一种机器人旋转关节优化结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种机器人旋转关节优化结构，包括舵机、舵盘、第一垫片、第二垫片、推力滚针轴承、舵机固定零件和舵机传动零件；舵机、舵机固定零件、舵盘和舵机传动零件依次连接；舵机固定零件和舵机传动零件之间设有推力滚针轴承；舵机带动舵盘轴向转动，推力滚针轴承上表面与舵机固定零件保持相对静止，推力滚针轴承下表面与舵机传动零件随舵机舵盘轴向转动。推力滚针轴承具有止推作用，在机器人旋转关节配合处增加推力滚针轴承以及限位零件，在装配应力较小，同轴度满足要求的情况下，大大减少转动关节处舵机及零件的轴向受力，减小对舵机的损伤，延长机器人单轴舵机输出关节失效周期，同时减少了舵机传动零件的集中应力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机器人
,特别是涉及一种机器人旋转关节优化结构。
技术介绍
近几年国内外机器人领域发展迅速,机器人已经渗透到各行各业,机器人关节就是机器人领域中一个非常重要的模块.现有的机器人多采用关节舵机,即多为旋转关节,其中多数旋转关节依靠单轴输出动力,一般由单轴输出关节舵机组成的转动关节，该类关节会对舵机施加轴向载荷，容易对关节舵机造成损坏。同时造成单轴输出关节连接处零件受力不均匀,部分受力较大关节长时间使用会造成连接零件产生塑性变形。技术专利CN 203125532 U中公开了一种“基于伺服舵机的机器人关节连接单元”，提出一种伺服舵机双轴输出工作的连接单元，提高了伺服舵机双轴输出关节的灵活性。但不适用于伺服舵机单轴输出的情况，而人形机器人的腰部、肩部等关键关节往往需要单轴输出，而且大多数此类关节处于机器人躯干根部，受力较大，往往因为受力较大、受力不均导致连接零件变形失效或舵机受损。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题：为了改善机器人单轴输出关节处连接零件以及驱动舵机的受力情况,本技术提出一种机器人旋转关节优化结构,能够改善机器人单轴输出关节处连接零件以及驱动舵机的受力情况,从而延长机器人转动关节的使用寿命。本技术的技术方案是：包括舵机1、舵盘2、第一垫片3、第二垫片5、 推力滚针轴承6、舵机固定零件7和舵机传动零件8；舵机1、舵机固定零件7、舵盘2和舵机传动零件8依次连接；舵机固定零件7和舵机传动零件8之间设有推力滚针轴承6；舵盘2周向开有若干通孔，每个通孔同轴设有第一垫片3，且第一垫片3与通孔为间隙配合；推力滚针轴承6内同轴设有第二垫片5，二者为间隙配合，且第二垫片5轴向厚度小于推力滚针轴承6轴向厚度；舵机1带动舵盘2轴向转动，推力滚针轴承6上表面与舵机固定零件7保持相对静止，推力滚针轴承下表面与舵机传动零件8随舵机舵盘2轴向转动。本技术的进一步技术方案是：舵机传动零件8用于连接机器人的胳膊或腿部。本技术的进一步技术方案是：舵机固定零件7用于连接机器人的躯干部分。本技术的进一步技术方案是：所述第二垫片5的轴向厚度大于推力滚针轴承6轴向厚度的2/3。本技术的进一步技术方案是：舵盘2通过紧固螺钉与舵机1连接。专利技术效果本技术的技术效果在于：利用推力滚针轴承具有止推作用，可以承受轴向承载，使用于低速旋转场合，在机器人旋转关节配合处增加推力滚针轴承以及限位零件，在装配应力较小，同轴度满足要求的情况下，大大减少了转动关节处舵机及零件的轴向受力，减小对舵机的损伤，延长了机器人单轴舵机输出关节失效周期，同时通过增加轴承增大配合处接触面积，减少舵机传动零件的集中应力。附图说明图1为本技术结构立体爆炸图图2为推力滚针轴承结构图图3为本技术一种具体实例机器人腰部关节的立体爆炸图图4为与图3对应的实例机器人腰部关节的主剖视图图5为本技术一种具体实例机器人肩部关节具体实例立体爆炸图附图标记说明：1-舵机；2-舵盘；3-第一垫片；4-紧固螺钉；5-第二垫片；6-推力滚针轴承；7-舵机固定零件；8-舵机传动零件。具体实施方式下面结合具体实施实例，对本技术技术方案进一步说明。1、参见图1至图5，一种机器人旋转关节优化结构，所述机器人旋转关节优化结构包括舵机1、舵盘2、紧固螺钉4、舵机固定零件7、舵机传动零件8、第一垫片3、第二垫片5、推力滚针轴承6，其中舵机为单轴输出舵机。舵机1安装在舵机固定零件7上，舵盘2与舵机1输出轴连接，舵盘2通过紧固螺丝4与单轴输出舵机输出轴固连，舵盘2通过舵盘2与四个同规格第一垫片3连接，每个第一垫片3与舵盘2四个安装孔同轴心，单轴输出舵机与舵机固定零件7整体与第二垫片5连接，第二垫片5与舵盘2同轴心，单轴输出舵机与舵机固定零件7整体与推力滚针轴承6连接，推力滚针轴承6与第二垫片5同轴心，单轴输出舵机、舵盘2、紧固螺钉4、舵机固定零件7、第一垫片3连同第二垫片5整体与舵机传动零件8连接。所述推力滚针轴承属于标准件，分上、中、下三层，具有止推作用，可以承受轴向承载，故能够在很大程度上优化机器人转动关节处的受力情况，减少了舵机轴向受力，从而减少轴向力对舵机造成的损伤。推力滚针轴承仅适用于低速旋转场合，而机器人的转动关节的转速属于低速转动，适合推力滚针轴承的使用。所述第一垫片填充在舵机舵盘及舵机传动零件配合面之间，其厚度略小于舵盘与舵机传动零件之间的最短距离。所述第二垫片其内径与舵盘侧面配合，为间隙配合，第二垫片内径大于舵盘外径，间隙不超过0.2mm，第二垫片外径和推力滚针轴承内孔配合，为间隙 配合，第二垫片外径小于推力滚针轴承内径，间隙不超过0.2mm。该第二垫片用以限制轴承径向位置，保证轴承与旋转关节旋转轴的同轴度。第二垫片厚度小于推力滚针轴承厚度，大于推力滚针轴承厚度的2/3。所述舵机传动零件上表面应尽可能与推力滚针轴承接触。如图2、图3所示，本实施方式所述的机器人旋转关节优化结构可应用于人形机器人腰部，所述机器人旋转关节优化结构由舵机1、舵盘2、第一垫片3、紧固螺钉4、第二垫片5、推力滚针轴承6、舵机固定零件7、舵机传动零件8组成。单轴关节舵机1与舵机固定零件7连接，舵盘2通过紧固螺钉4与单轴关节舵机1输出轴连接，舵机舵盘2与单轴关节舵机传动零件8连接，舵机舵盘2与舵机传动零件8之间有四个第一垫片3，每个第一垫片3与舵盘2四个安装孔同轴心，舵机1与舵机固定零件7整体与第二垫片5连接，第二垫片5与舵盘2同轴心，舵机1与舵机固定零件7整体与推力滚针轴承6连接，推力滚针轴承6上表面和舵机固定零件7下表面接触，关节转动时推力滚针轴承6上表面和舵机固定零件7下表面接触，推力滚针轴承6下表面和舵机传动零件8上表面接触，推力滚针轴承6与第二垫片5同轴心。如图2、图3、图4所示，本实施方式所述的机器人旋转关节优化结构可应用于人形机器人腰部关节，舵机1接收到运动指令之后带动舵盘2转动，舵盘带动舵机传动零件8转动。在关节转动过程中，推力滚针轴承上表面6-1与舵机固定零件7保持相对静止，推力滚针轴承下表面6-3与舵机传动零件8一起随舵机舵盘2转动。2、如图5所示，本实施方式所述的机器人旋转关节优化结构可应用于人形机器人肩部关节，舵机固定零件7与舵机传动零件8形状根据仿人形机器人肩关节设计，其他组成及连接关系与具体实施方式一相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人旋转关节优化结构，其特征在于，包括舵机(1)、舵盘(2)、第一垫片(3)、第二垫片(5)、推力滚针轴承(6)、舵机固定零件(7)和舵机传动零件(8)；舵机(1)、舵机固定零件(7)、舵盘(2)和舵机传动零件(8)依次连接；舵机固定零件(7)和舵机传动零件(8)之间设有推力滚针轴承(6)；舵盘(2)周向开有若干通孔，每个通孔同轴设有第一垫片(3)，且第一垫片(3)与通孔为间隙配合；推力滚针轴承(6)内同轴设有第二垫片(5)，二者为间隙配合，且第二垫片(5)轴向厚度小于推力滚针轴承(6)轴向厚度；舵机(1)带动舵盘(2)轴向转动，推力滚针轴承(6)上表面与舵机固定零件(7)保持相对静止，推力滚针轴承下表面与舵机传动零件(8)随舵机舵盘(2)轴向转动。

【技术特征摘要】
1.一种机器人旋转关节优化结构，其特征在于，包括舵机(1)、舵盘(2)、第一垫片(3)、第二垫片(5)、推力滚针轴承(6)、舵机固定零件(7)和舵机传动零件(8)；舵机(1)、舵机固定零件(7)、舵盘(2)和舵机传动零件(8)依次连接；舵机固定零件(7)和舵机传动零件(8)之间设有推力滚针轴承(6)；舵盘(2)周向开有若干通孔，每个通孔同轴设有第一垫片(3)，且第一垫片(3)与通孔为间隙配合；推力滚针轴承(6)内同轴设有第二垫片(5)，二者为间隙配合，且第二垫片(5)轴向厚度小于推力滚针轴承(6)轴向厚度；舵机(1)带动舵盘(2)轴向转动，推力滚针轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，赵亮，赵探探，冯飞，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61