CN210233090U - 一种机器人转动关节 - Google Patents

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王友林
Anfu Song
宋安福
Xiaoyu Song
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本实用新型公开了一种机器人转动关节,包括大臂、小臂、谐波减速器、轴承等,谐波减速器、伺服电机分别安装在大臂两侧的关节内,滚动轴承内圈套装在谐波减速器的外壳上,小臂的关节孔套装在滚动轴承的外圈上,小臂通过螺栓与谐波减速器的输出轴连接。本实用新型中的小型机器人卸荷转动关节,将小臂传递的径向载荷,通过轴承传递到谐波减速器的外壳上,并通过谐波减速器的外壳传递到大臂上,径向载荷由谐波减速器的外壳承受,谐波减速器的输出轴只承受转矩,不承受径向卸荷作用,使作用在输出轴上的交变载荷转变为扭转载荷,提高了转动关节的承载能力,减小了转动关节的体积和总量,解决了机器人小型化及承载能力的问题。

Description

一种机器人转动关节
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域,尤其涉及一种机器人转动关节。
背景技术
目前,机器人的应用领域越来越多,机器人的种类也越来越多。对机器人的体积、重量、承载能力的要求也随之提高,某些工业机器人,特别是有些特种机器人,要求体积小,总量轻、承载能力大。这样给机器人的设计提出了不小的难题。
目前转动关节机器人关节上所承受的载荷有径向载荷、转矩,由小臂传递载荷、转矩分别作用在谐波减速器的输出轴上,载荷使谐波减速器的柔轮及输出轴产生弯曲,另外转矩使柔轮及输出轴产生扭转,柔轮及输出轴受弯矩和转矩的联合作用,当谐波减速器的柔轮及输出轴转动时,柔轮及输出轴的载荷是交变载荷,众所周知在交变载荷作用,构件易产生疲劳破坏,降低设备的承载能力及使用寿命,有时,为了提高设备的承载能力和使用寿命,不得不采用增大设备的尺寸、重量的方式来满足承载能力和使用寿命的要求,这样设备的体积、重量等变的很大,为此,我们提出了一种机器人转动关节来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种机器人转动关节。
为了实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:
一种机器人转动关节,包括大臂,所述大臂的两侧均设有大臂关节孔,其中一个大臂关节孔内可拆卸连接有伺服电机,另外一个大臂关节孔内可拆卸安装有谐波减速器,所述伺服电机的输出轴贯穿大臂的侧壁并连接在谐波减速器上,所述谐波减速器的一端连接有转动轴,所述大臂的一侧设有小臂,所述小臂的一端设有小臂关节孔,所述谐波减速器的外壳上安装有滚动轴承,所述小臂关节孔套装在滚动轴承的外圈上,所述转动轴的一侧设有两个螺纹孔,所述小臂的一侧设有两个和螺纹孔对应的螺栓连接孔,且同一侧的一个螺栓连接孔和一个螺纹孔内贯穿设有螺栓,所述谐波减速器的一周侧壁上套设有挡环。
优选地,所述伺服电机的一端固定有电机安装支座,所述电机安装支座上设有四个第一通孔,其中一个大臂关节孔内的一端侧壁上设有四个与第一通孔对应的第一螺纹盲孔,四个第一通孔内均贯穿设有第一螺钉,四个第一螺钉的一端分别延伸至四个第一螺纹盲孔内。
优选地,所述谐波减速器的一侧固定有法兰盘,所述法兰盘的一侧设有十个第二螺纹盲孔,另外一个大臂关节孔内的一端侧壁上设有十个与第二螺纹盲孔对应的第二通孔,十个第二通孔内均贯穿设有第二螺钉,十个第二螺钉的一端分别延伸至十个第二螺纹盲孔内。
优选地,所述伺服电机的输出轴和谐波减速器的减速器轴孔用键联接。
在本实用新型中,使用时,将谐波减速器的法兰盘安装在大臂的大臂关节孔上,伺服电机安装在大臂关节孔的另一侧面,将伺服电机的输出轴插入谐波减速器的输入轴孔中,伺服电机的输出轴与谐波减速器轴孔用键联接,挡环、滚动轴承均安装在谐波减速器的外壳上,小臂的关节孔套在滚动轴承的外圈上,小臂关节孔的内侧面与谐波减速器的转动轴用螺栓相连接,构成一个完整的卸荷转动关节,通过伺服电机输出轴的转动带动谐波减速器的转动轴转动,转动轴转动时会带动小臂围绕轴承转动。
本实用新型将作用在谐波减速器(或RV减速器)中输出轴及柔轮上的径向载荷卸荷(转移)到减速器的外壳上,径向载荷由减速器的外壳承受,减速器的输出轴及柔轮只承受转矩,不承受径向卸荷作用,使作用在输出轴及柔轮上的交变载荷转变为单纯的扭转载荷,可提高减速器的承载能力,减小减速器的体积及重量,从而提高转动关节的承载能力,减小转动关节的体积和总量。
本实用新型中的小型机器人卸荷转动关节,将小臂传递的径向作用力(载荷),通过轴承传递到谐波减速器的外壳上,并通过减速器的外壳传递到大臂上,径向载荷由减速器的外壳承受,减速器的输出轴及柔轮只承受转矩,不承受径向卸荷作用,使作用在输出轴及柔轮上的交变载荷转变为单纯的扭转载荷,提高了转动关节的承载能力,减小了转动关节的体积和总量,解决了某些机器人小型化及提高承载能力的问题。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种机器人转动关节的结构示意图;
图2为本实用新型提出的一种机器人转动关节现有技术的结构示意图;
图3为本实用新型提出的一种机器人转动关节现有的转动关节机器人的工作示意图;
图4为本实用新型提出的一种机器人转动关节现有的机器人围绕着关节3简化的力学模型图;
图5为本实用新型提出的一种机器人转动关节现有的机器人围绕着关节3简化的另外一种力学模型图。
图中:1小臂、2螺栓、3转动轴、4第一螺钉、5伺服电机、6第二螺钉、7大臂、8滚动轴承、9谐波减速器、10挡环、11电机安装支座、12大臂关节孔、13小臂关节孔、14法兰盘。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-5,一种机器人转动关节,包括大臂7,大臂7的两侧均设有大臂关节孔12,其中一个大臂关节孔12内可拆卸连接有伺服电机5,通过伺服电机5带动小臂1进行运动,另外一个大臂关节孔12内可拆卸安装有谐波减速器9,伺服电机5的输出轴贯穿大臂7的侧壁并连接在谐波减速器9上,谐波减速器9的一端连接有转动轴3,转动轴3即为谐波减速器9的输出轴,转动轴3安装在谐波减速器9上。
在本实用新型中,大臂7的一侧设有小臂1,小臂1的一端设有小臂关节孔13,谐波减速器9的外壳上安装有滚动轴承8,小臂关节孔13套装在滚动轴承8的外圈上,转动轴3的一侧设有两个螺纹孔,小臂1的一侧设有两个和螺纹孔对应的螺栓连接孔,且同一侧的一个螺栓连接孔和一个螺纹孔内贯穿设有螺栓2,谐波减速器9的一周侧壁上套设有挡环10,挡环10也套设在谐波减速器9上,用于防护和阻挡的作用。
在本实用新型中,伺服电机5的一端固定有电机安装支座11,电机安装支座11上设有十个第一通孔,其中一个大臂关节孔12内的一端侧壁上设有十个与第一通孔对应的第一螺纹盲孔,十个第一通孔内均贯穿设有第一螺钉4,十个第一螺钉4的一端分别延伸至十个第一螺纹盲孔内,方便对伺服电机5进行安装拆卸,谐波减速器9的一侧固定有法兰盘14,法兰盘14的一侧设有四个第二螺纹盲孔,另外一个大臂关节孔12内的一端侧壁上设有四个与第二螺纹盲孔对应的第二通孔,四个第二通孔内均贯穿设有第二螺钉6,四个第二螺钉6的一端分别延伸至四个第二螺纹盲孔内,方便对谐波减速器9进行安装拆卸。
在本实用新型中,谐波减速器9由波发生器、柔性齿轮、柔性轴承、刚性齿轮、外壳、输出轴、轴承构件等组成,辅助转动,伺服电机5的输出轴和谐波减速器9的减速器轴孔用键联接,可快速安装拆卸。
在本实用新型中,使用时,将谐波减速器9的法兰盘14安装在大臂7的大臂关节孔12上,伺服电机5安装在大臂关节孔12的另一侧面,将伺服电机5的输出轴插入谐波减速器9的输入轴孔中,伺服电机5的输出轴与谐波减速器9轴孔用键联接,挡环10、滚动轴承8均安装在谐波减速器9的外壳上,小臂1的关节孔套在滚动轴承8的外圈上,小臂1关节孔的内侧面与谐波减速器9的转动轴3用螺栓2相连接,构成一个完整的卸荷转动关节,通过伺服电机5输出轴的转动带动谐波减速器9的转动轴3转动,转动轴3转动时会带动小臂1围绕轴承转动。
本实用新型将作用在谐波减速器9(或RV减速器)中输出轴及柔轮上的径向载荷卸荷(转移)到减速器的外壳上,径向载荷由减速器的外壳承受,减速器的输出轴及柔轮只承受转矩,不承受径向卸荷作用,使作用在输出轴及柔轮上的交变载荷转变为单纯的扭转载荷,可提高减速器的承载能力,减小减速器的体积及重量,从而提高转动关节的承载能力,减小转动关节的体积和总量。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机器人转动关节,包括大臂(7),其特征在于:所述大臂(7)的两侧均设有大臂关节孔(12),其中一个大臂关节孔(12)内可拆卸连接有伺服电机(5),另外一个大臂关节孔(12)内可拆卸安装有谐波减速器(9),所述伺服电机(5)的输出轴贯穿大臂(7)的侧壁并连接在谐波减速器(9)上,所述谐波减速器(9)的一端连接有转动轴(3),所述大臂(7)的一侧设有小臂(1),所述小臂(1)的一端设有小臂关节孔(13),所述谐波减速器(9)的外壳上安装有滚动轴承(8),所述小臂关节孔(13)套装在滚动轴承(8)的外圈上,所述转动轴(3)的一侧设有两个螺纹孔,所述小臂(1)的一侧设有两个和螺纹孔对应的螺栓连接孔,且同一侧的一个螺栓连接孔和一个螺纹孔内贯穿设有螺栓(2),所述谐波减速器(9)的一周侧壁上套设有挡环(10)。
2.根据权利要求1所述的一种机器人转动关节,其特征在于:所述伺服电机(5)的一端固定有电机安装支座(11),所述电机安装支座(11)上设有四个第一通孔,其中一个大臂关节孔(12)内的一端侧壁上设有四个与第一通孔对应的第一螺纹盲孔,四个第一通孔内均贯穿设有第一螺钉(4),四个第一螺钉(4)的一端分别延伸至四个第一螺纹盲孔内。
3.根据权利要求1所述的一种机器人转动关节,其特征在于:所述谐波减速器(9)的一侧固定有法兰盘(14),所述法兰盘(14)的一侧设有十个第二螺纹盲孔,另外一个大臂关节孔(12)内的一端侧壁上设有十个与第二螺纹盲孔对应的第二通孔,十个第二通孔内均贯穿设有第二螺钉(6),十个第二螺钉(6)的一端分别延伸至十个第二螺纹盲孔内。
4.根据权利要求1所述的一种机器人转动关节,其特征在于:所述伺服电机(5)的输出轴和谐波减速器(9)的减速器轴孔用键联接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112776915A (zh) * 2021-01-28 2021-05-11 南方科技大学 多姿态双足机器人
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