CN208914156U - 一种平面关节机器人用联轴关节及其制造设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平面关节机器人用联轴关节及其制造设备，联轴关节具有连接柱体，所述连接柱体的上端呈球头状、下端呈柱体状，在连接柱体的上端呈球头状的外侧由内至外依次设有润滑套、连接壳体，制造设备具有用于放置连接壳体的初始工位、用于安装润滑套的充填装置A、润滑油涂覆装置、用于连接柱体安装的充填装置B、挤压装置、分离装置。本实用新型的联轴关节改变了传统的类似轴承结构的设计，充分利用石墨烯涂层的耐磨和润滑作用，可以在精简结构的基础上大幅提升竖直方向的承载能力，同时在水平面方向有更好的自适应调整以及支持的能力，极具实用价值，同时提供了该联轴关节的制造设备，高效便捷，有利于实施整个方案。

Description

一种平面关节机器人用联轴关节及其制造设备

技术领域

本实用新型涉及机器人的技术领域，尤其是一种平面关节机器人用联轴关节及其制造设备。

背景技术

在公知的技术领域，平面关节机器人一般由至少三个互相平行的旋转轴，其旋转轴的横截面之间相互平行。主要应用领域有装货、卸货、焊接、包装、固定、涂层、喷漆、粘结、封装、特种搬运操作、装配等。机器人的旋转轴关节越多，其操作的空间和范围就越大，但此时全部伸出端部的自重以及操作所需的扭矩或其他载荷，会对旋转轴的关节造成严重的负担，所需要装配的精度、材料的强度以及其他加工要求就越高，将会极大的增加制造的成本和后续检修的成本，也不利于拓展更多的旋转轴。同时在平面关节机器人的日常使用场合，一般主要用于装载物品，其需要承受一定的冲击和震动，传统的机器人关节结构对重载荷的承受能力不佳，对整个机械机构的刚性是一种极大的挑战。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服上述问题，提供一种平面关节机器人用联轴关节，能够更好的适应重载荷、超过四个以上旋转轴的工况，在精简结构的同时能够显著提升机械结构的刚性，降低整个机器人系统的制造成本，同时提供制造该关节的设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平面关节机器人用联轴关节，具有连接柱体，所述连接柱体的上端呈球头状、下端呈柱体状，在所述连接柱体的上端呈球头状的外侧由内至外依次设有润滑套、连接壳体，所述润滑套的内腔呈中空的球体状且其表面涂覆有石墨烯耐磨层，且所述润滑套的下端部包覆住连接柱体的上端，在所述连接壳体的外侧设有环形凸台，所述环形凸台的上部设为连接部，所述环形凸台的下端部包覆住润滑套的下端部。

进一步的，考虑到更好的限制窜动，本实用新型在所述连接柱体的上端与下端的结合处设有支撑轴承，所述支撑轴承位于润滑套的下方。

进一步的，考虑到提升支撑能力，本实用新型在所述支撑轴承与润滑套之间设有限位套环。

一种平面关节机器人用联轴关节的制造设备，包括固定座，在所述固定座上设有圆形转盘，以所述圆形转盘的中心轴线为中心、在圆形转盘的边缘旋转设有若干个安装座，沿顺时针方向、在所述圆形转盘的边缘处一一对应于安装座的位置依次设有用于放置连接壳体的初始工位、用于安装润滑套的充填装置 A、润滑油涂覆装置、用于连接柱体安装的充填装置B、挤压装置、分离装置。

进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中所述充填装置A具有用于输送润滑套的送料装置、填充棒组件，所述送料装置具有呈直线状的送料轨道A，所述填充棒组件具有设置在送料轨道A的末端的限位座体，且所述润滑套可沿限位座体的侧壁滑入，在所述限位座体的上方设有可沿竖直方向往复移动、且可贯穿限位座体的填充棒，所述填充棒至少具有三个围绕同一中心轴线旋转设置的锥棒，且相邻的两个锥棒之间均设有间隙。

进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中所述润滑油涂覆装置具有可沿竖直方向上、下移动的润滑油注入头。

进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中所述充填装置B具有送料轨道B和翻转安装组件，所述送料轨道B具有三根水平设置的导向杆，所述导向杆的横截面在竖直方向上呈等腰三角状分布，且其中两根导向杆位于同一水平面，剩余一根导向杆位于两根导向杆所在水平面的上方，所述翻转安装组件具有可沿导向杆的延展方向来回往复移动的第一滑座，在所述第一滑座上设有与第一滑座的移动方向保持垂直的第二滑座，在所述第二滑座上设有可沿竖直方向来回往复移动的第三滑座，在所述第三滑座上设有沿水平方向伸出且可旋转的机械抓手。

进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中所述挤压装置具有固定设置的矩形框座，在所述矩形框座的下部固定设有圆柱轴筒，在所述圆柱轴筒内滑动安装有中间柱，在所述中间柱的上端固定连接有由液压缸驱动的连接柱，在所述连接柱上设有沿竖直方向贯穿的避让腔室，在所述中间柱内转动安装有外转动套，在所述外转动套内通过键连接嵌套有驱动转轴，所述驱动转轴的上端延展至避让腔室中并通过带轮连接设有驱动电机，在所述外转动套的下端设有挤压组件,所述挤压组件具有至少三个以外转动套的中心轴线为中心旋转设置的限位片体，在所述限位片体围绕而构成的区域的中心设有挤压块，在每个限位片体与挤压块之间设有挤压滚轮。

进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中所述分离装置具有可沿竖直方向上、下伸缩的卡钳，在所述卡钳的下方设有可沿水平方向来回往复伸缩的限位卡头，且所述限位卡头可嵌入于安装座的侧壁内。

进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中所述圆形转盘由驱动组件提供动力，所述驱动组件具有设置在圆形转盘下方的转动电机，在所述圆形转盘下方还设有环形垫板，以所述圆形转盘的中心轴线为中心、在所述环形垫板的下方旋转设有若干个支撑滚轮，在所述圆形转盘的下方还设有可伸缩的限位挡块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的联轴关节改变了传统的类似轴承结构的设计，充分利用石墨烯涂层的耐磨和润滑作用，可以在精简结构的基础上大幅提升竖直方向的承载能力，同时在水平面方向有更好的自适应调整以及支持的能力，极具实用价值，同时提供了该联轴关节的制造设备，高效便捷，有利于实施整个方案。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型联轴关节的结构示意图；

图2是本实用新型制造设备的整体结构示意图；

图3是本实用新型制造设备中充填装置A的结构示意图；

图4是本实用新型制造设备中填充棒的结构示意图；

图5是本实用新型制造设备中填充棒的爆炸示意图；

图6是本实用新型制造设备中润滑油涂覆装置的结构示意图；

图7是本实用新型制造设备中充填装置B的结构示意图；

图8是图7中A处的局部放大示意图；

图9是本实用新型制造设备中挤压装置的结构示意图一；

图10是本实用新型制造设备中挤压装置的结构示意图二；

图11是本实用新型制造设备中挤压装置的爆炸示意图；

图12是图11中B处的局部放大示意图；

图13是本实用新型制造设备中分离装置的结构示意图；

图14是本实用新型制造设备中驱动组件的结构示意图一；

图15是本实用新型制造设备中驱动组件的结构示意图二；

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的本实用新型一种平面关节机器人用联轴关节的实施例，具有连接柱体1，连接柱体1的上端呈球头状、下端呈柱体状，下端柱体可直接设置成螺柱，在连接柱体1的上端呈球头状的外侧由内至外依次设有润滑套2、连接壳体3，润滑套2的内腔呈中空的球体状且其表面涂覆有石墨烯耐磨层，且润滑套2的下端部包覆住连接柱体1的上端，整个连接柱体1的球头端部被包覆在润滑套2的内腔中，在连接壳体3的外侧设有环形凸台，所述环形凸台的上部设为连接部，连接部可直接连接其他机械手臂或装置，环形凸台的下端部包覆住润滑套2的下端部，同时润滑套2是直接嵌入于连接壳体3中。平面关节机器人在平面副的旋转轴，在承受静态载荷，即多个关节的自重，通过直接球头的转动摩擦，可以直接替代传统的滚珠轴承件，通过石墨烯耐磨层的作用，也避免传统情况下需要加注润滑油脂后，容易进灰，容易造成油污的堵塞问题，大面积的接触能够显著提升承载的能力，同时为了防止在承受货物载荷时，可能在瞬间产生窜动的α角度，可以在连接柱体1的上端与下端的结合处设有支撑轴承4，所述支撑轴承4位于润滑套2的下方，这样实施的效果更佳。为了进一步提升支撑的稳定性，在支撑轴承4与润滑套2之间设有限位套环5，同时限位套环5能够起到密封润滑套2的内表面与连接柱体1的球头构成的区域的作用。

如图2所示一种平面关节机器人用联轴关节的制造设备的实施例，包括固定座6，在固定座6上设有圆形转盘7，以圆形转盘7的中心轴线为中心、在圆形转盘7的边缘旋转设有若干个安装座14，沿顺时针方向、在圆形转盘7的边缘处一一对应于安装座14的位置依次设有用于放置连接壳体3的初始工位8、用于安装润滑套2的充填装置A9、润滑油涂覆装置10、用于连接柱体1安装的充填装置B11、挤压装置12、分离装置13。

如图3～图5所示，所述充填装置A9具有用于输送润滑套2的送料装置91、填充棒组件92，所述送料装置91具有呈直线状的送料轨道A911，所述填充棒组件92具有设置在送料轨道A911的末端的限位座体921，且润滑套2可沿限位座体921的侧壁滑入，在限位座体921的上方设有可沿竖直方向往复移动、且可贯穿限位座体921的填充棒922，所述填充棒922具有四个围绕同一中心轴线旋转设置的锥棒9221，且相邻的两个锥棒9221之间均设有间隙，在四个锥棒 9221的上方设有连接套体9224，在连接套体9224的上方设有用于连接气缸的固定头9222，在连接套体9224的中心镶嵌有调节柱9223，在调节柱9223的与固定头9222之间设有预压弹簧，所述调节柱9223的下端呈球头状并抵住锥棒 9221的顶端，所述锥棒9221的顶端设有可嵌入于连接套体9224的固定片，所述固定片通过螺栓固定在连接套体9224上。

如图6所示，所述润滑油涂覆装置10具有可沿竖直方向上、下移动的润滑油注入头101。

如图7和图8所示，所述充填装置B11具有送料轨道B111和翻转安装组件 112，所述送料轨道B111具有三根水平设置的导向杆1111，所述导向杆1111的横截面在竖直方向上呈等腰三角状分布，且其中两根导向杆1111位于同一水平面，剩余一根导向杆1111位于两根导向杆1111所在水平面的上方，所述翻转安装组件112具有可沿导向杆1111的延展方向来回往复移动的第一滑座1121，在第一滑座1121上设有与第一滑座1121的移动方向保持垂直的第二滑座1122，在第二滑座1122上设有可沿竖直方向来回往复移动的第三滑座1123，在第三滑座1123上设有沿水平方向伸出且可旋转的机械抓手1124。

如图9～图12所示，所述挤压装置12具有固定设置的矩形框座121，在矩形框座121的下部固定设有圆柱轴筒122，在圆柱轴筒122内滑动安装有中间柱 123，在中间柱123的上端固定连接有由液压缸驱动的连接柱124，在连接柱124 上设有沿竖直方向贯穿的避让腔室，在中间柱123内转动安装有外转动套125，在外转动套125内通过键连接嵌套有驱动转轴128，所述驱动转轴128的上端延展至避让腔室中并通过带轮连接设有驱动电机127，在外转动套125的下端设有挤压组件126,所述挤压组件126具有至少三个以外转动套125的中心轴线为中心旋转设置的限位片体1261，在限位片体1261围绕而构成的区域的中心设有挤压块1262，在每个限位片体1261与挤压块1262之间设有挤压滚轮1263。

如图13所示，所述分离装置13具有可沿竖直方向上、下伸缩的卡钳131，在卡钳131的下方设有可沿水平方向来回往复伸缩的限位卡头132，且限位卡头 132可嵌入于安装座14的侧壁内。

如图14和图15所示，所述圆形转盘7由驱动组件15提供动力，所述驱动组件15具有设置在圆形转盘7下方的转动电机151，在圆形转盘7下方还设有环形垫板152，以圆形转盘7的中心轴线为中心、在环形垫板152的下方旋转设有若干个支撑滚轮153，在圆形转盘7的下方还设有可伸缩的限位挡块154。

上述制造设备在工作时，预先在圆形转盘7上设置多个安装座14，在初始初始工位8上，由于整个联轴关节的最外部的连接壳体3是圆柱形的，不是异形的，可以通过机械手臂直接将连接壳体3直接放入位于初始工位8处的安装座14内，然后圆形转盘7旋转一个位置，限位挡块154向上伸出限位。

此时装有连接壳体3的安装座14转动至限位座体921的下方，送料轨道A911 将润滑套2推入限位座体921内，然后锥棒9221一起抵住润滑套2并一起向下移动，直至将润滑套2填充至连接壳体3内，由于锥棒9221之间存在一定间隙，在将润滑套2挤压入连接壳体3的过程中，锥棒9221将会呈收拢状合并成圆柱体，直至适应连接壳体3端口的大小，最终使得润滑套2完全与连接壳体3紧密接触，随后锥棒9221上抬，在预压弹簧的作用下复位。

限位挡块154向下缩起解锁，圆形转盘7再次转动，限位挡块154向上伸出限位(每次转动都如此反复，不再赘述)，此时容纳有润滑套2、连接壳体3 的安装座14转动至润滑油注入头101的下方，用于在石墨烯层的表面再涂覆一层润滑油，既能够便于后续安装顺滑，又能够进一步起到润滑耐磨的作用。

随后圆形转盘7再次转动，容纳有润滑套2、连接壳体3的安装座14转动至机械抓手1124的下方，机械抓手1124通过第一滑座1121、第二滑座1122的作用，先朝向导向杆1111的末端横移，由于呈等腰三角状分布的导向杆1111，每根送入其中的连接柱体1将会在自重的情况下，上端球头位于三根导向杆1111 之间，下端柱体部分自由垂下，当机械抓手1124横移至连接柱体1下方后，机械抓手1124向上移动，然后锁紧，并向相反方向横移，使得连接柱体1脱离导向杆1111，然后械抓手1124翻转，使得连接柱体1的球头部分朝下，然后继续横移至安装座14上方，然后通过第三滑座1123将连接柱体1的球头部分塞入润滑套2内，然后充填装置B11复位。

随后圆形转盘7再次转动，容纳有润滑套2、连接壳体3、连接柱体1的安装座14转动至挤压组件126的下方，液压缸驱动连接柱124、中间柱123向下移动，使得挤压滚轮1263接触到连接壳体3的上端外侧的边缘，然后继续向下移动，挤压滚轮1263将会使得连接壳体3、润滑套2一起发生形变，然后外转动套125转动，使得挤压滚轮1263转动，最终将连接壳体3、润滑套2一起挤压弯曲呈包覆状的弧形，挤压装置12复位。

随后圆形转盘7再次转动，安装座14转动至卡钳131的下方，然后限位卡头132沿水平方向插入安装座14的侧壁内，卡钳131向下移动并收紧，然后卡钳131向上移动，使得润滑套2、连接壳体3、连接柱体1一同能够离开安装座 14即可，随后卡钳131松开，初步装配完成后的联轴关节送入下一工位，直接顺次套装限位套环5、支撑轴承4即可完整最终的装配。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种平面关节机器人用联轴关节，其特征在于：具有连接柱体(1)，所述连接柱体(1)的上端呈球头状、下端呈柱体状，在所述连接柱体(1)的上端呈球头状的外侧由内至外依次设有润滑套(2)、连接壳体(3)，所述润滑套(2)的内腔呈中空的球体状且其表面涂覆有石墨烯耐磨层，且所述润滑套(2)的下端部包覆住连接柱体(1)的上端，在所述连接壳体(3)的外侧设有环形凸台，所述环形凸台的上部设为连接部，所述环形凸台的下端部包覆住润滑套(2)的下端部。

2.如权利要求1所述的一种平面关节机器人用联轴关节，其特征在于：在所述连接柱体(1)的上端与下端的结合处设有支撑轴承(4)，所述支撑轴承(4)位于润滑套(2)的下方。

3.如权利要求2所述的一种平面关节机器人用联轴关节，其特征在于：在所述支撑轴承(4)与润滑套(2)之间设有限位套环(5)。

4.如权利要求1所述的一种平面关节机器人用联轴关节的制造设备，包括固定座(6)，其特征在于：在所述固定座(6)上设有圆形转盘(7)，以所述圆形转盘(7)的中心轴线为中心、在圆形转盘(7)的边缘旋转设有若干个安装座(14)，沿顺时针方向、在所述圆形转盘(7)的边缘处一一对应于安装座(14)的位置依次设有用于放置连接壳体(3)的初始工位(8)、用于安装润滑套(2)的充填装置A(9)、润滑油涂覆装置(10)、用于连接柱体(1)的安装的充填装置B(11)、挤压装置(12)、分离装置(13)。

5.如权利要求4所述的制造设备，其特征在于：所述充填装置A(9)具有用于输送润滑套(2)的送料装置(91)、填充棒组件(92)，

所述送料装置(91)具有呈直线状的送料轨道A(911)，所述填充棒组件(92)具有设置在送料轨道A(911)的末端的限位座体(921)，且所述润滑套(2)可沿限位座体(921)的侧壁滑入，在所述限位座体(921)的上方设有可沿竖直方向往复移动、且可贯穿限位座体(921)的填充棒(922)，所述填充棒(922)至少具有三个围绕同一中心轴线旋转设置的锥棒(9221)，且相邻的两个锥棒(9221)之间均设有间隙。

6.如权利要求4所述的制造设备，其特征在于：所述润滑油涂覆装置(10)具有可沿竖直方向上、下移动的润滑油注入头(101)。

7.如权利要求4所述的制造设备，其特征在于：所述充填装置B(11)具有送料轨道B(111)和翻转安装组件(112)，

所述送料轨道B(111)具有三根水平设置的导向杆(1111)，所述导向杆(1111)的横截面在竖直方向上呈等腰三角状分布，且其中两根导向杆(1111)位于同一水平面，剩余一根导向杆(1111)位于两根导向杆(1111)所在水平面的上方，

所述翻转安装组件(112)具有可沿导向杆(1111)的延展方向来回往复移动的第一滑座(1121)，在所述第一滑座(1121)上设有与第一滑座(1121)的移动方向保持垂直的第二滑座(1122)，在所述第二滑座(1122)上设有可沿竖直方向来回往复移动的第三滑座(1123)，在所述第三滑座(1123)上设有沿水平方向伸出且可旋转的机械抓手(1124)。

8.如权利要求4所述的制造设备，其特征在于：所述挤压装置(12)具有固定设置的矩形框座(121)，在所述矩形框座(121)的下部固定设有圆柱轴筒(122)，在所述圆柱轴筒(122)内滑动安装有中间柱(123)，在所述中间柱(123)的上端固定连接有由液压缸驱动的连接柱(124)，在所述连接柱(124)上设有沿竖直方向贯穿的避让腔室，在所述中间柱(123)内转动安装有外转动套(125)，在所述外转动套(125)内通过键连接嵌套有驱动转轴(128)，所述驱动转轴(128)的上端延展至避让腔室中并通过带轮连接设有驱动电机(127)，在所述外转动套(125)的下端设有挤压组件(126),所述挤压组件(126)具有至少三个以外转动套(125)的中心轴线为中心旋转设置的限位片体(1261)，在所述限位片体(1261)围绕而构成的区域的中心设有挤压块(1262)，在每个限位片体(1261)与挤压块(1262)之间设有挤压滚轮(1263)。

9.如权利要求4所述的制造设备，其特征在于：所述分离装置(13)具有可沿竖直方向上、下伸缩的卡钳(131)，在所述卡钳(131)的下方设有可沿水平方向来回往复伸缩的限位卡头(132)，且所述限位卡头(132)可嵌入于安装座(14)的侧壁内。

10.如权利要求4所述的制造设备，其特征在于：所述圆形转盘(7)由驱动组件(15)提供动力，所述驱动组件(15)具有设置在圆形转盘(7)下方的转动电机(151)，在所述圆形转盘(7)下方还设有环形垫板(152)，以所述圆形转盘(7)的中心轴线为中心、在所述环形垫板(152)的下方旋转设有若干个支撑滚轮(153)，在所述圆形转盘(7)的下方还设有可伸缩的限位挡块(154)。