专利名称：软管包自由旋转连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机器人软管包的自由旋转连接装置，特别应用于工业机器人与控制线路的连接。
背景技术：
现有的机器人软管包连接装置是直杆型连接，具体见图la-lc，示出了现有技术中的软管包直杆型连接装置1’。如图Ia-Ic所示，该软管包直杆型连接装置1’的形状似球拍结构，包括一半圆连接件3’，一与该半圆连接件3’相连的长直杆连接件2’，其具有与半圆连接件3’相对应的半圆形端部9’和从该半圆形端部9’延伸的直杆部10’，该半圆形端部9’与半圆连接件3’通过螺栓4’相连接以形成一圆环，还包括一与长直杆连接件2’的直杆部10’通过焊接连接在一起的方形连接板8’。在具体工作中，该直杆型连接装置1’通过半圆形端部9’与半圆连接件3’构成的圆环固定在机器人轴处，使之与机器人紧密配合， 并通过方形连接板8 ’中的孔用螺栓将此连接装置与软管包固定。该软管包直杆型连接装置工作时，整套装置随机器人轴一起在水平面旋转，转角在-360° -360°范围内，同时可随机器人相邻轴一起在竖直面旋转，转角在-120° -120° 范围内。但是该软管包直杆型连接装置存在如下问题在机器人轴旋转时这种软管包直杆型连接装置没有旋转自由度，不够灵活，同时机器人与软管包之间转动空间有限，容易与机器人相干涉，造成机器人机身及软管包的双重磨损，使软管包的寿命减短，并产生较大噪音，同时由于直线连接需要配置更长的线路来连接，增加了整套装置的成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种可增加在机器人与控制线路中的旋转自由度的软管包自由旋转连接装置。为解决上述技术问题，本发明采用一种软管包自由旋转连接装置，包括一半圆连接件，一与所述半圆连接件相连的连接件，所述连接件具有与所述半圆连接件相对应以形成一圆环的半圆形端部和从所述半圆形端部延伸的杆部，一连接在所述杆部的末端的连接板，该装置还包括球形自由旋转连接组件，该组件包括连接于所述连接板的球形空腔和通过所述球形空腔固定并旋转的旋转球连接杆，所述旋转球连接杆具有限制在所述球形空腔中的球形前端和从所述球形前端延伸出球形空腔下端开口的杆体。与原有的软管包直杆型连接装置相比，本发明的自由旋转连接装置在机器人与控制线路中增加了旋转自由度，从而减少了机器人轴旋转给线路带来的干涉问题，同时，使运动更灵活，减少了机器人机身及软管包的双重磨损及产生的噪音使整套软管包寿命增长， 增加了线路的柔性，在达到同样的控制程序时需要的线路减短，减少了成本。
图Ia示出了现有的软管包直杆型连接装置的正视图。图Ib示出了该直杆型连接装置的侧视图。图Ic示出了该直杆型连接装置的立体图。图加示出了根据本发明的软管包自由旋转连接装置的正视图。图2b示出了该自由旋转连接装置的侧视图。图2c示出了该自由旋转连接装置的立体图。图3a示出了本发明软管包自由旋转连接装置的球形自由旋转连接组件的正视图。图;3b-3c示出了该球形自由旋转连接组件的立体图。图如示出了本发明球形自由旋转连接组件的旋转球连接杆的正视图。图4b示出了该旋转球连接杆的底视图。图如示出了沿图4b中的A-A线截取的该旋转球连接杆的剖面图。图4d示出了该旋转球连接杆的立体图。图fe示出了本发明球形自由旋转连接组件的半旋转球支架固定件的立体分解图。图恥示出了该半旋转球支架固定件中的一个构件的正视图。图5c示出了图恥中的该构件的底视图。图6a示出了本发明球形自由旋转连接组件的半旋转球连接支座的正视图。图6b示出了该半旋转球连接支座的底视图。图6c示出了沿图6b中的B-B线截取的该半旋转球连接支座的剖面图。图6d示出了沿图6b中的C-C线截取的该半旋转球连接支座的剖面图。图6e_6f示出了该半旋转球连接支座的立体图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。图2a_2c示出了本发明的软管包自由旋转连接装置1，由于在机器人轴旋转时现有的直杆型连接装置没有自由度，为了增加连接装置的自由度，将原先的直杆型连接装置中的长直杆连接件的直杆部减短，并增加一套球形自由旋转连接组件11 (详细参见图3所示)而构成。该球形自由旋转连接组件11的长度可等于减短的直杆部的长度以使整个软管包连接装置的长度保持不变，但应理解此仅为示例而非限制。如图2a_2c所示，本发明的软管包自由旋转连接装置1包括一半圆连接件3，及一可与该半圆连接件3相连的连接件2。该连接件2具有与半圆连接件3相对应的半圆形端部9和从该半圆形端部9延伸的杆部10，该连接件2的半圆形端部9可通过螺栓4与半圆连接件3相连接以形成一圆环。具体工作中，该圆环固定在机器人轴上。该连接装置1还包括球形自由旋转连接组件11。同时还包括一与连接件2的杆部10连接在一起的连接板 8，杆部10和连接板8通过焊接连接。球形自由旋转连接组件11可通过螺栓与连接板8相连。连接板8为圆形连接板以与球形自由旋转连接组件11配合更加良好。图3a_3c示出了该球形自由旋转连接组件11，其包括一旋转球连接杆5，与前述连接板8相连的半旋转球连接支座7，及与该半旋转球连接支座7相对应的半旋转球支架固定件6。该半旋转球支架固定件6和半旋转球连接支座7通过内部六个螺栓相互连接，形成一球形空腔17。旋转球连接杆5的球形前端12在球形空腔17内部旋转，且该球形空腔17 还起到固定旋转球连接杆5的作用。图4a_4d示出了该旋转球连接杆5，其球形前端12用于旋转，其表面需耐磨且光滑，旋转球连接杆5的球形前端12的直径需与半旋转球支架固定件6和半旋转球连接支座 7配合良好，以使该球形前端12限制在球形空腔17中并在其内旋转。旋转球连接杆5还包括从球形前端12延伸出球形空腔17且用于与软管包固定连接的杆体14。可通过杆体14 末端处的孔用螺栓将连接装置1与软管包固定。图5a_5c示出了半旋转球支架固定件6，其由两个配套的部件构成半球形，用于固定旋转球连接杆5。半旋转球支架固定件6上端处具有多个螺纹孔15，其可通过螺栓与半旋转球连接支座7实现连接以形成球形空腔17。该半旋转球支架固定件6下端的开口大小可用来控制旋转球连接杆5相对于半旋转球支架固定件6的中心轴(即该球形自由旋转连接组件11的中心轴)的旋转角度，在本实施例中旋转角度调整在不限于-60° -60°的范围内。图6示出了半旋转球连接支座7，形状如碗，在其下端处具有与半旋转球支架固定件6的螺纹孔15对应的多个螺纹孔16，以通过螺栓与半旋转球支架固定件6连接，且需保证其内球面的精度和耐磨性。其上端的孔20用于和前述连接板8通过螺栓相连接。该旋转球连接杆5在半旋转球支架固定件6和半旋转球连接支座7形成的球形空腔17内绕连接杆5自身中心轴旋转，在本实施例中旋转角度调整在不限于-180° -180°的范围内。该软管包自由旋转连接装置1工作时，整套装置也随机器人轴一起在水平面旋转，转角在-360° -360°范围内；同时可随机器人相邻轴一起在竖直面旋转，转角在-120° -120°范围内。在此基础上增加了球形自由旋转连接组件11的旋转，包括旋转球连接杆5绕自身中心轴线的旋转，转角在-180° -180°范围内；还包括旋转球连接杆5 在半旋转球支架固定件6限位情况下的旋转，该旋转球连接杆5相对于球形自由旋转连接组件11的中心轴的旋转角度在-60° -60°范围内。由此可见，该球形自由旋转连接组件11的形状类似关节头和关节窝形成的旋转副，此仿生结构增加了柔性，相当于在原有机器人的自由度中又增加了 2个自由度，使线路摩擦更少，运动更流畅，噪声更小，寿命更长。以上实施例仅用于说明但不限制本发明。在权利要求的范围内本发明还有多种变形和改进。凡是依据本发明的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。
权利要求
1.一种软管包自由旋转连接装置(1)，包括一半圆连接件(3)，一与所述半圆连接件 (3)相连的连接件O)，所述连接件⑵具有与所述半圆连接件⑶相对应以形成一圆环的半圆形端部(9)和从所述半圆形端部(9)延伸的杆部(10)，一连接在所述杆部(10)的末端的连接板(8)，其特征在于，该装置(1)还包括球形自由旋转连接组件(11)，该组件(11)包括连接于所述连接板(8)的球形空腔(17)和通过所述球形空腔(17)固定并旋转的旋转球连接杆(5)，所述旋转球连接杆( 具有限制在所述球形空腔(17)中的球形前端(1 和从所述球形前端(12)延伸出球形空腔(17)下端开口的杆体(14)。
2.如权利要求1所述的软管包自由旋转连接装置(1)，其特征在于，所述连接板(8)为圆形连接板。
3.如权利要求2所述的软管包自由旋转连接装置(1)，其特征在于，所述球形空腔(17) 由与所述圆形连接板(8)相连的半旋转球连接支座(7)和对应的半旋转球支架固定件(6) 相连构成。
4.如权利要求1所述的软管包自由旋转连接装置(1)，其特征在于，所述球形空腔(17) 下端开口的大小设置为使旋转球连接杆( 相对于所述球形自由旋转连接组件(11)的中心轴在-60° -60°内旋转。
5.如权利要求1所述的软管包自由旋转连接装置(1)，其特征在于，所述旋转球连接杆 ⑶绕自身中心轴在-180° -180°内旋转。
6.如权利要求1所述的软管包自由旋转连接装置(1)，其特征在于，所述球形前端(12) 的表面是耐磨且光滑的。
7.如权利要求1所述的软管包自由旋转连接装置(1)，其特征在于，所述球形空腔(17) 的内表面是耐磨且光滑的。
全文摘要
本发明涉及一种软管包自由旋转连接装置(1)，包括半圆连接件(3)，与该半圆连接件(3)相连的连接件(2)，该连接件(2)具有与半圆连接件(3)相对应以形成圆环的半圆形端部(9)和从该半圆形端部(9)延伸的杆部(10)，连接在该杆部(10)的末端的连接板(8)，还包括球形自由旋转连接组件(11)，该组件(11)包括连接于连接板(8)的球形空腔(17)和通过该球形空腔(17)固定并旋转的旋转球连接杆(5)，该旋转球连接杆(5)具有限制在球形空腔(17)中的球形前端(12)和从该球形前端(12)延伸出球形空腔(17)下端开口的杆体(14)。通过本发明增加了在机器人与控制线路中的旋转自由度，减少干涉，增加寿命。
文档编号B25J19/00GK102233586SQ201010152028
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者张延利, 王红伟, 陈颖雄 申请人:瑞忠斯机械配件(上海)有限公司