CN103072144A - 一种轻型机械手转动关节 - Google Patents

Abstract

本发明一种轻型机械手转动关节第一种实施例包含法兰轴（1）、向心推力轴承（2）、支架（3）、转动机构，法兰轴外圆柱面（10）与向心推力轴承的内表面（7）固定连接，向心推力轴承外表面（6）与支架内孔壁（4）固定连接,转动机构的外壳安装在支架（3）上，转动机构的轴（13）与法兰轴内圆柱面（11）固定相连。本发明一种轻型机械手转动关节第二种实施例包含法兰轴（1）、第二种实施例支架（15）、第一轴承（12）、第二轴承（14）、转动机构，第一轴承（12）的外圆柱面与左内孔（16）的内壁固定相连，第二轴承（14）的外圆柱面与右内孔（17）的内壁固定相连，电机轴（13）一端的外圆柱面与第二轴承（14）的内圆柱面固定相连，法兰轴外圆柱面（10）与第一轴承（12）的内圆柱面固定相连，转动机构的轴（13）另一端与法兰轴内圆柱面（11）固定相连。通过这样的结构使机械手关节重量轻、体积小、加工制造及组装的成本低。

Description

一种轻型机械手转动关节

技术领域

    本发明涉及一种转动关节，特别是一种轻型机械手转动关节。

背景技术

     目前，机械手的应用越来越广泛，各行各业都有机械手的身影。机械手在代替人工的同时起到了减轻成本提高效率的作用。机械手要运动，必须要有各种关节，如：直线运动关节，转动关节，机械手有一节一节的关节来组合完成各种动作。本级关节在驱动其下几级关节运动的同时也传递力给上一级关节。所以，一种实用的，重量轻，体积小的关节能降低机械手的整体成本，提高机械手在狭小空间的作业灵活性。轻型机械手对轻型机械手转动关节的要求更高，因为轻型机械手一般在有限的体积下输出较大的力，轻型机械手转动关节既向下提供力，同时也消耗上一级关节提供的力，越重的关节消耗的力就越多，因此如何提供一种能够完成同样功能的关节，但重量更轻就成了亟待解决的问题。

目前，由于轻型机械手转动关节，结构复杂，致使机械手的体积较大，不能在狭小的空间自由运动；重量大，严重的消耗了上一级关节传递的力；加工制造及组装耗时耗力，成本非常高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种轻型机械手转动关节，重量轻、体积小、加工制造及组装的成本低。

为了实现上述发明目的， 本发明一种轻型机械手转动关节第一种实施例包含法兰轴、向心推力轴承、支架、转动机构，法兰轴外圆柱面与向心推力轴承的内表面固定连接，向心推力轴承外表面与支架内孔壁固定连接,转动机构的外壳安装在支架上，转动机构的轴与法兰轴内圆柱面固定相连。

通过在电机轴上设置一个向心推力轴承来承受径向力和轴向力，使外部传来的轴向力、径向力、倾覆力矩由向心推力轴承承受，不会传递到步进电机上。由于向心推力轴承内孔可以只比电机轴稍大一点，同时节省的大量的零件，降低了工艺复杂度，所以重量轻、体积小、加工制造及组装的成本低。

本发明一种轻型机械手转动关节第二种实施例包含法兰轴、第二种实施例支架、第一轴承、第二轴承、转动机构，第一轴承的外圆柱面与左内孔的内壁固定相连，第二轴承的外圆柱面与右内孔的内壁固定相连，电机轴一端的外圆柱面与第二轴承的内圆柱面固定相连，法兰轴外圆柱面与第一轴承的内圆柱面固定相连，转动机构的轴另一端与法兰轴内圆柱面固定相连。

在电机轴的两端分别设置一个推力轴承和一个向心轴承，同样起到了第一种实施例中一个向心推力轴承的作用。同样节省的大量的零件，降低了工艺复杂度，所以重量轻、体积小、加工制造及组装的成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

 图1是本发明一种轻型机械手转动关节的第一种实施例的正面结构示意图。

图2是本发明一种轻型机械手转动关节的第一种实施例的后面结构示意图。

图3是本发明一种轻型机械手转动关节的实施例轴承的结构示意图。

图4是本发明一种轻型机械手转动关节的法兰轴的正面结构示意图。

图5是本发明一种轻型机械手转动关节的法兰轴的主示图。

图6是本发明一种轻型机械手转动关节的法兰轴的后面结构示意图。

图7是本发明一种轻型机械手转动关节的第二种实施例的正面结构示意图。

图8是本发明一种轻型机械手转动关节的第二种实施例的后面结构示意图。

图9是本发明一种轻型机械手转动关节的第二种实施例支架的结构示意图。

具体实施方式

 如图1至图9所示: 本发明一种轻型机械手转动关节包含：法兰轴1、向心推力轴承2、支架3、支架内孔壁4、固定孔5 、向心推力轴承外表面6、向心推力轴承的内表面7、法兰轴与其他机械手零件的安装接触面8、安装孔9、法兰轴外圆柱面10、法兰轴内圆柱面11、第一轴承12、电机轴13、第二轴承14、第二种实施例支架15、左内孔16、右内孔17。

本发明一种轻型机械手转动关节的第一种实施例：法兰轴外圆柱面10与向心推力轴承的内表面7固定连接，向心推力轴承外表面6与支架内孔壁4固定连接。由于向心推力轴承的内表面7可以相对于向心推力轴承外表面6转动，所以法兰轴1可以相对于支架3转动。支架3通过固定孔5与其他机械手零件固定连接。

步进电机的外壳安装在支架3上，步进电机的轴与法兰轴内圆柱面11固定相连，当步进电机转动时带动法兰轴1转动。

整个轻型机械手转动关节通过法兰轴与其他机械手零件的安装接触面8、安装孔9与其他机械手零件相连接。这样，步进电机的转动就能带动其他机械手零件的转动。

由于向心推力轴承2可以承受轴向力和径向力，其他机械手零件通过法兰轴1传来的轴向力、径向力、倾覆力矩都由向心推力轴承2承受，不会传递到步进电机上。

本发明一种轻型机械手转动关节的第二种实施例：图7所示：将支架3的L形状改为C形状，变为第二种实施例支架15，第二种实施例支架15上设左内孔16、右内孔17，左内孔16、右内孔17同轴。

第一轴承12的外圆柱面与左内孔16的内壁固定相连，第二轴承14的外圆柱面与右内孔17的内壁固定相连，电机轴13一端的外圆柱面与第二轴承14的内圆柱面固定相连，法兰轴外圆柱面10与第一轴承12的内圆柱面固定相连，电机轴13另一端与法兰轴内圆柱面11固定相连。整个轻型机械手转动关节通过法兰轴与其他机械手零件的安装接触面8、安装孔9与其他机械手零件相连接。这样，步进电机的转动就能带动其他机械手零件的转动。第二种实施例支架15通过固定孔5与其他机械手零件固定连接。

第一轴承12为向心轴承，提供径向力，第二轴承14为推力轴承，提供轴向力。

第一轴承12与第二轴承14的作用可以互换，即第一轴承12为推力轴承，提供轴向力，第二轴承14为向心轴承，提供径向力。

本发明一种轻型机械手转动关节所用到的固定连接方式包括但不限于螺栓固定、胶粘、过盈配合、焊接等。步进电机也可以用其他转动机构代替,如:伺服电机、直流电机、液压马达等。

Claims (7)

1.一种轻型机械手转动关节，其特征在于：包含法兰轴（1）、向心推力轴承（2）、支架（3）、转动机构，法兰轴外圆柱面（10）与向心推力轴承的内表面（7）固定连接，向心推力轴承外表面（6）与支架内孔壁（4）固定连接,转动机构的外壳安装在支架（3）上，转动机构的轴（13）与法兰轴内圆柱面（11）固定相连。

2.根据权利要求1所述的一种轻型机械手转动关节，其特征在于：支架（3）上设有固定孔（5）。

3.一种轻型机械手转动关节，其特征在于：包含法兰轴（1）、第二种实施例支架（15）、第一轴承（12）、第二轴承（14）、转动机构，第一轴承（12）的外圆柱面与左内孔（16）的内壁固定相连，第二轴承（14）的外圆柱面与右内孔（17）的内壁固定相连，电机轴（13）一端的外圆柱面与第二轴承（14）的内圆柱面固定相连，法兰轴外圆柱面（10）与第一轴承（12）的内圆柱面固定相连，转动机构的轴（13）另一端与法兰轴内圆柱面（11）固定相连。

4.根据权利要求3所述的一种轻型机械手转动关节，其特征在于：第二种实施例支架（15）上设有固定孔（5）。

5.根据权利要求3或4所述的一种轻型机械手转动关节，其特征在于：第一轴承（12）为向心轴承，第二轴承（14）为推力轴承。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种轻型机械手转动关节，其特征在于：法兰轴（1）上设有安装孔（9）。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种轻型机械手转动关节其特征在于：所述的转动机构为步进电机。

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