用于水平关节机器人传动模块的连接机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于工业机器人技术领域，更具体地说，涉及一种用于水平关节机器人传动模块的连接机构。
【背景技术】
[0002]一般地，平面关节机器人具有四个轴和四个运动自由度，分别是X、Y、Z方向的平动自由度和绕Z轴的旋转自由度(可称为R轴)，因此前端结构在二维平面内能任意移动，它具有在垂直方向上的高刚性和在水平面内的低刚性(柔顺性)的特征，但在实际操作中主要不是由于它所具有的这种特殊的柔顺性，而是因为它更能简单地实现二维平面内的运动，因而它在装配作业中得到普遍采用。
[0003]传统结构的平面关节机器人的三、四关节分别为主轴提供竖直直线运动和旋转运动，其中第三轴的竖直直线运动由滚珠丝杠提供，第四轴的转动由滚珠花键提供，由于滚珠丝杠和滚珠花键的安装要求高，传统的连接结构无法满足高精度和高刚度定位。
[0004]因此，有必要设计一种用于机器人滚珠丝杠和滚珠花键上的精确定位的连接机构。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于水平关节机器人传动模块的连接机构，其可实现水平关节机器人的高刚度和高精度定位。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0007]一种用于水平关节机器人传动模块的连接机构，包括相互连接的第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构包括滚珠丝杆、第一同步驱动机构和第一驱动装置，所述第二传动机构包括滚珠花键、第二同步驱动机构和第二驱动装置，所述滚珠丝杆与所述滚珠花键之间通过连接块相联接，所述滚珠花键与所述连接块之间设有实现所述滚珠花键平移和旋转的配合机构，所述配合机构包括设于所述滚珠花键的轴承定位结构、若干设于所述轴承定位结构的轴承、设于若干所述轴承间用于分离所述轴承的轴承隔环和设于所述滚珠花键端部用于消除轴承游隙的锁紧装置。
[0008]相比于现有技术，本实用新型用于水平关节机器人传动模块的连接机构的有益效果为:
[0009]通过在滚珠花键的上端设计轴套来和轴承内圈配合或花键上端直接加工轴肩直接配合轴承，两滚珠轴承成对安装在连接块内并利用轴承压板将两轴承内圈轴向固定，其中两轴承间设有轴承隔环，轴承隔环一方面增长轴承支撑长度，另一方面将轴承内圈分离，通过花键上端锁紧螺母预紧轴承内圈而消除轴承游隙，提高轴承支撑刚性。当滚珠丝杆转动时，丝杆螺母上下移动，通过两轴承传递轴向载荷带动滚珠花键和丝杆螺母同步移动；滚珠花键与连接块是轴承连接，故可通过其他传动机构直接带动滚珠花键旋转，由于旋转和移动两运动互相独立，互不干涉故滚珠花键的移动和旋转运动得以实现，实现机器人的高精度定位；其结构设计紧凑、简单轻化，有效减轻机器人本体的重量及惯量，安装调试简便、运动流畅，且控制精度高。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型用于水平关节机器人传动模块的连接机构的结构示意图。
[0011]图2为本实用新型用于水平关节机器人传动模块的连接机构的配合机构的结构示意图。
[0012]图3为本实用新型用于水平关节机器人传动模块的连接机构的配合机构的剖视图。
[0013]图4为本实用新型用于水平关节机器人传动模块的连接机构的轴承的安装结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
[0015]如图1至图4所示，一种用于水平关节机器人传动模块的连接机构，包括相互连接的第一传动机构和第二传动机构，第一传动机构包括滚珠丝杆6、第一同步驱动机构和第一驱动装置，第二传动机构包括滚珠花键4、第二同步驱动机构和第二驱动装置，滚珠丝杆6与滚珠花键4之间通过连接块5相联接，滚珠花键4与连接块5之间设有实现滚珠花键4平移和旋转的配合机构，配合机构包括设于滚珠花键4的轴承定位结构、若干设于轴承定位结构的轴承、设于若干轴承间用于分离轴承的轴承隔环12和设于滚珠花键4端部用于消除轴承游隙的锁紧装置。
[0016]轴承定位结构为环形的轴套14，轴承和轴承隔环12设于轴套14上，轴套14的底端设有用于支撑轴承的凸缘1401，滚珠花键4上设有用于安装轴套14的轴肩；特别的，轴承定位结构可以为轴肩，取消轴套14，轴承直接支撑于轴肩上。轴承为两个滚珠轴承，包括平行设置的第一轴承11和第二轴承13，轴承隔环12设于第一轴承11和第二轴承13之间，并支撑起第一轴承11和第二轴承13的外圈。锁紧装置为锁紧螺母7，锁紧螺母7的下方设有环形的轴承压板10 ;轴承隔环12 —方面可增加第一轴承11和第二轴承13的支撑长度，另一方面可将第一轴承11和第二轴承13的内圈分离，轴承压板10则可利用锁紧螺母7的预紧力顶紧第一轴承11和第二轴承13的内圈，从而消除轴承游隙。
[0017]连接块5的上端还设有环形的轴承盖板9，轴承盖板9通过螺钉901与连接块5固定连接。连接块5的一端固定有丝杆螺母8，滚珠丝杆6穿设于丝杆螺母8内，且滚珠丝杆6的上端设有限位环601。第一驱动装置为固定于基座上的第一伺服电机1，第一同步驱动机构包括设于滚珠丝杆6下端的第一同步带轮和第一同步带，第一同步带连接第一伺服电机I和第一同步带轮，第一伺服电机I通过第一同步带驱动滚珠丝杆6旋转，由于丝杆螺母8与连接块5之间为固定连接，因此丝杆螺母8带动连接块5上下移动，同时，滚珠花键4随之上下平移，实现在高度方向的精确定位。第二驱动装置为固定于基座上的第二伺服电机2，第二同步驱动机构包括设于滚珠花键4下端的第二同步带轮3和第二同步带，第二同步带连接第二伺服电机2和第二同步带轮3，第二伺服电机2通过第二同步带驱动滚珠花键4旋转，由于旋转和上下移动两运动互相独立、互不干涉，故滚珠花键4的移动和旋转运动得以实现。
[0018]以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种用于水平关节机器人传动模块的连接机构，包括相互连接的第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构包括滚珠丝杆、第一同步驱动机构和第一驱动装置，所述第二传动机构包括滚珠花键、第二同步驱动机构和第二驱动装置，所述滚珠丝杆与所述滚珠花键之间通过连接块相联接，所述滚珠花键与所述连接块之间设有实现所述滚珠花键平移和旋转的配合机构，其特征在于:所述配合机构包括设于所述滚珠花键的轴承定位结构、若干设于所述轴承定位结构的轴承、设于若干所述轴承间用于分离所述轴承的轴承隔环和设于所述滚珠花键端部用于消除轴承游隙的锁紧装置。
2.如权利要求1所述的用于水平关节机器人传动模块的连接机构，其特征在于:所述轴承定位结构为环形的轴套，所述轴承和所述轴承隔环设于所述轴套上，所述轴套的底端设有用于支撑所述轴承的凸缘，所述滚珠花键上设有用于安装所述轴套的轴肩。
3.如权利要求2所述的用于水平关节机器人传动模块的连接机构，其特征在于:所述轴承定位结构为所述轴肩，所述轴承支撑于所述轴肩上。
4.如权利要求1所述的用于水平关节机器人传动模块的连接机构，其特征在于:所述轴承有两个，所述轴承隔环设于两者之间并支撑起所述轴承的外圈。
5.如权利要求1所述的用于水平关节机器人传动模块的连接机构，其特征在于:所述锁紧装置为锁紧螺母，所述锁紧螺母的下方设有环形的轴承压板，所述轴承压板利用所述锁紧螺母的预紧力顶紧所述轴承的内圈。
6.如权利要求1所述的用于水平关节机器人传动模块的连接机构，其特征在于:所述连接块的上端还设有环形的轴承盖板，所述轴承盖板通过螺钉与所述连接块固定连接。
7.如权利要求1所述的用于水平关节机器人传动模块的连接机构，其特征在于:所述第一驱动装置为第一伺服电机，所述第一同步驱动机构包括设于所述滚珠丝杆下端的第一同步带轮和第一同步带，所述第一同步带连接所述第一伺服电机和所述第一同步带轮。
8.如权利要求1所述的用于水平关节机器人传动模块的连接机构，其特征在于:所述第二驱动装置为第二伺服电机，所述第二同步驱动机构包括设于所述滚珠花键下端的第二同步带轮和第二同步带，所述第二同步带连接所述第二伺服电机和所述第二同步带轮。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于水平关节机器人传动模块的连接机构，属于工业机器人技术领域。它包括相互连接的第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构包括滚珠丝杆、第一同步驱动机构和第一驱动装置，所述第二传动机构包括滚珠花键、第二同步驱动机构和第二驱动装置，所述滚珠丝杆与所述滚珠花键之间通过连接块相联接，所述滚珠花键与所述连接块之间设有配合机构，所述配合机构包括设于轴承定位结构、若干轴承、设于若干所述轴承间的轴承隔环和设于所述滚珠花键端部的锁紧装置。本实用新型结构设计紧凑、简单轻化，有效减轻机器人本体的重量及惯量，安装调试简便、运动流畅，且控制精度高。
【IPC分类】B25J9-12, B25J9-08
【公开号】CN204585221
【申请号】CN201520277011
【发明人】吕绍林, 汪炉生, 代飞, 曹俊, 张常森
【申请人】苏州灵猴机器人有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月30日