一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置及其安装方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106313115A(43)申请公布日2017.01.11(21)申请号201610839313.5(22)申请日2016.09.22(71)申请人安徽工程大学地址241000安徽省芜湖市北京中路8号(72)发明人喻全余姜毅吴旺生(74)专利代理机构北京元本知识产权代理事务所11308代理人范奇(51)Int.Cl.B25J19/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置及其安装方法(57)摘要本发明公开一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置及其安装方法，包括壳体和壳盖，所述壳体内的四个拐角处均设有定位柱，所述壳体内设有圆柱齿轮、与圆柱齿轮啮合的一对齿条、双螺旋弹簧储能器以及输入转轴，所述壳体底部被输入转轴贯穿至圆柱齿轮内孔处，所述的一对齿条对称分布在圆柱齿轮的两侧，任一个所述齿条的两侧均设有对称分布的双螺旋弹簧储能器，所述双螺旋弹簧储能器的一端固接在齿条上，另一端固接在定位柱上；本力矩平衡装置结构巧妙，易于安装与拆卸，成本较低，便于量产，可应用于各种串联工业机器人机械臂的输出关节的部位，能够有效减小伺服电机和RV减速器的负载，有效提高工业机器人的动力性能和运动精度，有着非常强的实用意义。CN106313115ACN106313115A权利要求书1/1页1.一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置，包括壳体(5)和壳盖(1)，所述壳体(5)内的四个拐角处均设有定位柱(7)，其特征在于：所述壳体(5)内设有圆柱齿轮(3)、与圆柱齿轮啮合的一对齿条(4)、双螺旋弹簧储能器(2)以及输入转轴(6)，所述壳体底部被输入转轴(6)贯穿至圆柱齿轮内孔处，所述的一对齿条(4)对称分布在圆柱齿轮(3)的两侧，任一个所述齿条(4)的两侧均设有对称分布的双螺旋弹簧储能器(2)，所述双螺旋弹簧储能器(2)的一端固接在齿条(4)上，另一端固接在定位柱(7)上，所述圆柱齿轮(3)是由齿轮本体及其下端的圆形挡边(30)组成的一体式结构。2.根据权利要求1所述的一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置，其特征在于：所述输入转轴(6)的外圆面设有若干个沿周向均匀分布的棱柱状凸起，所述圆柱齿轮(3)内孔面设有若干个沿周向均匀分布的凹槽。3.根据权利要求1所述的一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置，其特征在于：所述输入转轴(6)的端部设有用于固定大臂关节旋转轴的台阶端面(60)。4.根据权利要求2所述的一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置，其特征在于：所述输入转轴(6)的外圆面设有一圈卡位凸台(61)，所述卡位凸台(61)与棱柱状凸起相垂直。5.根据权利要求1所述的一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置，其特征在于：所述壳盖(1)内表面设有限制圆柱齿轮轴向移动的环形凸槽(11)。6.一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将输入转轴与大臂关节通过螺栓连接；步骤二：将输入转轴穿过壳体底部的圆形通孔，再将输入转轴的棱柱状凸起与圆柱齿轮内孔的凹槽卡接配合，同时将圆形挡边固定在卡位凸台上；步骤三：将壳体的固定耳与定位座通过螺钉或螺栓固定；步骤四：齿条的两端面与双螺旋弹簧储能器的上固定架进行螺栓固定连接；第二条齿条亦是如此安装；步骤五：将齿条中心与圆柱齿轮进行啮合，同时将双螺旋弹簧储能器的下固定架的圆孔固定在壳体定位柱的圆柱平台上，并旋入螺母垫片拧紧；第二齿条亦是如此安装；步骤六：安装壳盖，将壳盖的个通孔对准壳体的螺纹固定柱，通过旋入螺钉来固定壳盖。2CN106313115A说明书1/4页一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置及其安装方法技术领域[0001]本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及到一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置。背景技术[0002]在中国制造2025与德国工业4.0的大力推进下，工业机器人越来越广泛应用于智能化生产，但是工业机器人在进行作业的过程中，总会出现这样那样的问题，尤其对于6R关节型机器人在运动时，其大臂的的重心方向并不总是沿着关节轴线，当大臂中心线偏离竖直方向时，必然会由于本身的重力负载而产生旋转力矩，不仅对伺服电机和RV减速器有着严格的考验，特别对执行作业的工业机器人的动态性能与执行精度有着很大的影响。[0003]目前市场上大多采用平衡缸装置，平横缸大多密封液压阻尼装置这对储存的弹性势能有一定的吸收，则释放的能量必然大量减少，从而平衡力矩的效果有所降低，另外平衡杠体积较大，不易装配拆卸，所以工业机器人的力矩平衡装置还有很大的改善空间，如何设计效果更好的力矩平衡装置是我们所需要考虑的问题。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种可拆卸式工业机器人力矩平衡装置，该力矩平衡装置可以实时