專利名稱：機器人液螺縱關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機器人用油缸驅(qū)動滾動螺旋轉(zhuǎn)變換的縱關(guān)節(jié)。
為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的，即一種機器人液壓驅(qū)動，螺旋轉(zhuǎn)換的機器人液螺縱關(guān)節(jié)，包括油缸、多頭滾動螺旋副、滾動花鍵副、輸出接頭；其特征是滾動花鍵副的花鍵軸與油缸的活塞桿連接，花鍵套與油缸套連接，保證花鍵軸只能軸向運動，并承受負(fù)載的反作用力矩；多頭滾動花鍵副的螺旋軸與花鍵軸一體，螺旋套與輸出接頭連接，完成油缸直線運動到旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換；在花鍵套與螺旋套之間具有約束螺旋套只能繞自身軸線作擺動運動，不能作軸向運動的止推軸承副。
上述結(jié)構(gòu)中，多頭滾動螺旋副的升角完成增力倍數(shù)的調(diào)節(jié)，當(dāng)升角小于45°時，滾動螺旋副為增速機構(gòu)，當(dāng)升角大于45°時，滾動螺旋副為增力矩機構(gòu)。
本發(fā)明利用止推軸承副約束螺旋套只能繞自身軸線作擺動運動，不能作軸向運動。三向止推軸承由專用孔、堵塞和鎖緊銷組成，此軸承結(jié)構(gòu)能承受徑向和正反兩個軸向的載荷。
滾動花鍵副和滾動螺旋副的花鍵軸和螺旋軸具有同樣的外徑，使不同螺旋角的各桿段可以在一定范圍內(nèi)互相進入。各副的同步套具有同樣的直徑，工作時可以互相進入。從而顯著地縮短了機構(gòu)的軸向縱寸。
附圖
中1-油缸、2-花鍵套、3-螺桿、4-鋼球、5-同步套、6-外環(huán)、7-堵塞、8-鋼球、9-外套、10-同步套、11-輸出接頭。
附圖中滾動花鍵副包括花鍵套(2)、花鍵軸(3)和花鍵槽內(nèi)的鋼球(4)，其中鋼球還位于同步套的孔中。帶孔的同步套保證鋼球運動的同步，使鋼球在各自的槽內(nèi)完成有序的前進和后退，設(shè)計時使鋼球剛好移動到本副的兩個端面，從而省去了復(fù)雜的回珠機構(gòu)。件(1)為油缸，當(dāng)油缸進油后，由活塞桿推動軸(3)軸向移動，軸(3)由直花鍵段和螺旋段組成，由于花鍵套(2)固定在缸體上，保持不動。因此，滾動花鍵副的作用是使花鍵軸(3)只能作軸向移動，不能轉(zhuǎn)動。
止推軸承副由件外環(huán)(6)、堵頭(7)和鋼球構(gòu)成，以花鍵套(2)兼作止推軸承副的內(nèi)環(huán)，在外環(huán)(6)上具有用來裝入及取出鋼球(8)的徑向孔，鋼球裝滿后，由堵頭及銷子[7]鎖定。在外環(huán)上具有螺紋，用來將花鍵套(2)、止推軸承外環(huán)(6)及螺旋套(9)連接在一起。
多頭滾動螺旋副包括螺旋套(9)，螺旋軸(3)及位于螺旋槽內(nèi)的鋼球，其中鋼球還位于同步套(10)的孔中。當(dāng)軸(3)軸向運動時，通過鋼球推動螺旋套(9)轉(zhuǎn)動，帶動右端螺紋接頭(11)輸出轉(zhuǎn)動。滾動花鍵副和滾動螺旋副有同樣的外徑，使不同螺旋角的各段桿可以在一定范圍內(nèi)互相進入。各副的同步套有同樣的直徑，工作時可以互相進入。
由于上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)油缸活塞桿往復(fù)運動時，縱關(guān)節(jié)輸出轉(zhuǎn)動。進油量決定轉(zhuǎn)角位移，進油速度決定角速度和角加速度。由于油缸具有輸出低速、大力的特性，正適合縱關(guān)節(jié)低速、大力矩要求，因此本機構(gòu)省去了減速系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種機器人液螺縱關(guān)節(jié)，包括油缸、多頭滾動螺旋副、滾動花鍵副、輸出接頭；其特征是滾動花鍵副的花鍵軸與油缸的活塞桿連接，花鍵套與油缸套連接，保證花鍵軸只能軸向運動，并承受負(fù)載的反作用力矩；多頭滾動花鍵副的螺旋軸與花鍵軸一體，螺旋套與輸出接頭連接，完成油缸直線運動到旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換；在花鍵套與螺旋套之間具有約束螺旋套只能繞自身軸線作擺動運動，不能作軸向運動的止推軸承副。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人液螺縱關(guān)節(jié)，其特征是滾動花鍵副包括花鍵套(2)、花鍵軸(3)和花鍵槽內(nèi)的鋼球(4)，其中鋼球還位于同步套(5)的孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的機器人液螺縱關(guān)節(jié)，其特征是多頭滾動螺旋副的升角完成增力倍數(shù)的調(diào)節(jié)，當(dāng)升角小于45°時，滾動螺旋副為增速機構(gòu)，當(dāng)升角大于45°時，滾動螺旋副為增力矩機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人液螺縱關(guān)節(jié)，其特征在于止推軸承副由件外環(huán)(6)、堵頭(7)和鋼球構(gòu)成，以花鍵套(2)兼作止推軸承副的內(nèi)環(huán)，在外環(huán)(6)上具有用來裝入及取出鋼球(8)的徑向孔，由堵頭及銷子[7]鎖定；在外環(huán)上具有螺紋，用來將花鍵套(2)、止推軸承外環(huán)(6)及螺旋套(9)連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人液螺縱關(guān)節(jié)，其特征在于多頭滾動螺旋副包括螺旋套(9)，螺旋軸(3)及位于螺旋槽內(nèi)的鋼球，其中鋼球還位于同步套(10)的孔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人液螺縱關(guān)節(jié)，其特征在于滾動花鍵副和滾動螺旋副有同樣的外徑，使不同螺旋角的各段桿可以在一定范圍內(nèi)互相進入。各副的同步套有同樣的直徑，工作時可以互相進入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機器人用油缸驅(qū)動螺旋轉(zhuǎn)換縱關(guān)節(jié)。包括油缸、多頭滾動螺旋副、滾動花鍵副、輸出接頭；其特征是滾動花鍵副的花鍵軸與油缸的活塞桿連接，花鍵套與油缸套連接，保證花鍵軸只能軸向運動，并承受負(fù)載的反作用力矩；多頭滾動花鍵副的螺旋軸與花鍵軸一體，螺旋套與輸出接頭連接，完成油缸直線運動到旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換；在花鍵套與螺旋套之間具有約束螺旋套只能繞自身軸線作擺動運動，不能作軸向運動的止推軸承副。本發(fā)明省去了減速機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，輸出力矩大，易于數(shù)字控制的特點。是一種便于實現(xiàn)通用化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的機器人基礎(chǔ)驅(qū)動部件。
文檔編號B25J17/02GK1436639SQ0311745
公開日2003年8月20日 申請日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月13日
發(fā)明者梁錫昌, 王光建 申請人:重慶大學(xué)