关节组件和工业机器人的制作方法

本技术涉及机器人，具体而言，涉及一种关节组件和工业机器人。

背景技术：

1、关节组件作为工业机器人的核心传动部件，其刚性直接决定了整机性能的优劣。为提高关节刚性，多采用双支撑结构，即在主动力传动部件的对侧增设一个辅助支撑组件。

2、在相关技术中，辅助支撑组件与关节的固定侧和运动侧结构之间的连接牢固性不足，是一个长期存在的技术瓶颈。目前普遍采用的连接方式难以在组件间实现理想的无间隙紧密连接，导致连接界面存在间隙或连接刚性有限。当关节在高速、高负载工况下运行时，巨大的力矩和交变应力会作用于此薄弱环节，使得辅助支撑组件与其连接的结构件之间产生微小的相对位移或松动。这种运动不仅使得辅助支撑组件无法有效地分担载荷，从而导致主动力传动部件负担过重，影响其使用寿命，而且，严重削弱了双支撑结构本应提供的约束效果，导致关节组件在受力时的变形增大，使得关节组件的整体刚性显著降低。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本实用新型的第一方面提出一种关节组件。

3、本实用新型的第二方面提出了一种工业机器人。

4、有鉴于此，本实用新型第一方面提供了一种关节组件，用于工业机器人，关节组件包括：基座、转动件、减速机、支撑组件、第一紧固件和第二紧固件。转动件能够相对基座转动；减速机设置于基座，转动件的一侧与减速机的输出部连接；支撑组件位于转动件的另一侧，支撑组件包括第一连接部和第二连接部，第一连接部与第二连接部转动连接；第一连接部通过第一紧固件与基座连接；第二连接部通过第二紧固件与转动件连接。

5、本实用新型提出了一种用于工业机器人的关节组件。关节组件主要由基座、转动件、减速机、支撑组件、第一紧固件和第二紧固件构成。基座是关节组件的固定基础部件，可以理解的是，基座是关节组件中的一个结构件，在关节组件工作时，基座保持相对静止，因此构成关节组件的固定侧。基座可以与工业机器人的上一级的臂杆、机身或转动底座连接。转动件是关节的运动输出部件，转动件可绕旋转轴线相对于基座进行转动，从而构成关节组件的转动侧，用于驱动下一级臂杆或末端执行器。在关节组件的工作过程中，基座与转动件分别作为动力传递路径的起点和终点。

6、在关节组件中，减速机作为传动部件，减速机的静止部分设置于基座上。转动件的一侧则与减速机的输出部，即动力输出部分直接连接。在工作过程中，外部动力源驱动减速机的输入轴旋转，经减速机内部传动机构减速增矩后，由其输出部将动力传递给与之固连的转动件，从而驱动转动件相对于基座转动。

7、支撑组件布置在转动件远离减速机的另一侧，支撑组件包括可相对转动的第一连接部和第二连接部。本实用新型的关键改进在于连接方式的革新。具体而言，支撑组件的第一连接部通过第一紧固件与基座直接连接，同时，支撑组件的第二连接部通过第二紧固件与转动件直接连接。这种连接方式摒弃了相关技术中的配合连接，利用紧固件提供的预紧力实现了支撑组件与关节两侧结构件的刚性固连。

8、在相关技术中，双支撑关节的辅助支撑组件与相邻结构件之间多采用间隙配合或过渡配合等传统连接方式。这种连接本质上无法实现完全的刚性结合，界面处存在间隙，导致连接刚性不足。当关节组件承受负载运动时，支撑组件与基座及转动件之间会产生微小的相对运动，这不仅使辅助支撑无法有效分担载荷，加重了减速机的负担，更严重削弱了关节组件的整体约束能力，导致关节组件在受力时发生较大变形，刚性显著降低。

9、为解决上述连接刚性不足的核心问题，本实用新型摒弃了依赖配合公差实现连接的思路，通过紧固件的锁紧作用，主动施加预紧力，迫使支撑组件与两侧结构件之间形成面面接触的刚性耦合。具体而言，对于支撑组件与基座的连接，第一紧固件对第一连接部施加预紧力，此预紧力将第一连接部的端面牢牢压紧在基座的对应配合面上，使两个接触表面之间产生巨大的静摩擦力，从而约束了它们的相对运动趋势，这使得第一连接部与基座在力学行为上成为一个连续的整体，可以同步转动。

10、对于支撑组件与转动件的连接，第二紧固件提供的预紧力将第二连接部的端面紧密压合在转动件的配合面上。这种基于预压的连接方式，同样实现了第二连接部与转动件的固定，消除了位移。

11、在工作状态下，当减速机驱动转动件旋转时，载荷和力矩通过转动件传递至第二连接部。由于第二连接部与转动件已刚性固联，载荷被直接且无延迟地导入整个支撑组件。随后，载荷通过支撑组件内部的转动副传递至第一连接部，并最终通过其与基座的刚性连接扩散到基座中。支撑组件能够及时响应并承受载荷，与减速机协同工作，共同抵抗使转动件相对于基座发生扭转的力矩，从而构成了一个真正意义上的高刚性双支撑结构。基于主动预紧的刚性连接，彻底消除了因连接界面微观滑移所导致的刚性损失。

12、综上所述，本实用新型所提出的关节组件，通过第一紧固件与第二紧固件施加的预紧力，分别将支撑组件的第一连接部与基座、第二连接部与转动件刚性连接，消除了传统配合连接中存在的间隙。使得支撑组件能够作为一个高效的力传递路径，在关节组件承受负载时，可以即时、有效地分担作用在转动件上的大部分弯矩和径向力。显著降低了这些非中心载荷对减速机输出部位的负担，从而有助于延长作为关键传动部件的减速机的使用寿命。

13、其次，支撑组件通过紧固件实现与关节两侧结构件的紧固连接，增强了关节组件作为一个整体的抗变形能力。具体而言，第一连接部与基座的紧固连接、第二连接部与转动件的紧固连接，使得支撑组件、基座与转动件之间形成了一个紧密的刚性框架。当减速机驱动转动件时，此刚性框架能有效抵抗扭转力矩，从而直接提升了关节组件围绕其轴线的扭转刚性以及整体的结构稳定性。

14、此外，基于预紧力的刚性连接方式，从根本上杜绝了支撑组件的连接部与基座或转动件之间因存在配合间隙而产生微观相对运动的可能性。因此，完全避免了由此类微动所导致的连接界面磨损、以及因磨损和碰撞产生的异响问题。这不仅提升了关节组件运行的平稳性与静谧性，更确保了其动力传递的连贯性与可靠性，从而提高了整个关节组件的长期使用可靠性。

15、在本实用新型的一些技术方案中，可选地，第一连接部设置有第一通孔，基座设置有第一螺纹孔，第一螺纹孔与第一通孔相对应，第一紧固件穿设于第一通孔，并与第一螺纹孔旋合。

16、在本实用新型的一些技术方案中，可选地，第二连接部设置有第二通孔，转动件设置有第二螺纹孔，第二螺纹孔与第二通孔相对应，第二紧固件穿设于第二通孔，并与第二螺纹孔旋合。

17、在本实用新型的一些技术方案中，可选地，沿第一连接部的轴向，第一连接部具有第一端，第一连接部的第一端凸出于基座的边缘，关节组件还包括：第一垫片，第一垫片的一部分位于第一连接部的第一端；第一紧固件穿设于第一垫片的另一部分，并与基座连接，以使第一垫片的一部分与第一连接部的第一端抵接。

18、在本实用新型的一些技术方案中，可选地，沿第二连接部的轴向，第二连接部具有第二端，第二连接部的第二端凸出于转动件的边缘，关节组件还包括：第二垫片，第二垫片的一部分位于第二连接部的第二端；第二紧固件穿设于第二垫片的另一部分，并与转动件连接，以使第二垫片的一部分与第二连接部的第二端抵接。

19、在本实用新型的一些技术方案中，可选地，减速机还包括：机体，与基座连接，输出部与机体转动连接。

20、在本实用新型的一些技术方案中，可选地，基座包括基体、第一延伸部和第二延伸部；第一延伸部设置于基体；第二延伸部设置于基体，第二延伸部与第一延伸部之间形成安装空间，转动件的至少部分位于安装空间内；减速机设置于第一延伸部；第二连接部设置于第二延伸部。

21、在本实用新型的一些技术方案中，可选地，第一延伸部设置有第一安装孔，减速机设置于第一安装孔；第二延伸部上设置有第二安装孔，第一连接部与第二安装孔连接。

22、在本实用新型的一些技术方案中，可选地，转动件的一侧设置有第一安装部，减速机的输出部与第一安装部连接；转动件的另一侧设置有第二安装部，第二连接部与第二安装部连接。

23、根据本实用新型的第二方面，本实用新型提出了一种工业机器人，包括如上述任一技术方案中的关节组件。

24、本实用新型第二方面提出的工业机器人，因包括如上述任一技术方案中的关节组件，因此具有上述任一技术方案中的关节组件的全部有益效果。

25、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。