CN106695868B - 一种功率分流式滚珠关节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率分流式滚珠关节，包括数量不少于两件的高速丝杠机构、导向静圈、低速螺母套、低速滚珠、动圈、第一支撑滚珠、导向滚珠，多组高速丝杠机构工作，由于进给螺母与低速螺母套固连只能沿高速丝杠移动，从而带动低速螺母套移动，由于低速螺母套、低速滚珠、动圈构成丝杠传动副且导向滚珠限制低速螺母套转动，因此，低速螺母套将直线移动转化为动圈的转动，从而实现减速传动。该装置结构简单，通过多组高速丝杠机构进行功率分流，不仅传动精度高，承载能力强，而且制造成本低，传动效率高，同时，结构紧凑，体积小，且几乎为纯滚动运动，摩擦系数极低，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

一种功率分流式滚珠关节

技术领域

本发明涉及一种机械装置，尤其涉及一种功率分流式滚珠关节。

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，实有必要设计一种功率分流式滚珠关节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种功率分流式滚珠关节，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：一种功率分流式滚珠关节，包括数量不少于两件的高速丝杠机构、导向静圈、低速螺母套、低速滚珠、动圈、第一支撑滚珠、导向滚珠，所述的导向静圈位于高速丝杠机构外侧，所述的导向静圈与高速丝杠机构滚动相连，所述的低速螺母套被高速丝杠机构贯穿且被导向静圈贯穿，所述的低速螺母套与高速丝杠机构螺纹相连且与导向静圈活动相连，所述的低速滚珠位于低速螺母套外侧，所述的低速滚珠与低速螺母套滚动相连，所述的动圈位于低速滚珠外侧且位于导向静圈外侧，所述的动圈与低速滚珠滚动相连且与导向静圈活动相连，所述的第一支撑滚珠位于导向静圈与动圈之间，所述的第一支撑滚珠与导向静圈滚动相连且与动圈滚动相连，所述的导向滚珠位于导向静圈和低速螺母套之间，所述的导向滚珠与导向静圈滚动相连且与低速螺母套滚动相连；

所述的高速丝杠机构还还包括转动部、高速丝杠、第二支撑滚珠、进给螺母，所述的高速丝杠位于转动部一侧，所述的高速丝杠与转动部一体相连，所述的第二支撑滚珠位于转动部外侧且位于导向静圈内侧，所述的第二支撑滚珠与转动部滚动相连且与导向静圈滚动相连，所述的进给螺母位于高速丝杠外侧且贯穿低速螺母套，所述的进给螺母与高速丝杠螺纹相连且与低速螺母套螺纹相连；

所述的导向静圈还包括支撑圈、数量不少于两件的导向部，所述的支撑圈位于高速丝杠机构外侧且位于动圈内侧，所述的支撑圈与高速丝杠机构滚动相连且与动圈滚动相连，所述的导向部位于支撑圈一侧且贯穿低速螺母套，所述的导向部与支撑圈一体相连且与低速螺母套活动相连。

本发明进一步的改进如下：

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，所述的支撑圈还设有第二限位槽，所述的第二限位槽位于支撑圈内侧，所述的第二限位槽不贯穿支撑圈，第二支撑滚珠在第一限位槽和第二限位槽内滚动，从而对高速丝杠机构进行支撑。

进一步的，所述的支撑圈还设有第三限位槽，所述的第三限位槽位于支撑圈外侧，所述的第三限位槽不贯穿支撑圈。

进一步的，所述的导向部还设有第一导向槽，所述的第一导向槽位于导向部外侧，所述的第一导向槽不贯穿导向部。

进一步的，所述的低速螺母套还设有第一滚道，所述的第一滚道位于低速螺母套外侧，所述的第一滚道不贯穿低速螺母套。

进一步的，所述的低速螺母套还设有第二导向槽，所述的第二导向槽位于低速螺母套内侧，所述的第二导向槽不贯穿低速螺母套，导向滚珠在第一导向槽和第二导向槽内滚动，从而对低速螺母套进行导向和限位。

进一步的，所述的动圈还设有第四限位槽，所述的第四限位槽位于动圈内侧，所述的第四限位槽不贯穿动圈，第一支撑滚珠在第三限位槽和第四限位槽内滚动，从而对动圈进行支撑。

进一步的，所述的动圈还设有第二滚道，所述的第二滚道位于动圈内侧，所述的第二滚道不贯穿动圈，低速滚珠在第一滚道和第二滚道构成的空腔内循环滚动，以保证低速螺母套运动平稳，连续。

与现有技术相比，该功率分流式滚珠关节，工作时，动力机构(如电机)通过传动机构(如齿轮)输入动力带动多组高速丝杠机构工作，从而带动高速丝杠转动，进而带动进给螺母运动，由于进给螺母与低速螺母套固连，进给螺母只能沿高速丝杠移动，从而带动低速螺母套沿导向部移动，由于低速螺母套、低速滚珠、动圈构成丝杠传动副且导向滚珠限制低速螺母套转动，因此，低速螺母套将直线移动转化为动圈的转动，从而实现减速传动。该装置结构简单，通过多组高速丝杠机构进行功率分流，不仅传动精度高，承载能力强，而且制造成本低，传动效率高，同时，结构紧凑，体积小，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机构剖视图

图4示出本发明转动部三维视图

图5示出本发明导向静圈三维视图

图6示出本发明低速螺母套三维视图

图7示出本发明动圈三维视图

高速丝杠机构   1    导向静圈       2

低速螺母套     3    低速滚珠       4

动圈           5    第一支撑滚珠   6

导向滚珠       7    转动部         101

高速丝杠       102  第二支撑滚珠   103

进给螺母       104  第一限位槽     105

安装孔         106  支撑圈         201

导向部         202  第二限位槽     203

第三限位槽     204  第一导向槽     205

第一滚道       301  第二导向槽     302

第四限位槽     501  第二滚道       502

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种功率分流式滚珠关节，包括数量不少于两件的高速丝杠机构1、导向静圈2、低速螺母套3、低速滚珠4、动圈5、第一支撑滚珠6、导向滚珠7，所述的导向静圈2位于高速丝杠机构1外侧，所述的导向静圈2与高速丝杠机构1滚动相连，所述的低速螺母套3被高速丝杠机构1贯穿且被导向静圈2贯穿，所述的低速螺母套3与高速丝杠机构1螺纹相连且与导向静圈2活动相连，所述的低速滚珠4位于低速螺母套3外侧，所述的低速滚珠4与低速螺母套3滚动相连，所述的动圈5位于低速滚珠4外侧且位于导向静圈2外侧，所述的动圈5与低速滚珠4滚动相连且与导向静圈2活动相连，所述的第一支撑滚珠6位于导向静圈2与动圈5之间，所述的第一支撑滚珠6与导向静圈2滚动相连且与动圈3滚动相连，所述的导向滚珠7位于导向静圈2和低速螺母套3之间，所述的导向滚珠7与导向静圈2滚动相连且与低速螺母套3滚动相连，所述的高速丝杠机构1还还包括转动部101、高速丝杠102、第二支撑滚珠103、进给螺母104，所述的高速丝杠102位于转动部101一侧，所述的高速丝杠102与转动部101一体相连，所述的第二支撑滚珠103位于转动部101外侧且位于导向静圈2内侧，所述的第二支撑滚珠103与转动部101滚动相连且与导向静圈2滚动相连，所述的进给螺母104位于高速丝杠102外侧且贯穿低速螺母套3，所述的进给螺母104与高速丝杠102螺纹相连且与低速螺母套3螺纹相连，所述的导向静圈2还包括支撑圈201、数量不少于两件的导向部202，所述的支撑圈201位于高速丝杠机构1外侧且位于动圈5内侧，所述的支撑圈201与高速丝杠机构1滚动相连且与动圈5滚动相连，所述的导向部202位于支撑圈201一侧且贯穿低速螺母套3，所述的导向部202与支撑圈201一体相连且与低速螺母套3活动相连，所述的转动部101还设有第一限位槽105，所述的第一限位槽105位于转动部101外侧，所述的第一限位槽105不贯穿转动部101，所述的转动部101还设有安装孔106，所述的安装孔106不贯穿转动部101，所述的支撑圈201还设有第二限位槽203，所述的第二限位槽203位于支撑圈201内侧，所述的第二限位槽203不贯穿支撑圈201，第二支撑滚珠103在第一限位槽105和第二限位槽203内滚动，从而对高速丝杠机构1进行支撑，所述的支撑圈201还设有第三限位槽204，所述的第三限位槽204位于支撑圈201外侧，所述的第三限位槽204不贯穿支撑圈201，所述的导向部202还设有第一导向槽205，所述的第一导向槽205位于导向部202外侧，所述的第一导向槽205不贯穿导向部202，所述的低速螺母套3还设有第一滚道301，所述的第一滚道301位于低速螺母套3外侧，所述的第一滚道301不贯穿低速螺母套3，所述的低速螺母套3还设有第二导向槽302，所述的第二导向槽302位于低速螺母套3内侧，所述的第二导向槽302不贯穿低速螺母套3，导向滚珠7在第一导向槽205和第二导向槽302内滚动，从而对低速螺母套3进行导向和限位，所述的动圈5还设有第四限位槽501，所述的第四限位槽501位于动圈5内侧，所述的第四限位槽501不贯穿动圈5，第一支撑滚珠6在第三限位槽204和第四限位槽501内滚动，从而对动圈5进行支撑，所述的动圈5还设有第二滚道502，所述的第二滚道502位于动圈5内侧，所述的第二滚道502不贯穿动圈5，低速滚珠4在第一滚道301和第二滚道502构成的空腔内循环滚动，以保证低速螺母套3运动平稳，连续，该功率分流式滚珠关节，工作时，动力机构(如电机)通过传动机构(如齿轮)输入动力带动多组高速丝杠机构1工作，从而带动高速丝杠102转动，进而带动进给螺母104运动，由于进给螺母104与低速螺母套3固连，进给螺母104只能沿高速丝杠102移动，从而带动低速螺母套3沿导向部202移动，由于低速螺母套3、低速滚珠4、动圈5构成丝杠传动副且导向滚珠7限制低速螺母套3转动，因此，低速螺母套3将直线移动转化为动圈5的转动，从而实现减速传动。该装置结构简单，通过多组高速丝杠机构1进行功率分流，不仅传动精度高，承载能力强，而且制造成本低，传动效率高，同时，结构紧凑，体积小，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 (8)

1.一种功率分流式滚珠关节，其特征在于包括数量不少于两件的高速丝杠机构、导向静圈、低速螺母套、低速滚珠、动圈、第一支撑滚珠、导向滚珠，所述的导向静圈位于高速丝杠机构外侧，所述的导向静圈与高速丝杠机构滚动相连，所述的低速螺母套被高速丝杠机构贯穿且被导向静圈贯穿，所述的低速螺母套与高速丝杠机构螺纹相连且与导向静圈活动相连，所述的低速滚珠位于低速螺母套外侧，所述的低速滚珠与低速螺母套滚动相连，所述的动圈位于低速滚珠外侧且位于导向静圈外侧，所述的动圈与低速滚珠滚动相连且与导向静圈活动相连，所述的第一支撑滚珠位于导向静圈与动圈之间，所述的第一支撑滚珠与导向静圈滚动相连且与动圈滚动相连，所述的导向滚珠位于导向静圈和低速螺母套之间，所述的导向滚珠与导向静圈滚动相连且与低速螺母套滚动相连；

所述的高速丝杠机构还包括转动部、高速丝杠、第二支撑滚珠、进给螺母，所述的高速丝杠位于转动部一侧，所述的高速丝杠与转动部一体相连，所述的第二支撑滚珠位于转动部外侧且位于导向静圈内侧，所述的第二支撑滚珠与转动部滚动相连且与导向静圈滚动相连，所述的进给螺母位于高速丝杠外侧且贯穿低速螺母套，所述的进给螺母与高速丝杠螺纹相连且与低速螺母套螺纹相连；所述的导向静圈还包括支撑圈、数量不少于两件的导向部，所述的支撑圈位于高速丝杠机构外侧且位于动圈内侧，所述的支撑圈与高速丝杠机构滚动相连且与动圈滚动相连，所述的导向部位于支撑圈一侧且贯穿低速螺母套，所述的导向部与支撑圈一体相连且与低速螺母套活动相连；

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；

所述的转动部还设有安装孔，所述的安装孔不贯穿转动部。

2.如权利要求1所述的功率分流式滚珠关节，其特征在于所述的支撑圈还设有第二限位槽，所述的第二限位槽位于支撑圈内侧，所述的第二限位槽不贯穿支撑圈。

3.如权利要求1所述的功率分流式滚珠关节，其特征在于所述的支撑圈还设有第三限位槽，所述的第三限位槽位于支撑圈外侧，所述的第三限位槽不贯穿支撑圈。

4.如权利要求1所述的功率分流式滚珠关节，其特征在于所述的导向部还设有第一导向槽，所述的第一导向槽位于导向部外侧，所述的第一导向槽不贯穿导向部。

5.如权利要求1所述的功率分流式滚珠关节，其特征在于所述的低速螺母套还设有第一滚道，所述的第一滚道位于低速螺母套外侧，所述的第一滚道不贯穿低速螺母套。

6.如权利要求1所述的功率分流式滚珠关节，其特征在于所述的低速螺母套还设有第二导向槽，所述的第二导向槽位于低速螺母套内侧，所述的第二导向槽不贯穿低速螺母套。

7.如权利要求1所述的功率分流式滚珠关节，其特征在于所述的动圈还设有第四限位槽，所述的第四限位槽位于动圈内侧，所述的第四限位槽不贯穿动圈。

8.如权利要求1所述的功率分流式滚珠关节，其特征在于所述的动圈还设有第二滚道，所述的第二滚道位于动圈内侧，所述的第二滚道不贯穿动圈。

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