CN105619402B - 关节型工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种关节型工业机器人，包括具有安装法兰的摇杆、位于所述安装法兰一侧的伺服电机、位于所述安装法兰背离所述伺服电机的一侧的RV‑E减速机，所述RV‑E减速机具有能够与所述安装法兰固定连接的中间法兰，所述关节型工业机器人还包括连接所述中间法兰与所述RV‑E减速机的转接法兰。本发明的关节型工业机器人，通过设有转接法兰，可以在连接RV‑E减速机的同时，方便伺服电机的安装，另外所述转接法兰为设置润滑腔提供了可能。

Description

关节型工业机器人

技术领域

本发明涉及关节型工业机器人制造领域，尤其涉及一种第二关节处RV-E减速机和伺服电机连接方便的关节型工业机器人。

背景技术

在关节型工业机器人本体结构中，第二关节位置摇杆/或称腰部件的两侧分别需要连接伺服电机和RV-E减速机；其中伺服电机用以第二关节的动力输入，驱动大臂以上部件及负载；RV-E减速机用以传递伺服电机输入的动力，起到减速增矩的作用。

目前，固联RV-E减速机的中间法兰与摇杆的安装法兰，需要两组公称直径不同的螺栓分别拧入绕中间法兰/安装法兰面轴线120°对称分布的两组对应的螺纹孔（如图9所示）。两组螺纹孔的中心分布圆直径不同，大螺纹孔的分布圆直径小于小螺纹孔的分布圆直径，这就导致要完全紧固RV-E减速机就必须从摇杆的安装法兰的另一侧使用数量较多的不同规格的螺栓拧紧，螺帽占据安装法兰面较大面积，导致伺服电机无法使用螺栓直接安装。

另外，RV-E减速机通过上述中间法兰与伺服电机连接时，伺服电机输出轴虽然不需要穿过整个减速机即可以与RV-E减速机的行星齿轮组啮合，伺服电机输入轴较短，装配刚性好，但却导致该高速齿轮副啮合点处没有足够大的容积作为补充润滑脂的润滑腔。

有鉴于此，有必要提供一种关节型工业机器人以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种第二关节处RV-E减速机和伺服电机连接方便的关节型工业机器人。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种关节型工业机器人，包括具有安装法兰的摇杆、位于所述安装法兰一侧的伺服电机、位于所述安装法兰背离所述伺服电机的一侧的RV-E减速机，所述RV-E减速机具有能够与所述安装法兰固定连接的中间法兰，所述关节型工业机器人还包括连接所述中间法兰与所述RV-E减速机的转接法兰；所述转接法兰包括法兰盘、位于所述法兰盘一侧用以与所述中间法兰配合连接的第一端、与所述第一端相对的用以与伺服电机配合连接的第二端、位于所述法兰盘中心且沿所述转接法兰轴向贯通的连接孔、位于所述法兰盘上用以与所述中间法兰相连接的若干第一固定孔、位于所述法兰盘上用以与所述伺服电机相连接的若干第二固定孔；所述第二固定孔介于所述第一固定孔与所述连接孔之间；所述转接法兰还具有用以定位所述安装法兰与所述转接法兰的第一定位件；所述第一定位件的一侧自所述第一端向背离所述第二端的方向向外凸伸，另一侧位于所述转接法兰的内部且未贯穿至所述第二端。

作为本发明的进一步改进，所述关节型工业机器人还包括用以连接所述转接法兰、所述安装法兰与所述中间法兰的第一螺栓，所述第一固定孔与所述第一螺栓相匹配且所述第一固定孔沿所述转接法兰轴向贯通。

作为本发明的进一步改进，所述关节型工业机器人还包括用以连接所述安装法兰与所述中间法兰的第二螺栓，所述安装法兰与所述中间法兰固联后，所述第二螺栓的分布圆直径小于第一螺栓的分布圆直径。

作为本发明的进一步改进，所述安装法兰与所述中间法兰固联后，所述第二螺栓的螺帽位于所述安装法兰背离所述中间法兰的一侧，所述第一端具有用于让位或收容所述第二螺栓的螺帽的避让孔，所述避让孔自所述第一端向所述第二端凹陷但并未贯穿至所述第二端。

作为本发明的进一步改进，所述第二固定孔自所述第二端向所述第一端凹陷但并未贯穿至所述第一端。

作为本发明的进一步改进，所述转接法兰还具有连通所述法兰盘外周侧与所述容纳腔的注/排脂孔、从所述法兰盘外周侧密封所述注/排脂孔的密封件。

作为本发明的进一步改进，所述注/排脂孔包括间隔设置的直通式注/排脂孔和折弯式注/排脂孔。

作为本发明的进一步改进，所述转接法兰还包括自所述第二端向所述第一端凹陷形成用以定位所述伺服电机与所述转接法兰的第二定位件。

本发明的有益效果是：本发明关节型工业机器人，通过设有转接法兰，可以在连接RV-E减速机的同时，方便伺服电机的安装，另外所述转接法兰为设置润滑腔提供了可能。

附图说明

图1是本发明的关节型工业机器人第二关节的结构示意图。

图2是图1所示的关节型工业机器人第二关节沿A-A方向的剖视图。

图3是图1所示的关节型工业机器人第二关节于另一角度的分解图。

图4是图1所示的关节型工业机器人第二关节处的转接法兰的立体图。

图5是图4所示的转接法兰于另一角度的立体图。

图6是图4所示的转接法兰的第一端的结构示意图。

图7是图6所示的转接法兰沿B-B方向的剖视图。

图8是图6所示的转接法兰沿C-C方向的剖视图。

图9是现有的RV-E减速机的中间法兰与摇杆的安装法兰的装配示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

请参阅图1~图8所示，关节型工业机器人的第二关节100包括：前部具有安装法兰11的摇杆10、位于所述安装法兰11一侧的伺服电机20、位于所述安装法兰11相对另一侧的RV-E减速机30、连接所述伺服电机20与所述RV-E减速机30的转接法兰40。

所述安装法兰11的中间为沿所述安装法兰11轴向贯通的中通孔（未标号），所述伺服电机20的输出轴（未标号）穿过所述中通孔与所述RV-E减速机30连接；进一步地，所述输出轴上装配有齿轮轴，所述输出轴通过所述齿轮轴与所述RV-E减速机30的行星齿轮组配合连接。

RV-E减速机30为常用的减速机，具有能够与所述安装法兰11固定连接的中间法兰；RV-E减速机30通过中间法兰同时与所述安装法兰11和所述转接法兰40连接。因此，所述转接法兰40实质上是用以连接所述中间法兰与所述伺服电机20。

其中，所述安装法兰11与所述中间法兰通过小直径的若干第一螺栓50、大直径的若干第二螺栓60共两组螺栓相连接；所述第一螺栓50的直径小于所述第二螺栓60的直径，且所述第一螺栓50和所述第二螺栓60的规格由所述中间法兰上的螺纹孔的尺寸决定。

所述安装法兰11与所述中间法兰固联后，所述第二螺栓60的分布圆直径小于第一螺栓50的分布圆直径，也即若干所述第二螺栓60排设于若干所述第一螺栓50内侧。若干所述第一螺栓50均分为若干组，若干组所述第一螺栓50间隔设置于同一个圆上；相应地，若干所述第二螺栓60也均分为若干组，若干组所述第二螺栓60间隔设置于同一个圆上；若干所述第二螺栓60的分组数与若干所述第一螺栓50的分组数相同，且每一组所述第二螺栓60位于相应地一组所述第一螺栓50内侧。所述安装法兰11、所述中间法兰上均设有与所述第一螺栓50和所述第二螺栓60相对应的螺纹孔，该等螺纹孔的孔径和排布方式不再赘述。

本实施例中，所述安装法兰11与所述中间法兰通过21个所述第一螺栓50、6个所述第二螺栓60连接，从而实现所述RV-E减速机30与所述摇杆10的固联。21个所述第一螺栓50平均分为3组，且三组所述第一螺栓50均匀地排设于同一个圆上；6个所述第二螺栓60也平均分为3组，每一组第二螺栓60位于相应的一组第一螺栓50的内侧，且三组所述第二螺栓60均匀地排设于同一个圆上。

请参阅图5~图8所示，所述转接法兰40包括法兰盘41、位于所述法兰盘41一侧用以与所述RV-E减速机30的中间法兰配合连接的第一端42、与所述第一端42相对的用以与伺服电机20配合连接的第二端43、位于所述法兰盘41中心且沿所述转接法兰40轴向贯通的连接孔44、位于所述法兰盘41上用以与RV-E减速机30相连接的若干第一固定孔45、位于所述法兰盘41上用以与伺服电机20相连接的若干第二固定孔46。

具体地，若干所述第一固定孔45均分为若干组，若干组所述第一固定孔45间隔设置于靠近所述法兰盘41的周缘的同一个圆上，且若干所述第一固定孔45沿所述转接法兰40轴向贯通。所述中间法兰与所述转接法兰40通过与所述第一固定孔45相配合的螺栓相固定；当所述中间法兰与所述转接法兰40相连接后，螺栓的螺帽位于所述转接法兰40远离所述中间法兰的一侧。

进一步地，所述第一固定孔45包括能够收容所述螺栓的螺帽的粗孔451、能够收容所述螺栓的螺杆的细孔452。所述粗孔451靠近所述第二端43，螺帽的全部或绝大部分能够收容于粗孔451内，也即所述螺帽不会自所述第二端43向外突出或仅少数部分所述螺帽自所述第二端43向外突出，不会影响所述伺服电机20与所述转接法兰40在第二端43的配合连接。

本实施例中，若干所述第一固定孔45的直径和排设方式均与若干所述第一螺栓50相对应，上述与所述第一固定孔45相配合的螺栓为所述第一螺栓50；通过所述第一螺栓50将所述中间法兰与所述转接法兰40相连接；也即所述第一螺栓50从所述第二端43开始依次穿过所述转接法兰40、安装法兰11和所述中间法兰同时将三者固联在一起，结构简单且装配方便。而于其他实施例中，所述螺栓也可以为不同于所述第一螺栓50的其他螺栓。

进一步地，所述第一端42具有用于让位或收容所述第二螺栓60的螺帽的避让孔421，所述避让孔421位于所述第一固定孔45与所述连接孔44之间，即所述避让孔421位于若干所述第一固定孔45的内侧。所述避让孔421自所述第一端42向所述第二端43凹陷但并未贯穿至所述第二端43，使得所述第二螺栓60不会贯穿至所述第二端43，进而不会对所述伺服电机20在所述第二端43的固定造成障碍。

进一步地，所述转接法兰40还具有用以定位所述安装法兰11与所述转接法兰40且呈圆筒状的第一定位件47；沿所述转接法兰40的轴向方向，所述第一定位件47的一端位于所述转接法兰40的内部且未贯穿至所述第二端43，另一端自所述第一端42向背离所述第二端43的方向向外凸伸。

所述转接法兰40还具有位于所述第一定位件47内的容纳腔471，所述容纳腔471与所述连接孔44沿所述转接法兰40的轴向连通，所述容纳腔471实质形成所述连接孔44的一部分；但是为了描述方便，以下仍然称作容纳腔471，而将所述连接孔44位于所述容纳腔471朝向所述第二端43侧的部分称作连接孔44。

另外，所述转接法兰40还具有介于所述第一定位件47外壁与所述法兰盘41之间的密封槽472；所述密封槽472用于安装环状密封条，以对所述转接法兰40和所述安装法兰11的连接处进行密封。

本实施例中，所述容纳腔471的直径大于所述连接孔44的直径，所述连接孔44朝向所述第一端42的端口位于所述容纳腔471内，且所述容纳腔471的中轴线与所述连接孔44的中轴线重合。

于其他实施例中，所述容纳腔471的直径也可以等于或小于所述连接孔44的直径，所述第一定位件47可以理解为所述连接孔44的内壁自所述第一端42向背离所述第二端43的方向向外凸伸形成。

所述RV-E减速机30、所述摇杆10和所述伺服电机20连接在一起后，所述RV-E减速机30的行星齿轮组副啮合点位于所述容纳腔471内或与所述容纳腔471相通。进一步地，所述转接法兰40还具有连通所述法兰盘41外周侧与所述容纳腔471的注/排脂孔48、从所述法兰盘41外周侧密封所述注/排脂孔48的密封件481，以能够从所述转接法兰40外周侧给所述容纳腔471内注入润滑脂，实现行星齿轮组副啮合点的润滑；本领域技术人员可以理解的是，所述容纳腔471为能够给行星齿轮组副啮合点补充润滑脂的润滑腔。

所述注/排脂孔48包括直通式注/排脂孔482和折弯式注/排脂孔483。所述直通式注/排脂孔482一端位于所述法兰盘41的周缘上，另一端位于所述第一定位件47的内壁上，所述直通式注/排脂孔482沿所述法兰盘41的径向延伸。

所述折弯式注/排脂孔483呈L型，一端位于所述法兰盘41的周缘上，另一端位于所述法兰盘41朝向所述容纳腔471内的壁上；所述折弯式注/排脂孔483包括沿所述法兰盘41的径向延伸的直孔及沿所述法兰盘41的轴向延伸的弯折孔。

本发明中，所谓的沿所述法兰盘41的轴向延伸指的是大致沿所述法兰盘41的轴向延伸，并非严格地特指与所述法兰盘41的轴向平行；同理，所谓的沿所述法兰盘41的径向延伸指的是大致沿所述法兰盘41的径向延伸，并非严格地特指与所述法兰盘41的径向平行。

所述直通式注/排脂孔482和所述折弯式注/排脂孔483间隔设置，从而能够从不同的位置、不同的方向上给所述容纳腔471内注入润滑脂。所谓的“间隔设置”指的是，所述直通式注/排脂孔482位于所述容纳腔471内的端口、所述折弯式注/排脂孔483位于所述容纳腔471内的端口分别位于所述法兰盘41不同的径向上，而所述直通式注/排脂孔482位于所述法兰盘41的周缘上的端口、所述折弯式注/排脂孔483位于所述法兰盘41的周缘上的端口可以位于所述法兰盘41的相同径向上，也可以分别位于所述法兰盘41不同的径向上。本实施例中，所述直通式注/排脂孔482、所述折弯式注/排脂孔483位于所述法兰盘41的周缘上的端口分别位于所述法兰盘41不同的径向上，且两条径向直线的夹角为120°。

所述伺服电机20与所述转接法兰40通过螺钉连接。所述第二固定孔46位于若干所述第一固定孔45的内侧，即所述第二固定孔46位于所述第一固定孔45与所述连接孔44之间，且所述第二固定孔46自所述第二端43向所述第一端42凹陷但并未贯穿至所述第一端42。所述螺钉的螺杆穿过所述伺服电机20的螺纹孔、并螺旋进入所述第二固定孔46内，将所述伺服电机20与所述转接法兰40相连接，该过程中螺钉未凸伸至所述第一端42，从而不会影响所述中间法兰与所述转接法兰40的连接。

所述伺服电机20与所述转接法兰40通过螺钉连接后，所述伺服电机20的输出轴穿过所述连接孔44、但不需要穿过整个RV-E减速机30即可与所述RV-E减速机30的行星齿轮组连接。

进一步地，所述转接法兰40还包括自所述第二端43向所述第一端42凹陷形成用以定位所述伺服电机20与所述转接法兰40的第二定位件49；所述第二定位件49为圆筒状的凹槽，所述凹槽与所述连接孔44沿所述转接法兰40的轴向连通，所述凹槽实质形成所述连接孔44的一部分；但是为了描述方便，以下仍然称作凹槽，而将所述连接孔44位于所述凹槽朝向所述第一端42侧的部分称作连接孔44。

本实施例中，所述凹槽的直径大于所述连接孔44的直径，所述连接孔44朝向所述第二端43的端面位于所述凹槽内。

在所述容纳腔471的直径大于所述连接孔44的直径，且所述凹槽的直径大于所述连接孔44的直径的实施例中，沿C-C方向的剖视图可以看出，所述容纳腔471、所述连接孔44与所述凹槽沿所述转接法兰40的轴向连通并形成一个类“工”字型的通道。

本发明还提供一种将所述RV-E减速机30与所述伺服电机20连接在一起的固联方法，包括如下步骤：

S1：于所述摇杆10的一侧，将所述RV-E减速机30的中间法兰与所述安装法兰11对齐，也即两组螺栓准确对准，并在两者的接触面涂抹密封胶进行密封；从所述摇杆10的另一侧拧入若干所述第二螺栓60，并紧固若干所述第二螺栓60以将所述中间法兰与所述安装法兰11连接在一起；

S2：在所述转接法兰40的所述第一端42，将环形的密封圈压入密封槽472内，通过所述第一定位件47定位所述安装法兰11与所述转接法兰40，并使得所述直通式注/排脂孔482位于所述法兰盘41的周缘上的端口竖直朝下，而所述折弯式注/排脂孔483位于所述法兰盘41的周缘上的端口向上且向前偏；从所述第二端43拧入若干所述第一螺栓50，并紧固若干所述第一螺栓50以将所述转接法兰40、所述安装法兰11及所述中间法兰连接在一起；

S3：将骨架油封压入所述转接法兰40的连接孔44内，且骨架油封的唇口朝内保证密封；将齿轮轴装配于所述输出轴上，再将所述伺服电机20插入所述连接孔44，并将齿轮轴与所述RV-E减速机30的行星齿轮组啮合准确；再从第二端43向第一端42推入所述伺服电机20，通过第二定位件49将所述伺服电机20与所述转接法兰40定位对齐，最后从所述伺服电机20远离所述转接法兰40的一侧拧入螺钉将所述伺服电机20与所述转接法兰40连接，即完成了所述RV-E减速机30与所述伺服电机20在所述摇杆10上的固联。

综上所述，本发明的关节型工业机器人通过转接法兰40，可以在连接RV-E减速机30的同时，方便伺服电机20的安装；另外所述容纳腔471还能作为给行星齿轮组副啮合点补充润滑脂的润滑腔，增大润滑脂的储存容积，改进润滑效果，也便于齿轮高速啮合点处散热。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

本说明书中任何相关的 “本实施例”，意味着与实施例有关的一个特定的功能、结构、或特性描述包含本发明的至少一个实施例。这些出现在说明书各个地方的短语不一定指相同的实施例。进一步地，与任一实施例相关的特定的功能、结构、或细节描述，则认为是在本技术领域范围内与其他实施例相关的功能、结构或特性。

Claims (8)

1.一种关节型工业机器人，包括具有安装法兰的摇杆、位于所述安装法兰一侧的伺服电机、位于所述安装法兰背离所述伺服电机的一侧的RV-E减速机，所述RV-E减速机具有能够与所述安装法兰固定连接的中间法兰，其特征在于：所述关节型工业机器人还包括连接所述中间法兰与所述RV-E减速机的转接法兰；所述转接法兰包括法兰盘、位于所述法兰盘一侧用以与所述中间法兰配合连接的第一端、与所述第一端相对的用以与伺服电机配合连接的第二端、位于所述法兰盘中心且沿所述转接法兰轴向贯通的连接孔、位于所述法兰盘上用以与所述中间法兰相连接的若干第一固定孔、位于所述法兰盘上用以与所述伺服电机相连接的若干第二固定孔；所述第二固定孔介于所述第一固定孔与所述连接孔之间；所述转接法兰还具有用以定位所述安装法兰与所述转接法兰的第一定位件；所述第一定位件的一侧自所述第一端向背离所述第二端的方向向外凸伸，另一侧位于所述转接法兰的内部且未贯穿至所述第二端。

2.根据权利要求1所述的关节型工业机器人，其特征在于：所述关节型工业机器人还包括用以连接所述转接法兰、所述安装法兰与所述中间法兰的第一螺栓，所述第一固定孔与所述第一螺栓相匹配且所述第一固定孔沿所述转接法兰轴向贯通。

3.根据权利要求2所述的关节型工业机器人，其特征在于：所述关节型工业机器人还包括用以连接所述安装法兰与所述中间法兰的第二螺栓，所述安装法兰与所述中间法兰固联后，所述第二螺栓的分布圆直径小于第一螺栓的分布圆直径。

4.根据权利要求3所述的关节型工业机器人，其特征在于：所述安装法兰与所述中间法兰固联后，所述第二螺栓的螺帽位于所述安装法兰背离所述中间法兰的一侧，所述第一端具有用于让位或收容所述第二螺栓的螺帽的避让孔，所述避让孔自所述第一端向所述第二端凹陷但并未贯穿至所述第二端。

5.根据权利要求1所述的关节型工业机器人，其特征在于：所述第二固定孔自所述第二端向所述第一端凹陷但并未贯穿至所述第一端。

6.根据权利要求1所述的关节型工业机器人，其特征在于：所述转接法兰还具有位于所述第一定位件内的容纳腔、连通所述法兰盘外周侧与所述容纳腔的注/排脂孔、从所述法兰盘外周侧密封所述注/排脂孔的密封件。

7.根据权利要求6所述的关节型工业机器人，其特征在于：所述注/排脂孔包括间隔设置的直通式注/排脂孔和折弯式注/排脂孔。

8.根据权利要求1~5中任意一项所述的关节型工业机器人，其特征在于：所述转接法兰还包括自所述第二端向所述第一端凹陷形成用以定位所述伺服电机与所述转接法兰的第二定位件。