CN108127687A - 一种工业用机器人手腕 - Google Patents

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章林
肖永强
开亚骏
俞和平
张帷
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
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Abstract

本发明公开了一种工业用机器人手腕，包括手腕体和手腕连接体，所述手腕体和手腕连接体之间通过轴承相连定位，所述手腕体和手腕连接体之间配合处形成有间隙迷宫结构，所述间隙迷宫结构位于轴承的外侧。该工业用机器人手腕结构设计合理，依靠油封及间隙迷宫密封结构实现机器人手腕部位的双层密封，显著的提高机器人手腕的防护等级；同时，由于油封与轴承几乎处于同一安装面，不会增加机器人手腕宽度，不仅保证机器人手腕的刚性，也能使得机器人手腕部位的尺寸更加紧凑，满足更多的应用领域；密封性能优越，降低机器人手腕的维护成本，提高机器人的使用寿命。

Description

一种工业用机器人手腕
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，尤其是涉及一种工业用机器人手腕。
背景技术
机器人手腕是连接末端操作器和手臂的部件，其作用可以调节或改变工件的方位，以使机器人末端执行器适应复杂的动作要求。处于恶劣工况下的机器人，如CNC上下料、手机壳打磨、金属打磨等应用领域，由于机器人手腕直接与工件接触，一旦油雾、水汽、尘埃、金属粉末等异物从外部入侵，就会导致机器人手腕内部零件受损，进而造成机器人报警、停机等问题。
目前为提高机器人手腕防护等级普遍采用轴承外侧加装一个油封的方式，但其会增加结构宽度，尤其是不利于狭小环境的小负载机器人；另外，仅仅依靠油封密封的方式仍然会存在异物入侵的风险；也有采用轴承两侧加装O型圈的方式来进行手腕部位的密封，虽然可以缩小结构宽度，但是轴承处于未防护状态，加速轴承的损坏，进而造成机器人手腕的损坏。因此，迫切需要一种结构紧凑，密封效果优良的机器人手腕密封方式。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种工业用机器人手腕，其结构紧凑，密封性能优越。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
该工业用机器人手腕，包括手腕体和手腕连接体，所述手腕体和手腕连接体之间通过轴承相连定位，所述手腕体和手腕连接体之间配合处形成有间隙迷宫结构，所述间隙迷宫结构位于轴承的外侧。
进一步的，还包括油封，所述油封设在间隙迷宫结构中，间隙迷宫位于轴承和油封之间。
所述间隙迷宫结构包括设在手腕体上环形的第一凹槽和第二凹槽和设在手腕连接体上环形的第一凸缘和第二凸缘，第二凹槽位于第一凹槽内侧，第二凹槽的内缘上设有用于定位轴承一侧的第三定位台阶，第二凸缘位于第一凸缘内侧，所述第一凸缘和油封均位于第一凹槽中，所述第二凸缘的外缘上设有用于定位轴承另一侧的第四定位台阶。
所述油封的唇口朝向手腕连接体设置。
所述第一凹槽内设有第一定位台阶和第二定位台阶，第二定位台阶位于第一定位台阶内侧，所述第二定位台阶低于第一定位台阶，所述油封设在第一定位台阶上，所述第一凸缘相对第二定位台阶设置，第一凸缘的端面和第二定位台阶的台阶面之间具有间隙。
所述第四定位台阶与轴承端面外缘相接触定位。
所述手腕体上第一凹槽和第二凹槽之间形成的凸台位于手腕连接体上第一凸缘和第二凸缘之间形成的环形槽中。
所述第一凹槽、第二凹槽和第一凸缘以及第二凸缘的轴线相重合。
所述第一定位台阶和第三定位台阶的台阶面处于同一平面高度。
所述第二定位台阶低于第一定位台阶0.5～1mm。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
该工业用机器人手腕结构设计合理，依靠油封及间隙迷宫密封结构实现机器人手腕部位的双层密封，显著的提高机器人手腕的防护等级；同时，由于油封与轴承几乎处于同一安装面，不会增加机器人手腕宽度，不仅保证机器人手腕的刚性，也能使得机器人手腕部位的尺寸更加紧凑，满足更多的应用领域；密封性能优越，降低机器人手腕的维护成本，提高机器人的使用寿命。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明机器人手腕部位剖视图。
图2为本发明手腕体结构示意图。
图3为本发明手腕连接体结构示意图。
图4为本发明间隙迷宫结构示意图。
图中：
1.手腕体、11.第一凹槽、111.第一定位台阶、112.第二定位台阶、12.第二凹槽、121.第三定位台阶、
2.手腕连接体、21.第一凸缘、22.第二凸缘、221.第四定位台阶、
3.第五轴减速机、4.第六轴电机、5.减速机安装板、6.第六轴减速机、7.油封、8.轴承、9.间隙迷宫结构。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
该工业用机器人手腕，包括手腕体和手腕连接体以及油封，手腕体和手腕连接体之间通过轴承相连定位，手腕体和手腕连接体之间配合处形成有间隙迷宫结构，间隙迷宫结构位于轴承的外侧。油封设在间隙迷宫结构中，间隙迷宫位于轴承和油封之间。
间隙迷宫结构包括设在手腕体上环形的第一凹槽和第二凹槽和设在手腕连接体上环形的第一凸缘和第二凸缘，第二凹槽位于第一凹槽内侧，第二凹槽的内缘上设有用于定位轴承一侧的第三定位台阶，第二凸缘位于第一凸缘内侧，第一凸缘和油封均位于第一凹槽中，第二凸缘的外缘上设有用于定位轴承另一侧的第四定位台阶。
第一凹槽内设有第一定位台阶和第二定位台阶，第二定位台阶位于第一定位台阶内侧，第二定位台阶低于第一定位台阶，油封设在第一定位台阶上，第一凸缘相对第二定位台阶设置，第一凸缘的端面和第二定位台阶的台阶面之间具有间隙。优选的，第二定位台阶低于第一定位台阶0.5～1mm。
第一凹槽、第二凹槽和第一凸缘以及第二凸缘的轴线相重合。油封的唇口朝向手腕连接体设置。第一定位台阶和第三定位台阶的台阶面处于同一平面高度。第四定位台阶与轴承端面外缘相接触定位。手腕体上第一凹槽和第二凹槽之间形成的凸台位于手腕连接体上第一凸缘和第二凸缘之间形成的环形槽中。
工业用机器人手腕结构设计合理，依靠油封及间隙迷宫密封结构实现机器人手腕部位的双层密封，显著的提高机器人手腕的防护等级；同时，由于油封与轴承几乎处于同一安装面，不会增加机器人手腕宽度，不仅保证机器人手腕的刚性，也能使得机器人手腕部位的尺寸更加紧凑，满足更多的应用领域；密封性能优越，降低机器人手腕的维护成本，提高机器人的使用寿命。
下面结合图1至图4对本发明的具体实例进行详细说明(下面对位置关系描述是依据附图中的位置)：
具有迷宫式密封结构的工业用机器人手腕，包括手腕体1、手腕连接体2、第五轴减速机3，手腕连接体2位于手腕体1左侧，第五轴减速机3通过螺钉固定于手腕体1右侧。
手腕体1内部放置有第六轴电机4，第六轴电机4通过螺钉安装在减速机固定板5后端，减速机安装板5通过螺钉固定在手腕体1前端，第六轴电机4输入轴与第六轴减速机6通过键、螺钉连接。
手腕体1的左侧面为双层凹槽结构，包括第一凹槽11和第二凹槽12，第二凹槽位于第一凹槽的内侧，第一凹槽11内部设有第一定位台阶111，用于定位油封7；第二定位台阶112低于第一定位台阶111的高度优选0.5～1mm，避免手腕连接体2的第一凸缘21与手腕体1的第二定位台阶112接触干涉。
第二凹槽12设有第三定位台阶121用于定位轴承8外圈，所述的第一定位台阶111与第三定位台阶121处于同一平面高度，第一凹槽11与第一凸缘21、第二凹槽12与第二凸缘22之间结构形成类似于环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，实现迷宫式密封方式。
手腕连接体2为具有中空结构的双层凸缘结构，包括第一凸缘21和第二凸缘22，第二凸缘位于第一凸缘的内侧，第二凸缘22设有第四定位台阶221用于定位轴承8内圈。
油封7唇口朝外安装于手腕体1第一凹槽11的第一定位台阶111上，油封7唇口与手腕连接体2的第一凸缘21外表面接触，轴承8外圈安装于手腕体1的第二凹槽12的第三定位台阶121上，轴承8内圈与手腕连接体2的第二凸缘22的第四定位台阶221接触。
手腕体1的双层凹槽结构与手腕连接体2的双层凸缘结构之间组成具有迷宫式的间隙密封结构9，油封7作为机器人手腕部位的第一层防护，迷宫式的间隙迷宫结构9作为第二层防护。
使用时，将第六轴电机4安装于减速机安装板5后端，将第六轴减速机6安装在减速机安装板5前端，将减速机安装板5通过螺钉安装于手腕体1前端，接着将油封7安装于手腕体1的第一凹槽11的第一定位台阶111上，将轴承8外圈安装于手腕体1的第二凹槽12的第三定位台阶121上；最后，将手腕连接体2的第二凸缘22外圈与轴承8内圈配合，利用第四定位台阶221定位轴承8，当第五轴减速机3受到驱动力，驱动手腕体1转动时，手腕体1与手腕连接体2之间发生回转，手腕连接体2的第一凸缘21与油封7的唇封接触实现第一层密封，手腕连接体2与手腕体1形成的间隙迷宫结构9形成第二层密封，进而提高了机器人手腕的防护等级。
上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业用机器人手腕，包括手腕体和手腕连接体，所述手腕体和手腕连接体之间通过轴承相连定位，其特征在于：所述手腕体和手腕连接体之间配合处形成有间隙迷宫结构，所述间隙迷宫结构位于轴承的外侧。
2.如权利要求1所述工业用机器人手腕，其特征在于：还包括油封，所述油封设在间隙迷宫结构中，间隙迷宫位于轴承和油封之间。
3.如权利要求2所述工业用机器人手腕，其特征在于：所述间隙迷宫结构包括设在手腕体上环形的第一凹槽和第二凹槽和设在手腕连接体上环形的第一凸缘和第二凸缘，第二凹槽位于第一凹槽内侧，第二凹槽的内缘上设有用于定位轴承一侧的第三定位台阶，第二凸缘位于第一凸缘内侧，所述第一凸缘和油封均位于第一凹槽中，所述第二凸缘的外缘上设有用于定位轴承另一侧的第四定位台阶。
4.如权利要求3所述工业用机器人手腕，其特征在于：所述油封的唇口朝向手腕连接体设置。
5.如权利要求3所述工业用机器人手腕，其特征在于：所述第一凹槽内设有第一定位台阶和第二定位台阶，第二定位台阶位于第一定位台阶内侧，所述第二定位台阶低于第一定位台阶，所述油封设在第一定位台阶上，所述第一凸缘相对第二定位台阶设置，第一凸缘的端面和第二定位台阶的台阶面之间具有间隙。
6.如权利要求3所述工业用机器人手腕，其特征在于：所述第四定位台阶与轴承端面外缘相接触定位。
7.如权利要求3所述工业用机器人手腕，其特征在于：所述手腕体上第一凹槽和第二凹槽之间形成的凸台位于手腕连接体上第一凸缘和第二凸缘之间形成的环形槽中。
8.如权利要求3所述工业用机器人手腕，其特征在于：所述第一凹槽、第二凹槽和第一凸缘以及第二凸缘的轴线相重合。
9.如权利要求3所述工业用机器人手腕，其特征在于：所述第一定位台阶和第三定位台阶的台阶面处于同一平面高度。
10.如权利要求5所述工业用机器人手腕，其特征在于：所述第二定位台阶低于第一定位台阶0.5～1mm。
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