CN102114629B - 机器人结构 - Google Patents

Abstract

一种机器人结构，包括第一手臂与第二手臂，该第一手臂与第二手臂相互枢接，该第一手臂的一端形成有第一抵持端面，该第二手臂的端部凹陷形成第一容置腔该第一容置腔的底面为第一抵持部，该第一抵持端面与该第一抵持部之间设置有密封垫，该密封垫收容于该第一容置腔内且其形状及尺寸与第一抵持部的形状及尺寸一致，该第一抵持端面及第一抵持部与该密封垫均为面接触且将该密封垫抵紧。该机器人结构的密封效果较好。

Description

机器人结构

技术领域

本发明涉及一种机器人结构，尤其涉及一种机器人的密封结构。

背景技术

工业机器人常包括多个相互枢接的手臂，通过各手臂之间相对转动实现多个自由度的动作。

在各手臂相互枢接的部位，设置减速器及马达进行速度传递。由于机器人的各手臂本身具有自重，且该手臂越重，用来带动其活动的马达及减速器等的体积就越大，且耗电量及耗油量等较大。故为减小机器人的自重，以减小马达及减速器的体积，进一步使机器人结构轻巧且耗电量及耗油量等降低，机器人上的铸件常采用密度较小的材料铸造而成。

鉴于铝材相对镁合金、钛合金等的价格较低，且铝合金铸造技术较为成熟，故常采用铝材铸造机器人的手臂等元件。

然而，由于铝材较软，在使用一段时间后，手臂及其他由铝材铸造而成的元件会发生一些变形，当需维修或更换手臂、减速器等元件时，维修或更换后的手臂、减速器等元件在重新装配时，由于手臂及其他元件的变形无法准确安装，在手臂和减速器及其他元件之间形成间隙，造成油脂外漏。该间隙位于元件的接触面之间，而O形密封圈只可使用于周缘处间隙的密封，故无法使用O形密封圈进行密封。

发明内容

鉴于上述情况，有必要提供一种密封性较好的机器人结构。

一种机器人结构，包括第一手臂与第二手臂，该第一手臂与第二手臂相互枢接，该第一手臂包括第一手臂本体及设置于该第一手臂本体上的第一减速器，该第一减速器包括第一减速器本体及多个齿轮，该第一减速器本体具有第一抵持端面，且从该第一抵持端面凹陷形成空腔以收容该多个齿轮，该第二手臂的端部凹陷形成第一容置腔，该第一容置腔的底面为第一抵持部，该第一抵持端面与该第一抵持部之间设置有密封垫，该密封垫收容于该第一容置腔内且其形状及尺寸与该第一抵持部的形状及尺寸一致，该密封垫上开设有形状及尺寸与该第一减速器上的空腔的形状及尺寸相同的第一通槽，该第一抵持部及该第一抵持端面与该密封垫均为面接触且将该密封垫抵紧。

上述机器人结构中，通过在相互抵持的元件之间设置青壳纸制成的密封垫，且密封垫的形状及尺寸与相抵持的元件的抵持部位的形状及尺寸一致，保证相抵持的元件之间形成的间隙可被该密封垫完全填充，且密封垫与该相抵持的元件之间为面接触，接触面积大，进一步改善了密封效果。当更换或维修手臂、减速器等元件时，元件之间形成的间隙允许该青壳纸制成的密封垫恢复变形，进而将元件的面与面之间形成的间隙填塞，防止机器人结构中的润滑油、润滑脂等外漏，密封效果较好。

附图说明

图1为本发明实施例的机器人结构示意图。

图2为图1中机器人结构的部分零件分解图。

图3为图1中机器人结构的部分零件分解图的另一视角图。

主要元件符号说明

机器人结构            100

第一手臂              10

第二手臂              30

第三手臂              50

第一青壳纸密封垫      70

第二青壳纸密封垫      90

第一手臂本体       11

第一减速器         13

座体               111

转动体             113

枢接部             115、51

收容壳体           1111

连接部             1113

第一减速器本体     131

齿轮               133、533

第一抵持端面       1311

空腔               1313、5313

第一容置腔         31

第二容置腔         33

第一抵持部         311

第二抵持部         331

第二减速器         53

第二减速器本体     531

第二抵持端面       5311

第一通槽           71

第二通槽           91

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明的机器人结构作进一步的详细说明。

请同时参阅图1和图2，机器人结构100包括第一手臂10、第二手臂30、第三手臂50、第一青壳纸密封垫70及第二青壳纸密封垫90。第一手臂10、第二手臂30及第三手臂50三者依次枢接。第一青壳纸密封垫70设置于第一手臂10与第二手臂30之间，第二青壳纸密封垫90设置于第三手臂50与第二手臂30之间。

请同时参阅图2和图3，第一手臂10包括第一手臂本体11及设置于该第一手臂本体11上的第一减速器13。

第一手臂本体11包括座体111、转动体113及枢接部115。座体111包括收容壳体1111及形成于收容壳体1111一端的连接部1113。收容壳体1111用于收容第一手臂10内部的零部件，连接部1113为形成于收容壳体1111一端的凸缘，第一手臂10通过该连接部1113可固定至地面或其它设备上。转动体113部分地插设于座体111的收容壳体1111内并相对该座体111可转动。枢接部115连接于转动体113上并随该转动体113相对座体111可转动。

第一减速器13为摆线针轮减速器，其包括第一减速器本体131及设置于该第一减速器本体131内的多个齿轮133。第一减速器本体131具有第一抵持端面1311，且开设有空腔1313，该空腔1313从第一抵持端面1311凹陷形成。多个齿轮133收容于该空腔1313内。本实施例中，第一减速器13包括三个齿轮133，第一抵持端面1311为圆形，且该第一抵持端面1311上还形成多个连接孔。

该第一手臂10中，第一减速器13远离第一抵持端面1311的一端插入第一手臂本体11的枢接部115内，并与电机（图未示）连接。

第二手臂30为一杆状结构，其靠近两端的部位凹陷形成第一容置腔31和第二容置腔33。其中第一容置腔31的底面为第一抵持部311，第二容置腔33的底面为第二抵持部331。本实施例中，第一抵持部311和第二抵持部331均为圆形，第一手臂10、第二手臂30及第三手臂50均由铝材铸造而成。

第三手臂50包括枢接部51及第二减速器53，第二减速器53的一端伸入该枢接部51。第二减速器53也为摆线针轮减速器，其包括第二减速器本体531及设置于该第二减速器本体531内的多个齿轮533。第二减速器本体531具有第二抵持端面5311，且从该第二抵持端面5311凹陷形成空腔5313。本实施例中，第二减速器53的齿轮533的数目为两个，第二抵持端面5311为圆形，且该第二抵持端面5311上也凹陷形成多个连接孔。

青壳纸是一种氟塑加工的纸制品，其具有良好的绝缘性、柔韧性、耐水、耐磨、耐油脂及耐老化，是很好的堵间隙材料。

第一青壳纸密封垫70由青壳纸制成，其形状及尺寸与第二手臂30上的第一抵持部311的形状及尺寸一致，该第一青壳纸密封垫70上开设有形状及尺寸与第一减速器13上的空腔1313于第一抵持端面1311上形成的形状及尺寸相同的第一通槽71。本实施例中，第一青壳纸密封垫70为圆形，且其上也开设有与第一减速器13上的连接孔位置及数目均对应的连接孔。

第二青壳纸密封垫90也由青壳纸制成，其形状及尺寸与第二手臂30上的第二抵持部331的形状及尺寸一致，该第二青壳纸密封垫90上开设有形状及尺寸与第二减速器53的空腔5313于第二抵持端面5311上形成的形状及尺寸相同的第二通槽91。本实施例中，第二青壳纸密封垫90也为圆形，且其上也开设有与第二减速器53上的连接孔位置及数目均对应的连接孔。

组装该机器人结构100时，将第一青壳纸密封垫70放置于第二手臂30上的第一容置腔31内，并使该第一青壳纸密封垫70贴于第一抵持部311。将该第一手臂10的第一减速器13插入第二手臂30的第一容置腔31内，并使第一减速器13上的空腔1313在第一抵持端面1311上形成的形状及尺寸与第一青壳纸密封垫70上的第一通槽71对准，使第一减速器13的第一抵持端面1311抵持于第一青壳纸密封垫70并将第一青壳纸密封垫70压紧，此时第一青壳纸密封垫70被压缩发生变形。通过紧固件，如螺钉、铆钉、螺杆等将第一减速器13、第一青壳纸密封垫70及第二手臂30锁紧，使第一减速器13可带动第二手臂30转动。

将第二青壳纸密封垫90放置于第二手臂30上的第二容置腔33内，并使第二青壳纸密封垫90贴于第二抵持部331。将第三手臂50的第二减速器53插入第二手臂30的第二容置腔33内，并使第二减速器53上的空腔5313于第二抵持端面5311上形成的形状及尺寸与第二青壳纸密封垫90上的第二通槽91对准，使第二减速器53的第二抵持端面5311抵持于第二青壳纸密封垫90并将第二青壳纸密封垫90压紧，此时第二青壳纸密封垫90被压缩发生变形。同样，通过紧固件将第二减速器53、第二青壳纸密封垫90及第二手臂30锁紧，使第二手臂30可带动第二减速器53转动。完成该机器人结构100的组装。

使用该机器人结构100时，在第一减速器13及第二减速器53中加润滑油或润滑脂，以便保证第一减速器13和第二减速器53的正常工作。在该机器人结构100使用一段时间后，第二手臂30的第一抵持部311和第二抵持部331由于分别受第一减速器13和第二减速器53的抵持以及紧固件紧固的力的作用，发生变形。

当维修或更换第一减速器13、第二减速器53或第二手臂30等元件时，维修或更换后的第一减速器13、第二减速器53或第二手臂3在重新装配时，由于之前发生了变形，导致无法准确安装，故在第一减速器13的第一抵持端面1311与第二手臂30的第一抵持部311之间形成间隙，在第二减速器53的第二抵持端面5311和第二手臂30的第二抵持部331之间形成间隙。

由于青壳纸具有柔韧性，故形成的间隙允许被挤压的第一青壳纸密封垫70及第二青壳纸密封垫90逐渐而恢复形变，将第一减速器13的第一抵持端面1311和第二手臂30的第一抵持部311之间形成的间隙以及第二减速器53的第二抵持端面5311和第二手臂30的第二抵持部331之间形成的间隙填塞，防止第一减速器13内的润滑材料外漏。同样，保证，防止第二减速器53内的润滑材料外漏。

该机器人结构100中，由于第一青壳纸密封垫70的形状及尺寸与第一减速器13的第一抵持端面1311和第二手臂30的第一抵持部311的形状及尺寸一致，故当第一抵持端面1311和第一抵持部311之间形成间隙时，该第一青壳纸密封垫70可将该间隙完全填充，保证密封效果良好。同理，第二青壳纸密封垫90也可将第二减速器53的第二抵持端面5311和第二手臂30的第二抵持部331之间的间隙完全填充，保证密封效果良好。

由于第一青壳纸密封垫70与第一减速器13及第二手臂30的第一抵持部311为面接触，且第二青壳纸密封垫90与第二减速器53及第二手臂30的第二抵持部331也为面接触，故接触面积大，可进一步改善密封效果。

由于青壳纸具有耐水、耐磨、耐油脂及耐老化的作用，故可长期保证该机器人结构100的第一减速器13及第二减速器53的密封性。

于第一青壳纸密封垫70上开设第一通槽71及第二青壳纸密封垫90上开设第二通槽91，可避免第一青壳纸密封垫70和第二青壳纸密封垫90中心部位大面积被第一减速器13的空腔1313及第二减速器53的空腔5313内的润滑材料浸泡，延长第一青壳纸密封垫70和第二青壳纸密封垫90的使用寿命，同时也避免将第一减速器13及第二减速器53内的大量润滑材料吸收而浪费。

可以理解，本发明中的第一青壳纸密封垫70和第二青壳纸密封垫90也可由其他的密封垫所替代，如橡胶、塑料、复合材料等所制成的密封垫。

该机器人结构100也可只包括第一手臂10和第二手臂30或只包括第二手臂30和第三手臂50，或包括三个以上依次枢接的手臂，在手臂相枢接的部位同样可设置青壳纸密封垫。

本发明中，第一减速器13的齿轮133的数目也可为两个、四个等，第二减速器53的齿轮533的数目也可为三个或三个以上。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (6)

1.一种机器人结构，包括第一手臂与第二手臂，所述第一与第二手臂相互枢接，其特征在于：该第一手臂包括第一手臂本体及设置于该第一手臂本体上的第一减速器，该第一减速器包括第一减速器本体及多个齿轮，该第一减速器本体具有第一抵持端面，且从该第一抵持端面凹陷形成空腔以收容该多个齿轮，该第二手臂的端部凹陷形成第一容置腔，该第一容置腔的底面为第一抵持部，该第一抵持端面与该第一抵持部之间设置有密封垫，所述密封垫收容于所述第一容置腔内且其形状及尺寸与该第一抵持部的形状及尺寸一致，该密封垫上开设有形状及尺寸与该第一减速器上的空腔的形状及尺寸相同的第一通槽，该第一抵持部及该第一抵持端面与该密封垫均为面接触且将该密封件抵紧。

2.如权利要求1所述的机器人结构，其特征在于：所述减速器为摆线针轮减速器。

3.如权利要求2所述的机器人结构，其特征在于：密封垫由青壳纸制成。

4.如权利要求3所述的机器人结构，其特征在于：该机器人结构还包括与该第二手臂相枢接的第三手臂，所述第三手臂上设置有减速器，所述第二手臂上形成第二抵持部，第三手臂上的减速器抵持于第二手臂上的第二抵持部。

5.如权利要求4所述的机器人结构，其特征在于：所述第一容置腔设置于所述第二手臂的一端，所述第二手臂上还于另一端凹陷形成有第二容置腔，第二容置腔的底面为第二抵持部，所述第一手臂上的减速器一端伸入所述第一容置腔并抵持于第一抵持部，所述第三手臂上的减速器一端伸入第二容置腔并抵持于第二抵持部。

6.如权利要求4所述的机器人结构，其特征在于：所述第一手臂上的减速器为三齿轮式摆线针轮减速器，所述第三手臂上的减速器为二齿轮式摆线针轮减速器。

Images