一种工业机器人关节连接器装置的制作方法

1.本发明涉及工业机器人领域，尤其涉及一种工业机器人关节连接器装置。


背景技术：

2.在机器人底座和关节连接过程中，关节和底座不仅需要同心，而且有圆周方向位置要求，所以需要首先对底座和关节进行定位，才能保证机器人在连接和夹紧过程中的位置精度，保证机器人在使用过程中的精度，同时提高装配的效率，减轻劳动强度。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种柔性自动定位、高精度、高效的一种工业机器人关节连接器装置。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种工业机器人关节连接器装置，包括基座装置、定位装置、关节，所述定位装置滑动连接基座装置,关节固定连接基座装置，关节滑动连接定位装置；所述基座装置包括基座、肘杆、销子，基座下部具有下法兰,基座上部具有上法兰,基座和上法兰中间具有贯穿的槽,槽上部具有滑槽，基座两侧具有左右对称的两个铰孔,基座、下法兰、上法兰中间具有贯穿的中心孔，上法兰端面具有均匀分布的多个法兰孔，肘杆中间具有肘杆孔,肘杆外侧具有爪，每个铰孔内部通过销子和肘杆孔铰接；所述定位装置包括底座、盖子、定位销、钢球、弹簧、防脱螺栓、夹紧螺栓、堵头，底座中间具有底座轨道,底座轨道两侧各具有一个底座堵头孔,底座轨道内侧具有前后对称的两个底座销孔，底座外侧具有前后对称的两个底座夹紧孔,底座下部具有滑块，盖子中间具有盖子轨道，盖子轨道两侧各具有一个盖子堵头孔,盖子内侧具有前后对称的两个盖子销孔，盖子外侧具有前后对称的两个盖子夹紧孔，每个盖子销孔上部具有一个防脱孔，定位销中间具有防脱槽，每个定位销两侧各具有一个圆头，同侧的底座夹紧孔和盖子夹紧孔对正，并通过夹紧螺栓固定连接在一起，底座和盖子被固定连接，底座轨道和盖子轨道，底座销孔和盖子销孔共同组成一个连通的圆形轨道，底座轨道和盖子轨道组成的圆形轨道中间放置弹簧,弹簧两侧各放置多个钢球，同侧底座销孔和盖子销孔组成的圆孔内滑动连接定位销，每侧的防脱孔螺纹连接防脱螺栓,防脱螺栓下部滑动连接防脱槽，同侧的底座堵头孔和盖子堵头孔组成螺纹孔，每侧的螺纹孔螺纹连接堵头，每侧的滑槽内部滑动连接一个底座，底座外侧卡在爪内部。
5.所述关节下部具有关节法兰,关节法兰端面均匀分布多个关节法兰孔,关节法兰圆周方向均匀分布四个定位孔,关节法兰下部具有轴头,轴头下部具有圆头，轴头插入中心孔中，圆头下部压住两个肘杆中间部位，关节法兰孔下部放置在上法兰上部，法兰孔和关节法兰孔通过螺栓固定连接，每个定位孔内部卡入一个圆头。
6.有益效果：使用本发明时，将轴头对准中心孔，慢慢将轴头插入中心孔中，插入过程中，当关节法兰进入定位装置内部时，圆头底部会接触到两侧肘杆的内侧，随着圆头逐步深入，圆头同时推动两侧的肘杆绕销子转动，肘杆转动，两侧的爪同时往内侧移动，爪推动
同侧的定位装置沿着滑槽往内侧移动，定位装置往内侧移动，四个内侧的圆头会接触到关节法兰外侧，由于两个定位装置对称设置，且同步运动，四个圆头所在圆的圆心和中心孔重合，关节法兰会被推到和中心孔同轴的位置，当关节法兰下部和上法兰上部贴合时，圆头运动到最低点，肘杆内侧被压倒最低点，爪将定位装置推动最内侧，四个圆头卡紧关节法兰外侧，圆头卡紧时，同侧的两个圆头根据受力情况，通过定位装置内部的钢球和弹簧自动调节，达到受力均衡和自动调心的目的，调节时，如果一侧的圆头受力增大，定位销会在底座销孔中往定位装置内部滑动，定位销内侧的圆头推动和其接触的钢球，由于多个钢球互相接触，钢球依次推动，把力和运动传递到弹簧,弹簧再将力和运动传递到另外一侧的钢球，另外一侧的钢球再将力和运动传递到另外一侧的定位销，另外一侧的定位销从定位装置内部往外侧滑动，直到两侧的定位销受力平衡，此时关节法兰会和中心孔处在同心位置，完成轴向定心，轴上定心结束，转动关节法兰，到定位孔和圆头对齐，此时圆头会插入到定位孔中，完成圆周方向的定位，定位结束，法兰孔和关节法兰孔会处于对齐的位置，用螺栓将它们紧固，完成关节和底座的连接。
7.本发明可以实现底座和关节轴向和圆周方向的柔性自动定位，保证机器人在连接和夹紧过程中的位置精度，提高了装配的效率，减轻了劳动强度，定位销在底座销孔和盖子销孔组成的销孔中自由滑动，同时防脱槽又防止防脱槽脱落，使得定位销在受力时自由移动又不会脱落，定位销两侧具有圆头，内侧的圆头和关节法兰接触，使得内侧圆头和关节法兰接触时可以自由滑动，防止破坏关节法兰表面，定位装置内部的圆头和钢球接触，使得圆头移动时以点接触方式将动力和运动传递给钢球,圆头和钢球不会有运动的干涉，不会卡住，保证定位的实现，钢球之间同样互相以点状接触的方式传递动力和运动，同样没有运动的干涉，没有卡顿，实现钢球之间的自由运动，底座轨道和盖子轨道组成圆形轨道，钢球在圆形轨道中，可以自由的滑动和滚动，保证运动和力无障碍的依次传递，同时减小了摩擦力，弹簧采用圆弧状的弹簧，在圆形轨道中可以自由滑动，弹簧同样可以传递力和运动，又保证圆头和关节法兰之间又一定的压力，保证定位时的推动力，同时又防止圆头、肘杆、定位装置之间形成刚性接触，关节不能形成定位，定位销、钢球、弹簧在底座和盖子组成的圆形轨道中滑动，让两侧的定位销在受力不平衡时，自动调整位置，直到两侧的定位销受力平衡，两侧的定位装置同时作用在关节法兰圆周方向，四个定位销同时受力，同时自动调整到平衡，将关节法兰推到和中心孔同心的位置，达到柔性定位的目的，轴向定位后，转动关节，圆头会卡入定位孔中，完成圆周方向定位的目的，圆头同时实现轴向和圆周方向的定位，大大提高了装配精度和装配效率，肘杆卡在槽中，既可以自由转动，又防止肘杆晃动，保证肘杆夹紧定位装置时的稳定，保证定位装置定位的准确，滑块既在滑槽中滑动又在槽中滑动，使得滑块只剩下滑动方向的一个自由度，保证底座除滑动以外不会晃动，保证定位装置的稳定和定位精度。
附图说明
8.图1为本发明所述的工业机器人关节连接器装置整体结构示意图。
9.图2为本发明所述的工业机器人关节连接器装置剖切结构示意图。
10.图3为本发明所述的工业机器人关节连接器装置圆周定位结构示意图。
11.图4为本发明所述的基座装置结构示意图。
12.图5为本发明所述的基座装置爆炸结构示意图。
13.图6为本发明所述的基座装置剖切结构示意图。
14.图7为本发明所述的定位装置结构示意图。
15.图8为本发明所述的定位装置爆炸结构示意图。
16.图9为本发明所述的定位装置内部结构示意图。
17.图10为本发明所述的定位装置俯视结构示意图。
18.图11为本发明所述的关节结构示意图。
19.图12为本发明所述的基座结构示意图。
20.图13为本发明所述的基座剖视结构示意图。
21.图14为本发明所述的底座结构示意图。
22.图15为本发明所述的盖子仰视结构示意图。
23.图16为本发明所述的盖子结构示意图。
24.图17为本发明所述的定位销结构示意图。
具体实施方式
25.下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：一种工业机器人关节连接器装置，包括基座装置100、定位装置200、关节310，所述定位装置200滑动连接基座装置100,关节310固定连接基座装置100，关节310滑动连接定位装置200；所述基座装置100包括基座110、肘杆120、销子130，基座110下部具有下法兰111,基座110上部具有上法兰112,基座110和上法兰112中间具有贯穿的槽115,槽115上部具有滑槽116，基座110两侧具有左右对称的两个铰孔117,基座110、下法兰111、上法兰112中间具有贯穿的中心孔113，上法兰112端面具有均匀分布的多个法兰孔114，肘杆120中间具有肘杆孔121,肘杆120外侧具有爪122，每个铰孔117内部通过销子130和肘杆孔121铰接；所述定位装置200包括底座210、盖子220、定位销230、钢球240、弹簧250、防脱螺栓260、夹紧螺栓270、堵头280，底座210中间具有底座轨道211,底座轨道211两侧各具有一个底座堵头孔213,底座轨道211内侧具有前后对称的两个底座销孔212，底座210外侧具有前后对称的两个底座夹紧孔214,底座210下部具有滑块215，盖子220中间具有盖子轨道221，盖子轨道221两侧各具有一个盖子堵头孔223,盖子220内侧具有前后对称的两个盖子销孔222，盖子220外侧具有前后对称的两个盖子夹紧孔224，每个盖子销孔222上部具有一个防脱孔225，定位销230中间具有防脱槽231，每个定位销230两侧各具有一个圆头232，同侧的底座夹紧孔214和盖子夹紧孔224对正，并通过夹紧螺栓270固定连接在一起，底座210和盖子220被固定连接，底座轨道211和盖子轨道221、底座销孔212和盖子销孔222共同组成一个连通的圆形轨道，底座轨道211和盖子轨道221组成的圆形轨道中间放置弹簧250,弹簧250两侧各放置多个钢球240，同侧底座销孔212和盖子销孔222组成的圆孔内滑动连接定位销230，每侧的防脱孔225螺纹连接防脱螺栓260,防脱螺栓260下部滑动连接防脱槽231，同侧的底座堵头孔213和盖子堵头孔223组成螺纹孔，每侧的螺纹孔螺纹连接堵头280，每侧的滑槽116内部滑动连接一个底座210，底座210外侧卡在爪122内部。
26.所述关节310下部具有关节法兰311,关节法兰311端面均匀分布多个关节法兰孔312,关节法兰311圆周方向均匀分布四个定位孔313,关节法兰311下部具有轴头314,轴头
314下部具有圆头315，轴头314插入中心孔113中，圆头315下部压住两个肘杆120中间部位，关节法兰孔312下部放置在上法兰112上部，法兰孔114和关节法兰孔312通过螺栓固定连接，每个定位孔313内部卡入一个圆头232。
27.使用本发明时，将轴头314对准中心孔113，慢慢将轴头314插入中心孔113中，插入过程中，当关节法兰311进入定位装置200内部时，圆头315底部会接触到两侧肘杆120的内侧，随着圆头315逐步深入，圆头315同时推动两侧的肘杆120绕销子130转动，肘杆120转动，两侧的爪122同时往内侧移动，爪122推动同侧的定位装置200沿着滑槽116往内侧移动，定位装置200往内侧移动，四个内侧的圆头232会接触到关节法兰311外侧，由于两个定位装置200对称设置，且同步运动，四个圆头232所在圆的圆心和中心孔113重合，关节法兰311会被推到和中心孔113同轴的位置，当关节法兰311下部和上法兰112上部贴合时，圆头315运动到最低点，肘杆120内侧被压倒最低点，爪122将定位装置200推动最内侧，四个圆头232卡紧关节法兰311外侧，圆头232卡紧时，同侧的两个圆头232根据受力情况，通过定位装置200内部的钢球240和弹簧250自动调节，达到受力均衡和自动调心的目的，调节时，如果一侧的圆头232受力增大，定位销230会在底座销孔212中往定位装置200内部滑动，定位销230内侧的圆头232推动和其接触的钢球240，由于多个钢球240互相接触，钢球240依次推动，把力和运动传递到弹簧250,弹簧250再将力和运动传递到另外一侧的钢球240，另外一侧的钢球240再将力和运动传递到另外一侧的定位销230，另外一侧的定位销230从定位装置200内部往外侧滑动，直到两侧的定位销230受力平衡，此时关节法兰311会和中心孔113处在同心位置，完成轴向定心，轴上定心结束，转动关节法兰311，到定位孔313和圆头232对齐，此时圆头232会插入到定位孔313中，完成圆周方向的定位，定位结束，法兰孔114和关节法兰孔312会处于对齐的位置，用螺栓将它们紧固，完成关节和底座的连接。
28.本发明可以实现底座和关节轴向和圆周方向的柔性自动定位，保证机器人在连接和夹紧过程中的位置精度，提高了装配的效率，减轻了劳动强度，定位销230在底座销孔212和盖子销孔222组成的销孔中自由滑动，同时防脱槽231又防止防脱槽231脱落，使得定位销230在受力时自由移动又不会脱落，定位销230两侧具有圆头232，内侧的圆头232和关节法兰311接触，使得内侧圆头232和关节法兰311接触时可以自由滑动，防止破坏关节法兰311表面，定位装置200内部的圆头232和钢球240接触，使得圆头232移动时以点接触方式将动力和运动传递给钢球240,圆头232和钢球240不会有运动的干涉，不会卡住，保证定位的实现，钢球240之间同样互相以点状接触的方式传递动力和运动，同样没有运动的干涉，没有卡顿，实现钢球240之间的自由运动，底座轨道211和盖子轨道221组成圆形轨道，钢球240在圆形轨道中，可以自由的滑动和滚动，保证运动和力无障碍的依次传递，同时减小了摩擦力，弹簧250采用圆弧状的弹簧，在圆形轨道中可以自由滑动，弹簧250同样可以传递力和运动，又保证圆头232和关节法兰311之间又一定的压力，保证定位时的推动力，同时又防止圆头315、肘杆120、定位装置200之间形成刚性接触，关节310不能形成定位，定位销230、钢球240、弹簧250在底座210和盖子220组成的圆形轨道中滑动，让两侧的定位销230在受力不平衡时，自动调整位置，直到两侧的定位销230受力平衡，两侧的定位装置200同时作用在关节法兰311圆周方向，四个定位销230同时受力，同时自动调整到平衡，将关节法兰311推到和中心孔113同心的位置，达到柔性定位的目的，轴向定位后，转动关节310，圆头232会卡入定位孔313中，完成圆周方向定位的目的，圆头232同时实现轴向和圆周方向的定位，大大提高
了装配精度和装配效率，肘杆120卡在槽115中，既可以自由转动，又防止肘杆120晃动，保证肘杆120夹紧定位装置200时的稳定，保证定位装置200定位的准确，滑块215既在滑槽116中滑动又在槽115中滑动，使得滑块215只剩下滑动方向的一个自由度，保证底座210除滑动以外不会晃动，保证定位装置200的稳定和定位精度。
29.一种工业机器人关节连接器装置的操作方法，包括以下步骤：第一步、将轴头314对准中心孔113，慢慢将轴头314插入中心孔113中。第二步、当关节法兰311下部和上法兰112上部贴合时，完成轴向定心。第三步、转动关节法兰311，到定位孔313和圆头232对齐，此时圆头232会插入到定位孔313中，完成圆周方向的定位。第四步、用螺栓将关节和底座的连接紧固，完成关节和底座的连接。