专利名称：一种机器人平衡器联接结构及其装配方法
技术领域：
本发明属于工业机器人技术领域，特别涉及到机器人平衡器联接结构及其装配方法。
背景技术：
工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，因此受到很多企业的欢迎。近年来，国内越来越多的企业和院校都开始合作开发研制工业机器人，国家也在通过投入大量资金和出台各项优惠政策引导国内机器人行业的发展。在机器人研发过程中，平衡器的设计是一个非常的重要环节，其中平衡器转轴是影响平衡器使用寿命最关键的因素。目前机器人的平衡器轴都是通过关节轴承与大臂联接的，大臂与平衡器轴之间可以有一定角度的转动。国外的加工设备精度高、加工工艺先进成熟，因此国外机器人在使用过程中并不存在关节轴承和平衡器轴干涉磨损的问题，而受限于国内较为落后的加工设备和加工工艺，我国自主研发制造的机器人在使用该种联接结构时就会出现关节轴承外圈与平衡器轴磨损的问题。另外，关节轴承的转动角度很难定位，在平衡器装配时很难检测出平衡器轴是否存在蹩劲的现象，因此在实际使用时经常出现平衡器轴因蹩劲现象而磨损严重，影响使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提出一种机器人平衡器联接结构及其装配方法，以提前发现平衡器轴的安装是否存在蹩劲现象，并避免因平衡器轴转动而导致关节轴承与平衡器转轴的磨损，提高平衡器的整体使用寿命。本发明的机器人平衡器联接结构包括大臂、底座、平衡器及安装于平衡器内的平衡器轴，所述平衡器轴的一端伸出平衡器并可沿平衡器轴向运动，所述大臂通过大臂转轴活动安装于底座上，所述平衡器通过平衡器转轴活动安装于底座上，所述大臂转轴与平衡器转轴平行，关键在于所述平衡器轴的端部固定有一个连接关节，所述连接关节内设置有一个滑动轴承，所述滑动轴承、平衡器轴的轴线互相垂直，所述大臂与连接关节通过滑动轴承活动连接。关节轴承由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成，当大臂转动时，关节轴承的内圈会在一定角度范围内作倾斜运动，因此外圈容易与平衡器轴发生干涉，造成磨损。滑动轴承是一个镶嵌石墨的铜套，本身无相对转动，滑动轴承固定到连接关节上，平衡器轴只会绕着滑动轴承的轴线做圆周运动，因此滑动轴承与平衡器轴不会发生干涉。平衡器轴与连接关节的固定方式可以有以下两种1 所述平衡器轴的端部与连接关节焊接固定，该种方式简单、牢固，但是需要将平衡器轴与连接关节提前焊接，因此在生产及库存管理上不够灵活、方便；2、所述连接关节内设置有轴线互相垂直的滑动轴承安装部和螺纹孔，所述平衡器的平衡器轴固定于所述连接关节螺纹孔内，该种方式装配简单，灵活。大臂与 连接关节的固定方式如下大臂的端部设置有连接关节安装孔，所述连接关节的滑动轴承伸入至连接关节安装孔内，滑动轴承与连接关节安装孔通过一个连接轴连接，所述连接轴通过其一端的固定装置轴向限位于大臂。为保证平衡器轴不会出现蹩劲现象，所述大臂转轴、平衡器转轴和连接轴互相平行。这样在大臂的转动过程中，平衡器轴只会受到其轴向方向的力，因此不会出现蹩劲现象。上述机器人平衡器联接结构的装配方法包括下述步骤 A 将平衡器的平衡器轴安装于连接关节螺纹孔内；
B 将大臂通过大臂转轴活动安装于底座上，将平衡器通过平衡器转轴活动安装于底座
上；
C 调整大臂及平衡器的角度，并转动平衡器轴，使连接轴依次穿过大臂的转轴孔和连接关节的滑动轴承，并锁紧连接轴一端的固定装置。理论上，平衡器轴装配到平衡器上后，其轴线与平衡器转轴垂直；平衡器轴因为连接关节的结构限制，保证了平衡器轴与滑动轴承的轴线垂直；同时大臂转轴与平衡器转轴平行，这样大臂转轴、平衡器转轴和连接轴三者之间互相平行。但在实际生产中，零部件加工和装配总会存在一定的误差，有可能会导致滑动轴承与平衡器转轴轴线之间存在平行度误差，但是由于最后的装配步骤是通过连接轴连接大臂和平衡器轴，故所有的加工、装配误差会最终反映在该处装配过程中，如果连接轴能够顺利安装上，则可证明滑动轴承与平衡器转轴之间是的平行度误差是可以满足要求的，不存在蹩劲问题，否则就需要对部件进行检查或维修，这样就保证了不会在以后的实际运行中出现蹩劲现象，保证了平衡器的使用寿命O本发明的机器人平衡器联接结构可靠、实用，其装配方法可直接在装配过程中检测出平衡器轴是否存在蹩劲现象，因此可以避免平衡器转轴的干涉磨损现象。
图1是本发明的机器人平衡器联接结构中平衡器的结构示意图。图2是本发明的机器人平衡器联接结构的整体结构示意图。图3是本发明的机器人平衡器联接结构中连接关节与平衡器轴的连接结构示意图。图4是本发明的机器人平衡器联接结构中大臂、滑动轴承和平衡器轴的连接结构局部剖视图。图中标识1、大臂 2、底座 3、平衡器 4、平衡器轴 5、大臂转轴
6、平衡器转轴 7、连接关节 8、滑动轴承 9、螺纹孔 10、连接关节安装孔 11、连接轴 12、连接轴的固定装置 13、平衡器筒 14、导套 15、弹簧 16、弹簧座 17、平衡器盖 18、锁紧螺母。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1
如图1所示，平衡器3包括由平衡器筒13、平衡器盖17组成的腔体结构，其内部安装有用于限位平衡器轴4运动的导套14、用于提供反作用力的的弹簧15、用于限位弹簧的弹簧座16，其中平衡器轴4的一端通过锁紧螺母18与弹簧座固定，以使平衡器轴的轴向运动能够带动弹簧15压缩，平衡器轴4的另一端与连接关节7连接。 如图2、3、4所示，本实施例的机器人平衡器联接结构包括大臂1、底座2、平衡器3 及安装于平衡器内的平衡器轴4，平衡器轴4的一端伸出平衡器3并可沿平衡器3轴向运动，大臂1通过大臂转轴5活动安装于底座2上，平衡器3通过平衡器转轴6活动安装于底座2上，大臂转轴5与平衡器转轴6平行，平衡器轴4的端部固定有一个连接关节7，连接关节7内设置有轴线互相垂直的滑动轴承8和螺纹孔9，所述平衡器的平衡器轴4固定于螺纹孔9内；大臂1的端部设置有连接关节安装孔10，连接关节7的滑动轴承8安装至连接关节安装孔10内，滑动轴承8与连接关节安装孔10通过一个连接轴11连接，连接轴11与平衡器轴4的轴线互相垂直，连接轴11通过其一端的固定装置12轴向限位于大臂1，固定装置12是连接轴11的法兰盘。上述机器人平衡器联接结构的装配方法包括下述步骤
A 将平衡器的平衡器轴4安装于连接关节7上的螺纹孔9内并固定； B 将大臂1通过大臂转轴5活动安装于底座2上，将平衡器3通过平衡器转轴6活动安装于底座2上；
C 使大臂1处于竖直状态，然后再调整平衡器3的角度，并转动平衡器轴4，使连接轴 11依次穿过大臂的连接关节安装孔10和连接关节7的滑动轴承8，并用螺钉锁紧连接轴11 一端的固定装置12。机器人平衡器3是安装在机器人大臂1和底座2之间的平衡装置，机器人第二轴运动时，通过大臂1带动平衡器轴4做往复活塞运动，使平衡器4内的弹簧15被压缩，从而提供反作用力，减轻第二轴电机上的负载。机器人第二轴在零位(即大臂1处于竖直状态) 时，要求大臂转轴5、平衡器转轴6和连接轴11的轴线必须相互平行且位于同一平面A-A 内，并同时要求平衡器轴4的轴线和连接轴11垂直，这样才不会出现蹩劲现象。理论上，平衡器轴4装配到平衡器3上后，其轴线与平衡器转轴6垂直；平衡器轴 4因为连接关节7的结构限制，保证了平衡器轴4与滑动轴承8的轴线垂直；同时大臂转轴 5与平衡器转轴6平行，这样大臂转轴5、平衡器转轴6和连接轴11三者之间互相平行。在实际生产中，零部件加工和装配总会存在一定的误差，有可能会导致滑动轴承8与平衡器转轴6轴线之间存在平行度误差，但是由于最后的装配步骤是通过连接轴11连接大臂1和平衡器轴4，故所有的加工、装配误差会最终反映在该处装配过程中，如果连接轴11能够顺利安装上，则可证明滑动轴承8与平衡器转轴6之间的平行度误差是可以满足要求的，不存在蹩劲问题，否则就需要对部件进行检查或维修，这样就保证了不会在以后的实际运行中出现蹩劲现象，保证了平衡器3的使用寿命。
权利要求
1.一种机器人平衡器联接结构，包括大臂、底座、平衡器及安装于平衡器内的平衡器轴，所述平衡器轴的一端伸出平衡器并可沿平衡器轴向运动，所述大臂通过大臂转轴活动安装于底座上，所述平衡器通过平衡器转轴活动安装于底座上，所述大臂转轴与平衡器转轴平行，其特征在于所述平衡器轴的端部固定有一个连接关节，所述连接关节内设置有一个滑动轴承，所述滑动轴承、平衡器轴的轴线互相垂直，所述大臂与连接关节通过滑动轴承活动连接。
2.根据权利要求1所述的机器人平衡器联接结构，其特征在于所述平衡器轴的端部与连接关节焊接固定。
3.根据权利要求1所述的机器人平衡器联接结构，其特征在于所述连接关节内设置有轴线互相垂直的滑动轴承安装部和螺纹孔，所述平衡器的平衡器轴固定于所述连接关节螺纹孔内。
4.根据权利要求1或2或3所述的机器人平衡器联接结构，其特征在于所述大臂的端部设置有连接关节安装孔，所述连接关节的滑动轴承伸入至连接关节安装孔内，滑动轴承与连接关节安装孔通过一个连接轴连接，所述连接轴通过其一端的固定装置轴向限位于大臂。
5.根据权利要求4所述的机器人平衡器联接结构，其特征在于所述大臂转轴、平衡器转轴和连接轴互相平行。
6.根据权利要求5所述的机器人平衡器联接结构的装配方法，其特征在于包括下述步骤A 将平衡器的平衡器轴安装于连接关节螺纹孔内；B 将大臂通过大臂转轴活动安装于底座上，将平衡器通过平衡器转轴活动安装于底座上；C 调整大臂及平衡器的角度，并转动平衡器轴，使连接轴依次穿过大臂的转轴孔和连接关节的滑动轴承，并锁紧连接轴一端的固定装置。
7.根据权利要求6所述的机器人平衡器联接结构的装配方法，其特征在于所述C步骤中，使大臂处于竖直状态，然后再调整平衡器的角度及安装连接轴。
全文摘要
本发明提出了一种机器人平衡器联接结构及其装配方法，该机器人平衡器联接结构包括大臂、底座、平衡器及安装于平衡器内的平衡器轴，所述平衡器轴的一端伸出平衡器并可沿平衡器轴向运动，所述大臂通过大臂转轴活动安装于底座上，所述平衡器通过平衡器转轴活动安装于底座上，所述大臂转轴与平衡器转轴平行，关键在于所述平衡器轴的端部固定有一个连接关节，所述连接关节内设置有一个滑动轴承，所述滑动轴承、平衡器轴的轴线互相垂直，所述大臂与连接关节通过滑动轴承活动连接。本发明的机器人平衡器联接结构可靠、实用，其装配方法可直接在装配过程中检测出平衡器轴的安装是否存在蹩劲现象，因此可以避免平衡器转轴的干涉磨损现象。
文档编号B25J17/00GK102161206SQ201010611600
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者吕健, 沈银龙, 王杰高, 胡国栋, 许礼进 申请人:奇瑞汽车股份有限公司