一种协作机械臂输出轴安装座的制作方法

本实用新型属于协作机械臂技术领域，具体涉及一种协作机械臂输出轴安装座。

背景技术：

机械臂是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配,安全防爆等领域得到广泛应用；随着机械臂的伸入研发，其结构和精度均得到极大的改善，已不仅仅在目前的领域应用，还拓展至诸多直接辅助人进行操作的技术领域，甚至能部分代替人的工作，在诸多工业领域，包括敏感环境和复杂环境，协作机械臂的运用能够保护人员、保证生产质量、提高效率和减少设备损坏。例如在AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)技术领域，协作机械臂能够与AGV配合使用，参与生产自动化的各项工序，例如码垛、分拣、视觉检查等。

当下的协作机械臂要求速度、刚性、工作半径、负荷、定位精度等指标尽可能达到更高的标准，从而能够参与更多领域的工作。协作机械臂一般包括多个工作轴和工作臂，通过相互配合实现多个自由度的协调运转，达到精确控制方向的目的，最终实现操作指令动作。机械臂的每个工作轴和工作臂，均通过安装座进行安装连接和固定，安装座为工作轴和工作臂提供可靠的受力点，才能使工作臂和工作轴稳定可靠地工作。

因此，在本领域为了提高协作机械臂的工作可靠性，对于转轴安装座的要求颇高，需要提出更为合理的技术方案，使得安装座符合需求。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种协作机械臂输出轴安装座，用于内置驱动电机和齿轮传动机构，旨在通过安装座对电机和传动机构进行固定，对输出轴提供输出控制。

为了实现上述效果，本实用新型所采用的技术方案为：

一种协作机械臂输出轴安装座，包括U形的基体件，基体件的上方开口处连接拱形的顶板，顶板与基体件两个竖直的侧板连接固定；基体件的前端口与顶板的前端口共面，该面上设有前竖板，前竖板的下部形状为U形并封闭基体件的前端口，前竖板的上部形状为弧形并封闭顶板的前端口，前竖板的上部设有第一轴孔；基体件的后端口处还设有后竖板，后竖板为方形，且后竖板上设有与第一轴孔同轴的第二轴孔，还设有用于连接电机的第三轴孔和第四轴孔。

进一步的，对上述方案进行优化，所述的顶板包括两个L形的连接板和一个圆弧板，圆弧板的两边缘分别与连接板固定连接，连接板与基体件的侧板连接固定。具体的，L形板的竖直部连接至圆弧板，L形板的水平部与基体件连接固定，具体可通过螺栓将L形板与基体件连接。

进一步的，对上述方案进行优化，前竖板的下部与基体件的前端面形状对应相同，并在此处进行紧固连接，具体的连接方式可选用一种优选的方式，即所述基体件前端口的端面设置有螺孔，所述前竖板的下部覆盖上对应设有螺孔，前竖板通过螺栓连接至基体件的前端口。

再进一步，本安装座在具体应用时，前竖板用于支撑输出轴，输出轴从第一轴孔伸出，但输出轴不与电机转轴同轴，故安装座内还将设置齿轮传动机构，前竖板对齿轮传动机构其承托作用；具体的结构为，所述的前竖板的下部设置有圆台结构，圆台结构上设置有与第三轴孔同轴的座孔。座孔与第三轴孔同轴，第三轴孔处的电机转轴连接传动轴后，传动轴的一端可置于该座孔内。

进一步的，输出轴从第一轴孔穿出，要满足输出轴的顺滑转动，也需要使第一轴孔的孔径尽可能小，因此对上述技术方案进行优化，所述的第一轴孔包括同轴设置的第一级孔和第二级孔，所述第一级孔的孔径大于第二级孔，且第一级孔靠近后竖板，第二级孔远离后竖板。具体安装时，输出轴的外径略小于第二级孔的孔径，第一级孔内设置轴承，输出轴依次穿过轴承内圈和第二级孔，即可实现在满足输出轴顺滑转动的同时，还能减少第一轴孔展露出来的孔径，这样设置的好处时，减少了安装座的暴露空间，增加了安装座内部空间的隐秘性，可避免杂质轻易进入，可保护轴承，也有利于保持安装座内部的清洁和零部件安全。

进一步的，对上述技术方案进行优化，所述的后竖板位于基体件的开口内，后竖板的两个竖直侧表面分别与基体件的内侧面贴合，后竖板的底表面与基体件的内底面贴合，后竖板与基体件相贴合的面通过螺栓紧固连接。

再进一步，对上述方案进行优化，为了便于检视，所述的后竖板的底表面处设置有凹槽。进入安装座内部的杂物可通过该凹槽直接清除，无需拆卸打开安装座，不对内部零部件的配合连接造成影响，保持了安装座内零部件配合的稳定可靠。

进一步的，整个安装座在具体使用时，需要连接至机械臂，基体件用于承托内部零部件，同时与机械臂连接。故所述的基体件的底部设有用于连接至外部构件的连接孔。连接孔可在底部按照行列设置，也可按照圆周设置，根据具体的安装结构可有多种设置方案。

再进一步，所述的输出轴的端部伸入第二轴孔，并在第二轴孔内转动，为了进一步提高输出轴的转动平稳性，对上述技术方案进行优化，处所述的第二轴孔的周边按圆周均匀设置有通孔。通过可用于连接法兰、轴套等结构，辅助固定输出轴。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型结构简单，制造容易，实用性强。

2.本实用新型通过设置前竖板和后竖板，对电机、输出轴进行稳定，当电机运转时保持稳定，可靠性高。

3.本实用新型设置有顶板，顶板的结构与安装座内部设置齿轮传动结构向契合，同时节省了材料，减轻了重量，便于减轻低位电机的负担。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本实用新型的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型另一视角的整体结构示意图。

图3是本实用新型的分解结构示意图。

图4是基体件的结构示意图。

图5是顶板的结构示意图。

图6是前竖板的结构示意图。

图7是后竖板的结构示意图。

图中：1-基体件；101-连接孔；2-前竖板；201-第一轴孔；202-圆台结构；203-座孔；3-顶板；301-圆弧板；302-连接板；4-后竖板；401-第二轴孔；402-第三轴孔；403-第四轴孔；404-凹槽；405-通孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

实施例1：

如图1～图7所示，本实施例公开了一种协作机械臂输出轴安装座，包括U形的基体件1，基体件的上方开口处连接拱形的顶板3，顶板与基体件两个竖直的侧板连接固定；基体件的前端口与顶板的前端口共面，该面上设有前竖板2，前竖板的下部形状为U形并封闭基体件的前端口，前竖板的上部形状为弧形并封闭顶板的前端口，前竖板的上部设有第一轴孔201；基体件的后端口处还设有后竖板4，后竖板为方形，且后竖板上设有与第一轴孔同轴的第二轴孔401，还设有用于连接电机的第三轴孔402和第四轴孔403。

在本实施例中，安装座的本体为全3D打印的PLA(polylactic acid聚乳酸)材质，具有重量轻，成本低的优点。整个安装座的设计都是考虑到能够采用3D打印考虑的，在某些受力较大的部位，对3D零部件进行了补强设计，而在一些可以减重的部位，尽量的降低了材质的厚度等参数。

对上述方案进行优化，所述的顶板包括两个L形的连接板302和一个圆弧板301，圆弧板的两边缘分别与连接板固定连接，连接板与基体件的侧板连接固定。具体的，L形板的竖直部连接至圆弧板，L形板的水平部与基体件连接固定，具体可通过螺栓将L形板与基体件连接。

对上述方案进行优化，前竖板的下部与基体件的前端面形状对应相同，并在此处进行紧固连接，具体的连接方式可选用一种优选的方式，即所述基体件前端口的端面设置有螺孔，所述前竖板的下部覆盖上对应设有螺孔，前竖板通过螺栓连接至基体件的前端口。

本安装座在具体应用时，前竖板用于支撑输出轴，输出轴从第一轴孔伸出，但输出轴不与电机转轴同轴，故安装座内还将设置齿轮传动机构，前竖板对齿轮传动机构其承托作用；具体的结构为，所述的前竖板的下部设置有圆台结构202，圆台结构上设置有与第三轴孔同轴的座孔203。座孔与第三轴孔同轴，第三轴孔处的电机转轴连接传动轴后，传动轴的一端可置于该座孔内。

在本实施例中，安装座上连接一个电机，输出轴为单根输出轴，并向外提供一个自由度的控制输出。故第三轴孔内设置有电机，电机连接传动轴，传动轴与输出轴之间通过齿轮副实现传动。在本实施例中，只设置一根传动轴，故齿轮副为一级传动副，包括一个主动轮和一个从动轮，主动轮设于传动轴上，从动轮设于输出轴上，主动轮与从动轮的传动比大于等于三。

输出轴从第一轴孔穿出，要满足输出轴的顺滑转动，也需要使第一轴孔的孔径尽可能小，因此对上述技术方案进行优化，所述的第一轴孔包括同轴设置的第一级孔和第二级孔，所述第一级孔的孔径大于第二级孔，且第一级孔靠近后竖板，第二级孔远离后竖板。具体安装时，输出轴的外径略小于第二级孔的孔径，第一级孔内设置轴承，输出轴依次穿过轴承内圈和第二级孔，即可实现在满足输出轴顺滑转动的同时，还能减少第一轴孔展露出来的孔径，这样设置的好处时，减少了安装座的暴露空间，增加了安装座内部空间的隐秘性，可避免杂质轻易进入，可保护轴承，也有利于保持安装座内部的清洁和零部件安全。

对上述技术方案进行优化，所述的后竖板位于基体件的开口内，后竖板的两个竖直侧表面分别与基体件的内侧面贴合，后竖板的底表面与基体件的内底面贴合，后竖板与基体件相贴合的面通过螺栓紧固连接。

对上述方案进行优化，为了便于检视，所述的后竖板的底表面处设置有凹槽404。进入安装座内部的杂物可通过该凹槽直接清除，无需拆卸打开安装座，不对内部零部件的配合连接造成影响，保持了安装座内零部件配合的稳定可靠。

整个安装座在具体使用时，需要连接至机械臂，基体件用于承托内部零部件，同时与机械臂连接。故所述的基体件的底部设有用于连接至外部构件的连接孔405。连接孔可在底部按照行列设置，也可按照圆周设置，根据具体的安装结构可有多种设置方案。

所述的输出轴的端部伸入第二轴孔，并在第二轴孔内转动，为了进一步提高输出轴的转动平稳性，对上述技术方案进行优化，处所述的第二轴孔的周边按圆周均匀设置有通孔。通过可用于连接法兰、轴套等结构，辅助固定输出轴。

实施例2：

本实施例公开了一种协作机械臂输出轴安装座，包括U形的基体件，基体件的上方开口处连接拱形的顶板，顶板与基体件两个竖直的侧板连接固定；基体件的前端口与顶板的前端口共面，该面上设有前竖板，前竖板的下部形状为U形并封闭基体件的前端口，前竖板的上部形状为弧形并封闭顶板的前端口，前竖板的上部设有第一轴孔；基体件的后端口处还设有后竖板，后竖板为方形，且后竖板上设有与第一轴孔同轴的第二轴孔，还设有用于连接电机的第三轴孔和第四轴孔。

本实施例采用了与实施例1中不同的技术方案，机体不同之处在于；

本实施例中，所述的安装座应用于设置两个电机的场景，即第三轴孔和第四轴孔内均设置电机，输出轴处采用同轴套接且相对转动的双层输出轴。外层输出轴通过出轮副与一个电机实现传动，该处的传动与实施例1中采用的传动方案相同；内层输出轴与另一个电机实现传动，此处传动采用不同的技术方案，该电机直接连接主动轮，内层输出轴上连接从动轮，主动轮与从动轮直接啮合传动，内层输出轴设置齿轮的位置靠近后竖板，故不需要单独再设置传动轴。

或者，内层输出轴也可采用与实施例1中相同的传动方案，单独设置传动轴并安装传动齿轮副实现传动。采用这种方案，则前竖板上还设置有与第四轴孔对应的座孔。

以上即为本实用新型列举的几种实施方式，但本实用新型不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。