CN219365449U - 一种3d打印机器人的旋转机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印机器人的旋转机构，包括支撑机构、旋转机构和间隙调节机构。本实用新型结构简单，设计紧凑，使用方便，通过第二伺服电机带动联动杆转动，进而通过其上设置的蜗杆带动蜗轮联动，进而带动丝杆联动，通过丝杆的转动使支撑座整体在限位槽内的位置能够进行一定程度的调节，通过改变主动齿轮、从动齿轮中心距的方式来控制侧隙，使得该旋转机构的空回极小，进而使其能够稳定旋转，在本机构中的第一外圈和第二外圈的内壁以及第一内圈和第二内圈的外壁均设置有滚道，滚珠位于相邻两个滚道内，且其直径大于滚道，使滚珠与内外圈之间存在预紧力，进而使由内外圈构成的轴承结构能够承受径向、轴向、倾覆等各种力矩，提高其刚性。

Description

一种3D打印机器人的旋转机构

技术领域

本实用新型涉及一种旋转机构，具体为一种3D打印机器人的旋转机构，属于3D打印建筑机器人技术领域。

背景技术

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，该技术在工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、教育、土木工程以及其他领域都有所应用，而在进行3D打印时，往往需要通过旋转机构带动3D打印机器人的机械臂进行转动。

然而现有的旋转机构大多存在着各种问题，例如在齿轮传动过程中，理论上齿轮啮合时应该无侧隙，但实际为了补偿由于加工、安装误差及温度变化引起的尺寸变化，以防止被卡死，在轮齿的非工作面留有一定的齿侧间隙，齿轮传动机构都有侧隙存在，侧隙的存在同时又给传动机构在反转时带来空程，因空程的存在，轮系在运转过程产生的敲击或振动而产生噪音或啸叫，而目前大多通过在主齿轮的一侧增加副齿轮来处理此类问题时，但是此类处理方法在传动时并不稳定，且副齿轮磨损较大，寿命短。

实用新型内容

本实用新型技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，具体地，本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的上述缺点，而提出的一种3D打印机器人的旋转机构。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种3D打印机器人的旋转机构，包括：

支撑机构，其用于对该旋转机构整体进行支撑，其包括固定座、限位槽和支撑座，矩形结构的限位槽贯穿设置在固定座上，用于支撑的支撑座呈滑动式卡接在限位槽内；

旋转机构，其用于带动3D打印机器人的机械臂转动，且其连接在支撑机构上，其包括第一外圈、第一内圈、第二外圈、第二内圈、滚珠、第一伺服电机、主动齿轮和从动齿轮，第一外圈固定在支撑座上表面，第二外圈固定在固定座上表面一端，第一内圈、第二内圈分别设置在第一外圈、第二外圈的内部，滚珠分别卡接在第一外圈、第一内圈和第二外圈、第二内圈之间空隙处，主动齿轮连接在第一内圈顶部，从动齿轮连接在第二内圈顶部，且主动齿轮和从动齿轮相互啮合，第一伺服电机固定在支撑座底部，且其转动杆与第一内圈连接；

间隙调节机构，其用于调节主动齿轮和从动齿轮之间的间隙，且其连接在支撑机构上，其包括蜗轮、联动杆、第二伺服电机和丝杆，丝杆通过轴承呈转动式连接在限位槽两端，且其呈螺纹转动式连接在支撑座两端设置的凸块内，蜗轮固定在丝杆的一端，联动杆通过轴承座呈转动式连接在固定座的一侧，并在其上设置有蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，第二伺服电机设置在固定座的一侧，且其与联动杆的一端连接。

作为本实用新型再进一步的方案：主动齿轮和从动齿轮上的齿槽均为斜向结构，并在其二者的齿面上均设置有润滑油膜。

作为本实用新型再进一步的方案：第一外圈和第二外圈的内壁以及第一内圈和第二内圈的外壁均设置有滚道，滚珠位于相邻两个滚道内，且其直径大于滚道。

作为本实用新型再进一步的方案：丝杆以及蜗轮构成的整体结构呈对称式设置有两组。

作为本实用新型再进一步的方案：从动齿轮的直径为主动齿轮的三倍。

作为本实用新型再进一步的方案：滚珠采用不锈钢材料制作构成球体结构，并在其表面做喷砂处理。

本实用新型的有益效果是：

1)在本机构中通过第二伺服电机带动联动杆转动，进而通过其上设置的蜗杆带动蜗轮联动，进而带动丝杆联动，通过丝杆的转动使支撑座整体在限位槽内的位置能够进行一定程度的调节，通过改变主动齿轮、从动齿轮中心距的方式来控制侧隙，使得该旋转机构的空回极小，进而使其能够稳定旋转；

2)在本机构中的第一外圈和第二外圈的内壁以及第一内圈和第二内圈的外壁均设置有滚道，滚珠位于相邻两个滚道内，且其直径大于滚道，使滚珠与内外圈之间存在预紧力，进而使由内外圈构成的轴承结构能够承受径向、轴向、倾覆等各种力矩，提高其刚性。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型固定座底部及其整体连接结构示意图；

图3为本实用新型支撑座整体结构示意图；

图4为本实用新型滚珠连接结构示意图。

图中：1、固定座，2、限位槽，3、支撑座，4、第一外圈，5、第一内圈，6、第二外圈，7、第二内圈，8、滚珠，9、第一伺服电机，10、主动齿轮，11、从动齿轮，12、蜗轮，13、联动杆，14、第二伺服电机和15、丝杆。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1至图4所示，一种3D打印机器人的旋转机构，包括：

支撑机构，其用于对该旋转机构整体进行支撑，其包括固定座1、限位槽2和支撑座3，矩形结构的限位槽2贯穿设置在固定座1上，用于支撑的支撑座3呈滑动式卡接在限位槽2内；

旋转机构，其用于带动3D打印机器人的机械臂转动，且其连接在支撑机构上，其包括第一外圈4、第一内圈5、第二外圈6、第二内圈7、滚珠8、第一伺服电机9、主动齿轮10和从动齿轮11，第一外圈4固定在支撑座3上表面，第二外圈6固定在固定座1上表面一端，第一内圈5、第二内圈7分别设置在第一外圈4、第二外圈6的内部，滚珠8分别卡接在第一外圈4、第一内圈5和第二外圈6、第二内圈7之间空隙处，主动齿轮10连接在第一内圈5顶部，从动齿轮11连接在第二内圈7顶部，且主动齿轮10和从动齿轮11相互啮合，第一伺服电机9固定在支撑座3底部，且其转动杆与第一内圈5连接；

间隙调节机构，其用于调节主动齿轮10和从动齿轮11之间的间隙，且其连接在支撑机构上，其包括蜗轮12、联动杆13、第二伺服电机14和丝杆15，丝杆15通过轴承呈转动式连接在限位槽2两端，且其呈螺纹转动式连接在支撑座3两端设置的凸块内，蜗轮12固定在丝杆15的一端，联动杆13通过轴承座呈转动式连接在固定座1的一侧，并在其上设置有蜗杆，蜗杆与蜗轮12啮合，第二伺服电机14设置在固定座1的一侧，且其与联动杆13的一端连接；

在本机构中通过第二伺服电机14带动联动杆13转动，进而通过其上设置的蜗杆带动蜗轮12联动，进而带动丝杆15联动，通过丝杆15的转动使支撑座3整体在限位槽2内的位置能够进行一定程度的调节，通过改变主动齿轮10、从动齿轮11中心距的方式来控制侧隙，使得该旋转机构的空回极小，进而使其能够稳定旋转。

实施例二

如图1至图4所示，本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：

主动齿轮10和从动齿轮11上的齿槽均为斜向结构，并在其二者的齿面上均设置有润滑油膜，通过斜向结构的齿槽使主动齿轮10、从动齿轮11能够更加平稳的啮合联动。

第一外圈4和第二外圈6的内壁以及第一内圈5和第二内圈7的外壁均设置有滚道，滚珠8位于相邻两个滚道内，且其直径大于滚道，使滚珠8与内外圈之间存在预紧力，进而使由内外圈构成的轴承结构能够承受径向、轴向、倾覆等各种力矩，提高其刚性。

实施例三

如图1至图4所示，本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：

丝杆15以及蜗轮12构成的整体结构呈对称式设置有两组，通过两组丝杆15的同步联动，进而使支撑座3能够平稳的在限位槽2内进行移动。

从动齿轮11的直径为主动齿轮10的三倍，提高主动齿轮10在转动时的扭矩，进而降低第一伺服电机9的负荷，提高其使用寿命。

滚珠8采用不锈钢材料制作构成球体结构，并在其表面做喷砂处理，避免滚珠8由于表面生锈而影响内圈与外圈之间的传动效果。

工作原理：在使用该旋转机构时，先将第一伺服电机9、第二伺服电机14分别与外部控制系统连接，然后将从动齿轮11与3D打印机器人的机械臂连接，通过第一伺服电机9带动第一内圈5上的主动齿轮10转动，进而带动从动齿轮11啮合联动，进而带动机械臂快速转动至适当的角度，在需要调节主动齿轮10、从动齿轮11之间的间隙时，通过第二伺服电机14带动联动杆13转动，进而通过其上的蜗杆带动蜗轮12转动并同时带动丝杆15转动，通过丝杆15的转动带动支撑座3螺纹联动，使其在限位槽2内滑动至适当的位置即可。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种3D打印机器人的旋转机构，其特征在于，包括：

支撑机构，其用于对该旋转机构整体进行支撑，其包括固定座(1)、限位槽(2)和支撑座(3)，矩形结构的所述限位槽(2)贯穿设置在固定座(1)上，用于支撑的所述支撑座(3)呈滑动式卡接在限位槽(2)内；

旋转机构，其用于带动3D打印机器人的机械臂转动，且其连接在支撑机构上，其包括第一外圈(4)、第一内圈(5)、第二外圈(6)、第二内圈(7)、滚珠(8)、第一伺服电机(9)、主动齿轮(10)和从动齿轮(11)，所述第一外圈(4)固定在支撑座(3)上表面，所述第二外圈(6)固定在固定座(1)上表面一端，所述第一内圈(5)、第二内圈(7)分别设置在第一外圈(4)、第二外圈(6)的内部，所述滚珠(8)分别卡接在第一外圈(4)、第一内圈(5)和第二外圈(6)、第二内圈(7)之间空隙处，所述主动齿轮(10)连接在第一内圈(5)顶部，所述从动齿轮(11)连接在第二内圈(7)顶部，且所述主动齿轮(10)和从动齿轮(11)相互啮合，所述第一伺服电机(9)固定在支撑座(3)底部，且其转动杆与第一内圈(5)连接；

间隙调节机构，其用于调节主动齿轮(10)和从动齿轮(11)之间的间隙，且其连接在支撑机构上，其包括蜗轮(12)、联动杆(13)、第二伺服电机(14)和丝杆(15)，所述丝杆(15)通过轴承呈转动式连接在限位槽(2)两端，且其呈螺纹转动式连接在支撑座(3)两端设置的凸块内，所述蜗轮(12)固定在丝杆(15)的一端，所述联动杆(13)通过轴承座呈转动式连接在固定座(1)的一侧，并在其上设置有蜗杆，蜗杆与蜗轮(12)啮合，所述第二伺服电机(14)设置在固定座(1)的一侧，且其与联动杆(13)的一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机器人的旋转机构，其特征在于：所述主动齿轮(10)和从动齿轮(11)上的齿槽均为斜向结构，并在其二者的齿面上均设置有润滑油膜。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印机器人的旋转机构，其特征在于：所述第一外圈(4)和第二外圈(6)的内壁以及第一内圈(5)和第二内圈(7)的外壁均设置有滚道，滚珠(8)位于相邻两个滚道内，且其直径大于滚道。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印机器人的旋转机构，其特征在于：所述丝杆(15)以及蜗轮(12)构成的整体结构呈对称式设置有两组。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印机器人的旋转机构，其特征在于：所述从动齿轮(11)的直径为主动齿轮(10)的三倍。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印机器人的旋转机构，其特征在于：所述滚珠(8)采用不锈钢材料制作构成球体结构，并在其表面做喷砂处理。