑動軸承8和螺紋孔9，所述平衡器的平衡器軸4固定於螺紋孔9內；大臂1的端部設置有連接關節安裝孔10，連接關節7的滑動軸承8安裝至連接關節安裝孔10內，滑動軸承8與連接關節安裝孔10通過一個連接軸11連接，連接軸11與平衡器軸4的軸線互相垂直，連接軸11通過其一端的固定裝置12軸向限位於大臂1，固定裝置12是連接軸11的法蘭盤。上述機器人平衡器聯接結構的裝配方法包括下述步驟
A 將平衡器的平衡器軸4安裝於連接關節7上的螺紋孔9內並固定； B 將大臂1通過大臂轉軸5活動安裝於底座2上，將平衡器3通過平衡器轉軸6活動安裝於底座2上；
C 使大臂1處於豎直狀態，然後再調整平衡器3的角度，並轉動平衡器軸4，使連接軸 11依次穿過大臂的連接關節安裝孔10和連接關節7的滑動軸承8，並用螺釘鎖緊連接軸11 一端的固定裝置12。機器人平衡器3是安裝在機器人大臂1和底座2之間的平衡裝置，機器人第二軸運動時，通過大臂1帶動平衡器軸4做往復活塞運動，使平衡器4內的彈簧15被壓縮，從而提供反作用力，減輕第二軸電機上的負載。機器人第二軸在零位(即大臂1處於豎直狀態) 時，要求大臂轉軸5、平衡器轉軸6和連接軸11的軸線必須相互平行且位於同一平面A-A 內，並同時要求平衡器軸4的軸線和連接軸11垂直，這樣才不會出現蹩勁現象。理論上，平衡器軸4裝配到平衡器3上後，其軸線與平衡器轉軸6垂直；平衡器軸 4因為連接關節7的結構限制，保證了平衡器軸4與滑動軸承8的軸線垂直；同時大臂轉軸 5與平衡器轉軸6平行，這樣大臂轉軸5、平衡器轉軸6和連接軸11三者之間互相平行。在實際生產中，零部件加工和裝配總會存在一定的誤差，有可能會導致滑動軸承8與平衡器轉軸6軸線之間存在平行度誤差，但是由於最後的裝配步驟是通過連接軸11連接大臂1和平衡器軸4，故所有的加工、裝配誤差會最終反映在該處裝配過程中，如果連接軸11能夠順利安裝上，則可證明滑動軸承8與平衡器轉軸6之間的平行度誤差是可以滿足要求的，不存在蹩勁問題，否則就需要對部件進行檢查或維修，這樣就保證了不會在以後的實際運行中出現蹩勁現象，保證了平衡器3的使用壽命。
權利要求
1.一種機器人平衡器聯接結構，包括大臂、底座、平衡器及安裝於平衡器內的平衡器軸，所述平衡器軸的一端伸出平衡器並可沿平衡器軸向運動，所述大臂通過大臂轉軸活動安裝於底座上，所述平衡器通過平衡器轉軸活動安裝於底座上，所述大臂轉軸與平衡器轉軸平行，其特徵在於所述平衡器軸的端部固定有一個連接關節，所述連接關節內設置有一個滑動軸承，所述滑動軸承、平衡器軸的軸線互相垂直，所述大臂與連接關節通過滑動軸承活動連接。
2.根據權利要求1所述的機器人平衡器聯接結構，其特徵在於所述平衡器軸的端部與連接關節焊接固定。
3.根據權利要求1所述的機器人平衡器聯接結構，其特徵在於所述連接關節內設置有軸線互相垂直的滑動軸承安裝部和螺紋孔，所述平衡器的平衡器軸固定於所述連接關節螺紋孔內。
4.根據權利要求1或2或3所述的機器人平衡器聯接結構，其特徵在於所述大臂的端部設置有連接關節安裝孔，所述連接關節的滑動軸承伸入至連接關節安裝孔內，滑動軸承與連接關節安裝孔通過一個連接軸連接，所述連接軸通過其一端的固定裝置軸向限位於大臂。
5.根據權利要求4所述的機器人平衡器聯接結構，其特徵在於所述大臂轉軸、平衡器轉軸和連接軸互相平行。
6.根據權利要求5所述的機器人平衡器聯接結構的裝配方法，其特徵在於包括下述步驟A 將平衡器的平衡器軸安裝於連接關節螺紋孔內；B 將大臂通過大臂轉軸活動安裝於底座上，將平衡器通過平衡器轉軸活動安裝於底座上；C 調整大臂及平衡器的角度，並轉動平衡器軸，使連接軸依次穿過大臂的轉軸孔和連接關節的滑動軸承，並鎖緊連接軸一端的固定裝置。
7.根據權利要求6所述的機器人平衡器聯接結構的裝配方法，其特徵在於所述C步驟中，使大臂處於豎直狀態，然後再調整平衡器的角度及安裝連接軸。
全文摘要
本發明提出了一種機器人平衡器聯接結構及其裝配方法，該機器人平衡器聯接結構包括大臂、底座、平衡器及安裝於平衡器內的平衡器軸，所述平衡器軸的一端伸出平衡器並可沿平衡器軸向運動，所述大臂通過大臂轉軸活動安裝於底座上，所述平衡器通過平衡器轉軸活動安裝於底座上，所述大臂轉軸與平衡器轉軸平行，關鍵在於所述平衡器軸的端部固定有一個連接關節，所述連接關節內設置有一個滑動軸承，所述滑動軸承、平衡器軸的軸線互相垂直，所述大臂與連接關節通過滑動軸承活動連接。本發明的機器人平衡器聯接結構可靠、實用，其裝配方法可直接在裝配過程中檢測出平衡器軸的安裝是否存在蹩勁現象，因此可以避免平衡器轉軸的幹涉磨損現象。
文檔編號B25J17/00GK102161206SQ201010611600
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者呂健, 沈銀龍, 王傑高, 胡國棟, 許禮進 申請人:奇瑞汽車股份有限公司