自润滑机器人关节轴承单元的制作方法

本技术属于轴承润滑，更具体地说，是涉及一种自润滑机器人关节轴承单元。

背景技术：

1、机器人关节是实现机械臂多自由度运动的核心传动部件，而关节轴承的润滑状态直接决定了机器人的运动精度、承载能力及使用寿命。由于机器人关节具有频繁启停、往复摆动、低速重载等工况特点，轴承内部的润滑介质在长期运行后会逐渐氧化变质，且摩擦产生的微小金属磨粒会混入其中形成磨粒磨损。因此，必须对关节轴承进行持续、可靠的润滑维护。

2、目前，针对机器人关节轴承的润滑加注主要存在人工加注和电控自动加注两种方式，在长期的产品研发与客户反馈中发现，两种方式均存在显著的技术缺陷：

3、人工加注方式存在难以精确控制流量和压力的问题。对于未配备自动润滑系统的关节，普遍依赖人工定期使用油枪通过注油嘴加注润滑脂。这种方式存在突出的操作不确定性：操作人员根本难以精确控制加注的流量和压力。人工注油时，压力和流量完全依赖操作者的手感与经验。若加注压力过大或流量过快，润滑腔体内的压力会骤然剧增，极易顶破轴承的密封件（如橡胶油封），导致润滑脂泄漏，不仅污染环境，泄漏的油脂还会吸附外部灰尘加剧磨损；若加注压力不足或流量过小，新注入的油脂无法有效克服内部旧油的阻力，难以渗透至深层摩擦副表面，导致润滑失效。此外，不同型号的关节所需的注油量与耐受压力各不相同，人工操作根本无法实现标准化、定量化的精准匹配，极易因误操作导致关节损坏。

4、电控自动加注方式存在结构复杂、可靠性差的问题。为了减少人工干预，现有技术常采用电控自动润滑系统（如集中润滑泵站或分布式机电润滑器）。这类系统通常需要配置微型电机、齿轮泵、储油腔、电池组、控制电路板以及复杂的传感器网络。然而，将其应用于机器人关节时存在致命缺陷：首先，结构复杂且占用空间大，众多的电气与机械部件不仅增加了关节的轴向尺寸和整体重量，违背了机器人轻量化、紧凑化的设计原则，还大幅推高了制造成本；其次，环境适应性及可靠性差，机器人在运动过程中关节处伴随高频振动与瞬时冲击，电气连接易松动，电路板易损坏，且电池在极限温度下续航骤降，一旦电池耗尽或电路故障，润滑系统即刻瘫痪；最后，复杂的管路和阀门在长期动态应力下极易发生疲劳破损或堵塞，其维护难度反而不亚于人工注油，并未从根本上解决分布式润滑的可靠性难题。

5、综上，现有润滑方案中，人工方案难以精确控制流量与压力，电控方案结构复杂、可靠性差。因此，亟需一种结构简单、无需外接电控动力、且能够由机器人系统精确调控注油量与注入压力的自润滑轴承单元，从轴承产品层面根本性地消除加注维护难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供了一种自润滑机器人关节轴承单元，以至少解决现有技术中存在的电控加注方式结构复杂、可靠性差的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：

3、提供一种自润滑机器人关节轴承单元，包括：

4、基座，具有至少一个轴承安装位；

5、轴承，安装于所述轴承安装位，内孔用于安装关节转轴；

6、润滑组件，具有分别与所述轴承安装位连通的旧油收集口和新油排出口；

7、其中，所述润滑组件包括：

8、弧形油槽，设于所述基座，且弧心轴线与所述轴承的轴线重合；所述弧形油槽的弧形内侧具有内开口；

9、套筒，轴线与所述轴承的轴线重合，并具有周向转动自由度；所述套筒的内径大于所述关节转轴直径，所述套筒的外壁与所述弧形油槽的内侧形成滑动配合，并密封所述弧形油槽的内开口；

10、推油部，滑动设于所述弧形油腔内，并将所述弧形油腔的内腔分隔为吸油腔和注油腔；所述推油部的一端穿过所述弧形油槽的内开口与所述套筒连接，并由所述套筒带动以压缩所述注油腔；所述吸油腔与所述旧油收集口连通，所述注油腔与所述新油排出口连通；

11、注油联动机构，设于所述套筒与所述关节转轴之间并可断开，用于将所述套筒与所述关节转轴锁死或者形成转动传递连接。

12、在某些实施例中，所述基座的外侧设有第一配合面，所述第一配合面环绕所述轴承的轴线，并与所述轴承的转动平面平行；所述配合面设有与所述轴承安装位连通的注油插孔和排油插孔；

13、所述弧形油槽的一侧为与弧心轴线垂直的第二配合面，所述第二配合面设有形成所述旧油收集口的吸油插管以及形成所述新油排出口的注油插管；

14、所述弧形油槽与所述基座连接后，所述第一配合面和所述第二配合面贴合，所述吸油插管与所述排油插孔插接配合，所述注油插管与所述注油插孔插接配合。

15、在某些实施例中，所述弧形油槽与所述基座沿所述弧形油槽的弧心轴方向可拆卸连接；

16、所述注油插孔和所述排油插孔与所述第一配合面垂直设置，且所述注油插孔和所述排油插孔的外端具有第一锥面；

17、所述吸油插管和所述注油插管与所述第二配合面垂直设置，且所述吸油插管和所述注油插管的末端具有第二锥面，且所述吸油插管和所述注油插管的第二锥面外周环绕密封圈；所述第二锥面与所述第一锥面相贴合。

18、在某些实施例中，所述注油联动机构包括：

19、驱动齿轮，同轴设于所述套筒的一端；所述驱动齿轮位于所述弧形油槽在弧心轴方向的一侧；

20、动力齿轮，同轴设于所述关节转轴，所述动力齿轮与所述驱动齿轮位于所述弧形油槽的同一侧；

21、径向滑动机构，设于所述弧形油槽的弧形缺口处，具有沿所述轴承的径向滑动的活动部；

22、同步双齿轮，转动设于所述活动部，且小齿轮与所述动力齿轮啮合，大齿轮与所述驱动齿轮啮合；

23、所述同步双齿轮跟随所述活动部滑动，以使同时与所述动力齿轮和所述驱动齿轮啮合或分离。

24、在某些实施例中，所述径向滑动机构包括：

25、径向滑槽，设于所述弧形油槽的弧形缺口处，并沿所述轴承的径向设置；

26、滑块，滑动设于所述径向滑槽内，形成所述活动部；

27、弹簧，设于所述径向滑槽内，并位于所述滑块靠近所述轴承轴线的一侧，并将所述滑块向远离所述轴承轴线的方向推动，以使所述同步双齿轮与所述动力齿轮和所述驱动齿轮分离；

28、手拧螺丝，螺纹连接于所述径向滑槽远离所述轴承轴线的侧壁，且螺杆端部与所述滑块相抵，以推动所述滑块向靠近所述轴承轴线的方向滑动，并使所述同步双齿轮与所述动力齿轮和所述驱动齿轮同时啮合。

29、在某些实施例中，所述弧形油槽包括：

30、环形主体，具有弧形腔，且所述弧形腔在弧心轴方向的一侧形成侧开口；所述主体位于所述弧形腔两端之间的部分设置所述径向滑槽，所述径向滑槽的开口方向与所述弧形腔的侧开口相同；

31、端盖，封盖所述弧形腔的侧开口以及所述径向滑槽的开口。

32、在某些实施例中，所述径向滑动机构还包括：

33、导槽，设于所述端盖的外侧，并与所述径向滑槽平行设置；所述导槽底部设有贯穿所述端盖的槽底孔，所述槽底孔与所述滑块相对；

34、导向块，滑动设于所述导槽内；所述导向块通过所述槽底孔与所述滑块连接，并共同形成所述活动部；所述同步双齿轮转动设于所述导向块。

35、在某些实施例中，所述端盖外侧还设有制动机构，所述制动机构包括：

36、滑移轴，设于所述导向块，并跟随所述导向块移动；

37、制动杆，摆动设于所述端盖外侧，且中部与所述端盖铰接，一端形成与所述驱动齿轮制动接触的摩擦头，另一端设有沿自身轴向的长条滑孔；

38、所述制动杆的端部通过所述长条滑孔套设于所述滑移轴，且当所述导向块带动所述制动杆靠近所述驱动齿轮时，所述制动杆摆动，使得所述摩擦头与所述驱动齿轮分离。

39、在某些实施例中，所述导向块通过穿过所述槽底孔的螺栓与所述滑块连接。

40、在某些实施例中，所述端盖外侧设有防尘罩，所述防尘罩至少将所述驱动齿轮、所述动力齿轮、所述导槽、所述导向块、所述同步双齿轮罩设在其内。

41、相较于现有技术，本技术实施后具有如下有益效果：

42、摒弃电控元件，从根本上提升系统可靠性：本技术采用纯机械联动结构，无需电池、电机、电路板、传感器等任何电控部件，完全依靠关节转轴自身的旋转运动驱动推油部在弧形油腔内滑动供油；在机器人关节高频往复摆动与瞬时冲击的恶劣工况下，纯机械结构的耐久性与可靠性远优于电控方案，不存在电气连接松动、电路板失效、电池耗尽等故障模式，解决了电控自动加注方案因结构复杂而导致的环境适应性与可靠性差的行业痛点；

43、注油量与注入速度由机器人精确数字化控制：本技术的推油量与套筒的转动角度（决定单次注油量）和转动速度（决定注油速率）直接构成正相关关系；使用时可以通过将套筒与转轴锁死或形成传动连接，从而可以通过机器人控制系统调节关节（即控制安装在轴承内孔的关节转轴）的摆动幅度与摆动频率，即可对注油量和注入压力进行实时、精确的数字化调控，解决了人工注油“量不可控、压不可测、依赖操作经验”的质量不确定性问题，从根本上避免了因注油压力过大顶破密封件导致泄漏、或因注油流量过小无法渗透至摩擦副深层的双重风险，使润滑供给与关节实际运动工况实现自适应匹配；

44、实现新旧油脂的动态置换，避免磨粒二次损伤：本技术通过吸油腔与旧油收集口的配合，在推油部压缩注油腔推送新油的同时，同步扩张吸油腔将含有金属磨粒与老化变质产物的废旧润滑油主动吸出排出；这一“边注新边排旧”的动态置换机制，使轴承摩擦副始终处于新鲜洁净油膜的保护之下，有效避免了磨粒淤积导致的磨粒磨损与异常温升，显著延长了轴承的服役寿命与精度保持期；

45、从轴承层面提供解决方案，推动免维护轴承标准化：本技术将润滑功能直接嵌入轴承单元本体，使润滑功能成为可批量生产的标准化产品而非外挂附件，可在不改变机器人整机结构的前提下对在役机器人进行原位替换升级，面向c端市场的机器人产品提供了真正意义上的“开箱免维护”解决方案。