专利名称：机器人横臂、立臂弹簧平衡机构的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种机器人用手臂平衡装置，属于一般构件，可广泛用于各种机器人的手臂平衡。
目前国内外采用的手臂平衡机构有多种，如1，有用曲拐、连杆拉弹簧的平衡装置，2，有用气缸、油缸来平衡手臂重力的平衡装置，3，有用链条、链轮拉弹簧的平衡装置等，作用都是一个，即消除手臂本身产生的重力矩，达到演示轻动化或运动稳定的目的。
但这些装置的缺点是1、曲拐连杆拉弹簧占地大，加工部件多，要求装配精度高，成本高。
2、气缸、油缸平衡装置平衡效果差。
3、链条、链轮拉弹簧的平衡装置，由于链条怕扭，故对安装精度要求高，装配时不易保证，且由于链条抗拉强度也较差，故较容易在工作现场出现链条拉断的现象，造成不必要的伤害事故。
4、国内外大多数机器人，立臂弹簧均装在立臂上，由于弹簧加上装置本身有较大的重量，则加大了立臂弹簧要平衡的重力矩，且运动惯量加大，运动部件不轻巧，结构与零件均加多。
本实用新型的目的是尽可能地减少横、立臂的惯量，并使整个平衡机构结构紧凑占地小，易维修调整，且强度高，外形美观。
本实用新型采用弹簧与钢丝绳、钢丝轮的组合机构平衡立臂与横臂的力矩，使演示轻动化，还可提高机器人系统的稳定性，并且由于采用了钢丝绳轮，使结构紧凑，外形美观。
以下结合附图进一步说明
图1为横臂平衡弹簧装配图图2为立臂平衡弹簧装配图图3为横、立臂平衡弹簧俯视装配图图4为立臂用钢丝轮图5为横臂用钢丝轮图6为横臂用曲拐装配图
图1中1为弹簧母，2为螺杆，3为紧定螺母，4为横臂弹簧，5为曲拐，6为铰接头，7为紧定螺母，8为拉杆(另一端连接到要平衡的横臂尾部)，9为弹簧母，41为长螺柱，42为短螺柱，43为活块，44为钢丝绳。
图2、图3中10为立臂弹簧，Ⅳ为钢丝绳组件，11与27为装在立臂下部的支轴，28为铰接头，26为轴，29为弹簧母，30为调整套，25为垫块，V、Ⅵ均为弹簧支架。
图4中18为压盖，19为立臂钢丝轮，20为套，21为套，22为轴。
图5中23为支轴，24为横臂钢丝轮。
图6中13为垫片，14为小轴，15为挡环，16为垫，17为挡圈。
本实用新型在机器人的立柱上安装两个弹簧支架V和Ⅵ，钢丝绳轮24和19安装在支架V和两端，钢丝绳组件Ⅳ在钢丝绳轮24上绕过，一端与横臂弹簧4相连接，另一端与曲拐5相连，曲拐5的另一端装上拉杆8，去拉动要平衡的横臂后部。钢丝绳组件Ⅳ绕过钢丝绳轮19后，一端与立臂弹簧10相连接，另一端与要平衡的立臂下部的支轴27相铰接(见
图1～图6)。弹簧与要平衡的部件之间的受力体是钢丝绳，而钢丝绳与弹簧的连接方式是，钢丝绳44一端用铅焊方法焊在一个活块43上(见
图1)，装入弹簧母9中后用螺柱42与弹簧母9拧紧固定(见
图1)，钢丝绳与要平衡的部件的连接方式是横臂用钢丝绳的一端与一长螺柱41铅焊连接，长螺柱41拧入曲拐5上装的铰接头6上，长度可以调节，然后用螺母7固定(见
图1)。立臂用钢丝绳的一端与一长螺柱41铅焊连接，长螺柱拧入立臂下部支轴11上的铰接头上(见图3)。横臂与立臂平衡只用一根弹簧，一根拉杆与钢丝绳一个绳轮等，横、立臂弹簧均安装在底座的立轴Ⅶ上(见图3)。弹簧支架V、Ⅵ均装在机器人的立轴Ⅶ上(见
图1、图3)，立轴Ⅶ用双点划线示出。两根弹簧的另一端分别用两根螺杆1拧在弹簧支架Ⅵ上(见图3)。
本实用新型的立臂钢丝绳是缠绕在一个套筒形钢丝轮上，目的是在保证弹簧有足够的运动空间的情况下，让立臂的支轴11的轴长尽可能地短，以减少弹簧力造成的对立臂的扭转力矩。
本实用新型的钢丝绳与弹簧的连接方法如前所述，这样便于钢丝绳的更换与长度调整(靠拧螺柱)，在拧螺柱时，由于弹簧母内的钢丝绳另一端是活块，故可随之转动，不会扭转钢丝绳本身。钢丝绳的铅焊技术在国内外是较先进的，且可靠性高达100％，这样做出的机构因不必用一大堆钢丝绳卡，结构紧凑，外形美观。
权利要求1.一种机器人横臂、立臂平衡机构，由弹簧支架、钢丝绳组件、曲拐、拉杆、铰接头、支轴、立臂弹簧和横臂弹簧等组成，其特征是它的主轴上装有两个弹簧支架，其中一个弹簧支架的两端装有两个钢丝轮，另一弹簧支架上安装两个分别连接横臂与立臂弹簧的螺杆，一个钢丝绳组件绕过一个钢丝轮一端与横臂弹簧相连接，一端与曲拐相连，曲拐的另一端装上拉杆去拉动要平衡的横臂后部；另一钢丝轮组件绕过另一钢丝轮一端与立臂弹簧相连接，另一端与要平衡的立臂下部的支轴相铰接。
2.按照权利要求1所述的机器人立、横臂弹簧平衡机构，其特征在于，所说的钢丝绳组件与弹簧的连接方式是钢丝绳一端用铅焊方法焊在一个活块上，装入弹簧螺母中后用螺柱与弹簧螺母拧紧固定。
3.按照权利要求1所述的机器人立臂、横臂弹簧平衡机构，其特征在于，所说的钢丝轮组件与要平衡的横臂的连接方式是钢丝绳的一端与一长螺柱铅焊连接，长螺柱拧入曲拐上安装的铰接头上，用螺母7固定，其长度可以调节。
4.按照权利要求1或2所述的机器人立臂、横臂平衡机构，其特征在于，所说的钢丝轮组件与要平衡的立臂的连接方式是钢丝绳的一端与一长螺柱铅焊连接，长螺柱拧入立臂下部支轴的铰接头上。
5.按照权利要求1或3所述的机器人立臂、横臂平衡机构，其特征在于，所说的钢丝轮组件与要平衡的立臂的连接方式是钢丝绳的一端与一长螺柱铅焊连接，长螺柱拧入立臂下部支轴的铰接头上。
专利摘要机器人立臂、横臂平衡机构，采用弹簧与钢丝绳、钢丝轮的组合机构平衡立臂与横臂的力矩，使演示轻动化，便于手动演示。当不要求手动轻动化时亦可用以消除机器人横臂与立臂自身的重力作用，使机器人驱动装置只需克服其运动时产生的惯性力，因而提高了机器人系统的稳定性。
文档编号F16H47/00GK2065699SQ8922023
公开日1990年11月14日 申请日期1989年11月30日 优先权日1989年11月30日
发明者罗君平, 袁洪章 申请人:机械电子工业部北京机械工业自动化研究所