助力机械手的回转关节机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种助力机械手的回转关节机构。主要由上臂座、旋转轴、轴承座、刹车盘、刹车片、刹车气缸和横梁组成，用于助力机械手的旋转关节。工作时，横梁能够在上臂座上灵活转动，不工作时，刹车片能够可靠的刹车。采用本发明方案的回转关节能支撑和承载助力机械手上的重物，同时能够灵活旋转，减少了工人的劳动强度，提高效率。在需要制动时能够可靠刹车，保证设备和操作者的安全。
【专利说明】助力机械手的回转关节机构
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种机械的旋转关节机构，具体是应用于助力机械手的回转关节机构。
【背景技术】
[0003]近来，随着现代工业的发展，自动化程度不断提高，在工人密集的装配工位，逐步由半自动化或自动化的单元设备辅助或代替人工的工作，工人的劳动强度得到减轻，劳动环境得到改善。
[0004]气动平衡助力机械手既能精确定位，又能搬用时省力、运行安全、结构轻巧，在工业自动化领域有非常广阔的应用，是提高工作效率，减轻工人劳动强度，省时省力的工业搬运设备。
[0005]气动平衡助力机械手按其结构与工作原理分为立柱式和悬挂式两种，主体结构分三个主回转关节，可分别绕自身轴线作360度、300度以及自由回转，其中每个关节上均装有制动装置，可根据实际需要在任意位置制动。
[0006]目前的技术方案多为滑动轴承关节结构，间隙较大，刚性不好，运动摩擦力大，刹车不可靠。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对气动助力机械手的要求，提供一种合理的助力机械手回转关节机构，以满足机械手的强度、刚性、轻便、刹车、寿命等要求。是一种比较复杂的机械系统，刚性好，摩擦阻力小，刹车结构可靠，寿命长。
[0008]实现本发明目的的技术解决方案为:一种助力机械手的回转关节机构，包括上臂座、旋转轴、轴承座、刹车盘、刹车片、刹车气缸、横梁和轴承；横梁安装在旋转轴上，轴承座中心开有通孔，旋转轴通过轴承安装在轴承座上，轴承座固定在上臂座上；旋转轴能够绕轴承座的孔中心转动，从而带动横梁绕轴承座的孔中心转动；在轴承座一侧安装有刹车盘，轴承座的旋转会带动刹车盘一起旋转，刹车气缸安装在横梁上，刹车片设置在刹车气缸的活塞杆上，通过刹车气缸活塞杆的收缩能够控制刹车片的左右运动；当活塞杆前伸时，刹车片向一侧运动卡入刹车盘内，该关节刹车，横梁不能旋转；当活塞杆后缩时，刹车片向另一侧运动，刹车松口，横梁可运动。
[0009]本发明与现有技术相比，其显著优点:(1)关节通过多滚动轴承设计，且旋转轴比较长，这样关节的刚性和强度都很好，且运动灵活，摩擦力小；(2)刹车采用斜锲结构，只要很小的刹车力将能够将刹车盘刹住，动作灵活可靠；(3)该装置结构简单，安全可靠，使用和维护都很方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明助力机械手回转关节机构的组成结构图。
[0011]图2是刹车盘的结构图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0013]该装置主要由上臂座1、旋转轴2、轴承座3、刹车盘4、刹车片5、刹车气缸6、横梁7组成，主要用于助力机械手的旋转关节。整体组成结构如图1所示。
[0014]横梁7通过螺钉安装在旋转轴2的端面法兰上，旋转轴2通过轴承8安装在轴承座3上。轴承座3通过螺钉固定在上臂座I上。旋转轴2能够绕轴承座3的孔中心灵活转动，从而带动横梁7绕轴承座3的孔中心转动。
[0015]所述旋转轴2通过两个滚动轴承8安装在轴承座3上，轴承座3是中心开孔的圆柱，即旋转轴2安装在两个轴承8上，两个轴承8安装在轴承座3的中心孔内。这样，旋转轴2通过轴承8能够绕轴承座3的孔中心转动。这样运动灵活，机构寿命长。同时，两个滚动轴承之间的距离比较大，使得该关节刚性很好。旋转轴2能够绕轴承座3的孔中心灵活转动，从而带动横梁7绕轴承座3的孔中心转动；横梁和轴采用分体机构。这样加工工艺性比较好，容易保证加工精度。
[0016]同时，在轴承座3—侧上设有刹车盘4，在横梁7上设计有刹车气缸6和刹车片5。如图2所示，刹车盘4为圆盘型结构，安装在轴承座3的外圆上，两者之间通过轴孔和键连接，轴承座3的旋转将会带动刹车盘4 一起旋转。刹车气缸6通过螺钉安装在横梁7上，刹车片5通过螺纹拧在刹车气缸6的活塞杆上。同时，刹车盘4径向设计类似于V型带轮的槽型结构，刹车盘4设计为内斜面凹槽形式，刹车片5设计为外凸斜面形式，刹车片5的斜面刚好可以卡入刹车盘4的斜面。通过刹车气缸6的收缩能够控制刹车片5的左右运动。当刹车片5向前左运动时，卡入刹车盘4内，该关节刹车，横梁7不能旋转，当刹车片5向右运动时，刹车松口，横梁7可灵活运动。由于刹车片和刹车盘的啮合为斜锲结构。所以该结构仅需要很小的气缸推力就能够产生很大的刹车力，刹车可靠。
[0017]本发明已经通过实验，并已研制出样机，效果很理想，和设计的预期一致，其主要功能是支撑和承载助力机械手上的重物，同时能够灵活旋转，减少了工人的劳动强度，提高了工作效率。并且在需要制动时能够可靠刹车，保证设备和操作者的安全。
【权利要求】
1.一种助力机械手的回转关节机构，其特征在于:包括上臂座(1)、旋转轴(2)、轴承座(3)、刹车盘(4)、刹车片(5)、刹车气缸(6)、横梁(7)和轴承(8);横梁(7)安装在旋转轴(2)上，轴承座(3 )中心开有通孔，旋转轴(2 )通过轴承(8 )安装在轴承座(3 )上，轴承座(3 )固定在上臂座(I)上；旋转轴(2)能够绕轴承座(3)的孔中心转动，从而带动横梁(7)绕轴承座(3)的孔中心转动；在轴承座(3) —侧安装有刹车盘(4)，轴承座(3)的旋转会带动刹车盘(4 ) 一起旋转，刹车气缸(6 )安装在横梁(7 )上，刹车片(5 )设置在刹车气缸(6 )的活塞杆上，通过刹车气缸(6)活塞杆的收缩能够控制刹车片(5)的左右运动；当活塞杆前伸时，刹车片(5)向一侧运动卡入刹车盘(4)内，该关节刹车，横梁(7)不能旋转；当活塞杆后缩时，刹车片(5 )向另一侧运动，刹车松口，横梁(7 )可运动。
2.根据权利要求1所述的助力机械手的回转关节机构，其特征在于:所述横梁(7)安装在旋转轴(2)的端面法兰上。
3.根据权利要求1所述的助力机械手的回转关节机构，其特征在于:所述旋转轴(2)通过两个滚动轴承(8)安装在轴承座(3)上，即旋转轴(2)安装在两个轴承(8)上，两个轴承(8 )安装在轴承座(3 )的中心孔内。
4.根据权利要求1、2或3所述的助力机械手的回转关节机构，其特征在于:所述刹车盘(4)为圆盘型结构，其上开有内斜面凹槽，刹车片(5)为外凸斜面结构，刹车片(5)的斜面刚好可以卡入刹车盘(4)的斜面凹槽。
【文档编号】B25J17/00GK104476560SQ201410771162
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】张 杰, 王友斌 申请人:宏光空降装备有限公司