CN1265944C - 机器人液螺横关节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用油缸驱动螺旋传动的机器人液螺横关节，包括油缸，滚动螺旋副、止推副、输入、输出接头，其特征在于：油缸和滚动螺旋副径向排列，由活塞通过与其连接的止推副将其轴向往复移动转变为滚动螺旋副的旋转，由滚动螺旋副带动与之连接的输出接头作角位移而输出摆动运动。油缸的进油量决定角位移，进油速度决定角速度和角加速度。由于油缸具有输出低速，大力的特点，正适合横关节低速，大力矩要求，因此，本发明省去了减速系统，具有结构简单的优点。若利用两套螺旋机构，能使油缸行程缩短一倍，或输出角位移增加一倍。

Description

机器人液螺横关节

技术领域

本发明涉及用油缸驱动滚动机器人液螺横关节。

背景技术

横关节指驱动臂弯曲的关节。目前，工业机器人有采用行星齿轮机构，摆线针轮机构的横关节，多数存在尺寸较大，或力矩较小，或精度差或运动不稳定等问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种结构简单，输出力矩大、尺寸小、精度高的，便于通用化、模块化、标准化的用油缸驱动滚动机器人液螺横关节。

为解决上述问题，本发明的技术方案是这样的，一种机器人液螺横关节，包括油缸，内滚动螺旋副、外滚动螺旋副、止推副、输入接头、输出接头，其特征在于：油缸、内滚动螺旋副和外滚动螺旋副嵌套在一起，止推副由一个环状活塞杆的端部、一个中套的左端、数个钢球和一个堵头构成。

油缸和内外滚动螺旋副径向排列，由活塞通过止推副将其轴向往复移动转变为内外滚动螺旋副的旋转，由内外滚动螺旋副带动与之连接的输出接头作角位移而输出摆动运动。

上述结构中，油缸作轴向的往复运动，利用止推副约束内外滚动螺旋副不能相对轴向移动，只能绕自身轴线作角位移摆动运动，由其螺旋升角完成输出角位移的比率调节。若一套滚动螺旋副不能获得理想的角位移速度，可将两个或更多的滚动螺旋副径向排列叠加后加以实现，因此，输出角位移等于两个或多个滚动螺旋副角位移之和。

上述结构中，内滚动螺旋副和外滚动螺旋副各包括一个同步套和数个钢球，利用同步套完成钢球运动的同步。带孔的同步套使钢球在各自的槽内完成有序的滚动，设计时使钢球刚好移动到滚动螺旋副的两个端面，从而省去了复杂的回珠机构。

采用三向止推轴承，此轴承结构能承受径向和正反两个轴向的载荷。

附图说明

图1为横关节的主视图，它亦是图2的B-B截面图；

图2为图1的A-A截面图。图2示出横关节伸直位置的状态图。

图3为横关节弯曲160°后的状态图。

附图中：1--输出接头、2--内套、3--中套、4--钢球，5--堵头、6--缸盖、7--活塞兼活塞杆、8--同步套、9--外套、10--油缸体兼输入接头、12--同步套。

具体实施方式

下面通过附图，对本发明的具体实施方式进一步说明。

在图1给出的实施例中，机器人液螺横关节包括两套滚动螺旋副与油缸体径向排列，其中输入接头不动，与环状油缸体10成一体，环状活塞及环状活塞杆7的端部连接安装止推副，止推副由环状活塞杆的端部、中套3的左端、钢球4及其堵头5构成；由带有螺旋槽的外套9、中套3、同步套8和钢球组成外滚动螺旋副；由中套3、内套2、同步套12和钢球组成内滚动螺旋副；内套2通过右端的止推副与外套9连接，因此，不会轴向移动，内套2两端通过花键与输出接头1连接。当油缸活塞7往复运动时，止推副能将此往复运动传给中套3，而不妨碍中套3的转动。则当油缸活塞7往复运动时，中套3将受螺旋角为β的螺旋槽中钢球的制约，作轴向移动和转动；当中套3轴向移动时，内套2受螺旋角为α的螺旋槽的钢球制约，将绕自身轴线转动，设此角位移为θ₂；再加上中套3本身原有的角位移θ₁，因此两滚动螺旋副的角位移叠加后经内套2两端的花键，由输出接头1输出。

这样，当油缸活塞往复运动时，横关节输出转动。进油量决定角位移，进油速度决定角速度和加速度。利用两套螺旋机构，使油缸行程缩短一倍，或输出角位移增加一倍。由于油缸具有输出低速，大力的特点，正适合横关节低速，大力矩要求，因此，此机构省去了减速系统，具有结构简单的优点。

Claims (2)

1.一种机器人液螺横关节，包括油缸，内滚动螺旋副、外滚动螺旋副、止推副、输入接头、输出接头，其特征在于：油缸、内滚动螺旋副和外滚动螺旋副嵌套在一起，止推副由一个环状活塞杆的端部、一个中套的左端、数个钢球和一个堵头构成。

2.根据权利要求1所述的机器人液螺横关节，其特征在于：内滚动螺旋副和外滚动螺旋副各包括一个同步套和数个钢球，利用同步套完成钢球运动的同步。

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