一種工業機器人專用連接件的製作方法

2023-05-20 11:42:11

本實用新型涉及機器人零部件，屬於機器人技術領域，更具體地說，本實用新型涉及一種工業機器人專用連接件。

背景技術：

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智慧技術制定的原則綱領行動。

工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構產生相應的動作；控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號，並進行控制。

工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動；圓柱坐標型的臂部可作升降、迴轉和伸縮動作；球坐標型的臂部能迴轉、俯仰和伸縮；關節型的臂部有多個轉動關節。

機器人的臂部、腕部和手部在連接時，其連接結構均較為複雜，而且需要精確定位連接，裝卸不便，並且在連接，部件之間活動時會相互影響，導致其活動範圍較小，必須採用其他結構如轉盤、輔助氣動系統等來實現大範圍的轉動，使得機器人結構越加複雜，體積成本均較大較高，並且連接後連接長度確定無法更改，給後續調整帶來了不便。

技術實現要素：

基於以上技術問題，本實用新型提供了一種工業機器人專用連接件，從而解決了以往工業機器人在連接後轉動範圍小、結構複雜及無法更改連接長度的技術問題。

為解決以上技術問題，本實用新型採用的技術方案如下：

一種工業機器人專用連接件，包括兩個相對間隔設置的連接塊，兩個連接塊通過四個裝飾連接板連接為一體，且兩個連接塊之間的空間通過四個裝飾連接板圍合形成容納空腔；

所述連接塊整體呈方形結構，其內部中空形成密封腔，密封腔內設置有密封板，密封板將密封腔隔離形成外腔室和內腔室，所述內腔室設置有壓縮彈簧，所述連接塊位於外腔室的一側設置有連接孔，所述連接塊外部還設置有連接頭，連接頭通過連接孔與所述密封板連接；

所述密封板上還設置有連通外腔室和內腔室的通氣孔。

優選的,所述裝飾連接板由內到外依次包括密封墊、剛性板及裝飾板。

優選的,所述裝飾連接板兩端通過螺栓分別與兩個連接塊活動連接。

優選的,所述密封板位於外腔室設置有圓形安裝凸臺，圓形安裝凸臺與所述連接頭連接，且所述圓形安裝凸臺的直徑小於或等於連接孔的直徑。

優選的,所述連接頭主要由調節球頭和轉動座構成；所述調節球頭包括上端開口的空心球狀底座，空心球狀底座內部設置有可轉動的萬向球，萬向球部分伸出空心球狀底座的上端開口並連接有上螺紋連接柱，所述萬向球表面切割形成若干個連續的定位面，所述空心球狀底座還相對設置有兩個用於定位萬向球的第一定位螺釘，所述空心球狀底座下端外部還設置有弧形連接頭；所述轉動座包括轉動內座和轉動外座，所述轉動內座上端設置有與弧形連接頭匹配的弧形凹槽，所述轉動內座位於弧形凹槽兩端設置有與弧形連接頭連接的可轉動的第二定位螺釘；所述轉動外座通過轉動螺栓可轉動的連接在轉動內座下端，所述轉動螺栓和第一定位螺釘相互垂直設置，所述轉動外座下端外部還連接有下螺紋連接柱。

優選的,所述第一定位螺釘位於空心球狀底座內部空腔的一端還設置有定位環，定位環可與定位面緊密貼合。

優選的,所述空心球狀底座的上端開口的表面積為空心球狀底座表面積的五分之二。

優選的,所述上螺紋連接柱和下螺紋連接柱均分別與萬向球和轉動外座螺紋連接。

綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型結構簡單，裝卸方便，可以根據需要更改或選擇合適長度的裝飾連接板，從而可以改變專用連接件整體長度，使用方便。

2、本實用新型的連接塊具有方向可調性，從而在裝配時可以進行轉動調整，方便與機器人其餘連接部件快速準確連接，裝配件連接部分的匹配關係不需要那麼精確，從而降低了其加工難度，成本降低。

3、本實用新型連接塊通過連接頭與工業機器人其餘部件連接，從而在使用過程中可以預先調節其連接角度，並且在後續轉動過程中可以輔助轉動，從而提高了工業機器人連接件之間的靈活性，提高了其轉動範圍。

4.本實用新型連接塊與連接頭彈性連接，在使用時工業機器人動作時即不會出現卡澀感，並且具有一定的緩衝效果，可以減少部件之間的剛性衝擊力，極好的保護機器人並且減少機器人的不協調性。

附圖說明

圖1是實用新型的結構示意圖；

圖2是裝飾連接板的結構示意圖；

圖3是連接塊的結構示意圖；

圖4是連接塊的截面圖；

圖5是連接頭的結構示意圖；

圖6是連接頭的截面圖；

圖中標記：1、連接塊；2、螺栓；3、裝飾連接板；31、密封墊；32、剛性板；33、裝飾板；4、外腔室；5、密封板；6、壓縮彈簧；7、內腔室；8、連接孔；9、圓形安裝凸臺；10、通氣孔；11、調節球頭；12、轉動座；13、上螺紋連接柱；14、萬向球；15、定位環；16、第一定位螺釘；17、空心球狀底座；18、第二定位螺釘；19、轉動內座；20、轉動螺栓；21、下螺紋連接柱；22、轉動外座；23、轉動外座。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型的實施方式包括但不限於下列實施例。

如圖1-圖4所示，一種工業機器人專用連接件，包括兩個相對間隔設置的連接塊1，兩個連接塊1通過四個裝飾連接板3連接為一體，且兩個連接塊1之間的空間通過四個裝飾連接板3圍合形成容納空腔；

所述連接塊1整體呈方形結構，其內部中空形成密封腔，密封腔內設置有密封板5，密封板5將密封腔隔離形成外腔室4和內腔室7，所述內腔室7設置有壓縮彈簧6，所述連接塊1位於外腔室7的一側設置有連接孔8，所述連接塊1外部還設置有連接頭，連接頭通過連接孔8與所述密封板5連接；

所述密封板5上還設置有連通外腔室4和內腔室7的通氣孔10。

本實施例的兩個連接塊1用於連接機器人手臂、卡爪、底座等部件，四個裝飾連接板3連接兩個連接塊1後形成完整連接件，四個裝飾連接板3根據需要可以選擇不同長度的，從而可以構成不同長度的連接件，保證不同機器人的尺寸需求；同時，連接塊1內密封板5在壓縮彈簧6左右下可以沿壓縮彈簧6長度方向移動，由於密封板5將密封腔隔離形成外腔室4和內腔室7，連接塊1位於外腔室7的一側設置有連接孔8，從而密封板5在移動時，由於內腔室7內的氣體緩慢從連接孔8排出，或外腔室4內空氣從連接孔8緩慢進入內腔室7，從而在兩個連接塊1連接時具有緩衝作用，將剛性連接變為柔性連接，連接更加方便安全，同時在連接後機器人操作或運動時也更加靈活，連接處具有一定柔韌性，便於長久使用。

同時，本實施例中兩個連接塊1之間的空間通過四個裝飾連接板3圍合形成容納空腔，容納空腔內部可以走線或設置所需傳感器、電器件等，可單獨作為小型的儲物空間，從而可以簡化機器人結構，降低成本和重量。

實施例2

本實施例在實施例1基礎上做了如下優化：所述裝飾連接板3由內到外依次包括密封墊31、剛性板32及裝飾板33。

本實施例的裝飾連接板3主要起到裝飾和連接的作用，其內部的密封墊31可以起到防塵和隔水效果，保護內部存儲的電器件，同時剛性板32具有一定的強度，滿足機器人的連接強度需求，而裝飾板33可設置所需的裝飾圖案和色彩，提高機器人的美觀效果。本實施例的剛性板32可以是合金板、鋼板或其它金屬材料製成的板體。

實施例3

本實施例在實施例1或實施例2的基礎上優化了以下結構：所述裝飾連接板3兩端通過螺栓2分別與兩個連接塊1活動連接。

本實施例螺栓2方便拆卸，且也可根據要求選擇使用的數量，並且在不管裝飾連接板長度的改變也不影響其連接。

實施例4

本實施例在實施例1-實施例3中任一實施例的基礎上做了如下優化和添加：所述密封板5位於外腔室4設置有圓形安裝凸臺9，圓形安裝凸臺9與所述連接頭連接，且所述圓形安裝凸臺9的直徑小於或等於連接孔8的直徑。

本實施例的圓形安裝凸臺9不僅方便連接頭的連接，同時在連接頭隨密封板5平移時起到很好的引導作用，並且圓形安裝凸臺9的直徑小於或等於連接孔8的直徑，從而圓形安裝凸臺9可以部分伸出連接孔8，從而可以方便連接頭的連接，方便了連接頭的連接。

實施例5

如圖5、圖6所示，本實施例在上述任一實施例的基礎上優化了連接頭，具體是：所述連接頭主要由調節球頭11和轉動座12構成；所述調節球頭11包括上端開口的空心球狀底座17，空心球狀底座17內部設置有可轉動的萬向球14，萬向球14部分伸出空心球狀底座17的上端開口並連接有上螺紋連接柱13，所述萬向球14表面切割形成若干個連續的定位面，所述空心球狀底座17還相對設置有兩個用於定位萬向球14的第一定位螺釘16，所述空心球狀底座17下端外部還設置有弧形連接頭23；所述轉動座12包括轉動內座19和轉動外座22，所述轉動內座19上端設置有與弧形連接頭23匹配的弧形凹槽，所述轉動內座19位於弧形凹槽兩端設置有與弧形連接頭23連接的可轉動的第二定位螺釘18；所述轉動外座22通過轉動螺栓20可轉動的連接在轉動內座19下端，所述轉動螺栓20和第一定位螺釘16相互垂直設置，所述轉動外座22下端外部還連接有下螺紋連接柱21。

本實施例的工作原理是：上螺紋連接柱13與機器人所需的卡爪、手臂、手腕等機器人部件連接，下螺紋連接柱21則與連接塊連接，轉動內座19可以轉動螺栓20為轉動軸與轉動外座22相對轉動，同時，空心球狀底座17可以第二定位螺釘18為轉動軸與轉動內座19相對轉動，而萬向球14則可在空心球狀底座17內轉動，通過萬向球14、轉動內座19及轉動外座22的相對轉動，從而可以實現連接塊與機器人部件的相對轉動，從而在使用過程中可以預先調節其連接角度，並且在後續轉動過程中可以輔助轉動，從而提高了工業機器人連接件之間的靈活性，提高了其轉動範圍。並且當需要固定其連接位置時，可以旋緊第一定位螺釘16、第二定位螺釘18及轉動螺栓20，將萬向球14、轉動內座19及轉動外座22固定，通過以上結構，使得機器人連接部分具有一定的可調性，安裝的部件相對的角度能夠預先設定，並且也增大了連接部分的靈活性。

本實施例的萬向球14表面切割形成若干個連續的定位面，從而第一定位螺釘16在頂緊萬向球14時受力均勻穩定，能夠很好的將萬向球14固定。

作為該實施例的完善方案，所述第一定位螺釘16位於空心球狀底座17內部空腔的一端還設置有定位環15，定位環15可與定位面緊密貼合。定位環15與定位面能夠很好的形成面接觸，提高了受力面積，從而在第一定位螺釘16壓緊萬向球14時固定效果更好。

作為該實施例的完善方案，所述空心球狀底座17的上端開口的表面積為空心球狀底座17表面積的五分之二。考慮到萬向球14會受到機器人外部部件的外力影響，為了避免其從空心球狀底座17內脫離，並且滿足其最大的轉動角度和受力強度，作為完善，限定空心球狀底座17的上端開口的表面積為空心球狀底座17表面積的五分之二，從而滿足正常的使用需求，並實現最大化的利用。

作為該實施例的完善方案，所述上螺紋連接柱13和下螺紋連接柱21均分別與萬向球14和轉動外座22螺紋連接。本實施例為了方便上螺紋連接柱13和下螺紋連接柱21的拆卸更換，將其與萬向球14和轉動外座22的連接方式設置成螺紋連接，裝卸便利。

如上所述即為本實用新型的實施例。前文所述為本實用新型的各個優選實施例，各個優選實施例中的優選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優選實施方式為前提，各個優選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數僅是為了清楚表述實用新型人的實用新型驗證過程，並非用以限制本實用新型的專利保護範圍，本實用新型的專利保護範圍仍然以其權利要求書為準，凡是運用本實用新型的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本實用新型的保護範圍內。