一种机器人、旋转关节连接结构及其旋转支撑机构的制作方法

本发明涉及机器人关节结构技术领域，特别涉及一种机器人、旋转关节连接结构及其旋转支撑机构。

背景技术：

由于角接触轴承能承受径向载荷，并具有良好的旋转精度；因此，目前在机器人旋转关节处通常采用角接触球轴承结构。

但这种结构通常需要占用较大空间，由于受到局部空间限制，在维护时显得极为不便，并且对后续的走线也提出了较高要求。

因此，针对上述情况，如何降低旋转支撑结构的空间占用，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种旋转支撑机构，改善了由于空间局促导致的安装、拆卸、走线困难等问题。

本发明还提供了一种应用上述旋转支撑机构的旋转关节连接结构。

本发明还提供了一种应用上述旋转关节连接结构的机器人。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种旋转支撑机构，包括滚针机构和密封圈，所述密封圈的厚度为3-10毫米；

所述滚针机构由轴承外圈、滚针以及轴承支架组成；所述滚针安装在所述轴承外圈的内圆周面；

所述轴承支架的内壁为圆周面，外壁包括沿轴向外径依次增大的第一段、第二段和第三段；所述轴承外圈和所述滚针安装在所述第一段上，所述密封 圈安装在所述第二段上进行油封，所述第三段靠近所述第二段的端面用于同所述密封圈轴向限位。

优选的，所述轴承外圈的轴向尺寸和所述第一段的轴向尺寸相等。

优选的，所述密封圈的轴向尺寸和所述第二段的轴向尺寸相等。

一种旋转关节连接结构，包括安装在两关节连接处的电机、减速机、线缆固定架和所述电机的旋转支撑机构，所述旋转支撑机构为上述的旋转支撑机构。

一种机器人，包括多个旋转关节，至少两个所述旋转关节之间设置有旋转关节连接结构，所述旋转关节连接结构为上述的旋转关节连接结构。

优选的，包括第三关节、第二关节和第四关节；所述第三关节的一端安装在所述第二关节中，所述第三关节的另一端与所述第四关节连接，在这两个关节连接处设置有所述旋转关节连接结构。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的旋转支撑机构，与现有技术中的角接触球轴承相比，需要占用的空间(主要体现在径向空间)要小很多，采用此结构能够更大的优化关节内部空间，并且具有良好的互换性，使机器人的维护和接线变得更加方便和快捷。本发明还提供了一种应用上述旋转支撑机构的旋转关节连接结构和机器人，在保证受力要求的情况下，节省关节内部走线空间，具有维护方便，节约成本的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的旋转关节连接结构的结构示意图；

图2为图1中A区域的局部放大视图；

图3为本发明实施例提供的旋转支撑机构的爆炸结构示意图；

图4为本发明实施例提供的旋转支撑机构的装配结构示意图。

其中，1为第三关节；2为第二关节；3为第四关节；4为电机；5为减速机；6为滚针机构，61为无内圈滚针轴承，611为轴承外圈，612为滚针，62为轴承支架；7为线缆固定架；8为密封圈；9为电机法兰。

具体实施方式

本发明公开了一种机器人、旋转关节连接结构及其旋转支撑机构，改善了由于空间局促导致的安装、拆卸、走线困难等问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，图1为本发明实施例提供的旋转关节连接结构的结构示意图；图2为图1中A区域的局部放大视图；图3为本发明实施例提供的旋转支撑机构的爆炸结构示意图；图4为本发明实施例提供的旋转支撑机构的装配结构示意图。

本发明实施例提供的旋转支撑机构，其核心改进点在于，包括滚针机构6和密封圈8，所述密封圈的厚度为3-10毫米，是一种适用于旋转关节的滚针式结构；可以实现更好地密封。

其中，滚针机构6由轴承外圈611、滚针612以及轴承支架62组成；滚针612安装在轴承外圈611的内圆周面，其结构如图3所示；

轴承支架62的内壁为圆周面，外壁包括沿轴向外径依次增大的第一段、第二段和第三段；第一段和第二段外壁均为圆周面；轴承外圈611和滚针612安装在第一段上；具体的轴承外圈611的一端抵在第一段和第二段之间的环形台阶面上，轴承外圈611的另一端可以通过挡圈等方式限位，以实现对其的轴向固定；密封圈8安装在第二段上进行油封，第三段靠近第二段的端面用于同密封圈8轴向限位。

由于之前采用的角接触球轴承尺寸过大，在此处安装线缆时，操作空间十分局促。因此，在本方案中改为滚针式结构。该结构与普通的滚针轴承结 构不同，它并无轴承内圈，而是由轴承外圈611、滚针612以及轴承支架62组成，如图3和图4所示。此结构是在原有的滚针轴承结构基础上，将轴承内圈替换成定制的轴承支架，再配合密封圈进行油封。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的旋转支撑机构，与现有技术中的角接触球轴承相比，需要占用的空间(主要体现在径向空间)要小很多，采用此结构能够更大的优化关节内部空间，并且具有良好的互换性，使机器人的维护和接线变得更加方便和快捷。

作为优选，滚针612可以是通过保持架安装在外圈611内。

第一段的外圆周面直接作为滚针轴承的内滚动表面。为了进一步优化上述的技术方案，轴承外圈611的轴向尺寸和第一段的轴向尺寸相等，即两者等宽，保证了滚动配合的充分接触。

类似的，密封圈8的轴向尺寸和第二段的轴向尺寸相等。第三段靠近第二段的端面与密封圈8的一个端面相抵进行限位固定，密封圈8的另一个端面抵住无内圈滚针轴承61进行油封。在本方案提供的具体实施例中，第三段远离第二段的端面可以同第三关节1的内壁相抵进行限位固定，或者第三段同第三关节1的内壁卡装配合(比如通过在第三段的外周面上设置环形凹槽或凸起结构)。第二段的轴向尺寸还可以大于密封圈8的轴向尺寸，并借助楔形的紧固件对密封圈8轴向和径向的限位固定。

本发明还提供了一种旋转关节连接结构，包括安装在两关节连接处的电机4、减速机5、线缆固定架7和电机4的旋转支撑机构，其核心改进点在于，旋转支撑机构为如上述的旋转支撑机构。将原有的角接触球轴承改进为滚针式结构，在保证受力要求的情况下，节省关节内部走线空间，具有维护方便，节约成本的特点。

本发明还提供了一种机器人，包括多个旋转关节，至少两个旋转关节之间设置有旋转关节连接结构，其核心改进点在于，旋转关节连接结构为上述的旋转关节连接结构，改善了由于空间局促导致的安装、拆卸、走线困难等问题。

在本方案提供的具体实施例中，机器人包括第三关节1、第二关节2和第四关节3(在这里上述关节均为铸件)；其中，第三关节2的一端安装在第二关节2中，第三关节2的另一端与第四关节3连接，在这两个关节连接处设置有上述旋转关节连接结构，即滚针式结构的旋转支撑机构。

以二、三关节为例，在两关节连接处安装有电机4、减速机5、滚针机构6、线缆固定架7和密封圈8。如图1所示，在关节连接部位的左端，减速机5通过电机法兰9与电机4连接，电机4上端安装有固定驱控线的线缆固定架7，在关节连接部位的右端，即为改进后的滚针结构。

综上所述，本发明实施例提供的旋转支撑机构，针对现有的角接触球轴承尺寸过大的情况，改为目前的滚针式结构；且该结构与普通的滚针轴承结构不同，它并无轴承内圈，而是由外圈，滚针以及轴承支架组成，此结构是在原有的滚针轴承结构基础上，将轴承内圈替换成定制的轴承支架，再配合密封圈进行油封。采用此结构能够更大的优化关节内部空间，并且具有良好的互换性，使机器人的维护和接线变得更加方便和快捷。本发明还提供了一种应用上述旋转支撑机构的旋转关节连接结构和机器人，在保证受力要求的情况下，节省关节内部走线空间，具有维护方便，节约成本的特点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。