CN107718037B - 一种关节机器人的平衡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种关节机器人的平衡装置，短臂与长臂之间的关节处设置有平衡装置，短臂的外侧固定有支架套，支架套内部轴向设置有支撑架，支撑架的一端设置有轴孔，主动齿轮轴设置在轴孔内，主动齿轮轴上套设有主动齿轮，支撑架的另一端设置有轴孔，从动齿轮轴设置在轴孔内，从动齿轮轴上套设有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮通过链条连接，主动齿轮轴与减速装置连接；从动齿轮内部设有螺杆轴套，从动齿轮与螺杆轴套固定连接，螺杆轴套内固定螺纹连接有螺杆，外壳套设在螺杆的外部，外壳内滑动设置有调节块，调节块上开设有螺纹孔，螺纹杆的端部穿过螺纹孔与调节块螺纹连接，本发明通过调节块调节平衡装置的重力，保持机器人平稳运行。

Description

一种关节机器人的平衡装置
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其是涉及一种关节机器人的平衡装置。
背景技术
关节机器人的关节臂具有很高的自由度，但其位置处的载荷较大，容易负载，如不进行平衡处理，会影响机械臂运动的平稳性，严重者会造成事故的发生，存在安全隐患。如今，工业机器人采用平衡装置可以有效地减小关节负载力矩，防止过载。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种关节机器人的平衡装置，减小机械臂关节处的负载力，使机械臂平稳运行。
本发明的技术方案是这样实现的：一种关节机器人的平衡装置，包括：短臂、长臂、支架套、支撑架、主动齿轮轴、主动齿轮、从齿轮轴、从动齿轮、链条、联轴器、螺杆轴套、螺杆、外壳、调节块，短臂与长臂之间的关节处设置有平衡装置，短臂的外侧固定有支架套，支架套内部轴向设置有支撑架，支撑架的一端设置有轴孔，主动齿轮轴设置在轴孔内，主动齿轮轴上套设有主动齿轮，支撑架的另一端设置有轴孔，从动齿轮轴设置在轴孔内，从齿轮轴上套设有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮通过链条连接，主动齿轮轴与减速装置通过联轴器固定连接；从动齿轮内部设有螺杆轴套，从动齿轮与螺杆轴套固定连接，螺杆轴套内固定螺纹连接有螺杆，外壳套设在螺杆的外部，外壳内滑动设置有调节块，调节块上开设有螺纹孔，螺纹杆的端部穿过螺纹孔与调节块螺纹连接。
进一步地，所述减速装置包括减速齿轮、齿条、轴杆、活塞杆、套筒、活塞，减速齿轮与电机连接并由电机驱动，减速齿轮的外边缘的齿与齿条啮合传动连接，齿条的端部与轴杆连接，轴杆与活塞杆固定连接，活塞杆伸入到套筒的内部与活塞固定连接。
进一步地，所述外壳的内侧壁上设置有滑轨，调节块沿滑轨运动。
进一步地，所述从动齿轮为半边齿轮。
进一步地，所述支撑架的上端面设置有环形凹槽，链条设置在环形凹槽内。
进一步地，所述的链条通过紧固螺栓固定在所述环形凹槽内。
进一步地，所述的平衡装置还包括重心偏移自动控制装置，所述的重心偏移自动控制装置包括重心偏移检测装置、微控制器、断路器；所述的重心偏移检测装置检测重心是否发生偏移并将检测到的信息发送至微控制器；所述的微控制器包括信息接收器、信号放大器、A/D转换器、主控芯片、电源控制电路；所述的信息接收器接收重心偏移检测装置31发送的信息通过信号放大器和A/D转换器进行信号的处理，然后将处理后的信号发送给主控芯片，主控芯片对信号进行判别，若重心发生偏移，则通过电源控制电路控制断路器闭合，然后由电机控制螺纹杆转动。
本发明所达到的有益效果是：本发明的关节机器人的平衡装置，包括短臂、长臂、支架套、支撑架、主动齿轮轴、主动齿轮、从齿轮轴、从动齿轮、链条、联轴器、螺杆轴套、螺杆、外壳、调节块，短臂与长臂之间的关节处设置有平衡装置本发明能够在机械臂工作过程中，通过电机驱动螺纹杆转动，进而使得调节块滑动，改变平衡装置的重心，保持机器人的平稳运行，同时由于减速装置的作用，在保持平衡时，将高速运动转化为低速运动，机械臂动作灵活和自如。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为平衡装置的位置示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为减速装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种关节机器人的平衡装置，短臂1与长臂2之间的关节处设置有平衡装置，用以平衡肩关节轴所受到的负载力矩。
如图2所示，短臂1的外侧固定有支架套3，支架套3内部轴向设置有支撑架4，支撑架4的一端设置有轴孔，主动齿轮轴5设置在轴孔内，主动齿轮轴5上套设有主动齿轮6，支撑架4的另一端也设置有轴孔，从动齿轮轴7设置在轴孔内，从齿轮轴7上套设有从动齿轮8，从动齿轮8可以为边半齿轮，半边齿轮的结构设置在确保转动角度的同时，占用空间小。主动齿轮6与从动齿轮8通过链条9连接，链条9穿过支架套3连接主动齿轮5和从动齿轮8。支撑架4的上端面设置有环形凹槽10，环形凹槽10的壁面光滑，链条9设置在环形凹槽10内，起到固定链条9的作用，同时对与链条9而言，由于环形凹槽10的壁面光滑，摩擦力小，链条9的传动效果好。
主动齿轮轴5与联轴器11固定连接，联轴器11与减速装置固定连接，减速装置包括减速齿轮12、齿条13、轴杆14、活塞杆15、套筒16、活塞17。
如图3所示，减速齿轮12与电机连接并由电机驱动，减速齿轮12的外边缘的齿与齿条13啮合，齿条13与减速齿轮12啮合传动连接，齿条13的端部与轴杆14连接，轴杆14与活塞杆15固定连接，活塞杆15伸入到套筒16内部与活塞17固定连接，当电机驱动减速齿轮12转动时，齿条13在减速齿轮的带动下，向上或者向下运动，带动活塞杆15向上或向下运动，将高速运动转化为低速运动。
从动齿轮8内部设有螺杆轴套18，从动齿轮8与螺杆轴套18固定连接，螺杆轴套18内固定有螺杆19，螺杆轴套18与螺杆19螺纹连接。外壳20套设在螺杆19的外部，外壳20的内侧壁上设置有滑轨，滑轨内滑动设置有调节块21，调节块21具备一定的重量，可以直接影响平衡装置的重心位置。调节块21上开设有螺纹孔，螺纹杆19的端部穿过螺纹孔与调节块21螺纹连接。螺纹杆19转动可带动调节块21在滑轨中滑动，当重心发生偏移时，驱动螺纹杆19转动，以改变平衡装置的重心，保持机器人平稳运行。
平衡装置还包括重心偏移自动控制装置，所述的重心偏移自动控制装置包括重心偏移检测装置31、微控制器32、断路器33；所述的重心偏移检测装置31检测重心是否发生偏移并将检测到的信息发送至微控制器32；所述的微控制器32包括信息接收器、信号放大器、A/D转换器、主控芯片、电源控制电路；所述的信息接收器接收重心偏移检测装置31发送的信息通过信号放大器和A/D转换器进行信号的处理，然后将处理后的信号发送给主控芯片，主控芯片对信号进行判别，若重心发生偏移，则通过电源控制电路控制断路器闭合，然后由电机控制螺纹杆转动。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (5)

1.一种关节机器人的平衡装置，其特征在于，包括短臂（1）、长臂（2）、支架套（3）、支撑架（4）、主动齿轮轴（5）、主动齿轮（6）、从动齿轮轴（7）、从动齿轮（8）、链条（9）、联轴器（11）、螺杆轴套（18）、螺杆（19）、外壳（20）和调节块（21），所述的短臂（1）与所述的长臂（2）之间的关节处设置有平衡装置；所述短臂（1）的外侧固定有支架套（3），所述支架套（3）内部轴向设置有支撑架（4），所述支撑架（4）的一端设置有轴孔，所述的主动齿轮轴（5）设置在轴孔内，所述的主动齿轮轴（5）上套设有主动齿轮（6），所述的支撑架（4）的另一端设置有轴孔，从动齿轮轴（7）设置在轴孔内，从动齿轮轴（7）上套设有从动齿轮（8），主动齿轮（6）与从动齿轮（8）通过链条（9）连接，所述的主动齿轮轴（5）与减速装置通过联轴器（11）固定连接；从动齿轮（8）内部设有螺杆轴套（18）；所述的从动齿轮（8）与螺杆轴套（18）固定连接，所述的螺杆轴套（18）内固定螺纹连接有螺杆（19）；所述的外壳（20）套设在螺杆（19）的外部；所述的外壳（20）内滑动设置有调节块（21）；所述的调节块（21）上开设有螺纹孔；所述的螺杆（19）的端部穿过螺纹孔与调节块（21）螺纹连接；
所述的平衡装置还包括重心偏移自动控制装置，所述的重心偏移自动控制装置包括重心偏移检测装置（31）、微控制器（32）、断路器（33）；所述的重心偏移检测装置（31）检测重心是否发生偏移并将检测到的信息发送至微控制器（32）；所述的微控制器（32）包括信息接收器、信号放大器、A/D转换器、主控芯片、电源控制电路；所述的信息接收器接收重心偏移检测装置（31）发送的信息通过信号放大器和A/D转换器进行信号的处理，然后将处理后的信号发送给主控芯片，主控芯片对信号进行判别，若重心发生偏移，则通过电源控制电路控制断路器闭合，然后由电机控制螺杆转动；
所述减速装置包括减速齿轮（12）、齿条（13）、轴杆(14)、活塞杆(15)、套筒(16)、活塞（17），减速齿轮（12）与电机连接并由电机驱动，减速齿轮（12）的外边缘的齿与齿条（13）啮合传动连接，齿条（13）的端部与轴杆（14）连接，轴杆（14）与活塞杆（15）固定连接，活塞杆（15）伸入到套筒（16）的内部与活塞（17）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种关节机器人的平衡装置，其特征在于：所述外壳（20）的内侧壁上设置有滑轨，调节块（21）沿滑轨运动。
3.根据权利要求1所述的一种关节机器人的平衡装置，其特征在于：所述从动齿轮（8）为半边齿轮。
4.根据权利要求1所述的一种关节机器人的平衡装置，其特征在于：所述支撑架（4）的上端面设置有环形凹槽（10），链条（9）设置在环形凹槽（10）内。
5.根据权利要求4所述的一种关节机器人的平衡装置，其特征在于：所述的链条（9）通过紧固螺栓固定在所述环形凹槽（10）内。
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