CN106032013B - 一种环形机械手的活动关节结构及其安装方法 - Google Patents

一种环形机械手的活动关节结构及其安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环形机械手的活动关节结构及其安装方法，包括关节外套和关节内套，关节内套底部与关节外套滑动套接在一起，关节内套内设置有旋转电机，旋转电机连接有阻尼块，阻尼块同时与关节内套和关节外套紧密接触，关节外套底部设置有滑槽，关节内套底部设置有凸缘，凸缘滑动设置在滑槽内，滑槽的底面内均匀设置有若干个弹性半球体，所有的弹性半球体内侧通过弹性连接杆相互连接在一起，每个弹性连接杆上设置有一个支撑杆，支撑杆穿过滑槽的侧壁与关节内套相接触。本发明还公开了一种安装上述环形机械手的活动关节结构的方法。本发明能够解决现有技术的不足，提高活动关节对于环形机械手的承载能力。

Description

一种环形机械手的活动关节结构及其安装方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种环形机械手的活动关节结构及其安装方法。
背景技术
现有技术中，机器人的转动是通过活动关节完成的。普通的机器人活动关节是连接的两个直线型的连接臂，这种连接方式在负载转动的过程中，在活动关节中仅仅会出现轴向方向的偏离力。不过，随着机器人种类的增多，在某些特殊的工况环境下会使用到环形机械手。由于环形机械手的连接臂是弧形的，这就导致活动关节在负载转动时不仅受到轴向的偏离力，而且还会受到径向的偏离力，如果依然使用传动的活动关节，会出现活动关节寿命降低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环形机械手的活动关节结构及其安装方法，能够解决现有技术的不足，提高活动关节对于环形机械手的承载能力。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种环形机械手的活动关节结构，包括关节外套，关节外套内套接有关节内套，关节外套和关节内套分别连接有环形机械手的两个连接臂，所述关节内套底部与关节外套滑动套接在一起，关节内套的顶部与关节外套间隙配合，关节内套内设置有旋转电机，旋转电机连接有阻尼块，阻尼块同时与关节内套和关节外套紧密接触，关节外套底部设置有滑槽，关节内套底部设置有凸缘，凸缘滑动设置在滑槽内，滑槽的底面内均匀设置有若干个弹性半球体，所有的弹性半球体内侧通过弹性连接杆相互连接在一起，每个弹性连接杆上设置有一个支撑杆，支撑杆穿过滑槽的侧壁与关节内套相接触。
作为优选，所述阻尼块与关节内套的接触面设置有聚四氟乙烯涂层，阻尼块与关节外套的接触面设置有两个弧形凸起部，两个弧形凸起部的中间设置有柔性缓冲层，柔性缓冲层与关节外套过盈配合。
作为优选，所述关节外套和关节内套的接触面的顶部设置有三角形缺口，三角形缺口内过盈配合有填充垫圈，填充垫圈与阻尼块过盈配合。
作为优选，所述支撑杆与关节内套的接触端铰接有橡胶球，与橡胶球接触的关节内套的表面设置有环状凹槽，橡胶球的直径大于环状凹槽的宽度。
作为优选，所述弹性连接杆的末端共同铰接于竖直顶杆上，竖直顶杆位于关节内套的中心，竖直顶杆与关节内套的底部挤压接触。
作为优选，所述弹性连接杆底部设置有容纳槽，容纳槽内设置有硬质连杆，硬质连杆的底部与关节外套固定连接，硬质连杆的顶部通过弹簧体与容纳槽连接。
一种上述的环形机械手的活动关节结构的安装方法，包括以下步骤：首先将关节外套和关节内套分别一体铸造成型；然后在关节外套底部安装弹性半球体，使用弹性连接杆将弹性半球体进行连接，将支撑杆安装在弹性连接杆上；然后在关节内套内安装旋转电机，将关节内套安装入关节外套内；最后将阻尼块安装在关节外套与关节内套之间，并与旋转电机连接。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过设置旋转电机，带动阻尼块向着与偏离力相反的方向转动，从而对偏离力进行对冲，弹性半球体在受到关节内套的挤压作用后一方面在轴向上对关节内套进行缓冲，同时将这一作用力通过弹性连接杆反馈至关节内套上，提供了对于弧形连接臂带来的偏离力的良好支撑力。
附图说明
图1是本发明的一个具体实施例的结构图。
图2是本发明的一个具体实施例中阻尼块的结构图。
图3是本发明的一个具体实施例中关节外套与关节内套在底部连接部分的结构图。
图中：1、关节外套；2、关节内套；3、连接臂；4、旋转电机； 5、阻尼块；6、滑槽；7、凸缘；8、弹性半球体；9、弹性连接杆； 10、支撑杆；11、聚四氟乙烯涂层；12、弧形凸起部；13、柔性缓冲层；14、填充垫圈；15、橡胶球；16、环状凹槽；17、竖直顶杆；18、容纳槽；19、硬质连杆；20、弹簧体；21、硬质连接杆；22、环形橡胶圈。
具体实施方式
参照图1-3，本发明的一个具体实施方式包括关节外套1，关节外套1内套接有关节内套2，关节外套1和关节内套2分别连接有环形机械手的两个连接臂3，所述关节内套2底部与关节外套1滑动套接在一起，关节内套2的顶部与关节外套1间隙配合，关节内套2内设置有旋转电机4，旋转电机4连接有阻尼块5，阻尼块5同时与关节内套2和关节外套1紧密接触，关节外套1底部设置有滑槽6，关节内套2底部设置有凸缘7，凸缘滑动设置在滑槽6内，滑槽6的底面内均匀设置有若干个弹性半球体8，所有的弹性半球体8内侧通过弹性连接杆9相互连接在一起，每个弹性连接杆9上设置有一个支撑杆10，支撑杆10穿过滑槽6的侧壁与关节内套2相接触。阻尼块5 与关节内套2的接触面设置有聚四氟乙烯涂层11，阻尼块5与关节外套1的接触面设置有两个弧形凸起部12，两个弧形凸起部12的中间设置有柔性缓冲层13，柔性缓冲层13与关节外套1过盈配合。关节外套1和关节内套2的接触面的顶部设置有三角形缺口，三角形缺口内过盈配合有填充垫圈14，填充垫圈14与阻尼块5过盈配合。支撑杆10与关节内套2的接触端铰接有橡胶球15，与橡胶球15接触的关节内套2的表面设置有环状凹槽16，橡胶球15的直径大于环状凹槽16的宽度。弹性连接杆9的末端共同铰接于竖直顶杆17上，竖直顶杆17位于关节内套2的中心，竖直顶杆17与关节内套2的底部挤压接触。弹性连接杆9底部设置有容纳槽18，容纳槽18内设置有硬质连杆19，硬质连杆19的底部与关节外套1固定连接，硬质连杆 19的顶部通过弹簧体20与容纳槽18连接。弹性半球体8的外侧连接有硬质连接杆21，关节外套1顶部设置有环形橡胶圈22，硬质连接杆21与环形橡胶圈22的外侧连接，环形橡胶圈22的内侧与柔性缓冲层13过盈配合。
一种上述环形机械手的活动关节结构的安装方法，包括以下步骤：首先将关节外套1和关节内套2分别一体铸造成型；然后在关节外套1底部安装弹性半球体8，使用弹性连接杆9将弹性半球体8进行连接，将支撑杆10安装在弹性连接杆9上；然后在关节内套2内安装旋转电机4，将关节内套2安装入关节外套1内；最后将阻尼块 5安装在关节外套1与关节内套2之间，并与旋转电机4连接。
在活动关节静止时，旋转电机4同样保持静止；在活动关节转动时，旋转电机4与向着与活动关节的转动方向相反的方向旋转，旋转电机4的转速v1与活动关节的转速v2以及环形机械手的负重量m之间的关系为：
v1＝kv2m2
k为比例系数。
本发明应用在环形机械手上，可以改善环形机械手活动关节对偏离力的承载能力。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (5)

1.一种环形机械手的活动关节结构，包括关节外套(1)，关节外套(1)内套接有关节内套(2)，关节外套(1)和关节内套(2)分别连接有环形机械手的两个连接臂(3)，其特征在于：所述关节内套(2)底部与关节外套(1)滑动套接在一起，关节内套(2)的顶部与关节外套(1)间隙配合，关节内套(2)内设置有旋转电机(4)，旋转电机(4)连接有阻尼块(5)，阻尼块(5)同时与关节内套(2)和关节外套(1)紧密接触，关节外套(1)底部设置有滑槽(6)，关节内套(2)底部设置有凸缘(7)，凸缘(7)滑动设置在滑槽(6)内，滑槽(6)的底面内均匀设置有若干个弹性半球体(8)，所有的弹性半球体(8)内侧通过弹性连接杆(9)相互连接在一起，每个弹性连接杆(9)上设置有一个支撑杆(10)，支撑杆(10)穿过滑槽(6)的侧壁与关节内套(2)相接触；
阻尼块(5)与关节内套(2)的接触面设置有聚四氟乙烯涂层(11)，阻尼块(5)与关节外套(1)的接触面设置有两个弧形凸起部(12)，两个弧形凸起部(12)的中间设置有柔性缓冲层(13)，柔性缓冲层(13)与关节外套(1)过盈配合；
关节外套(1)和关节内套(2)的接触面的顶部设置有三角形缺口，三角形缺口内过盈配合有填充垫圈(14)，填充垫圈(14)与阻尼块(5)过盈配合。
2.根据权利要求1所述的环形机械手的活动关节结构，其特征在于：所述支撑杆(10)与关节内套(2)的接触端铰接有橡胶球(15)，与橡胶球(15)接触的关节内套(2)的表面设置有环状凹槽(16)，橡胶球(15)的直径大于环状凹槽(16)的宽度。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的环形机械手的活动关节结构，其特征在于：所述弹性连接杆(9)的末端共同铰接于竖直顶杆(17)上，竖直顶杆(17)位于关节内套(2)的中心，竖直顶杆(17)与关节内套(2)的底部挤压接触。
4.根据权利要求3所述的环形机械手的活动关节结构，其特征在于：所述弹性连接杆(9)底部设置有容纳槽(18)，容纳槽(18)内设置有硬质连杆(19)，硬质连杆(19)的底部与关节外套(1)固定连接，硬质连杆(19)的顶部通过弹簧体(20)与容纳槽(18)连接。
5.一种如权利要求1所述的环形机械手的活动关节结构的安装方法，其特征在于包括以下步骤：首先将关节外套(1)和关节内套(2)分别一体铸造成型；然后在关节外套(1)底部安装弹性半球体(8)，使用弹性连接杆(9)将弹性半球体(8)进行连接，将支撑杆(10)安装在弹性连接杆(9)上；然后在关节内套(2)内安装旋转电机(4)，将关节内套(2)安装入关节外套(1)内；最后将阻尼块(5)安装在关节外套(1)与关节内套(2)之间，并与旋转电机(4)连接。
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