一种机器人拉紧装置的制作方法

本发明涉及工业机器人领域，具体涉及并联机器人的连接装置。

背景技术：

并联机器人以高速度、高精度的完成各种形状类型的小产品的拾取和放置动作，广泛应用在电子、医药、食品等工业领域中。与串联构型相比,并联构型具有刚度好、动态性能好(运动惯量小)，而且无累计误差，精度高、高速和高加速度等特点，非常适合生产线上的高速拾放动作，现已被广泛应用与食品、药品、日化、电子等行业的抓取、列整、贴标等工作中。众多研究机构和制造企业都看好其在制造领域的应用前景。

然而，目前市面上的并联机器人的结构存在一些缺陷。拉紧装置是安装在并联机器人中用起连接机器人从动杆，补偿关节铰链磨损的作用，其性能直接影响机器人的性能。目前多数并联机器人拉紧装置只是用简单的弹簧，此种方式存在诸多缺陷。具体为：1.简单的弹簧拉紧方式无法控制拉紧距离，容易使从动杆变形，影响机器人精度及机械性能。2.为保证从动杆变形小和拉力合适，对于弹簧的制造精度要求较高。3.当机器人高速度、大负载，产生的贯性力、离心力大于弹簧拉力时，会出现关节球铰脱离造成危险事故。4.弹簧裸露易藏垢也不易清洁，不易用在有洁净环境有要求的场合，但其实并联机器人大多都是用在该场合的。

此外，在生产自动化快速发展的当代，目前的机器人拉紧装置的缺陷，也容易造成机器人机械系统不稳定，影响生产效率甚至造成经济损失。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种机器人拉紧装置，该机器人拉紧装置能够强化原有拉紧的强度，提高弹簧的紧固性，而且本装置还能调节拉紧的拉伸距离，从而调节从动杆的间距。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种机器人拉紧装置，包括：第一拉伸件、第二拉伸件及中间连接件；所述第二拉伸件的顶端设置有向轴心处凹形成的挡台，且所述第二拉伸件形成有空腔，所述中间连接件设置于第二拉伸件的空腔内，第一拉伸件通过中间连接件与第二拉伸件连接形成弹性调节结构；所述中间连接件包括紧固螺钉、导柱以及弹性件；所述导柱一端带有凸台、所述导柱另一端设置有螺纹孔，所述第一拉伸件通过所述紧固螺钉与所述导柱的所述螺纹孔连接；所述弹性件套设在所述导柱上，且所述弹性件两端分别抵接在所述挡台和所述凸台上。

所述弹性调节结构还包括有调节螺母，所述调节螺母可调节所述中间连接件的预紧力。

所述导柱上与所述紧固螺钉连接的一端设置有外螺纹，所述调节螺母连接在该外螺纹上并固定在所述第一拉伸件与所述挡台之间。

另一方案，所述第二拉伸件的空腔设置有内螺纹，所述调节螺母通过螺纹连接在所述第二拉伸件的内螺纹上，且所述调节螺母的一端抵接在所述凸台上。

所述第二拉伸件的侧壁间隔的设置有方便调节所述调节螺母的调节槽，所述调节螺母上间隔排布有多个方便旋钮的调节孔。

优选地，所述调节螺母为内六角螺母。

优选地，并列设置有两个所述调节螺母。

优选地，所述弹性件为弹簧。

所述中间连接件还包括有套接在所述导柱上的挡圈，该挡圈一端面抵接在所述弹性件上另一端面抵接在所述挡台的内侧面。

所述导柱为圆柱体或方柱体结构，所述第二拉伸件为圆柱体或方柱体结构。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

本机器人拉紧装置拉力大且拉紧距离可调，通过拉紧距离调节减小从动杆变形，增强了机构稳定性。因为拉紧距离可调节，对于弹簧的制造精度要求降低，降低了制造成本。当惯性力、离心力大于本装置拉力时导柱会被挡台或挡圈挡住，从而防止拉伸件脱离造成危险，提高了安全性。弹簧安装在第二拉伸件内部，可防尘垢且易清洁。此装置具有结构简单、使用维护方便、安全性能好，稳定耐用等特点。

附图说明

图1为实施例1局部剖视立体图；

图2为实施例1立体结构示意图；

图3为实施例1局部剖视俯视图；

图4为实施例1半剖视图；

图5为实施例1内部结构爆炸图；

图6为实施例2局部剖视俯视图；

图7为实施例2立体结构示意图；

图8为实施例3局部剖视俯视图；

图9为实施例3立体结构示意图；

图10为本装置与机器人的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

参照图1，一种机器人拉紧装置，包括：第一拉伸件1、第二拉伸件2及中间连接件；所述第二拉伸件2的顶端设置有向轴心处凹形成的挡台21，且所述第二拉伸件2形成有空腔，所述中间连接件设置于第二拉伸件2的空腔内，第一拉伸件1通过中间连接件与第二拉伸件2连接形成弹性调节结构；如图5，所述中间连接件包括紧固螺钉3、导柱5以及弹性件6；如图2，所述导柱5一端带有凸台51、所述导柱5另一端设置有螺纹孔，如图4，所述第一拉伸件1通过所述紧固螺钉3与所述导柱5的所述螺纹孔连接；所述弹性件6套设在所述导柱5上，且所述弹性件6两端分别抵接在所述挡台21和所述凸台51上。如图10，本装置的第一拉伸件1和第二拉伸件2分别固定在并联机器人的相临两根从动杆上，起到拉紧两根从动杆的作用。本发明的一种机器人拉紧装置较原有的单纯采用弹簧的方式，其结构强度更大，连接更牢固，结构稳定性更强。本装置的第一拉伸件1为一凹形的连接件，其两个连接头分别连接在机器人的同一从动杆两侧。第一拉伸件1通过紧固螺钉3与中间连接件连接，组成一个固定连接整体，中间连接件的弹性件6一端抵接在第二拉伸件2的挡台21上，将上述固定连接整体与第二拉伸件2组成弹性调节结构。第二拉伸件2的开口端连接机器人的另一根从动杆，因此，第一拉伸件1连接在一根从动杆上，第二拉伸件2连接在另一根从动杆上，弹性调节结构将两根从动杆连接并紧固它们。在设计时，要考虑弹性件6的弹力及形变量，从而设计中间连接件的导柱5的时候，要保证弹性件6与导柱5装配时，弹性件6处于压缩形变状态，此时，弹性件6向轴向两个相反方向提供作用力。

如图2和图3，所述弹性调节结构还包括有调节螺母7，所述调节螺母7可调节所述中间连接件的预紧力。所述导柱5上与所述紧固螺钉3连接的一端设置有外螺纹，所述调节螺母7连接在该外螺纹上并固定在所述第一拉伸件1与所述挡台21之间。调节螺母7通过螺纹连接在导柱5的端头，此时，调节螺母7的一端抵接在挡台21上，从而固定挡台21的位置，而且挡台21的位置可以根据调节螺母7的调整而调整。调节螺母7通过旋转进给，缩小调节螺母7与凸台51之间的垂直距离，从而缩小挡台21与凸台51之间的距离，并挤压弹性件6收缩；反之，就会使得弹性件6撑展。本装置的调节螺母7能准确调节挡台21的位置，从而准确调节弹性件6的收缩形变量，从而实现准确调节预紧力的作用。

如图5，所述紧固螺钉3为内六角螺母，紧固螺钉3为第一拉伸件1与导柱5之间的连接件，采用内六角螺母能方便将调节螺母7连接到导柱5上；或者，紧固螺钉3也可以采用常规的六角螺栓，也能起到连接第一拉伸件1与导柱5的作用。

优选地，并列设置有两个所述调节螺母7，这样设置的目的是加强调节螺母7的连接紧固性，防止本装置在高速运动过程中，调节螺母7松动而影响其稳定性；同样地，为了提高调节螺母7的紧固性，可以设置多个调节螺母7。

如图5，所述弹性件6为弹簧。弹性件6可以采用多种实施方式，如弹簧、橡胶柱、弹片等形式，其中，采用弹簧这种方式，能够更好地调节预紧力，其活动空间也最大，重量较轻等优点。

如图3和图4，所述中间连接件还包括有套接在所述导柱5上的挡圈4，该挡圈4一端面抵接在所述弹性件6上另一端面抵接在所述挡台21的内侧面。设置挡圈4能更好地抵接弹簧，挡圈4的为圆柱环形结构，其内径与导柱5的外径相匹配。另一方面，挡圈4采用密封性能较好的橡胶垫圈，能起到很好的密封和防尘的作用。

如图1和图2，所述导柱5为圆柱体结构，所述第二拉伸件2为圆柱体结构。第一拉伸件1和第二拉伸件2均采用圆柱体结构，而且导柱5也采用圆柱体结构，这种方式能起到一定的方便连接和装配的作用，由于采用的弹簧为圆环形，挡圈4也是圆环形，为了方便装配，导柱5和第二拉伸件2均采用圆柱形结构。一方面能减少各部件间的摩擦力，另一方面，能防止一定的磨损。

对于调节螺母7的实施方式，调节螺母7为六角螺母或圆柱形螺母。采用圆柱形螺母是为了与其他结构的外形相统一，外观上统一、协调，采用圆柱形螺母时在其对称的两侧形成有增大摩擦的直边，如图2所示，直边与扳手接触时，增大调节螺母7与扳手的摩擦力，使得旋钮调节螺母7变得容易。同样地，采用六角螺母或其他多边形螺母，同样是为了增大摩擦力，方便旋钮调节螺母7。

本机器人拉紧装置的工作原理是：

如图10，将第一拉伸件1固定在机器人的一根从动杆上，将第二拉伸件2固定在另一根从动杆上，且本装置固定的于水平位置。当机器人的从动杆在高速移动的过程中，上述两根被本装置连接的从动杆在离心力和惯性作用下，会向左右两个相反方向摆脱，这时候，第一拉伸件1受到向右的拉力，第二拉伸件2受到向左的拉力，使得本装置受到两个相反方向的作用力而拉伸。如图3，当本装置处于两个相反方向的拉力的时候，第一拉伸件1以及固定连接在第一拉伸件1上的中间连接件一同向一个方向运动，即图3中的向左方向运动，而第二拉伸件2会向右运动。此时弹簧被压缩，弹簧一方面通过抵接在挡圈4上，挡圈4抵接在挡台21，进而将一个向左的作用力施加在第二拉伸件2上；弹簧另一方面将向右的作用力施加在导柱5的凸台51上，从而提供给第一拉伸件1一个向右的作用力。因此，当第一拉伸件1和第二拉伸件2即使向两边拉伸，在弹簧提供的力的作用下，它们向两边拉伸的力也能被抵消，而本装置依然能保证两根从动杆不会从机器人上脱落。另外，对于本装置的另一个关键点，在于弹簧所提供的力是可调的，这主要依赖于调节螺母7。在连接调节螺母7时，就要给弹簧提供一个预紧力，使得弹簧有一定的形变。预设置的预紧力的大小，与实际情况需要有很大关系，而调节螺母7的调节行程在2厘米之内，也就是达到预紧力微调的作用。预紧力越大，弹簧被压缩得越紧，其刚性越强，两根从动杆受到的拉力也越大，越不容易摆脱或松脱；但同时，预紧力过大，刚性太强，柔性就变差，其形变程度就受到很大限制。原有只采用弹簧连接从动杆的技术，机器人只能搬运较小重量，一般为2kg、3kg的重量，而采用本装置以后，能将机器人抓取搬运的重量提高到10kg，而且能保证搬运速度达到200次/分钟的情况下，机器人的结构依然稳定和牢固。

实施例2：

参照图6和图7，与实施例1的区别在于：所述第二拉伸件2的空腔设置有内螺纹，所述调节螺母7通过螺纹连接在所述第二拉伸件2的内螺纹上，且所述调节螺母7的一端抵接在所述凸台51上。本实施例与实施例1的最大区别在于调节螺母7的位置设置和导柱5的结构的变化。调节螺母7设置于第二拉伸件2内，调节螺母7的一端抵接在凸台51上，从而起到调节弹簧预紧力的作用。

本实施例有如下两种实现形式：

其一，调节螺母7为内六角螺母，先将第一个调节螺母7抵接在凸台51上，在连接第二个调节螺母7，起到强化连接紧固性的作用。这种实现形式也可以在第二拉伸件2的侧面开设调节槽22，这时候的调节槽22只是起到观察调节螺母7位置的作用。

其二，所述第二拉伸件2的侧壁间隔的设置有方便调节所述调节螺母7的调节槽22，所述调节螺母7上间隔排布有多个方便旋钮的调节孔71。如图6，在调节螺母7上设置有多个调节孔71，在第二拉伸件2的尾部开设有调节槽22，如图7，调节槽22是个区域的开口槽，而没有环形的贯通整个第二拉伸件2，同时调节槽22不易过大，以保证第二拉伸件2的强度，以免拉伸时从调节槽22处断裂。调节槽22的方向为环向，也就是说绕着第二拉伸件2的环向开设，用以提供调节所用工具的一个行程范围。用调节工具比如螺丝刀卡进调节孔71，顺时针旋转，将调节螺母7旋紧，这样就起到调节调节螺母7的位置的作用；同样地，逆时针旋转调节孔71，就能将调节螺母7旋松，从而取出调节螺母7。

本实施例的工作原理与实施例1相同，而其中的调节螺母7与实施例1的连接方式不同，导柱5的结构不同，但是其作用和原理与实施例1相同。两个实施例中的调节螺母7均起到调节弹性件6的预紧力的作用，对于弹性件6为弹簧的形式，是起到调节弹簧预紧力的作用。其余结构和功能与实施例1相同。

实施例3：

参照图8和图9，与实施例1的区别在于：所述第一拉伸件1为方柱体结构，所述第二拉伸件2为方柱体结构，导柱5为方柱体结构，与此相匹配，挡圈4也采用方柱体结构，挡台21也是方柱体结构。优选地，导柱5为空心结构，能降低本装置的一定的重量。其余结构和功能与实施例1相同。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。