一種串聯式功率分流滾珠關節的製作方法

2023-04-26 12:17:06

本實用新型涉及一種機械裝置，尤其涉及一種串聯式功率分流滾珠關節。

背景技術：

現有機器人關節主要包括動力機構(如電機)、傳動機構(如齒輪)、減速機，現有機器人關節用減速機多為RV減速機，現有的RV減速機核心零件是擺線輪、針齒殼、行星架、偏心軸，都屬於薄壁、異形零件，國內的生產條件很難達到微米級的加工精度，很難進行大批量生產，在裝配時有嚴格的相位要求，調整環節繁複，導致RV減速機價格昂貴，同時，傳統的RV減速機為了保證無運動死區，必須預留很小的嚙合間隙，導致空回差只能控制在1弧分以內，既降低了定位精度，又降低了RV減速機的剛性，同時，RV減速機結構複雜，體積大，很難應用於協作機器人、DELTA機器人、SCARA機器人。鑑於上述缺陷，實有必要設計一種串聯式功率分流滾珠關節。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於：提供一種串聯式功率分流滾珠關節，來解決現有RV減速機體積大，價格昂貴且重複定位精度差的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種串聯式功率分流滾珠關節，包括數量不少於兩件的高速絲槓機構、靜圈、低速螺母套、低速滾珠、動圈、第一支撐滾珠、導向滾珠，所述的靜圈位於高速絲槓機構外側，所述的靜圈與高速絲槓機構滾動相連，所述的低速螺母套被高速絲槓機構貫穿且位於靜圈內側，所述的低速螺母套與高速絲槓機構螺紋相連且與靜圈活動相連，所述的低速滾珠位於低速螺母套外側，所述的低速滾珠與低速螺母套滾動相連，所述的動圈位於低速滾珠外側且位於靜圈外側，所述的動圈與低速滾珠滾動相連且與靜圈活動相連，所述的第一支撐滾珠位於靜圈與動圈之間，所述的第一支撐滾珠與靜圈滾動相連且與動圈滾動相連，所述的導向滾珠位於靜圈和低速螺母套之間，所述的導向滾珠與靜圈滾動相連且與低速螺母套滾動相連；

所述的高速絲槓機構還還包括轉動部、高速絲槓、第二支撐滾珠、進給螺母，所述的高速絲槓位於轉動部一側，所述的高速絲槓與轉動部一體相連，所述的第二支撐滾珠位於轉動部外側且位於靜圈內側，所述的第二支撐滾珠與轉動部滾動相連且與靜圈滾動相連，所述的進給螺母位於高速絲槓外側且貫穿低速螺母套，所述的進給螺母與高速絲槓螺紋相連且與低速螺母套螺紋相連；

本實用新型進一步的改進如下：

進一步的，所述的轉動部還設有第一限位槽，所述的第一限位槽位於轉動部外側，所述的第一限位槽不貫穿轉動部。

進一步的，所述的轉動部還設有安裝孔，所述的安裝孔不貫穿轉動部。

進一步的，所述的靜圈還設有第二限位槽，所述的第二限位槽位於靜圈內側，所述的第二限位槽不貫穿靜圈，第二支撐滾珠在第一限位槽和第二限位槽內滾動，從而對高速絲槓機構進行支撐。

進一步的，所述的靜圈還設有第三限位槽，所述的第三限位槽位於靜圈外側，所述的第三限位槽不貫穿靜圈。

進一步的，所述的靜圈還設有第一導向槽，所述的第一導向槽位於靜圈內側，所述的第一導向槽不貫穿靜圈。

進一步的，所述的低速螺母套還設有第二導向槽，所述的第二導向槽位於低速螺母套外側，所述的第二導向槽不貫穿低速螺母套，導向滾珠在第一導向槽和第二導向槽內滾動，從而對低速螺母套進行導向和限位。

進一步的，所述的低速螺母套還設有第一滾道，所述的第一滾道位於低速螺母套外側，所述的第一滾道不貫穿低速螺母套。

進一步的，所述的動圈還設有第四限位槽，所述的第四限位槽位於動圈內側，所述的第四限位槽不貫穿動圈，第一支撐滾珠在第三限位槽和第四限位槽內滾動，從而對動圈進行支撐。

進一步的，所述的動圈還設有第二滾道，所述的第二滾道位於動圈內側，所述的第二滾道不貫穿動圈，低速滾珠在第一滾道和第二滾道構成的空腔內循環滾動，以保證低速螺母套運動平穩，連續。

與現有技術相比，該串聯式功率分流滾珠關節，工作時，動力機構(如電機)通過傳動機構(如齒輪)輸入動力帶動多組高速絲槓機構工作，從而帶動高速絲槓轉動，進而帶動進給螺母運動，由於進給螺母與低速螺母套固連，進給螺母只能沿高速絲槓移動，從而帶動低速螺母套移動，由於低速螺母套、低速滾珠、動圈構成絲槓傳動副且導向滾珠限制低速螺母套轉動，因此，低速螺母套將直線移動轉化為動圈的轉動，從而實現減速傳動。該裝置結構簡單，通過多組高速絲槓機構進行功率分流，不僅傳動精度高，承載能力強，而且製造成本低，傳動效率高，同時，結構緊湊，體積小，且幾乎為純滾動運動，摩擦係數極低，降低了傳動中的滯後現象，減小了滾珠關節的空回差，從源頭上提高了機器人關節的重複定位精度。

附圖說明

圖1示出本實用新型爆炸圖

圖2示出本實用新型剖視圖

圖3示出本實用新型高速絲槓機構剖視圖

圖4示出本實用新型轉動部三維圖

圖5示出本實用新型靜圈三維圖

圖6示出本實用新型動圈三維圖

高速絲槓機構 1 靜圈 2

低速螺母套 3 低速滾珠 4

動圈 5 第一支撐滾珠 6

導向滾珠 7 轉動部 101

高速絲槓 102 第二支撐滾珠 103

進給螺母 104 第一限位槽 105

安裝孔 106 第二限位槽 201

第三限位槽 202 第一導向槽 203

第二導向槽 301 第一滾道 302

第四限位槽 501 第二滾道 502

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，一種串聯式功率分流滾珠關節，包括數量不少於兩件的高速絲槓機構1、靜圈2、低速螺母套3、低速滾珠4、動圈5、第一支撐滾珠6、導向滾珠7，所述的靜圈2位於高速絲槓機構1外側，所述的靜圈2與高速絲槓機構1滾動相連，所述的低速螺母套3被高速絲槓機構1貫穿且位於靜圈2內側，所述的低速螺母套3與高速絲槓機構1螺紋相連且與靜圈2活動相連，所述的低速滾珠4位於低速螺母套3外側，所述的低速滾珠4與低速螺母套3滾動相連，所述的動圈5位於低速滾珠4外側且位於靜圈2外側，所述的動圈5與低速滾珠4滾動相連且與靜圈2活動相連，所述的第一支撐滾珠6位於靜圈2與動圈5之間，所述的第一支撐滾珠6與靜圈2滾動相連且與動圈5滾動相連，所述的導向滾珠7位於靜圈2和低速螺母套3之間，所述的導向滾珠7與靜圈2滾動相連且與低速螺母套3滾動相連，所述的高速絲槓機構1還還包括轉動部101、高速絲槓102、第二支撐滾珠103、進給螺母104，所述的高速絲槓101位於轉動部102一側，所述的高速絲槓101與轉動部102一體相連，所述的第二支撐滾珠103位於轉動部101外側且位於靜圈2內側，所述的第二支撐滾珠103與轉動部101滾動相連且與靜圈2滾動相連，所述的進給螺母104位於高速絲槓102外側且貫穿低速螺母套3，所述的進給螺母104與高速絲槓102螺紋相連且與低速螺母套3螺紋相連，所述的轉動部101還設有第一限位槽105，所述的第一限位槽105位於轉動部101外側，所述的第一限位槽105不貫穿轉動部101，所述的轉動部101還設有安裝孔106，所述的安裝孔106不貫穿轉動部101，所述的靜圈2還設有第二限位槽201，所述的第二限位槽201位於靜圈2內側，所述的第二限位槽201不貫穿靜圈2，第二支撐滾珠103在第一限位槽105和第二限位槽201內滾動，從而對高速絲槓機構1進行支撐，所述的靜圈2還設有第三限位槽202，所述的第三限位槽202位於靜圈2外側，所述的第三限位槽202不貫穿靜圈2，所述的靜圈2還設有第一導向槽203，所述的第一導向槽203位於靜圈2內側，所述的第一導向槽203不貫穿靜圈2，所述的低速螺母套3還設有第二導向槽301，所述的第二導向槽301位於低速螺母套3外側，所述的第二導向槽301不貫穿低速螺母套3，導向滾珠7在第一導向槽203和第二導向槽301內滾動，從而對低速螺母套3進行導向和限位，所述的低速螺母套3還設有第一滾道302，所述的第一滾道302位於低速螺母套3外側，所述的第一滾道302不貫穿低速螺母套3，所述的動圈5還設有第四限位槽501，所述的第四限位槽501位於動圈5內側，所述的第四限位槽501不貫穿動圈5，第一支撐滾珠6在第三限位槽202和第四限位槽501內滾動，從而對動圈5進行支撐，所述的動圈5還設有第二滾道502，所述的第二滾道502位於動圈5內側，所述的第二滾道502不貫穿動圈5，低速滾珠4在第一滾道302和第二滾道502構成的空腔內循環滾動，以保證低速螺母套3運動平穩，連續，該串聯式功率分流滾珠關節，工作時，動力機構(如電機)通過傳動機構(如齒輪)輸入動力帶動多組高速絲槓機構1工作，從而帶動高速絲槓102轉動，進而帶動進給螺母104運動，由於進給螺母104與低速螺母套3固連，進給螺母104隻能沿高速絲槓102移動，從而帶動低速螺母套3移動，由於低速螺母套3、低速滾珠4、動圈5構成絲槓傳動副且導向滾珠7限制低速螺母套3轉動，因此，低速螺母套3將直線移動轉化為動圈5的轉動，從而實現減速傳動。該裝置結構簡單，通過多組高速絲槓機構1進行功率分流，不僅傳動精度高，承載能力強，而且製造成本低，傳動效率高，同時，結構緊湊，體積小，且幾乎為純滾動運動，摩擦係數極低，降低了傳動中的滯後現象，減小了滾珠關節的空回差，從源頭上提高了機器人關節的重複定位精度。

本實用新型不局限於上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所做出的種種變換，均落在本實用新型的保護範圍之內。