具有误差补偿功能的机械装置的制作方法

本实用新型涉及误差补偿技术领域，特别是涉及一种具有误差补偿功能的机械装置。

背景技术：

目前，在自动化技术领域中，为了提高工作效率和精度，降低人力成本输出，逐渐采用具有自动化功能的机械臂(例如SKARA，六轴机器人等)，再配合视觉系统加装动作执行单元，来实现物料的抓取、分拣，或与其他设备或器件进行对接或对插动作。然而，在机械臂实现工作时，特别是在实现与其他设备或器件的对接或者对插作业时，会必不可免的存在周向方向的对位误差，导致机械臂不能够精准工作，影响使用性能和效率，严重的会发生硬对硬的刚性碰撞导致机械臂受损而影响使用寿命。基于此，如何修正和补偿对接过程中的偏差以及减缓机械臂的硬冲击损伤成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

基于此，本实用新型有必要提供一种具有误差补偿功能的机械装置，能够有效修正和补偿机械臂在对接或对插动作时的对位误差，确保机械臂的使用性能和工作精度，同时也可避免机械手发生硬对硬的刚性碰撞而发生损坏。

其技术方案如下：

一种具有误差补偿功能的机械装置，包括：

第一基座，所述第一基座设有装配体；

第二基座，所述第二基座设有与所述装配体相对的装配孔，所述装配体与所述装配孔嵌套配合，且所述装配体的外周壁与所述装配孔的内孔壁之间配合形成环形间隙，所述第二基座还设有沿周向间隔设置的、并指向所述装配孔的中心方向的至少三个第一安装孔；及

第一误差补偿件，所述第一误差补偿件的数量与所述第一安装孔的数量相 适配，且所述第一误差补偿件一一对应地设置于所述第一安装孔内，所述第一误差补偿件设有第一弹性滚动体，所述第一弹性滚动体与所述装配体抵接配合。

上述具有误差补偿功能的机械装置使用时，通过在第二基座上开设至少三个第一安装孔，并将与第一安装孔的数量适配的第一误差补偿件一一对应地安设到第一安装孔内，之后将第二基座或第一基座安装于机械臂的手臂上，再将第一基座或第二基座安装于机械臂的机械爪上，之后通过装配体与装配孔的嵌套配合来实现第二基座与第一基座的装配连接(完成机械臂组装)。此时，装配体的外周壁与装配孔的内孔壁之间配合形成环形间隙，所有第一误差补偿件的第一弹性滚动体的均与装配体抵接配合，当机械手与其他设备或器件进行对接或对插操作而存在对位误差时，环形间隙可以提供一定的侧移余量，使第二基座与第一基座在X、Y平面的周向范围内可沿任意方向相对移动，从而修正和补偿对位误差值，提高机械臂的使用性能和工作精度。此外，通过第一弹性滚动体的弹性伸缩和自身滚动特性，也可以避免机械手发生硬对硬的刚性碰撞时发生损坏，确保较高的使用寿命和可靠性，同时也能是上、第一基座发生相对侧移时具有高度灵敏性。

下面对技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述装配体设有至少一个第一防转限位部，所述装配孔的内孔壁设有至少一个第二防转限位部，所述第一防转限位部与所述第二防转限位部可挡接配合。因而当安装有被机械装置的机械手需要执行旋转运动时，通过第一防转限位部与第二防转限位部的挡接，可限制第二基座与第一基座发生相对转动，即限制在X、Y平面内的转动自由度，从而达到不影响机械手的转动精度的效果。

在其中一个实施例中，还包括第二误差补偿件，所述第二误差补偿件设有第二弹性滚动体，所述第一基座还包括与所述装配体联接的底座，所述底座设有装配面，所述第二基座设有第一配合部，所述第一配合部向内凹设有第二安装孔，所述第二误差补偿件设置于所述第二安装孔内，所述第二弹性滚动体与所述装配面抵接配合，所述装配面与所述第一配合部之间配合形成第一间隙。因而通过装配面与第一配合部之间形成的第一间隙，可实现机械臂在Z轴方向 的误差补偿和修正，通过第二误差补偿件的第二弹性滚动体与装配面的抵接配合，又可以确保机械臂在对接或对插操作时提供Z轴方向的缓冲和减振作用，确保机械臂的使用安全和可靠。

在其中一个实施例中，还包括挡板，所述第二基座还设有第二配合部，所述第二配合部向内凹设形成容置槽，所述挡板设置于所述装配体上并位于所述容置槽内，且所述挡板与所述容置槽的槽底可限位配合。因而通过将挡板安装在装配体上并使其与容置槽的槽底相互限位配合，可实现第二基座与第一基座的装配固定，避免工作受力时发生脱落。

在其中一个实施例中，所述挡板与所述容置槽的内槽壁之间配合形成第二间隙。如此可避免挡板与容置槽的槽壁抵触，导致第二基座与第一基座之间无法实现侧向移动，而使装置在X、Y平面内的误差补偿功能失效。

在其中一个实施例中，还包括第三误差补偿件，所述第三误差补偿件设有第三弹性滚动体，所述第二基座还设有第三安装孔，所述挡板设有第三配合部，所述第三误差补偿件设置于所述第三安装孔内，所述第三弹性滚动体与所述第三配合部抵接配合，且所述第三配合部与所述容置槽的槽底之间配合形成第三间隙。如此可以使第三误差补偿件与第二误差补偿件形成受力方向相反的缓冲体，使装置在承受Z轴方向的冲击时更加稳固和可靠，确保机械臂具有更优良的缓冲性能；此外，通过第三配合部与容置槽的槽底之间配合形成第三间隙，可避免挡板因与容置槽的槽底发生抵触，导致上、第一基座之间无法实现沿Z轴的伸缩移动，致使装置及使用该装置的机械臂在Z轴方向的缓冲和误差补偿功能失效。

在其中一个实施例中，还包括封盖，所述封盖设置于所述第二配合部上并遮盖所述容置槽和所述挡板。如此可通过封盖阻挡外界的灰层和雨水等侵入装置内部，使装置具有良好的密封性能。

在其中一个实施例中，所述封盖与所述挡板之间配合形成第四间隙。如此可避免安装封盖后，封盖与与挡板形成抵触，限制挡板沿Z轴方向的移动，导致装置及使用该装置的机械臂在Z轴方向的缓冲和误差补偿功能失效。

在其中一个实施例中，还包括第一锁紧件，所述装配体与所述第二基座相 对的一侧设有第一连接孔，所述挡板设有与所述第一连接孔相对的第二连接孔，所述第一锁紧件穿设于所述第一连接孔和所述第二连接孔。如此可实现挡板与装配体的牢固安装，且该连接方式结构简单，装拆方便，有利于降低制造及后期维保成本。

在其中一个实施例中，还包括第二锁紧件，所述第二配合部设有第三连接孔，所述封盖设有与所述第三连接孔相对的第四连接孔，所述第二锁紧件穿设于所述第三连接孔和所述第四连接孔。如此可实现封盖与第二基座的稳固装配，使装置具有可靠的密封性能，且该连接方式结构简单，装拆方便，工作可靠，有利于降低制造及后期的维保成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的具有误差补偿功能的机械装置的装配结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的具有误差补偿功能的机械装置的另一种视角的装配结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的具有误差补偿功能的机械装置的侧视结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的具有误差补偿功能的机械装置的A-A处的剖面图；

图5为本实用新型实施例所述的具有误差补偿功能的机械装置的B-B处的剖面图；

图6为本实用新型实施例所述的具有误差补偿功能的机械装置的爆炸结构示意图。

附图标记说明：

100、第一基座，110、装配体，111、第一防转限位部，112、第一连接孔，120、底座，121、装配面，200、第二基座，210、装配孔，211、第二防转限位部，220、第一安装孔，230、第二安装孔，240、第一配合部，250、第二配合部，251、容置槽，252、第三连接孔，260、第二间隙，270、第三安装孔，300、 环形间隙，400、第一误差补偿件，410、第一弹性滚动体，500、第二误差补偿件，600、第一间隙，700、挡板，710、第三配合部，720、第三间隙，730、第二连接孔，800、第三误差补偿件，900、封盖，910、第四连接孔，900a、第四间隙，1000、第一锁紧件，1100、第二锁紧件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1至图3及图5所示，为本实用新型展示的一种实施例的具有误差补偿功能的机械装置，包括：第一基座100，所述第一基座100设有装配体110；第二基座200，所述第二基座200设有与所述装配体110相对的装配孔210，所述装配体110与所述装配孔210嵌套配合，且所述装配体110的外周壁与所述装配孔210的内孔壁之间配合形成环形间隙300，所述第二基座200还设有沿周向间隔设置的、并指向所述装配孔210的中心方向的至少三个第一安装孔220；及第一误差补偿件400，所述第一误差补偿件400的数量与所述第一安装孔220 的数量相适配，且所述第一误差补偿件400一一对应地设置于所述第一安装孔220内，所述第一误差补偿件400设有第一弹性滚动体410，所述第一弹性滚动体410与所述装配体110抵接配合。

上述具有误差补偿功能的机械装置使用时，通过在第二基座200上开设至少三个第一安装孔220，并将与第一安装孔220的数量适配的第一误差补偿件400一一对应地安设到第一安装孔220内，之后将第二基座200或第一基座100安装于机械臂的手臂上，再将第一基座100或第二基座200安装于机械臂的机械爪上，之后通过装配体110与装配孔210的嵌套配合来实现第二基座200与第一基座100的装配连接(完成机械臂组装)。此时，装配体110的外周壁与装配孔210的内孔壁之间配合形成环形间隙300，所有第一误差补偿件400的第一弹性滚动体410均与装配体110抵接配合，当机械手与其他设备或器件进行对接或对插操作而存在对位误差时，环形间隙300可以提供一定的侧移余量，使第二基座200与第一基座100在X、Y平面的周向范围内可沿任意方向相对移动，从而修正和补偿对位误差值，提高机械臂的使用性能和工作精度。此外，通过第一弹性滚动体410的弹性伸缩和自身滚动特性，也可以避免机械手发生硬对硬的刚性碰撞时发生损坏，确保较高的使用寿命和可靠性，同时也能使第一基座100发生相对侧移时具有高度灵敏性。

需要说明的是，上述第一误差补偿件400可选是滚动弹珠，具体包括一个筒体，筒体的内部安装有弹簧和钢珠，且筒体的一端封闭、另一端设有锥段，锥段的末端具有圆形开口，该圆形开口的直径小于钢珠的直径。此时，弹簧的一端与筒体的封闭端抵接、另一端与钢珠抵接，钢珠被压在圆形开口处并可自由滚动；且钢珠受力时可在弹簧弹力的引导下相对筒体伸缩移动(沿Z轴的正负方向移动)。另一实施方式中，也可不要弹簧提供弹力，位于圆形开口的滚珠本身使用弹性材料制作，通过其自身的形变来补偿误差。

在上述实施例的基础上，第二基座200为圆柱体，圆柱体的中心沿周向挖设有装配孔210，且圆柱体的外周面开设有间隔且沿周向均匀设置的四个第一安装孔220，相应地，滚动弹珠结构的数量也为四个，分别通过螺纹拧入四个第一安装孔220内实现固定。此时，所有滚动弹珠的钢珠均与第一基座100的装配 体110以自然状态抵接，装配体110的外周壁与装配孔210的内孔壁形成均匀的环形腔体。实际制造中，可根据不同需求，灵活改变装配孔210与装配体110的尺寸而得到不同尺寸的环形腔体，从而使本装置具有不同工作性能的误差补偿和修整能力。

请参照图5和图6，在一个实施例中，所述装配体110设有至少一个第一防转限位部111，所述装配孔210的内孔壁设有至少一个第二防转限位部211，所述第一防转限位部111与所述第二防转限位部211可挡接配合。因而当安装有被机械装置的机械手需要执行旋转运动时，通过第一防转限位部111与第二防转限位部211的挡接，可限制第二基座200与第一基座100发生相对转动，即限制在X、Y平面内的转动自由度，从而达到不影响机械手的转动精度的效果。可选的，装配体110为正方体，装配孔210为方形孔，两者嵌套配合形成截面为正方形的环形腔体。第一防转限位部111为正方体的一个侧面，即在本优选的方案中装配体110具有四个第一防转限位部111；方形孔的一面侧壁为第二防转限位部211，即在本优选的方案中装配孔210具有四个第二防撞限位部，如此通过四组一一对应的平面卡接(应当理解环形腔体宽度较小)，可以可靠防止第二基座200相对第一基座100在X、Y平面内的转动，使安装有本装置的机械臂的转动更具刚性，精度更高。

进一步地，还包括挡板700，所述第二基座200还设有第二配合部250，所述第二配合部250向内凹设形成容置槽251，所述挡板700设置于所述装配体110上并位于所述容置槽251内，且所述挡板700与所述容置槽251的槽底可限位配合。因而通过将挡板700安装在装配体110上并使其与容置槽251的槽底相互限位配合，即通过挡板700与容置槽251槽底扣接，可实现第二基座200与第一基座100的装配固定，避免工作受力时发生脱落。此外，还包括第一锁紧件1000，所述装配体110与所述第二基座200相对的一侧设有第一连接112，所述挡板700设有与所述第一连接112相对的第二连接孔730，所述第一锁紧件1000穿设于所述第一连接112和所述第二连接孔730。如此可实现挡板700与装配体110的牢固安装，且该连接方式结构简单，装拆方便，有利于降低制造及后期维保成本。具体的，第一锁紧件1000为沉头螺钉，第一连接112和第二 连接孔730为螺纹孔，通过沉头螺钉与螺纹孔的螺纹连接实现挡板700与正方体(即与第一基座100)的安装固定；进一步优选地，沉头螺钉和螺纹孔的数量均为四个，并呈周向均匀间隔设置，以进一步提高挡板700与第一基座100的连接强度。

如图4至图6所示，另外，还包括第二误差补偿件500，所述第二误差补偿件500设有第二弹性滚动体，所述第一基座100还包括与所述装配体110联接的底座120，所述底座120设有装配面121，所述第二基座200设有第一配合部240，所述第一配合部240向内凹设有第二安装孔230，所述第二误差补偿件500设置于所述第二安装孔230内，所述第二弹性滚动体与所述装配面121抵接配合，所述装配面121与所述第一配合部240之间配合形成第一间隙600。因而通过装配面121与第一配合部240之间形成的第一间隙600，可实现机械臂在Z轴方向的误差补偿和修正，通过第二误差补偿件500的第二弹性滚动体与装配面121的抵接配合，又可以确保机械臂在对接或对插操作时提供Z轴方向的缓冲和减振作用，减轻机械臂的硬冲击损伤，确保机械臂的使用安全和可靠。此外，第二误差补偿件500的结构与上述第一误差补偿件400的结构相同，在此不再赘述。第一基座100的底座120为具有一定厚度的圆柱体，上述正方体(装配体110)一体联接于圆柱体的装配面121的中心。优选的，第二基座200沿周向环绕装配孔210贯穿设置有均匀且间隔设置的四个第二安装孔230，相应地，滚筒弹珠(第二误差补偿件500)的数量也为四个，并分别一一对应地通过螺纹拧入四个第二安装孔230内，此时四个钢珠恰好同时与底座120的装配面121以自然状态接触(即弹簧不受力被压缩)。

进一步地，所述挡板700与所述容置槽251的内槽壁之间配合形成第二间隙260。如此可避免挡板700与容置槽251的槽壁抵触，导致第二基座200与第一基座100之间无法实现侧向移动，而使装置在X、Y平面内的误差补偿功能失效。具体的，第二间隙260也同样为环形腔体，且该环形腔体的尺寸应当不小于装配体110与装配孔210之间的环形间隙300的尺寸，确保不会影响本装置在X、Y平面内的沿任意方向的位移误差补偿。

请参照图5和图6，在上述实施例的基础上，还包括第三误差补偿件800， 所述第三误差补偿件800设有第三弹性滚动体，所述第二基座200还设有第三安装孔270，所述挡板700设有第三配合部710，所述第三误差补偿件800设置于所述第三安装孔270内，所述第三弹性滚动体与所述第三配合部710抵接配合，且所述第三配合部710与所述容置槽251的槽底之间配合形成第三间隙720。如此可以使第三误差补偿件800与第二误差补偿件500形成受力方向相反的缓冲体，使装置在承受Z轴方向的冲击时更加稳固和可靠，确保机械臂具有更优良的缓冲性能；此外，通过第三配合部710与容置槽251的槽底之间配合形成第三间隙720，可避免挡板700因与容置槽251的槽底发生抵触，导致上、第一基座100之间无法实现沿Z轴的伸缩移动，致使装置及使用该装置的机械臂在Z轴方向的缓冲和误差补偿功能失效。

具体的，第三误差补偿件800的结构与上述第一误差补偿件400的结构相同，主要工作部件均为钢珠和与之抵接的具有弹性力的弹簧，在此不再赘述。进一步优选的，第二基座200沿周向环绕装配孔210贯穿设置有均匀且间隔设置的四个第三安装孔270，且四个第三安装孔270与四个第二安装孔230且一一间隔交错布置。相应地，滚筒弹珠(第三误差补偿件800)的数量也为四个，并分别一一对应地通过螺纹拧入四个第三安装孔270内，此时四个钢珠恰好同时与挡板700的第三配合部710以自然状态接触(即弹簧不受力被压缩)。综上，当本装置完成装配后，四个第二误差补偿件500沿Z轴的负方向布置，四个第三误差补偿件800沿Z轴的正方向布置，如此确保装置受到Z轴正负方向的冲击时都具有可靠的弹性缓冲性能，承压能力更高，工作更加可靠。

进一步地，还包括封盖900，所述封盖900设置于所述第二配合部250上并遮盖所述容置槽251和所述挡板700。如此可通过封盖900阻挡外界的灰层和雨水等侵入装置内部，使装置具有良好的密封性能。更进一步地，还包括第二锁紧件1100，所述第二配合部设有第三连接孔252，所述封盖900设有与所述第三连接孔252相对的第四连接孔910，所述第二锁紧件1100穿设于所述第三连接孔252和所述第四连接孔910。如此可实现封盖900与第二基座200的稳固装配，使装置具有可靠的密封性能，且该连接方式结构简单，装拆方便，工作可靠，有利于降低制造及后期的维保成本。具体的，第二锁紧件1100为沉头螺钉， 第三连接孔252和第四连接孔910为螺纹孔，通过沉头螺钉与螺纹孔的螺纹连接实现封盖900与第二基座200的安装固定；进一步优选的，沉头螺钉和螺纹孔的数量均为四个，并呈周向均匀间隔设置，以进一步提高封盖900与第二基座200的连接强度。

更进一步地，所述封盖900与所述挡板700之间配合形成第四间隙900a。如此可避免安装封盖900后，封盖900与与挡板700形成抵触，限制挡板700沿Z轴方向的移动，导致装置及使用该装置的机械臂在Z轴方向的缓冲和误差补偿功能失效。

如图1和图2所示，此外，第一基座100背离装配体110的一侧还预留有便于安装的螺纹孔，封盖900背离挡板700的一侧同样预留有便于安装的螺纹孔，如此可以使本装置无需区分正反面就可以快速、可靠的实现安装使用，大大提高了其适用性能和使用便利性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。