CN106641150A - 一种串联式微型滚珠关节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联式微型滚珠关节，包括高速丝杠、第一滚珠、静圈、第二滚珠、螺母、第三滚珠、第四滚珠、第五滚珠、动圈，高速丝杠、第二滚珠、螺母构成初级丝杠副，而螺母、第三滚珠、静圈构成次级丝杠副，当高速丝杠初始转动时，螺母被第三滚珠限制转动，而只能沿高速丝杠移动，由于静圈固定，因此，螺母又沿高速丝杠转动，从而通过第四滚珠带动动圈转动，实现减速传动。通过二级丝杠副实现减速传动，不仅传动精度高，而且制造成本低，传动效率高，且几乎为纯滚动运动，摩擦系数极低，降低了传动中的滞后现象，减小了滚珠关节的空回差，从源头上提高了机器人关节的重复定位精度。

Description

一种串联式微型滚珠关节

技术领域

本发明涉及一种机械装置，尤其涉及一种串联式微型滚珠关节。

背景技术

现有机器人关节主要包括动力机构(如电机)、传动机构(如齿轮)、减速机，现有机器人关节用减速机多为RV减速机，现有的RV减速机核心零件是摆线轮、针齿壳、行星架、偏心轴，都属于薄壁、异形零件，国内的生产条件很难达到微米级的加工精度，很难进行大批量生产，在装配时有严格的相位要求，调整环节繁复，导致RV减速机价格昂贵，同时，传统的RV减速机为了保证无运动死区，必须预留很小的啮合间隙，导致空回差只能控制在1弧分以内，既降低了定位精度，又降低了RV减速机的刚性，同时，RV减速机结构复杂，体积大，很难应用于协作机器人、DELTA机器人、SCARA机器人。鉴于上述缺陷，实有必要设计一种串联式微型滚珠关节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种串联式微型滚珠关节，来解决现有RV减速机体积大，价格昂贵且重复定位精度差的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种串联式微型滚珠关节，包括高速丝杠、第一滚珠、静圈、第二滚珠、螺母、第三滚珠、第四滚珠、第五滚珠、动圈，所述的第一滚珠位于高速丝杠右端外侧，所述的第一滚珠与高速丝杠滚动相连，所述的静圈位于第一滚珠外侧，所述的静圈与第一滚珠滚动相连，所述的第二滚珠位于高速丝杠左端外侧，所述的第二滚珠与高速丝杠滚动相连，所述的螺母位于第二滚珠外侧，所述的螺母与第二滚珠滚动相连，所述的第三滚珠位于螺母右端外侧且位于静圈内侧，所述的第三滚珠与螺母滚动相连且与静圈滚动相连，所述的第四滚珠位于螺母左端外侧，所述的第四滚珠与螺母滚动相连，所述的第五滚珠位于静圈左端外侧，所述的第五滚珠与静圈滚动相连，所述的动圈位于第五滚珠外侧且位于第四滚珠外侧，所述的动圈与第五滚珠滚动相连且与第四滚珠滚动相连。

本发明进一步的改进如下：

进一步的，所述的高速丝杠还设有转动部，所述的转动部与高速丝杠一体相连。

进一步的，所述的转动部还设有第一限位槽，所述的第一限位槽位于转动部外侧，所述的第一限位槽不贯穿转动部。

进一步的，所述的转动部还设有安装孔，所述的安装孔不贯穿转动部。

进一步的，所述的静圈还设有第二限位槽，所述的第二限位槽位于静圈内侧，所述的第二限位槽不贯穿静圈，第一滚珠在第一限位槽和第二限位槽组成的腔体内转动，从而对高速丝杠进行支撑。

进一步的，所述的静圈还设有第一滚道，所述的第一滚道位于静圈内侧，所述的第一滚道不贯穿静圈。

进一步的，所述的螺母还设有数量不少于3件的第一导向槽，所述的第一导向槽位于螺母外侧，所述的第一导向槽不贯穿螺母。

进一步的，所述的螺母还设有第二滚道，所述的第二滚道位于螺母外侧，所述的第二滚道不贯穿螺母，第三滚珠在第二滚道和第一滚道组成的空腔内滚动，使得动圈转动平顺、无冲击。

进一步的，所述的动圈还设有第二导向槽，所述的第二导向槽位于动圈内侧，所述的第二导向槽不贯穿动圈，所述的第二导向槽数量与第一导向槽数量相同，第四滚珠在第一导向槽和第二导向槽组成的空腔内滚动，从而实现限位和导向。

与现有技术相比，该串联式微型滚珠关节，静圈固定时，动力设备带动高速丝杠转动，高速丝杠、第二滚珠、螺母构成初级丝杠副，而螺母、第三滚珠、静圈构成次级丝杠副，当高速丝杠初始转动时，螺母被第三滚珠限制转动，而只能沿高速丝杠移动，由于静圈固定，因此，螺母又沿高速丝杠转动，从而通过第四滚珠带动动圈转动，实现减速传动；动圈固定时，动力设备带动高速丝杠转动，高速丝杠、第二滚珠、螺母构成初级丝杠副，而螺母、第三滚珠、静圈构成次级丝杠副，当高速丝杠初始转动时，第四滚珠限制螺母转动，因此，高速丝杠将旋转运动转化为螺母的直线运动，从而带动静圈转动，实现减速传动。该装置结构简单，通过二级丝杠副实现减速传动，不仅传动精度高，而且制造成本低，传动效率高，且几乎为纯滚动运动，摩擦系数极低，降低了传动中的滞后现象，减小了滚珠关节的空回差，从源头上提高了机器人关节的重复定位精度。

附图说明

图1示出本发明爆炸图

图2示出本发明剖视图

图3示出本发明高速丝杠三维图

图4示出本发明静圈剖视图

图5示出本发明动圈三维图

高速丝杠 1 第一滚珠 2

静圈 3 第二滚珠 4

螺母 5 第三滚珠 6

第四滚珠 7 第五滚珠 8

动圈 9 转动部 101

第一限位槽 102 安装孔 103

第二限位槽 301 第一滚道 302

第一导向槽 501 第二滚道 502

第二导向槽 901

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种串联式微型滚珠关节，包括高速丝杠1、第一滚珠2、静圈3、第二滚珠4、螺母5、第三滚珠6、第四滚珠7、第五滚珠8、动圈9，所述的第一滚珠2位于高速丝杠1右端外侧，所述的第一滚珠2与高速丝杠1滚动相连，所述的静圈3位于第一滚珠2外侧，所述的静圈3与第一滚珠2滚动相连，所述的第二滚珠4位于高速丝杠1左端外侧，所述的第二滚珠4与高速丝杠1滚动相连，所述的螺母5位于第二滚珠4外侧，所述的螺母5与第二滚珠4滚动相连，所述的第三滚珠6位于螺母5右端外侧且位于静圈3内侧，所述的第三滚珠6与螺母5滚动相连且与静圈3滚动相连，所述的第四滚珠7位于螺母5左端外侧，所述的第四滚珠7与螺母5滚动相连，所述的第五滚珠8位于静圈3左端外侧，所述的第五滚珠8与静圈3滚动相连，所述的动圈9位于第五滚珠8外侧且位于第四滚珠7外侧，所述的动圈9与第五滚珠8滚动相连且与第四滚珠7滚动相连，所述的高速丝杠1还设有转动部101，所述的转动部101与高速丝杠1一体相连，所述的转动部101还设有第一限位槽102，所述的第一限位槽102位于转动部101外侧，所述的第一限位槽102不贯穿转动部101，所述的转动部102还设有安装孔103，所述的安装孔103不贯穿转动部102，所述的静圈3还设有第二限位槽301，所述的第二限位槽301位于静圈3内侧，所述的第二限位槽301不贯穿静圈3，第一滚珠2在第一限位槽102和第二限位槽301组成的腔体内转动，从而对高速丝杠1进行支撑，所述的静圈3还设有第一滚道302，所述的第一滚道302位于静圈3内侧，所述的第一滚道302不贯穿静圈3，所述的螺母5还设有数量不少于3件的第一导向槽501，所述的第一导向槽501位于螺母5外侧，所述的第一导向槽501不贯穿螺母5，所述的螺母501还设有第二滚道502，所述的第二滚道502位于螺母5外侧，所述的第二滚道502不贯穿螺母5，第三滚珠6在第二滚道502和第一滚道302组成的空腔内滚动，使得动圈9转动平顺、无冲击，所述的动圈9还设有第二导向槽901，所述的第二导向槽901位于动圈9内侧，所述的第二导向槽901不贯穿动圈9，所述的第二导向槽数量与第一导向槽数量相同，第四滚珠7在第一导向槽501和第二导向槽901组成的空腔内滚动，从而实现限位和导向，该串联式微型滚珠关节，静圈3固定时，动力设备带动高速丝杠1转动，高速丝杠1、第二滚珠4、螺母5构成初级丝杠副，而螺母5、第三滚珠6、静圈3构成次级丝杠副，当高速丝杠1初始转动时，螺母5被第三滚珠6限制转动，而只能沿高速丝杠1移动，由于静圈3固定，因此，螺母5又沿高速丝杠1转动，从而通过第四滚珠7带动动圈9转动，实现减速传动；动圈9固定时，动力设备带动高速丝杠1转动，高速丝杠1、第二滚珠4、螺母5构成初级丝杠副，而螺母5、第三滚珠6、静圈3构成次级丝杠副，当高速丝杠1初始转动时，第四滚珠7限制螺母5转动，因此，高速丝杠1将旋转运动转化为螺母5的直线运动，从而带动静圈3转动，实现减速传动。该装置结构简单，通过二级丝杠副实现减速传动，不仅传动精度高，而且制造成本低，传动效率高，且几乎为纯滚动运动，摩擦系数极低，降低了传动中的滞后现象，减小了滚珠关节的空回差，从源头上提高了机器人关节的重复定位精度。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种串联式微型滚珠关节，其特征在于包括高速丝杠、第一滚珠、静圈、第二滚珠、螺母、第三滚珠、第四滚珠、第五滚珠、动圈，所述的第一滚珠位于高速丝杠右端外侧，所述的第一滚珠与高速丝杠滚动相连，所述的静圈位于第一滚珠外侧，所述的静圈与第一滚珠滚动相连，所述的第二滚珠位于高速丝杠左端外侧，所述的第二滚珠与高速丝杠滚动相连，所述的螺母位于第二滚珠外侧，所述的螺母与第二滚珠滚动相连，所述的第三滚珠位于螺母右端外侧且位于静圈内侧，所述的第三滚珠与螺母滚动相连且与静圈滚动相连，所述的第四滚珠位于螺母左端外侧，所述的第四滚珠与螺母滚动相连，所述的第五滚珠位于静圈左端外侧，所述的第五滚珠与静圈滚动相连，所述的动圈位于第五滚珠外侧且位于第四滚珠外侧，所述的动圈与第五滚珠滚动相连且与第四滚珠滚动相连。

2.如权利要求1所述的串联式微型滚珠关节，其特征在于所述的高速丝杠还设有转动部，所述的转动部与高速丝杠一体相连。

3.如权利要求2所述的串联式微型滚珠关节，其特征在于所述的转动部还设有第一限位槽，所述的第一限位槽位于转动部外侧，所述的第一限位槽不贯穿转动部。

4.如权利要求3所述的串联式微型滚珠关节，其特征在于所述的转动部还设有安装孔，所述的安装孔不贯穿转动部。

5.如权利要求1所述的串联式微型滚珠关节，其特征在于所述的静圈还设有第二限位槽，所述的第二限位槽位于静圈内侧，所述的第二限位槽不贯穿静圈。

6.如权利要求1所述的串联式微型滚珠关节，其特征在于所述的静圈还设有第一滚道，所述的第一滚道位于静圈内侧，所述的第一滚道不贯穿静圈。

7.如权利要求1所述的串联式微型滚珠关节，其特征在于所述的螺母还设有数量不少于3件的第一导向槽，所述的第一导向槽位于螺母外侧，所述的第一导向槽不贯穿螺母。

8.如权利要求1所述的串联式微型滚珠关节，其特征在于所述的螺母还设有第二滚道，所述的第二滚道位于螺母外侧，所述的第二滚道不贯穿螺母。

9.如权利要求1或7所述的串联式微型滚珠关节，其特征在于所述的动圈还设有第二导向槽，所述的第二导向槽位于动圈内侧，所述的第二导向槽不贯穿动圈，所述的第二导向槽数量与第一导向槽数量相同。