CN108724245A - 一种机器人手臂用石墨烯关节组件及其装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人手臂用石墨烯关节组件及其装配设备，关节组件包括主维度关节，关节上设置有安装孔位、外螺纹槽，在安装孔位内设有连接套，连接套的两端对称设有垫片、限位组件；装配设备包括机柜和设于其上的关节夹具座、送料机构、接料座、钻孔座、顶料座、导轨和驱动气缸。本发明提供的关节组件结构设计合理，通过在主维度关节的安装孔位中设置表面涂覆有石墨烯涂层的连接套，并利用限位组件进行限位，通过这种方式提供自润滑效果，使得管路在关节频繁转动等位移情况下也不易发生磨损，保障工作效率；装配设备能够快速对主维度关节加工安装孔位、外螺纹，并将连接套设置在加工的安装孔位中，装配效率高。

Description

一种机器人手臂用石墨烯关节组件及其装配设备

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人手臂用石墨烯关节组件及其装配设备。

背景技术

从传统的自动化制造领域，到人类的日常生活，都已经离不开机器人。机器人关节是机器人的基础部件，其性能的好坏直接影响机器人的性能。机器人关节的种类有很多，根据机器人的功能不同，关节的配置和运动系统的形式叶都各不相同。工业机器人关节根据输出运动形式的不同分为移动关节和转动关节。随着电子技术的飞速发展，机器人关节也在飞速发展。关节型机器人可以由多种关节组成，典型模块化关节有转动关节，移动关节，摆动关节，俯仰关节，可分别实现旋转、伸缩、摆动、俯仰运动。企业常需要根据机械臂的技术要求，结合工业环境对模块化关节的要求，设计高集成度和高可靠性的模块化关节。

现有技术中，为了简化线路，需要在关节组件开设穿孔来安装线路或油路等管路。传统的关节组件结构设计不够合理，只是简单的穿孔来穿设管路，存在润滑性差的问题，易导致管路磨损严重，引起故障，加上这种穿设管路的关节组件一经安装，拆卸难度大，导致后续管路更换工时长，极大影响机器人的工作效率。因此，有必要设计一种具有自润滑效果的机器人手臂用关节组件，从源头避免磨损问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种机器人手臂用石墨烯关节组件及其装配设备。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种机器人手臂用石墨烯关节组件，包括具有开口的主维度关节，在所述主维度关节的侧壁上部且沿其径向开设有贯穿的安装孔位，且所述安装孔位的中心轴线与主维度关节的中心轴线相交且共面，在所述主维度关节的侧壁下部设有外螺纹槽，在所述安装孔位内设有表面涂覆有石墨烯涂层的连接套，所述连接套的两端分别嵌入于相对应的安装孔位内，且在所述安装孔位与主维度关节的侧壁之间均设有限位组件，所述限位组件为空心的二级阶梯轴，且在所述限位组件的内侧窄口端与连接套的端部之间设有垫片。

优选地，所述安装孔位与连接套之间为过渡配合。

优选地，所述安装孔位中设有便于放置垫片的环形定位槽。

一种机器人手臂用石墨烯关节组件的装配设备，包括机柜和设于其上的关节夹具座、送料机构、接料座、钻孔座、顶料座、导轨和驱动气缸，所述钻孔座、关节夹具座、接料座、顶料座沿导轨依次设置，所述关节夹具座用于夹持主维度关节并加工其上的安装孔位、外螺纹槽，所述送料机构存储连接套工件，并将其送至接料座，所述钻孔座在主维度关节加工安装孔位后，所述顶料座将接料座中的连接套顶入安装孔位实现装配，所述钻孔座、顶料座沿着导轨进行移动，所述钻孔座、顶料座分别由驱动气缸进行驱动。

优选地，所述关节夹具座包括夹持座体、板牙头、水平旋转轴、竖向旋转轴和偏向轮，所述夹持座体中设有与主维度关节配合的夹持固定槽，所述板牙头套设在夹持座体的外侧，且在水平旋转轴的带动下进行旋转运动，在竖向旋转轴和偏向轮的作用下进行竖直位移，所述板牙头孔内的切刀做水平转动的同时进行竖直位移，进而能够在主维度关节的外侧切销形成所述外螺纹槽。

优选地，所述送料机构包括支座、连接套料盒、挡料口、出料管道、往复气缸、活动挡料板，所述连接套料盒通过支座固定于机柜上，所述连接套料盒内腔与出料管道连通，所述连接套料盒内腔设有便于自动下料的斜面，斜面低位端靠近出料管道且开设有挡料口，所述连接套料盒下端外侧固定有往复气缸和活动挡料板，所述往复气缸的伸缩杆与活动挡料板的一端铰接，当伸缩杆伸出时，所述活动挡料板的另一端在支点作用下从挡料口中翘起，实现挡料；当伸缩杆收缩时，所述活动挡料板的另一端在支点作用下从挡料口中落下，实现放料。

优选地，所述接料座包括能够旋转的接料座体，所述接料座体上设有接料槽和顶料槽，所述接料槽位于出料管道的正下方，当所述连接套落入接料槽时，所述接料座体旋转180度，使得接有连接套的接料槽变为新的顶料槽，原先空的顶料槽变为新的所述接料槽，实现两个料槽功能的切换。

优选地，所述钻孔座包括钻孔座体和设于其上的电动钻杆，所述钻孔座体在驱动气缸作用下沿导轨移动，所述电动钻杆旋转的同时前进，在所述主维度关节上钻出安装孔位。

优选地，所述顶料座包括顶料座体和设于其上的顶杆，所述顶料座体在驱动气缸作用下沿导轨移动，所述顶杆前进并将顶料槽中的连接套顶入新加工的安装孔位。

优选地，所述接料座体的下方设有驱动其步进旋转的旋转座体，每次步进旋转的角度为180度；所述旋转座体及夹持座体的下端设有与导轨配合的避让穿口。

本发明的有益效果是：

本发明提供的关节组件结构设计合理，通过在主维度关节的安装孔位中设置表面涂覆有石墨烯涂层的连接套，并利用限位组件进行限位，通过这种方式提供自润滑效果，使得其内穿设的管路在关节频繁转动等位移情况下也不易发生磨损，保障工作效率。本发明同时还提供了关节组件的装配设备，能够快速对主维度关节加工安装孔位、外螺纹，并将连接套设置在加工的安装孔位中，装配效率高。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明机器人手臂用石墨烯关节组件的结构示意图；

图2为石墨烯关节组件中主维度关节的结构示意图；

图3为图1中A处的局部放大示意图；

图4为本发明装配设备的结构示意图；

图5为装配设备省略机柜后的结构示意图；

图6为装配设备中送料机构、接料座的结构示意图；

图7为装配设备中关节夹具座的结构示意图；

图8为装配设备中关节夹具座省略板牙头的结构示意图。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，本实施例提供了一种机器人手臂用石墨烯关节组件，包括具有开口的主维度关节1，在主维度关节1的侧壁上部且沿其径向开设有贯穿的安装孔位2，且安装孔位2的中心轴线与主维度关节1的中心轴线相交且共面。在主维度关节1的侧壁下部设有外螺纹槽6，在安装孔位2内设有表面涂覆有石墨烯涂层的连接套3，连接套3的两端分别嵌入于相对应的安装孔位2内。且在安装孔位2与主维度关节1的侧壁之间均设有限位组件4，限位组件4为空心的二级阶梯轴，且在限位组件4的内侧窄口端与连接套3的端部之间设有垫片5。安装孔位2与连接套3之间为过渡配合，安装孔位2中设有便于放置垫片5的环形定位槽。

请参阅图4-8所示，本实施例还提供了一种机器人手臂用石墨烯关节组件的装配设备，包括机柜7和设于其上的关节夹具座8、送料机构12、接料座9、钻孔座10、顶料座11、导轨13和驱动气缸14，钻孔座10、关节夹具座8、接料座9、顶料座11沿导轨13依次设置，关节夹具座8用于夹持主维度关节1并加工其上的安装孔位2、外螺纹槽6，送料机构12存储连接套工件，并将其送至接料座9，钻孔座10在主维度关节1加工安装孔位2后，顶料座11将接料座9中的连接套3顶入安装孔位2实现装配，钻孔座10、顶料座11沿着导轨13进行移动，钻孔座10、顶料座11分别由驱动气缸14进行驱动，附图中为简化结构，省略与顶料座11相连的驱动气缸14，可参照钻孔座10与驱动气缸14的连接结构。

关节夹具座8包括夹持座体801、板牙头802、水平旋转轴803、竖向旋转轴804和偏向轮805，夹持座体801中设有与主维度关节1配合的夹持固定槽，板牙头802套设在夹持座体801的外侧，且在水平旋转轴803的带动下进行旋转运动，在竖向旋转轴804和偏向轮805的作用下进行竖直位移，板牙头802孔内的切刀做水平转动的同时进行竖直位移，进而能够在主维度关节1的外侧切销形成外螺纹槽6。

送料机构12包括支座1201、连接套料盒1202、挡料口1203、出料管道1204、往复气缸1205、活动挡料板1206，连接套料盒1202通过支座1201固定于机柜7上。连接套料盒1202内腔与出料管道1204连通，连接套料盒1204内腔设有便于自动下料的斜面，斜面低位端靠近出料管道1204且开设有挡料口1203。连接套料盒1202下端外侧固定有往复气缸1205和活动挡料板1206，往复气缸1205的伸缩杆与活动挡料板1206的一端铰接。当伸缩杆伸出时，活动挡料板1206的另一端在支点作用下从挡料口1203中翘起，实现挡料；当伸缩杆收缩时，活动挡料板1206的另一端在支点作用下从挡料口1203中落下，实现放料。活动挡料板1206呈扇形结构，支点位于角点处。

接料座9包括能够旋转的接料座体901，接料座体901上设有接料槽902和顶料槽903，接料槽902位于出料管道1204的正下方，当连接套3落入接料槽902时，接料座体901旋转180度，使得接有连接套3的接料槽902变为新的顶料槽903，原先空的顶料槽903变为新的接料槽902，实现两个料槽功能的切换。接料座体901的下方设有驱动其步进旋转的旋转座体，每次步进旋转的角度为180度；旋转座体及夹持座体801的下端设有与导轨13配合的避让穿口。

钻孔座10包括钻孔座体和设于其上的电动钻杆，钻孔座体在驱动气缸14作用下沿导轨移动，电动钻杆旋转的同时前进，在主维度关节1上钻出安装孔位2。顶料座11包括顶料座体和设于其上的顶杆，顶料座体在驱动气缸14作用下沿导轨移动，顶杆前进并将顶料槽中的连接套3顶入新加工的安装孔位2。

本发明提供的关节组件结构设计合理，通过在主维度关节1的安装孔位2中设置表面涂覆有石墨烯涂层的连接套3，并利用限位组件4进行限位，通过这种方式提供自润滑效果，使得其内穿设的管路在关节频繁转动等位移情况下也不易发生磨损，保障工作效率。本发明同时还提供了关节组件的装配设备，能够快速对主维度关节1加工安装孔位2、外螺纹6，并将连接套3设置在加工的安装孔位2中，装配效率高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：包括具有开口的主维度关节，在所述主维度关节的侧壁上部且沿其径向开设有贯穿的安装孔位，且所述安装孔位的中心轴线与主维度关节的中心轴线相交且共面，在所述主维度关节的侧壁下部设有外螺纹槽，在所述安装孔位内设有表面涂覆有石墨烯涂层的连接套，所述连接套的两端分别嵌入于相对应的安装孔位内，且在所述安装孔位与主维度关节的侧壁之间均设有限位组件，所述限位组件为空心的二级阶梯轴，且在所述限位组件的内侧窄口端与连接套的端部之间设有垫片。

2.根据权利要求1所述的机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：所述安装孔位与连接套之间为过渡配合。

3.根据权利要求1所述的机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：所述安装孔位中设有便于放置垫片的环形定位槽。

4.一种机器人手臂用石墨烯关节组件的装配设备，其特征在于：该设备用于加工装配如权利要求1所述的关节组件，包括机柜和设于其上的关节夹具座、送料机构、接料座、钻孔座、顶料座、导轨和驱动气缸，所述钻孔座、关节夹具座、接料座、顶料座沿导轨依次设置，所述关节夹具座用于夹持主维度关节并加工其上的安装孔位、外螺纹槽，所述送料机构存储连接套工件，并将其送至接料座，所述钻孔座在主维度关节加工安装孔位后，所述顶料座将接料座中的连接套顶入安装孔位实现装配，所述钻孔座、顶料座沿着导轨进行移动，所述钻孔座、顶料座分别由驱动气缸进行驱动。

5.根据权利要求4所述的机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：所述关节夹具座包括夹持座体、板牙头、水平旋转轴、竖向旋转轴和偏向轮，所述夹持座体中设有与主维度关节配合的夹持固定槽，所述板牙头套设在夹持座体的外侧，且在水平旋转轴的带动下进行旋转运动，在竖向旋转轴和偏向轮的作用下进行竖直位移，所述板牙头孔内的切刀做水平转动的同时进行竖直位移，进而能够在主维度关节的外侧切销形成所述外螺纹槽。

6.根据权利要求4所述的机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：所述送料机构包括支座、连接套料盒、挡料口、出料管道、往复气缸、活动挡料板，所述连接套料盒通过支座固定于机柜上，所述连接套料盒内腔与出料管道连通，所述连接套料盒内腔设有便于自动下料的斜面，斜面低位端靠近出料管道且开设有挡料口，所述连接套料盒下端外侧固定有往复气缸和活动挡料板，所述往复气缸的伸缩杆与活动挡料板的一端铰接，当伸缩杆伸出时，所述活动挡料板的另一端在支点作用下从挡料口中翘起，实现挡料；当伸缩杆收缩时，所述活动挡料板的另一端在支点作用下从挡料口中落下，实现放料。

7.根据权利要求6所述的机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：所述接料座包括能够旋转的接料座体，所述接料座体上设有接料槽和顶料槽，所述接料槽位于出料管道的正下方，当所述连接套落入接料槽时，所述接料座体旋转180度，使得接有连接套的接料槽变为新的顶料槽，原先空的顶料槽变为新的所述接料槽，实现两个料槽功能的切换。

8.根据权利要求7所述的机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：所述钻孔座包括钻孔座体和设于其上的电动钻杆，所述钻孔座体在驱动气缸作用下沿导轨移动，所述电动钻杆旋转的同时前进，在所述主维度关节上钻出安装孔位。

9.根据权利要求8所述的机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：所述顶料座包括顶料座体和设于其上的顶杆，所述顶料座体在驱动气缸作用下沿导轨移动，所述顶杆前进并将顶料槽中的连接套顶入新加工的安装孔位。

10.根据权利要求7所述的机器人手臂用石墨烯关节组件，其特征在于：所述接料座体的下方设有驱动其步进旋转的旋转座体，所述旋转座体及夹持座体的下端设有与导轨配合的避让穿口。