CN112228451A - 四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构 - Google Patents

四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构 Download PDF

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许礼进
游玮
张帷
肖永强
赵从虎
柳贺
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Abstract

本发明涉及工业机器人小臂部分与手腕部分连接结构领域，具体是四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，包括手腕体、与手腕体配合的小臂、固定在手腕体上且贯穿小臂的转轴，还包括固定在转轴端部的端盖，所述的小臂上设置有与转轴配合的通孔，所述的通孔自中间向两侧对称布置有轴承、用来密封轴承使得润滑剂不外泄的旋转轴唇型密封圈及定位旋转轴唇型密封圈的孔用弹性挡圈，通过给螺钉施加精确计算的预紧力将端盖压紧在轴承内圈的左侧，将小臂与手腕体的相互位置确定的同时，消除了连接结构轴向间隙和轴承的游隙，从而从根本上解决了机器人在左右摆臂的应用过程当中手腕体窜动的严重问题。

Description

四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构
技术领域
本发明涉及工业机器人小臂部分与手腕部分连接结构领域，具体是四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构。
背景技术
现有工业机器人对应的上述小臂部分与手腕部分之间的连接结构中，业内惯用将端盖的一端固定于手腕体上，然后利用另一端圆柱环端面压紧轴承内圈的结构形式。但无法解决由于手腕体加工前后因正常的弹性形变而导致的两固定面间距不恒定的问题。
现有工业机器人对应的上述小臂部分与手腕部分之间的连接结构中，业内惯用的通过两轴承压盖将小臂一端的通孔内部对称布置的两轴承外圈压紧的结构形式，但无法解决因加工累计误差造成的两轴承外圈压不紧、存在较大间隙或者压得过紧的问题。
现有工业机器人对应的上述小臂部分与手腕部分之间的连接结构中，上述问题叠加在一起，小臂与手腕体的相互位置无法保证，连接结构轴向存在间隙和游隙，最终可能会导致机器人在左右摆臂的应用过程当中手腕体窜动、有异响，制造成本偏高。
因此，迫切需要一种能够同时解决上述问题的工业机器人小臂部分与手腕部分之间的新型连接结构，与此同时最好还能够降低装配难度及制作成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构。
四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，包括手腕体、与手腕体配合的小臂、固定在手腕体上且贯穿小臂的转轴，还包括固定在转轴端部的端盖，所述的小臂上设置有与转轴配合的通孔，所述的通孔自中间向两侧对称布置有轴承、用来密封轴承使得润滑剂不外泄的旋转轴唇型密封圈及定位旋转轴唇型密封圈的孔用弹性挡圈。
所述轴承为能够承受较大轴向力的圆锥滚子轴承。
所述的转轴的细长轴部分与两个轴承的内径过盈配合。
所述的小臂上设置有轴肩一和轴肩二，所述的转轴通过轴承依靠在小臂的轴肩一处设置有用于定位的轴肩。
所述的端盖上设置有将端盖压紧在轴承内圈的左侧，确定小臂与手腕体的相互位置的同时用于施加精确计算的预紧力，消除连接结构轴向间隙和轴承游隙的螺钉。
所述的小臂的通孔内对称设置有用于安装孔用弹性挡圈的沟槽一和沟槽二。
本发明的有益效果是：通过给螺钉施加精确计算的预紧力将端盖压紧在轴承内圈的左侧，将小臂与手腕体的相互位置确定的同时，消除了连接结构轴向间隙和轴承的游隙，从而从根本上解决了机器人在左右摆臂的应用过程当中手腕体窜动的严重问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明三维结构剖视图；
图2为本发明对应的业内惯用方案三维结构的剖视图；
图3为本发明中手腕体的俯视图；
图4为本发明对应业内惯用方案三维结构中端盖的剖视图；
图5为本发明中转轴的剖视图；
图6为本发明中小臂一端的通孔的剖视图；
图7为本发明中轴承、孔用弹性挡圈、旋转轴唇型密封圈的剖视图；
附图说明：1、转轴；11、轴肩；12、螺纹二；2、手腕体；21、固定面一；22、固定面二；23、螺纹一；3A、原始端盖；3A1、端盖压面部；3A2、圆柱环端面；3B、端盖；4、小臂；41、通孔；42、轴肩一；43、轴肩二；44、沟槽一；45、沟槽二；5、轴承；6、孔用弹性挡圈；7、旋转轴唇型密封圈；8、螺钉；9、轴承压盖。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图7所示，四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，包括手腕体2、与手腕体2配合的小臂4、固定在手腕体2上且贯穿小臂4的转轴1，还包括固定在转轴1端部的端盖3B，所述的小臂4上设置有与转轴1配合的通孔41，所述的通孔41自中间向两侧对称布置有轴承5、用来密封轴承5使得润滑剂不外泄的旋转轴唇型密封圈7及定位旋转轴唇型密封圈7的孔用弹性挡圈6。
所述的手腕体2上设置有固定面一21、固定面二22，所述的固定面一21、固定面二22之间的间距为L。
传统的原始端盖3A包括固定于手腕体2上的端盖压面部3A1、用于压紧轴承5内圈的圆柱环端面3A2。
本发明取消了业内惯用的将原始端盖3A的端盖压面部3A1固定于手腕体2上，然后利用另一端圆柱环端面3A2压紧轴承5内圈的结构形式，创新的将端盖3B结构进行简化后直接固定在转轴1上，可避开手腕体2加工前后因正常的弹性形变而导致的两个固定面一21、固定面二22的间距L不恒定的问题。
本发明取消了业内惯用的通过两轴承压盖9将小臂4一端的通孔41内部对称布置的两轴承外圈压紧的结构形式，避开了因正常的加工累计误差造成的两轴承5外圈压不紧、存在较大间隙或者压得过紧的问题，同时简化了结构、降低了成本，也使装配更简便。
通过给螺钉8施加精确计算的预紧力将端盖3B压紧在轴承5内圈的左侧，将小臂4与手腕体2的相互位置确定的同时，消除了连接结构轴向间隙和轴承5的游隙，从而从根本上解决了机器人在左右摆臂的应用过程当中手腕体窜动的严重问题。
所述轴承5为能够承受较大轴向力的圆锥滚子轴承。
所述的转轴1的细长轴部分与两个轴承5的内径过盈配合。
如图1所示，附图标记A为固定螺钉A。
所述的小臂4上设置有轴肩一42和轴肩二43，所述的转轴1通过轴承5依靠在小臂4的轴肩一42处设置有用于定位的轴肩11。
所述的端盖3B上设置有将该端盖3B压紧在轴承5内圈的左侧，确定小臂4与手腕体2的相互位置的同时用于施加精确计算的预紧力，消除连接结构轴向间隙和轴承5游隙的螺钉8。
所述的小臂4的通孔41内对称设置有用于安装孔用弹性挡圈6的沟槽一44和沟槽二45。
本发明的使用方法：第一步：将一对轴承5对称安装在通孔41内的轴肩一42和轴肩二43处；
第二步：将一对孔用弹性挡圈6对称安装在通孔41内的孔用弹性挡圈6的沟槽一44和沟槽二45处；
第三步：将一对旋转轴唇型密封圈7对称安装在已对称安装在小臂4通孔41内的两孔用弹性挡圈6的外侧；
第四步：将转轴1从右侧穿入手腕体2和小臂4的通孔41内，并与两个轴承5的内圈过盈配合；
第五步：通过固定螺钉A和对应的螺纹一23将转轴1紧固在手腕体2上；
第六步：通过螺钉8和对应螺纹二12将端盖3B紧固在轴承5内圈左侧。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，包括手腕体(2)、与手腕体(2)配合的小臂(4)、固定在手腕体(2)上且贯穿小臂(4)的转轴(1)，其特征在于：还包括固定在转轴(1)端部的端盖(3B)，所述的小臂(4)上设置有与转轴(1)配合的通孔(41)，所述的通孔(41)自中间向两侧对称布置有轴承(5)、用来密封轴承(5)使得润滑剂不外泄的旋转轴唇型密封圈(7)及定位旋转轴唇型密封圈(7)的孔用弹性挡圈(6)。
2.根据权利要求1所述的四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，其特征在于：所述轴承(5)为能够承受较大轴向力的圆锥滚子轴承。
3.根据权利要求1所述的四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，其特征在于：所述的转轴(1)的细长轴部分与两个轴承(5)的内径过盈配合。
4.根据权利要求1所述的四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，其特征在于：所述的小臂(4)上设置有轴肩一(42)和轴肩二(43)，所述的转轴(1)通过轴承(5)依靠在小臂(4)的轴肩一(42)处设置有用于定位的轴肩(11)。
5.根据权利要求1所述的四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，其特征在于：所述的端盖(3B)上设置有将该端盖(3B)压紧在轴承(5)内圈的左侧，确定小臂(4)与手腕体(2)的相互位置的同时用于施加精确计算的预紧力，消除连接结构轴向间隙和轴承(5)游隙的螺钉(8)。
6.根据权利要求1所述的四关节工业机器人小臂部分与手腕部分之间的连接结构，其特征在于：所述的小臂(4)的通孔(41)内对称设置有用于安装孔用弹性挡圈(6)的沟槽一(44)和沟槽二(45)。
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