一種功率分流式滾珠關節的製作方法

2023-12-02 08:47:16

本實用新型涉及一種機械裝置，尤其涉及一種功率分流式滾珠關節。

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，實有必要設計一種功率分流式滾珠關節。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於：提供一種功率分流式滾珠關節，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：一種功率分流式滾珠關節，包括數量不少於兩件的高速絲槓機構、導向靜圈、低速螺母套、低速滾珠、動圈、第一支撐滾珠、導向滾珠，所述的導向靜圈位於高速絲槓機構外側，所述的導向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被導向靜圈貫穿，所述的低速螺母套與高速絲槓機構螺紋相連且與導向靜圈活動相連，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導向靜圈外側，所述的動圈與低速滾珠滾動相連且與導向靜圈活動相連，所述的第一支撐滾珠位於導向靜圈與動圈之間，所述的第一支撐滾珠與導向靜圈滾動相連且與動圈滾動相連，所述的導向滾珠位於導向靜圈和低速螺母套之間，所述的導向滾珠與導向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導向靜圈內側，所述的第二支撐滾珠與轉動部滾動相連且與導向靜圈滾動相連，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；

所述的導向靜圈還包括支撐圈、數量不少於兩件的導向部，所述的支撐圈位於高速絲槓機構外側且位於動圈內側，所述的支撐圈與高速絲槓機構滾動相連且與動圈滾動相連，所述的導向部位於支撐圈一側且貫穿低速螺母套，所述的導向部與支撐圈一體相連且與低速螺母套活動相連。

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，所述的支撐圈還設有第二限位槽，所述的第二限位槽位於支撐圈內側，所述的第二限位槽不貫穿支撐圈，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，所述的支撐圈還設有第三限位槽，所述的第三限位槽位於支撐圈外側，所述的第三限位槽不貫穿支撐圈。

進一步的，所述的導向部還設有第一導向槽，所述的第一導向槽位於導向部外側，所述的第一導向槽不貫穿導向部。

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內側，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，該功率分流式滾珠關節，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沿導向部移動，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視圖

圖5示出本實用新型導向靜圈三維視圖

圖6示出本實用新型低速螺母套三維視圖

圖7示出本實用新型動圈三維視圖

高速絲槓機構 1 導向靜圈 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 支撐圈 201

導向部 202 第二限位槽 203

第三限位槽 204 第一導向槽 205

第一滾道 301 第二導向槽 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、圖7所示，一種功率分流式滾珠關節，包括數量不少於兩件的高速絲槓機構1、導向靜圈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，所述的導向靜圈2位於高速絲槓機構 1外側，所述的導向靜圈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貫穿且被導向靜圈2貫穿，所述的低速螺母套3與高速絲槓機構1螺紋相連且與導向靜圈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外側且位於導向靜圈2外側，所述的動圈5與低速滾珠4滾動相連且與導向靜圈2活動相連，所述的第一支撐滾珠6位於導向靜圈2與動圈5之間，所述的第一支撐滾珠6與導向靜圈2滾動相連且與動圈3滾動相連，所述的導向滾珠7位於導向靜圈2和低速螺母套3之間，所述的導向滾珠7與導向靜圈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102位於轉動部101一側，所述的高速絲槓102與轉動部101一體相連，所述的第二支撐滾珠103位於轉動部101外側且位於導向靜圈2內側，所述的第二支撐滾珠103與轉動部101滾動相連且與導向靜圈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，所述的導向靜圈2還包括支撐圈201、數量不少於兩件的導向部202，所述的支撐圈201位於高速絲槓機構1外側且位於動圈5內側，所述的支撐圈201與高速絲槓機構1滾動相連且與動圈5滾動相連，所述的導向部202位於支撐圈201一側且貫穿低速螺母套3，所述的導向部202與支撐圈201一體相連且與低速螺母套3活動相連，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，所述的支撐圈201還設有第二限位槽203，所述的第二限位槽203位於支撐圈201內側，所述的第二限位槽203不貫穿支撐圈 201，第二支撐滾珠103在第一限位槽105和第二限位槽203內滾動，從而對高速絲槓機構1進行支撐，所述的支撐圈201還設有第三限位槽204，所述的第三限位槽204位於支撐圈201外側，所述的第三限位槽204不貫穿支撐圈201，所述的導向部202還設有第一導向槽205，所述的第一導向槽205位於導向部202 外側，所述的第一導向槽205不貫穿導向部202，所述的低速螺母套3還設有第一滾道301，所述的第一滾道301位於低速螺母套3外側，所述的第一滾道301 不貫穿低速螺母套3，所述的低速螺母套3還設有第二導向槽302，所述的第二導向槽302位於低速螺母套3內側，所述的第二導向槽302不貫穿低速螺母套3，導向滾珠7在第一導向槽205和第二導向槽302內滾動，從而對低速螺母套3 進行導向和限位，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204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301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，該功率分流式滾珠關節，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沿導向部202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。