機器人橫臂、立臂彈簧平衡機構的製作方法
2023-09-17 20:53:15
專利名稱：機器人橫臂、立臂彈簧平衡機構的製作方法
技術領域：
本實用新型提供一種機器人用手臂平衡裝置，屬於一般構件，可廣泛用於各種機器人的手臂平衡。
目前國內外採用的手臂平衡機構有多種，如1，有用曲拐、連杆拉彈簧的平衡裝置，2，有用氣缸、油缸來平衡手臂重力的平衡裝置，3，有用鏈條、鏈輪拉彈簧的平衡裝置等，作用都是一個，即消除手臂本身產生的重力矩，達到演示輕動化或運動穩定的目的。
但這些裝置的缺點是1、曲拐連杆拉彈簧佔地大，加工部件多，要求裝配精度高，成本高。
2、氣缸、油缸平衡裝置平衡效果差。
3、鏈條、鏈輪拉彈簧的平衡裝置，由於鏈條怕扭，故對安裝精度要求高，裝配時不易保證，且由於鏈條抗拉強度也較差，故較容易在工作現場出現鏈條拉斷的現象，造成不必要的傷害事故。
4、國內外大多數機器人，立臂彈簧均裝在立臂上，由於彈簧加上裝置本身有較大的重量，則加大了立臂彈簧要平衡的重力矩，且運動慣量加大，運動部件不輕巧，結構與零件均加多。
本實用新型的目的是儘可能地減少橫、立臂的慣量，並使整個平衡機構結構緊湊佔地小，易維修調整，且強度高，外形美觀。
本實用新型採用彈簧與鋼絲繩、鋼絲輪的組合機構平衡立臂與橫臂的力矩，使演示輕動化，還可提高機器人系統的穩定性，並且由於採用了鋼絲繩輪，使結構緊湊，外形美觀。
以下結合附圖進一步說明
圖1為橫臂平衡彈簧裝配圖圖2為立臂平衡彈簧裝配圖圖3為橫、立臂平衡彈簧俯視裝配圖圖4為立臂用鋼絲輪圖5為橫臂用鋼絲輪圖6為橫臂用曲拐裝配圖
圖1中1為彈簧母，2為螺杆，3為緊定螺母，4為橫臂彈簧，5為曲拐，6為鉸接頭，7為緊定螺母，8為拉杆(另一端連接到要平衡的橫臂尾部)，9為彈簧母，41為長螺柱，42為短螺柱，43為活塊，44為鋼絲繩。
圖2、圖3中10為立臂彈簧，Ⅳ為鋼絲繩組件，11與27為裝在立臂下部的支軸，28為鉸接頭，26為軸，29為彈簧母，30為調整套，25為墊塊，V、Ⅵ均為彈簧支架。
圖4中18為壓蓋，19為立臂鋼絲輪，20為套，21為套，22為軸。
圖5中23為支軸，24為橫臂鋼絲輪。
圖6中13為墊片，14為小軸，15為擋環，16為墊，17為擋圈。
本實用新型在機器人的立柱上安裝兩個彈簧支架V和Ⅵ，鋼絲繩輪24和19安裝在支架V和兩端，鋼絲繩組件Ⅳ在鋼絲繩輪24上繞過，一端與橫臂彈簧4相連接，另一端與曲拐5相連，曲拐5的另一端裝上拉杆8，去拉動要平衡的橫臂後部。鋼絲繩組件Ⅳ繞過鋼絲繩輪19後，一端與立臂彈簧10相連接，另一端與要平衡的立臂下部的支軸27相鉸接(見
圖1～圖6)。彈簧與要平衡的部件之間的受力體是鋼絲繩，而鋼絲繩與彈簧的連接方式是，鋼絲繩44一端用鉛焊方法焊在一個活塊43上(見
圖1)，裝入彈簧母9中後用螺柱42與彈簧母9擰緊固定(見
圖1)，鋼絲繩與要平衡的部件的連接方式是橫臂用鋼絲繩的一端與一長螺柱41鉛焊連接，長螺柱41擰入曲拐5上裝的鉸接頭6上，長度可以調節，然後用螺母7固定(見
圖1)。立臂用鋼絲繩的一端與一長螺柱41鉛焊連接，長螺柱擰入立臂下部支軸11上的鉸接頭上(見圖3)。橫臂與立臂平衡只用一根彈簧，一根拉杆與鋼絲繩一個繩輪等，橫、立臂彈簧均安裝在底座的立軸Ⅶ上(見圖3)。彈簧支架V、Ⅵ均裝在機器人的立軸Ⅶ上(見
圖1、圖3)，立軸Ⅶ用雙點劃線示出。兩根彈簧的另一端分別用兩根螺杆1擰在彈簧支架Ⅵ上(見圖3)。
本實用新型的立臂鋼絲繩是纏繞在一個套筒形鋼絲輪上，目的是在保證彈簧有足夠的運動空間的情況下，讓立臂的支軸11的軸長儘可能地短，以減少彈簧力造成的對立臂的扭轉力矩。
本實用新型的鋼絲繩與彈簧的連接方法如前所述，這樣便於鋼絲繩的更換與長度調整(靠擰螺柱)，在擰螺柱時，由於彈簧母內的鋼絲繩另一端是活塊，故可隨之轉動，不會扭轉鋼絲繩本身。鋼絲繩的鉛焊技術在國內外是較先進的，且可靠性高達100％，這樣做出的機構因不必用一大堆鋼絲繩卡，結構緊湊，外形美觀。
權利要求1.一種機器人橫臂、立臂平衡機構，由彈簧支架、鋼絲繩組件、曲拐、拉杆、鉸接頭、支軸、立臂彈簧和橫臂彈簧等組成，其特徵是它的主軸上裝有兩個彈簧支架，其中一個彈簧支架的兩端裝有兩個鋼絲輪，另一彈簧支架上安裝兩個分別連接橫臂與立臂彈簧的螺杆，一個鋼絲繩組件繞過一個鋼絲輪一端與橫臂彈簧相連接，一端與曲拐相連，曲拐的另一端裝上拉杆去拉動要平衡的橫臂後部；另一鋼絲輪組件繞過另一鋼絲輪一端與立臂彈簧相連接，另一端與要平衡的立臂下部的支軸相鉸接。
2.按照權利要求1所述的機器人立、橫臂彈簧平衡機構，其特徵在於，所說的鋼絲繩組件與彈簧的連接方式是鋼絲繩一端用鉛焊方法焊在一個活塊上，裝入彈簧螺母中後用螺柱與彈簧螺母擰緊固定。
3.按照權利要求1所述的機器人立臂、橫臂彈簧平衡機構，其特徵在於，所說的鋼絲輪組件與要平衡的橫臂的連接方式是鋼絲繩的一端與一長螺柱鉛焊連接，長螺柱擰入曲拐上安裝的鉸接頭上，用螺母7固定，其長度可以調節。
4.按照權利要求1或2所述的機器人立臂、橫臂平衡機構，其特徵在於，所說的鋼絲輪組件與要平衡的立臂的連接方式是鋼絲繩的一端與一長螺柱鉛焊連接，長螺柱擰入立臂下部支軸的鉸接頭上。
5.按照權利要求1或3所述的機器人立臂、橫臂平衡機構，其特徵在於，所說的鋼絲輪組件與要平衡的立臂的連接方式是鋼絲繩的一端與一長螺柱鉛焊連接，長螺柱擰入立臂下部支軸的鉸接頭上。
專利摘要機器人立臂、橫臂平衡機構，採用彈簧與鋼絲繩、鋼絲輪的組合機構平衡立臂與橫臂的力矩，使演示輕動化，便於手動演示。當不要求手動輕動化時亦可用以消除機器人橫臂與立臂自身的重力作用，使機器人驅動裝置只需克服其運動時產生的慣性力，因而提高了機器人系統的穩定性。
文檔編號F16H47/00GK2065699SQ8922023
公開日1990年11月14日 申請日期1989年11月30日 優先權日1989年11月30日
發明者羅君平, 袁洪章 申請人:機械電子工業部北京機械工業自動化研究所