一种机器人及其大扭矩可旋转式关节动力装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器人及其大扭矩可旋转式关节动力装置，机器人的基座或腰臂或大臂或小臂或腕部上的转动关节安装了大扭矩可旋转式关节动力装置。大扭矩可旋转式关节动力装置包括往复运动的活塞、与活塞相连的导向件，在活塞端和导向件端分别设置主动力系统和复位动力系统；导向件连接着活塞杆，且导向件的轴向往复运动转换为活塞杆的径向转动。本发明专利技术将复位推力转化为旋转扭力应用在机器人关节部代替伺服电机节省能源且低污染。

A kind of robot and its large torque rotary joint dynamic device

The invention discloses a robot and its large torque rotary joint power device. The rotating joint of the robot's base or waist arm or big arm or small arm or wrist is equipped with a large torque rotary joint power device. High torque rotary joint power device comprises a guide piston, the reciprocating motion of the piston is connected with the main power system and reset power system are respectively arranged in the piston end and end guide; guide is connected with the piston rod, and the axial reciprocating motion guide radial piston rod rotation transformation. The invention transforms the reset thrust into rotating torque to save energy and low pollution by replacing the servo motor in the joint of the robot.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人及其大扭矩可旋转式关节动力装置
本专利技术涉及一种机器人，尤其涉及一种使用大扭矩可旋转式关节动力装置的机器人。
技术介绍
通常的可旋转式关节动力装置，即通过动力使得旋转件沿径向旋转，反转复位时也需要动力。径向旋转产生的力可以做为转动轴的动力源。专利号为201410395121.0的专利技术，公开了一种无动力旋转夹紧器，包括旋转油缸活塞、油缸缸体、氮气弹簧、油缸端盖和压臂，油缸缸体的内腔活动安装有旋转油缸活塞，大端部的上表面且围绕着活塞杆A放置有若干个氮气弹簧。此专利技术利用高压密封氮气弹簧推进并通过旋转油缸活塞的旋转对工件夹紧，不需要附加外部动力源，靠氮气弹簧保压夹紧。其通过旋转油缸活塞的上下运动以及自身的旋转导向槽与钢球滚珠的配合，使得旋转油缸活塞上下运动的同时也旋转运动，固定钢球滚珠的部件是不能上下轴向运动的，也就是说旋转油缸活塞只能同时做上下轴向运动和旋转径向运动。然而，在可旋转式关节动力装置的实际应用中，往往只要求旋转件沿径向运行，不允许同时做上下轴向运动。如机器人的关节万向旋转轴：随着机器人技术的不断进步，工业领域对机器人关节万向旋转轴的要求越来越高，其性能也在不断提高，功能日益完善，如何保证部件流水线的加工质量，关节、保压能力、抓取力和工作速度的合理匹配是至关重要的。高速和高精度生产线已经基本可以满足现有零部件加工要求。但是工艺的排序和非标准的特性对工业机器人的要求非常高。机器人的关键是重复抓取和重复定位。对万向旋转轴可靠性和重复的准确性要求比较高。而且伺服电机带动万向旋转轴造价成本高昂，目前常用的万向旋转轴是：伺服电机驱动式。伺服电机驱动不仅要求万向旋转轴只能做径向运动，而且往复运动都需要电力。目前全世界还没有利用氮气弹簧等技术生产的复位不需外部动力的万向旋转轴。
技术实现思路
为解决机械手可旋转式关节动力装置中，只要求旋转件沿径向运行，不允许同时做上下轴向运动，以及复位无需外界动力等问题，本专利技术设计了一种采用大扭矩可旋转式关节动力装置的机器人。一种机器人，其转动关节安装了大扭矩可旋转式关节动力装置。进一步所述机器人基座或腰臂或大臂或小臂或腕部的转动关节安装了大扭矩可旋转式关节动力装置。所述大扭矩可旋转式关节动力装置包括往复运动的活塞、与活塞相连的导向件，在活塞端和导向件端分别设置主动力系统和复位动力系统；导向件连接着活塞杆，且导向件的轴向往复运动转换为活塞杆的径向转动。进一步所述的导向件内嵌入导向钢球；所述的活塞杆上设置与导向钢球匹配的哥特式导向槽；导向件往复运动带动导向钢球沿哥特式钢球槽运动，进而带动活塞杆径向转动。进一步所述的导向件与活塞杆之间采用滚珠丝杆连接结构；导向件的轴向往复运动带动活塞杆径向转动。活塞杆上螺旋设置活塞杆钢球，导向件内壁设置有配合槽。导向件往复运动带动活塞杆钢球，进而带动活塞杆径向转动。进一步所述的主动力系统为气动系统或液压动力系统或机械传动系统；所述的复位动力系统为气动系统或液压动力系统或弹簧。进一步所述的气动系统为抽排气动力单元或气体弹簧。进一步所述的液压动力系统包括注液孔和密闭的液压腔。进一步所述的导向件外部设置缸体，导向件沿缸体内部限位往复运动。进一步活塞杆一端伸出所述的缸体外。进一步活塞杆两端伸出所述的缸体外。进一步活塞和导向件为一体式结构。本专利技术有益效果：本专利技术的机器人在实际应用中，其转动关节无论是主动旋转还是复位旋转时，活塞杆只沿径向运行，不会同时做上下轴向运动。而且上下轴向运动的导向件的复位动力系统可以是氮气弹簧，即复位时无需外部动力即可实现导向件的复位，同时带动活塞杆径向复位，将复位推力转化为旋转扭力应用在机器人关节部代替伺服电机节省能源且低污染；用做旋转关节时，节省动力，且旋转角度容易控制，无需大体积的液压缸。附图说明本专利技术共有附图6幅。图1为本专利技术实施例1的结构原理图。图2为本专利技术实施例2的结构原理图。图3为本专利技术实施例3的结构原理图。图4为本专利技术实施例5的结构原理图。图5为本专利技术实施例7的结构原理图。图6为机器人构造图。图中附图标记如下：1、上端盖，2、轴承A，3、活塞杆密封圈C，4、活塞杆密封圈A,5、滚动钢球，6、限位块，7、安装座，8、轴承座，9、轴承B，10、调整垫，11、螺母，12、下端盖，13、氮气弹簧，14、导向件，15、球涨式堵头，16、导向钢球，17、活塞，18、O型密封圈A，19、活塞密封圈B，20、O型密封圈B,21、轴承调整垫，22、缸体，23、活塞杆，24、连接螺栓，25、导向件导向槽，26、哥特式导向槽，27、下活塞，28、导向筒，29、活塞杆钢球，31、基座，32、腰部特殊大扭矩可旋转式关节动力装置1，33、腰臂，34、腰臂腰部特殊大扭矩可旋转式关节动力装置2，35、大臂，36、大臂腰部特殊大扭矩可旋转式关节动力装置3，37、小臂，38、小臂腰部特殊大扭矩可旋转式关节动力装置4，39、腕部。具体实施方式实施例1：一种机器人，其关节部位采用一种大扭矩可旋转式关节动力装置，所述大扭矩可旋转式关节动力装置包括往复运动的活塞17、与活塞17相连的导向件14，在活塞端设置的主动力系统包括注液孔和密闭的液压腔，液压腔与注液孔连接到外部液压动力系统，导向件端设置的复位动力系统包括氮气弹簧13；导向件14连接着活塞杆23，且导向件14的轴向往复运动转换为活塞杆23的径向转动：所述的导向件14内嵌入导向钢球16；所述的活塞杆23上设置与导向钢球匹配的哥特式导向槽26；导向件14往复运动带动导向钢球16沿哥特式钢球槽26运动，进而带动活塞杆23径向转动。所述的导向件14外部设置缸体22，导向件14沿缸体22内部限位往复运动。氮气弹簧缸体上方设置限位块6；活塞杆一端穿过活塞17伸出缸体上端盖1外，并通过活塞杆密封圈A4、轴承调整垫21、轴承A2密封和限位；活塞杆另一端依次通过轴承B9、轴承座8、调整垫10、螺母11伸出到下端盖12外；导向件外部设置导向件导向槽23通过滚动钢球5沿缸体22内部限位往复运动；氮气弹簧13通过安装座7固定在轴承座8上；缸体外部设置有安装孔；在注液孔上下两侧分别设置一道O型密封圈；所述的哥特式导向槽为三道。实施例2：一种机器人，其关节部位采用一种大扭矩可旋转式关节动力装置，所述大扭矩可旋转式关节动力装置包括往复运动的活塞17、与活塞17相连的导向件14，在活塞端设置的主动力系统包括注气孔和密闭的气压腔，气压腔与注气孔连接到外部气压动力系统，导向件端设置的复位动力系统包括氮气弹簧13；导向件14连接着活塞杆23，且导向件14的轴向往复运动转换为活塞杆23的径向转动：所述的导向件14内嵌入导向钢球16；所述的活塞杆23上设置与导向钢球匹配的哥特式导向槽26；导向件14往复运动带动导向钢球16沿哥特式钢球槽26运动，进而带动活塞杆23径向转动。所述的导向件14外部设置缸体22，导向件14沿缸体22内部限位往复运动。氮气弹簧缸体上方设置限位块6；活塞杆一端穿过活塞17伸出缸体上端盖1外，并通过活塞杆密封圈A4、轴承调整垫21、轴承A2密封和限位；活塞杆另一端依次通过轴承B9、轴承座8、调整垫10、螺母11顶到下端盖12；导向件外部设置导向件导向槽23通过滚动钢球5沿缸体22内部限位往复运动；氮气弹簧13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，其特征在于：其转动关节安装了大扭矩可旋转式关节动力装置。

【技术特征摘要】
1.一种机器人，其特征在于：其转动关节安装了大扭矩可旋转式关节动力装置。2.如权利要求1所述的一种机器人，其特征在于：其基座(31)或腰臂(33)或大臂(35)或小臂(37)或腕部(39)的转动关节安装了大扭矩可旋转式关节动力装置。3.如权利要求1所述的一种大扭矩可旋转式关节动力装置，其特征在于：包括往复运动的活塞(17)、与活塞(17)相连的导向件(14)，在活塞(17)端和导向件(14)端分别设置主动力系统和复位动力系统；导向件(14)连接着活塞杆(23)，且导向件(14)的轴向往复运动转换为活塞杆(23)的径向转动。4.如权利要求3所述的一种大扭矩可旋转式关节动力装置，其特征在于：所述的导向件(14)内嵌入导向钢球(16)；所述的活塞杆(23)上设置与导向钢球(16)匹配的哥特式导向槽(26)；导向件(14)往复运动带动导向钢球(16)沿哥特式钢球槽运动，进而带动活塞杆(23)径向转动。5.如权利要求3所述的一种大扭矩可旋转式关节动力装置，其特征在于：所述的导向件(14)与活塞杆(23)之间采用滚珠丝杆连接结构；导向件(14)的轴向往复运动带动活塞杆(23)径向转动。6.如权利要求3所述的一种大扭矩可旋转式关节动力装置，其特征在于：活塞杆(23)上螺旋设置活塞杆钢球(29)，导向件(14)内壁设置有配合槽。7.如权利要求3所述的一种大扭矩可旋转式关节动力装...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：大连精维液压技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21