專利名稱：軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)器人軟管包的自由旋轉(zhuǎn)連接裝置，特別應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人與控制線路的連接。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)器人軟管包連接裝置是直桿型連接，具體見圖la-lc，示出了現(xiàn)有技術(shù)中的軟管包直桿型連接裝置1’。如圖Ia-Ic所示，該軟管包直桿型連接裝置1’的形狀似球拍結(jié)構(gòu)，包括一半圓連接件3’，一與該半圓連接件3’相連的長(zhǎng)直桿連接件2’，其具有與半圓連接件3’相對(duì)應(yīng)的半圓形端部9’和從該半圓形端部9’延伸的直桿部10’，該半圓形端部9’與半圓連接件3’通過螺栓4’相連接以形成一圓環(huán)，還包括一與長(zhǎng)直桿連接件2’的直桿部10’通過焊接連接在一起的方形連接板8’。在具體工作中，該直桿型連接裝置1’通過半圓形端部9’與半圓連接件3’構(gòu)成的圓環(huán)固定在機(jī)器人軸處，使之與機(jī)器人緊密配合， 并通過方形連接板8 ’中的孔用螺栓將此連接裝置與軟管包固定。該軟管包直桿型連接裝置工作時(shí)，整套裝置隨機(jī)器人軸一起在水平面旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角在-360° -360°范圍內(nèi)，同時(shí)可隨機(jī)器人相鄰軸一起在豎直面旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角在-120° -120° 范圍內(nèi)。但是該軟管包直桿型連接裝置存在如下問題在機(jī)器人軸旋轉(zhuǎn)時(shí)這種軟管包直桿型連接裝置沒有旋轉(zhuǎn)自由度，不夠靈活，同時(shí)機(jī)器人與軟管包之間轉(zhuǎn)動(dòng)空間有限，容易與機(jī)器人相干涉，造成機(jī)器人機(jī)身及軟管包的雙重磨損，使軟管包的壽命減短，并產(chǎn)生較大噪音，同時(shí)由于直線連接需要配置更長(zhǎng)的線路來連接，增加了整套裝置的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種可增加在機(jī)器人與控制線路中的旋轉(zhuǎn)自由度的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用一種軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置，包括一半圓連接件，一與所述半圓連接件相連的連接件，所述連接件具有與所述半圓連接件相對(duì)應(yīng)以形成一圓環(huán)的半圓形端部和從所述半圓形端部延伸的桿部，一連接在所述桿部的末端的連接板，該裝置還包括球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件，該組件包括連接于所述連接板的球形空腔和通過所述球形空腔固定并旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)球連接桿，所述旋轉(zhuǎn)球連接桿具有限制在所述球形空腔中的球形前端和從所述球形前端延伸出球形空腔下端開口的桿體。與原有的軟管包直桿型連接裝置相比，本發(fā)明的自由旋轉(zhuǎn)連接裝置在機(jī)器人與控制線路中增加了旋轉(zhuǎn)自由度，從而減少了機(jī)器人軸旋轉(zhuǎn)給線路帶來的干涉問題，同時(shí)，使運(yùn)動(dòng)更靈活，減少了機(jī)器人機(jī)身及軟管包的雙重磨損及產(chǎn)生的噪音使整套軟管包壽命增長(zhǎng)， 增加了線路的柔性，在達(dá)到同樣的控制程序時(shí)需要的線路減短，減少了成本。


圖Ia示出了現(xiàn)有的軟管包直桿型連接裝置的正視圖。圖Ib示出了該直桿型連接裝置的側(cè)視圖。圖Ic示出了該直桿型連接裝置的立體圖。圖加示出了根據(jù)本發(fā)明的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置的正視圖。圖2b示出了該自由旋轉(zhuǎn)連接裝置的側(cè)視圖。圖2c示出了該自由旋轉(zhuǎn)連接裝置的立體圖。圖3a示出了本發(fā)明軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置的球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件的正視圖。圖;3b-3c示出了該球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件的立體圖。圖如示出了本發(fā)明球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件的旋轉(zhuǎn)球連接桿的正視圖。圖4b示出了該旋轉(zhuǎn)球連接桿的底視圖。圖如示出了沿圖4b中的A-A線截取的該旋轉(zhuǎn)球連接桿的剖面圖。圖4d示出了該旋轉(zhuǎn)球連接桿的立體圖。圖fe示出了本發(fā)明球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件的半旋轉(zhuǎn)球支架固定件的立體分解圖。圖恥示出了該半旋轉(zhuǎn)球支架固定件中的一個(gè)構(gòu)件的正視圖。圖5c示出了圖恥中的該構(gòu)件的底視圖。圖6a示出了本發(fā)明球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件的半旋轉(zhuǎn)球連接支座的正視圖。圖6b示出了該半旋轉(zhuǎn)球連接支座的底視圖。圖6c示出了沿圖6b中的B-B線截取的該半旋轉(zhuǎn)球連接支座的剖面圖。圖6d示出了沿圖6b中的C-C線截取的該半旋轉(zhuǎn)球連接支座的剖面圖。圖6e_6f示出了該半旋轉(zhuǎn)球連接支座的立體圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖2a_2c示出了本發(fā)明的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置1，由于在機(jī)器人軸旋轉(zhuǎn)時(shí)現(xiàn)有的直桿型連接裝置沒有自由度，為了增加連接裝置的自由度，將原先的直桿型連接裝置中的長(zhǎng)直桿連接件的直桿部減短，并增加一套球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11 (詳細(xì)參見圖3所示)而構(gòu)成。該球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11的長(zhǎng)度可等于減短的直桿部的長(zhǎng)度以使整個(gè)軟管包連接裝置的長(zhǎng)度保持不變，但應(yīng)理解此僅為示例而非限制。如圖2a_2c所示，本發(fā)明的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置1包括一半圓連接件3，及一可與該半圓連接件3相連的連接件2。該連接件2具有與半圓連接件3相對(duì)應(yīng)的半圓形端部9和從該半圓形端部9延伸的桿部10，該連接件2的半圓形端部9可通過螺栓4與半圓連接件3相連接以形成一圓環(huán)。具體工作中，該圓環(huán)固定在機(jī)器人軸上。該連接裝置1還包括球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11。同時(shí)還包括一與連接件2的桿部10連接在一起的連接板 8，桿部10和連接板8通過焊接連接。球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11可通過螺栓與連接板8相連。連接板8為圓形連接板以與球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11配合更加良好。圖3a_3c示出了該球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11，其包括一旋轉(zhuǎn)球連接桿5，與前述連接板8相連的半旋轉(zhuǎn)球連接支座7，及與該半旋轉(zhuǎn)球連接支座7相對(duì)應(yīng)的半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6。該半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6和半旋轉(zhuǎn)球連接支座7通過內(nèi)部六個(gè)螺栓相互連接，形成一球形空腔17。旋轉(zhuǎn)球連接桿5的球形前端12在球形空腔17內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，且該球形空腔17 還起到固定旋轉(zhuǎn)球連接桿5的作用。圖4a_4d示出了該旋轉(zhuǎn)球連接桿5，其球形前端12用于旋轉(zhuǎn)，其表面需耐磨且光滑，旋轉(zhuǎn)球連接桿5的球形前端12的直徑需與半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6和半旋轉(zhuǎn)球連接支座 7配合良好，以使該球形前端12限制在球形空腔17中并在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)球連接桿5還包括從球形前端12延伸出球形空腔17且用于與軟管包固定連接的桿體14?？赏ㄟ^桿體14 末端處的孔用螺栓將連接裝置1與軟管包固定。圖5a_5c示出了半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6，其由兩個(gè)配套的部件構(gòu)成半球形，用于固定旋轉(zhuǎn)球連接桿5。半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6上端處具有多個(gè)螺紋孔15，其可通過螺栓與半旋轉(zhuǎn)球連接支座7實(shí)現(xiàn)連接以形成球形空腔17。該半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6下端的開口大小可用來控制旋轉(zhuǎn)球連接桿5相對(duì)于半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6的中心軸(即該球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11的中心軸)的旋轉(zhuǎn)角度，在本實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整在不限于-60° -60°的范圍內(nèi)。圖6示出了半旋轉(zhuǎn)球連接支座7，形狀如碗，在其下端處具有與半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6的螺紋孔15對(duì)應(yīng)的多個(gè)螺紋孔16，以通過螺栓與半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6連接，且需保證其內(nèi)球面的精度和耐磨性。其上端的孔20用于和前述連接板8通過螺栓相連接。該旋轉(zhuǎn)球連接桿5在半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6和半旋轉(zhuǎn)球連接支座7形成的球形空腔17內(nèi)繞連接桿5自身中心軸旋轉(zhuǎn)，在本實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整在不限于-180° -180°的范圍內(nèi)。該軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置1工作時(shí)，整套裝置也隨機(jī)器人軸一起在水平面旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角在-360° -360°范圍內(nèi)；同時(shí)可隨機(jī)器人相鄰軸一起在豎直面旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角在-120° -120°范圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上增加了球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11的旋轉(zhuǎn)，包括旋轉(zhuǎn)球連接桿5繞自身中心軸線的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)角在-180° -180°范圍內(nèi)；還包括旋轉(zhuǎn)球連接桿5 在半旋轉(zhuǎn)球支架固定件6限位情況下的旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)球連接桿5相對(duì)于球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11的中心軸的旋轉(zhuǎn)角度在-60° -60°范圍內(nèi)。由此可見，該球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件11的形狀類似關(guān)節(jié)頭和關(guān)節(jié)窩形成的旋轉(zhuǎn)副，此仿生結(jié)構(gòu)增加了柔性，相當(dāng)于在原有機(jī)器人的自由度中又增加了 2個(gè)自由度，使線路摩擦更少，運(yùn)動(dòng)更流暢，噪聲更小，壽命更長(zhǎng)。以上實(shí)施例僅用于說明但不限制本發(fā)明。在權(quán)利要求的范圍內(nèi)本發(fā)明還有多種變形和改進(jìn)。凡是依據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置(1)，包括一半圓連接件(3)，一與所述半圓連接件 (3)相連的連接件O)，所述連接件⑵具有與所述半圓連接件⑶相對(duì)應(yīng)以形成一圓環(huán)的半圓形端部(9)和從所述半圓形端部(9)延伸的桿部(10)，一連接在所述桿部(10)的末端的連接板(8)，其特征在于，該裝置(1)還包括球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件(11)，該組件(11)包括連接于所述連接板(8)的球形空腔(17)和通過所述球形空腔(17)固定并旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)球連接桿(5)，所述旋轉(zhuǎn)球連接桿( 具有限制在所述球形空腔(17)中的球形前端(1 和從所述球形前端(12)延伸出球形空腔(17)下端開口的桿體(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置(1)，其特征在于，所述連接板(8)為圓形連接板。
3.如權(quán)利要求2所述的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置(1)，其特征在于，所述球形空腔(17) 由與所述圓形連接板(8)相連的半旋轉(zhuǎn)球連接支座(7)和對(duì)應(yīng)的半旋轉(zhuǎn)球支架固定件(6) 相連構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置(1)，其特征在于，所述球形空腔(17) 下端開口的大小設(shè)置為使旋轉(zhuǎn)球連接桿( 相對(duì)于所述球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件(11)的中心軸在-60° -60°內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置(1)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)球連接桿 ⑶繞自身中心軸在-180° -180°內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置(1)，其特征在于，所述球形前端(12) 的表面是耐磨且光滑的。
7.如權(quán)利要求1所述的軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置(1)，其特征在于，所述球形空腔(17) 的內(nèi)表面是耐磨且光滑的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軟管包自由旋轉(zhuǎn)連接裝置(1)，包括半圓連接件(3)，與該半圓連接件(3)相連的連接件(2)，該連接件(2)具有與半圓連接件(3)相對(duì)應(yīng)以形成圓環(huán)的半圓形端部(9)和從該半圓形端部(9)延伸的桿部(10)，連接在該桿部(10)的末端的連接板(8)，還包括球形自由旋轉(zhuǎn)連接組件(11)，該組件(11)包括連接于連接板(8)的球形空腔(17)和通過該球形空腔(17)固定并旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)球連接桿(5)，該旋轉(zhuǎn)球連接桿(5)具有限制在球形空腔(17)中的球形前端(12)和從該球形前端(12)延伸出球形空腔(17)下端開口的桿體(14)。通過本發(fā)明增加了在機(jī)器人與控制線路中的旋轉(zhuǎn)自由度，減少干涉，增加壽命。
文檔編號(hào)B25J19/00GK102233586SQ201010152028
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者張延利, 王紅偉, 陳穎雄 申請(qǐng)人:瑞忠斯機(jī)械配件(上海)有限公司