CN108637660A - 一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器 - Google Patents

Abstract

本发明属于扭矩限制器技术领域，尤其涉及一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，它包括从动轴、驱动机构等，其中主动环端面上周向均匀的开有3个贯通的容纳圆孔；本发明中的设备当扭矩限制器上的负载扭矩突然变的很大时，此时的过载将会迫使驱动球从扭矩限制器上的孔中滑动出来，此时的驱动球将会开始滑动，驱动球将会触发第一弧形保护块运动，第一弧形保护块将会反向驱动调节齿圈；运动的调节齿圈将会驱动推动齿轮反向旋转运动，运动的推动齿轮将会驱动螺杆反向运动，此时的驱动弹簧的压缩量将会减小，驱动弹簧对推动圆板和驱动球的作用力减小，驱动球将会在容纳圆孔来回轴向运动，从而达到保护扭矩限制器的目的。

Description

一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器

技术领域

本发明属于扭矩限制器技术领域，尤其涉及一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器。

背景技术

目前现有的扭矩限制器多采用一个弹簧在扭矩限制器对面的一个孔内且顶着一个球，当扭矩限制器上的负载扭矩突然变大时，此时的过载将会迫使他从该孔中滑动出来，此时的球一旦开始滑动，这样扭矩限制器的表面的磨损将会非常大，所以这样的扭矩限制器在经常发生过载的场合将不会被使用；另外在利用机器人拧螺丝的生产线上，对拧螺丝的机器人的机械臂使用的扭矩具有一定的要求，扭矩过大会造成螺丝的损坏；一般会通过传感器结合程序综合控制机械臂所施加的扭矩，但若出现程序错误或者传感器失灵，极易造成扭矩过大，螺纹损坏；为了避免此类情况的发生，机器人的机器臂上可以安装扭矩限制器，来克服上述扭矩过大的不利影响，同时所使用的扭矩限制器中没有磨损部件或者磨损量小对提高机器人的机器臂也是很有必要的。所以设计一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器是非常有必要的。

本发明设计一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器解决如上问题。

发明内容

（一）本发明要解决的技术问题

本发明要解决的问题是提供一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，以克服现有技术中扭矩限制器结构简单，功能单一，当扭矩限制器上的负载扭矩突然变大时，此时的过载将会迫使驱动球从该扭矩限制器上的孔中滑动出来，此时的驱动球一旦开始滑动，这样扭矩限制器的表面的磨损将会非常大，这样就会对扭矩限制器造成极大的伤害。

（二）本发明的技术方案

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，它是采用以下技术方案来实现的。

一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，其特征在于：它包括从动轴、从动环、调节齿圈、驱动机构、主动轴、T形环、主动环、球形凹槽、容纳槽、第一弧形导槽、第一弧形槽、第一环形槽、第二环形槽、运动齿圈、第三弧形导槽、第四弧形导槽、第五弧形导槽、第六弧形导槽、转动孔、第二弧形导槽、第二弧形槽、容纳圆孔、T形环槽，其中主动环端面上周向均匀的开有3个贯通的容纳圆孔；3个容纳圆孔的内圆面上均开有内螺纹。

3个容纳圆孔处的结构及其安装结构完全相同，对于其中一个，主动环端面上开有未贯通的第一弧形槽；第一弧形槽与容纳圆孔相通；第一弧形槽的其中一个内弧面上关于容纳圆孔对称的开有第一弧形导槽和第三弧形导槽；第一弧形槽的另一个内弧面上关于容纳圆孔对称的开有第二弧形导槽和第四弧形导槽；第二弧形导槽和第四弧形导槽靠近主动环外圆面分布；主动环开第一弧形槽的端面上开有未贯通的第一环形槽；第一环形槽均与第一弧形导槽和第四弧形导槽相通；第一环形槽端面上开有未贯通的转动孔；第一环形槽端面上开有贯通的第二弧形槽；第二弧形槽的两个内弧面上分别开有第五弧形导槽和第六弧形导槽；容纳圆孔处安装有驱动机构；第一弧形槽、第二弧形槽、第二弧形导槽、第一环形槽、第一弧形导槽的中心轴线均与主动环的中心轴线重合。

主动环内开有第二环形槽，且第二环形槽与3个转动孔配合；第二环形槽内安装有运动齿圈；运动齿圈与3个驱动机构配合；主动环上开第一弧形槽相对的端面固定安装在主动轴端面上；从动环端面上开有未贯通的容纳槽；容纳槽端面上周向均匀的开有3个球形凹槽；从动环上开容纳槽相对的端面固定安装有从动轴；3个球形凹槽分别与3个驱动机构配合；从动环通过其上的容纳槽内圆面与主动环外圆面转动配合安装；T形环嵌套在3个驱动机构外侧，且T形环端面固定安装在主动环端面上；调节齿圈端面上开有T形环槽；调节齿圈通过其上所开的T形环槽与T形环的转动配合安装在T形环上；调节齿圈与3个驱动机构配合。

所述驱动机构包括调节齿轮、传递轴、第一弧形条、第二弧形条、第四弧形块、第二弧形保护块、第二支撑弹簧、第三弧形块、调节轴机构、第二弧形块、第一弧形保护块、推动圆板、驱动球、限位圆板、推动齿轮、螺杆、驱动弹簧、第一支撑弹簧、第一弧形块、限位槽，其中螺杆通过其上的外螺纹与容纳圆孔上的内螺纹通过螺纹配合安装在主动环上；推动齿轮的端面固定安装在螺杆端面上，且推动齿轮与调节齿圈啮合；限位圆板一端端面固定安装在推动齿轮端面上；驱动弹簧位于容纳圆孔内，驱动弹簧一端与螺杆端面接触配合；驱动弹簧另一端安装有推动圆板；第一弧形保护块的两侧的弧面上分别安装有第一弧形块与第二弧形块；第一弧形保护块端面上开有贯通的半圆孔；第一弧形保护块通过第一弧形块与第一弧形导槽的滑动配合，和第二弧形块与第二弧形导槽的滑动配合安装在第一弧形槽内；第二弧形保护块的两侧的弧面上分别安装有第三弧形块与第四弧形块；第二弧形保护块端面上开有贯通的半圆孔；第二弧形保护块通过第三弧形块与第三弧形导槽的滑动配合，和第四弧形块与第四弧形导槽的滑动配合安装在第一弧形槽内；调节轴机构安装在第二弧形槽内，且调节轴机构与运动齿圈配合；调节齿轮端面上开有贯通的圆孔，且该圆孔的内圆面上周向均匀的开有4个限位槽；调节齿轮安装在调节轴机构一端，且调节齿轮与调节齿圈配合；第一支撑弹簧位于第一弧形槽内，第一支撑弹簧一端固定安装在第一弧形槽端面上，第一支撑弹簧的另一端固定安装在第一弧形保护块端面上；第二支撑弹簧位于第一弧形槽内，第二支撑弹簧一端固定安装在第一弧形槽端面上，第二支撑弹簧的另一端固定安装在第二弧形保护块端面上；驱动球位于从动环与主动环形成的间隙之间，且驱动球的外球面分别与球形凹槽的弧面和推动圆板的端面接触配合；驱动球位于第一弧形保护块上所开的半圆孔和第一弧形保护块上所开的半圆孔形成的圆柱孔内；传递轴两端的外圆面上均开有齿牙；传递轴通过轴承安装在转动孔内，且传递轴上所开的齿牙与运动齿圈上的内齿牙啮合；第一弧形条一端内弧面上开有齿牙；第一弧形条远离开齿牙的一端端面固定安装在第二弧形块端面上；第二弧形条的内弧面上开有齿牙；第二弧形条远离开齿牙的一端端面固定安装在第四弧形块端面上；第一弧形条和第二弧形条上所开的齿牙均与传递轴上所开的齿牙配合，且第一弧形条和第二弧形条上所开的齿牙均与传递轴上所开的齿牙在扭矩限制器正常工作的情况下存在有间隙。

所述调节轴机构包括固定轴、第一方槽、第五弧形块、第六弧形块、第二方槽、第三方槽、第一方块、第一复位弹簧、连接条、第二复位弹簧、第二方块，其中固定轴外圆面上沿线性方向上依次开有未贯通的第一方槽、第三方槽，第一方槽与第三方槽之间通过第二方槽连通；第一方块通过滑动配合安装在第一方槽内，第二方块通过滑动配合安装在第三方槽内；第一方块与第二方块之间通过连接条连接在一起，且连接条位于第二方槽内；第一复位弹簧位于第一方槽内，第一复位弹簧一端固定安装在第一方槽端面上，第一复位弹簧另一端固定安装在第一方块端面上；第二复位弹簧位于第三方槽内，第二复位弹簧一端固定安装在第三方槽端面上，第二复位弹簧另一端固定安装在第二方块端面上；固定轴的内圆面上安装有第五弧形块和第六弧形块；固定轴通过第五弧形块与第五弧形导槽和第六弧形块与第六弧形导槽的滑动配合安装在第二弧形槽内；固定轴一端外圆面上所开的齿牙与运动齿圈上的齿牙啮合，固定轴的另一端外圆面与调节齿轮上所开的圆孔内圆面转动配合安装。

作为本技术进一步优化，所述第一弧形块与第一弧形导槽之间，和第二弧形块与第二弧形导槽之间均涂有润滑油。

作为本技术进一步优化，所述第一复位弹簧与第二复位弹簧在本发明设备初始工作状态时均处于压缩状态。

作为本技术进一步优化，所述第一支撑弹簧的弹性系数是驱动弹簧弹性系数的5倍。

作为本技术进一步优化，所述第二方块的外形尺寸等于限位槽的外形尺寸。

作为本技术进一步优化，所述第一复位弹簧与第二复位弹簧均为压缩弹簧；驱动球的直径等于容纳圆孔的直径。

本发明中的主动环上开有3个贯通的容纳圆孔的设计目的是便于安装3个驱动机构；3个容纳圆孔的内圆面上均开有内螺纹的作用是便于与螺杆上所开的外螺纹形成螺纹配合，从而将推动齿轮上的旋转运动转化为轴向运动；主动环端面上开有未贯通的第一弧形槽的作用是便于引导限制第一弧形保护块的运动同时也便于安装第一支撑弹簧；第一弧形槽的两个内弧面上分别开有第一弧形导槽和第二弧形导槽的作用是引导和限制第一弧形保护块的运动；第二弧形导槽端面上开有贯通的第二弧形槽的作用是便于安装调节轴机构；容纳圆孔处安装有驱动机构的作用是便于将主动环上的运动传递到从动环上；第一弧形槽、第二弧形槽、第二弧形导槽、第一弧形导槽、第二弧形导槽、第一弧形导槽、第二环形槽的中心轴线均与主动环的中心轴线重合的设计目的是便于第一弧形保护块和第二弧形保护块均可以围绕主动环的轴线做旋转运动；主动环上开第一弧形槽相对的端面固定安装在主动轴端面上的作用是便于将主动轴上的运动传递给从动环；从动环端面上开容纳槽的作用是便于从动环与主动环之间形成转动配合；容纳槽端面上周向均匀的开有3个球形凹槽的作用是便于驱动球可以带动从动环运动；从动环上开容纳槽相对的端面固定安装有从动轴的便于本发明设备安装在输出端与输入端上；3个球形凹槽分别与3个驱动机构配合的设计目的是便于传递运动；T形环嵌套在3个驱动机构外侧，且T形环端面固定安装在主动环端面上的设计目的是便于安装调节齿圈，从而使得调节齿圈可以做旋转运动；调节齿圈端面上开有T形环槽的作用是便于与T形环形成转动配合；调节齿圈通过其上所开的T形环槽与T形环的转动配合安装在T形环上的设计目的是便于对3个驱动机构上的推动齿轮起到驱动作用；调节齿圈与3个驱动机构配合的设计目的是便于调节齿圈可以同时对3个驱动机构进行调节；第一弧形保护块上所开的半圆孔和第一弧形保护块上所开的半圆孔形成的圆柱孔的轴线与容纳圆孔的轴线重合的设计目的是便于驱动球可以顺利运动进入容纳圆孔内。

本发明中的驱动机构的设计目的是便于传递主动环与从动环之间的运动；螺杆通过其上的外螺纹与容纳圆孔上的内螺纹通过螺纹配合安装在主动环上的设计目的是便于对驱动弹簧的压缩量进行调节，从而使得驱动弹簧对推动圆板的推动力得到调节；推动齿轮的端面固定安装在螺杆端面上，且推动齿轮与调节齿圈啮合的设计目的是便于调节齿圈可以驱动推动齿轮运动，推动齿轮可以带动螺杆做旋转运动，旋转的螺杆将会沿容纳圆孔上所开的内螺纹做轴向运动；轴向运动的螺杆将会调节驱动弹簧的压缩量；限位圆板一端端面固定安装在推动齿轮端面上的设计目的是便于限制螺杆和推动齿轮的轴向运动；驱动弹簧位于容纳圆孔内，驱动弹簧一端与螺杆端面接触配合；驱动弹簧另一端安装有推动圆板的设计目的是便于给推动圆板一个推动力，推动圆板将推动力传递给驱动球；从而使得驱动球可以带动从动环运动；第一弧形保护块的两侧的弧面上分别安装有第一弧形块与第二弧形块的设计目的是便于与第一弧形导槽和第二弧形导槽形成转动配合；第一弧形保护块端面上开有贯通的半圆孔的设计目的是便于限制驱动球的运动；调节轴机构位于第二弧形槽内的设计目的是便于对调节齿轮是否与固定轴之间连接进行调节性的限制；调节齿轮端面上开有贯通的圆孔，且该圆孔的内圆面上周向均匀的开有4个限位槽的作用是便于与第二方块配合，从而使得第二方块可以限制调节齿轮的运动；第一支撑弹簧位于第一弧形槽内，第一支撑弹簧一端固定安装在第一弧形槽端面上，第一支撑弹簧的另一端固定安装在第一弧形保护块端面上的设计目的是便于限制第一弧形保护块的运动，当扭矩限制器传递的扭矩超过临界最大扭矩时，此时的第一弧形保护块将会围绕从动环的轴线进行围绕轴线运动，当扭矩限制器传递的扭矩低于临界最大扭矩时，此时的第一弧形保护块将不会围绕从动环的轴线进行围绕轴线运动；第二支撑弹簧位于第一弧形槽内，第一支撑弹簧一端固定安装在第一弧形槽端面上，第一支撑弹簧的另一端固定安装在第二弧形保护块端面上的设计目的是便于限制第二弧形保护块的运动，当扭矩限制器传递的扭矩超过临界最大扭矩时，此时的第二弧形保护块将会围绕从动环的轴线进行围绕轴线运动，当扭矩限制器传递的扭矩低于临界最大扭矩时，此时的第二弧形保护块将不会围绕从动环的轴线进行围绕轴线运动；设计第一弧形保护块与第二弧形保护块的目的是使得拧螺栓机器人可以对左旋和右旋的螺栓均可以工作，从而使得本发明设备中的扭矩限制器在拧螺栓机器人控制元件发生故障时，达到扭矩限制器可以对拧螺丝机器人的输出端进行双向的保护；驱动球位于从动环与主动环形成的间隙之间，且驱动球的外球面分别与球形凹槽的弧面和推动圆板的端面接触配合的设计目的是便于驱动球可以驱动从动环运动；驱动球位于第一弧形保护块上所开的半圆孔和第二弧形保护块上所开的半圆孔形成的圆柱孔内的作用是便于驱动球可以受到第一弧形保护块和第二弧形保护块的限制，同时驱动球在扭矩限制器调节到临界最大扭矩时，驱动球可以拨动第一弧形保护块和第二弧形保护块运动；固定轴通过第五弧形块与第五弧形导槽和第六弧形块与第六弧形导槽的滑动配合安装在第二弧形槽内的设计目的是防止固定轴围绕自身的轴线发生自转的情况发生。

本发明中的调节轴机构的设计目的是便于对调节齿轮的自转进行条件性的限制；固定轴外圆面上沿线性方向上依次开有未贯通的第一方槽、第三方槽，第一方槽与第三方槽之间通过第二方槽连通的设计目的是便于安装第一方块、连接条、第二方块；第一方块通过滑动配合安装在第一方槽内，第二方块通过滑动配合安装在第三方槽内的设计目的是，为了便于第一方块和第二方块在第一复位弹簧与第二复位弹簧的恢复力作用下运动；第一方块与第二方块之间通过连接条连接在一起，且连接条位于第二方槽内的作用是使得第一方块与第二方块之间的运动上可以保持同步运动；第一复位弹簧位于第一方槽内，第一复位弹簧一端固定安装在第一方槽端面上，第一复位弹簧另一端固定安装在第一方块端面上的设计目的是，当扭矩限制器在正常工作时，此时的固定轴将会与第二弧形槽的一侧的内壁紧紧接触配合，当扭矩限制器的输出端的负载突然变大时，此时的固定轴将会在第二弧形槽内运动，此时的第一方块将会在第一复位弹簧和第二复位弹簧恢复力作用下运动；第一弧形块与第一弧形导槽之间，和第二弧形块与第二弧形导槽之间均涂有润滑油的设计目的是，便于减小第一弧形块与第一弧形导槽之间，和第二弧形块与第二弧形导槽之间的摩擦力；第一复位弹簧与第二复位弹簧在本发明设备初始工作状态时处于压缩状态的设计目的是便于第一复位弹簧与第二复位弹簧为第一方块和第二方块提供恢复力作用；第一支撑弹簧的弹性系数是驱动弹簧弹性系数的5倍的设计目的是，当扭矩限制器传递的扭矩在没有超过临界最大的扭矩值时，此时的第一弧形保护块将不会做旋转运动，从而达到第一弧形保护块可以限制驱动球运动的目的；第二方块的外形尺寸等于限位槽的外形尺寸的设计目的是便于第二方块可以更好的限制调节齿轮运动的目的；驱动球的直径等于容纳圆孔的直径的设计目的是便于驱动球可以更好的在容纳圆孔内运动；传递轴两端的外圆面上均开有齿牙的设计目的是便于将第一弧形条和第二弧形条上的运动传递给运动齿圈；第一弧形条一端内弧面上开有齿牙，且第一弧形条远离开齿牙的一端安装在第二弧形块端面上的作用便于运动的第一弧形保护块可以带动传递轴运动；第二弧形条的内弧面上开有齿牙；第二弧形条远离开齿牙的一端端面固定安装在第四弧形块端面上的作用便于运动的第二弧形保护块可以带动传递轴运动；第一弧形条和第二弧形条上所开的齿牙均与传递轴上所开的齿牙配合，且第一弧形条和第二弧形条上所开的齿牙均与传递轴上所开的齿牙在扭矩限制器正常工作的情况下存在有间隙的设计目的是，当拧螺丝机器人在设定好所拧的螺栓为左旋或者右旋后，此时的扭矩限制器可以对所设定好的旋向方向可以受到保护。

(三)本发明的优点和有益效果

相对于传统的扭矩限制器技术，本发明中的扭矩限制器具有当扭矩限制器上的负载扭矩突然变的很大时，此时的过载将会迫使驱动球从扭矩限制器上的孔中滑动出来，此时的驱动球将会开始滑动，驱动球将会触发第一弧形保护块和第二弧形保护块圆周运动，第一弧形保护块或者第二弧形保护块将会反向驱动调节齿圈；反向运动的调节齿圈将会驱动推动齿轮反向旋转运动，反向运动的推动齿轮将会驱动螺杆反向运动，此时的驱动弹簧的压缩量将会减小，减小压缩量的驱动弹簧对推动圆板和驱动球的作用力减小，此时的驱动球将会沿扭矩限制器上所开的容纳圆孔来回轴向运动，此时的滑动驱动球将不会对扭矩限制器的表面造成伤害，从而达到保护扭矩限制器的目的。

附图说明

图1是整体部件分布示意图。

图2是从动环安装结构示意图。

图3是主动环安装结构示意图。

图4是从动轴安装结构示意图。

图5是从动环结构示意图。

图6是第一支撑弹簧安装结构示意图。

图7是主动环结构（一）示意图。

图8是主动环结构（二）示意图。

图9是主动环剖视图。

图10是主动环结构（三）示意图。

图11是主动环结构（四）示意图。

图12是调节齿圈安装结构示意图。

图13是驱动弹簧安装结构示意图。

图14是第二支撑弹簧安装结构示意图。

图15是调节齿圈结构示意图。

图16是运动齿圈安装结构示意图。

图17是第一弧形保护块结构示意图。

图18是调节齿轮结构示意图。

图19是固定轴结构示意图。

图20是第一方块安装结构示意图。

图21是第二方块安装结构示意图。

图22是主动环结构（五）示意图。

图23是第五弧形块与第六弧形块安装结构示意图。

图中标号名称：1、从动轴；2、从动环；3、调节齿圈；4、驱动机构；5、主动轴；6、T形环；7、主动环；8、球形凹槽；9、容纳槽；10、第一弧形导槽；11、第一弧形槽；12、第二弧形导槽；13、第二弧形槽；14、容纳圆孔；15、调节齿轮；16、调节轴机构；17、第二弧形块；18、第一弧形保护块；19、推动圆板；20、驱动球；21、限位圆板；22、推动齿轮；23、螺杆；24、驱动弹簧；25、T形环槽；26、第一支撑弹簧；27、第一弧形块；28、限位槽；29、固定轴；30、第一方槽；31、第二方槽；32、第三方槽；33、第一方块；34、第一复位弹簧；35、连接条；36、第二复位弹簧；37、第二方块；38、第一环形槽；39、第二环形槽；40、运动齿圈；41、传递轴；42、第一弧形条；43、第二弧形条；44、第四弧形块；45、第二弧形保护块；46、第二支撑弹簧；47、第三弧形块；48、第三弧形导槽；49、第四弧形导槽；50、转动孔；51、第五弧形导槽；52、第六弧形导槽；53、第五弧形块；54、第六弧形块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、2、3所示，它包括从动轴1、从动环2、调节齿圈3、驱动机构4、主动轴5、T形环6、主动环7、球形凹槽8、容纳槽9、第五弧形导槽51、第六弧形导槽52、第一弧形导槽10、第一弧形槽11、第一环形槽38、第二环形槽39、运动齿圈40、第三弧形导槽48、第四弧形导槽49、转动孔50、第二弧形导槽12、第二弧形槽13、容纳圆孔14、T形环槽25，如图7、8、9所示，其中主动环7端面上周向均匀的开有3个贯通的容纳圆孔14；3个容纳圆孔14的内圆面上均开有内螺纹。

如图10、11所示，3个容纳圆孔14处的结构及其安装结构完全相同，对于其中一个，主动环7端面上开有未贯通的第一弧形槽11；如图7、8、9所示，第一弧形槽11与容纳圆孔14相通；如图7、8、9所示，第一弧形槽11的其中一个内弧面上关于容纳圆孔14对称的开有第一弧形导槽10和第三弧形导槽48；如图7、8、9所示，第一弧形槽11的另一个内弧面上关于容纳圆孔14对称的开有第二弧形导槽12和第四弧形导槽49；如图7、8、9所示，第二弧形导槽12和第四弧形导槽49靠近主动环7外圆面分布；如图7、8、9所示，主动环7开第一弧形槽11的端面上开有未贯通的第一环形槽38；如图7、8、9所示，第一环形槽38均与第一弧形导槽10和第四弧形导槽49相通；如图7、8、9所示，第一环形槽38端面上开有未贯通的转动孔50；如图7、8、9所示，第一环形槽38端面上开有贯通的第二弧形槽13；如图22所示，第二弧形槽13的两个内弧面上分别开有第五弧形导槽51和第六弧形导槽52；如图6所示，容纳圆孔14处安装有驱动机构4；第一弧形槽11、第二弧形槽13、第二弧形导槽12、第一环形槽38、第一弧形导槽10的中心轴线均与主动环7的中心轴线重合。

如图7、8、9所示，主动环7内开有第二环形槽39，且第二环形槽39与3个转动孔50配合；如图7、8、13所示，第二环形槽39内安装有运动齿圈40；如图13、14所示，运动齿圈40与3个驱动机构4配合；如图3所示，主动环7上开第一弧形槽11相对的端面固定安装在主动轴5端面上；如图4、5所示，从动环2端面上开有未贯通的容纳槽9；如图4、5所示，容纳槽9端面上周向均匀的开有3个球形凹槽8；如图4、5所示，从动环2上开容纳槽9相对的端面固定安装有从动轴1；如图3所示，3个球形凹槽8分别与3个驱动机构4配合；如图3所示，从动环2通过其上的容纳槽9内圆面与主动环7外圆面转动配合安装；如图3所示，T形环6嵌套在3个驱动机构4外侧，且T形环6端面固定安装在主动环7端面上；如图15所示，调节齿圈3端面上开有T形环槽25；调节齿圈3通过其上所开的T形环槽25与T形环6的转动配合安装在T形环6上；如图12所示，调节齿圈3与3个驱动机构4配合。

如图16、17所示，所述驱动机构4包括调节齿轮15、传递轴41、第一弧形条42、第二弧形条43、第四弧形块44、第二弧形保护块45、第二支撑弹簧46、第三弧形块47、调节轴机构16、第二弧形块17、第一弧形保护块18、推动圆板19、驱动球20、限位圆板21、推动齿轮22、螺杆23、驱动弹簧24、第一支撑弹簧26、第一弧形块27、限位槽28，如图3、13所示，其中螺杆23通过其上的外螺纹与容纳圆孔14上的内螺纹通过螺纹配合安装在主动环7上；如图13所示，推动齿轮22的端面固定安装在螺杆23端面上，且推动齿轮22与调节齿圈3啮合；如图13所示，限位圆板21一端端面固定安装在推动齿轮22端面上；驱动弹簧24位于容纳圆孔14内，驱动弹簧24一端与螺杆23端面接触配合；如图13所示，驱动弹簧24另一端安装有推动圆板19；如图17所示，第一弧形保护块18的两侧的弧面上分别安装有第一弧形块27与第二弧形块17；如图17所示，第一弧形保护块18端面上开有贯通的半圆孔；第一弧形保护块18通过第一弧形块27与第一弧形导槽10的滑动配合，和第二弧形块17与第二弧形导槽12的滑动配合安装在第一弧形槽11内；如图17所示，第二弧形保护块45的两侧的弧面上分别安装有第三弧形块47与第四弧形块44；第二弧形保护块45端面上开有贯通的半圆孔；如图3、17所示，第二弧形保护块45通过第三弧形块47与第三弧形导槽48的滑动配合，和第四弧形块44与第四弧形导槽49的滑动配合安装在第一弧形槽11内；如图3、13所示，调节轴机构16安装在第二弧形槽13内，且调节轴机构16与运动齿圈40配合；如图18所示，调节齿轮15端面上开有贯通的圆孔，且该圆孔的内圆面上周向均匀的开有4个限位槽28；如图13所示，调节齿轮15安装在调节轴机构16一端，且调节齿轮15与调节齿圈3配合；如图17所示，第一支撑弹簧26位于第一弧形槽11内，第一支撑弹簧26一端固定安装在第一弧形槽11端面上，第一支撑弹簧26的另一端固定安装在第一弧形保护块18端面上；如图17所示，第二支撑弹簧46位于第一弧形槽11内，第二支撑弹簧46一端固定安装在第一弧形槽11端面上，第二支撑弹簧46的另一端固定安装在第二弧形保护块45端面上；如图17所示，驱动球20位于从动环2与主动环7形成的间隙之间，且驱动球20的外球面分别与球形凹槽8的弧面和推动圆板19的端面接触配合；驱动球20位于第一弧形保护块18上所开的半圆孔和第一弧形保护块18上所开的半圆孔形成的圆柱孔内；传递轴41两端的外圆面上均开有齿牙；传递轴41通过轴承安装在转动孔50内，且传递轴41上所开的齿牙与运动齿圈40上的内齿牙啮合；如图17所示，第一弧形条42一端内弧面上开有齿牙；如图17所示，第一弧形条42远离开齿牙的一端端面固定安装在第二弧形块17端面上；如图17所示，第二弧形条43的内弧面上开有齿牙；如图17所示，第二弧形条43远离开齿牙的一端端面固定安装在第四弧形块44端面上；如图17所示，第一弧形条42和第二弧形条43上所开的齿牙均与传递轴41上所开的齿牙配合，且第一弧形条42和第二弧形条43上所开的齿牙均与传递轴41上所开的齿牙在扭矩限制器正常工作的情况下存在有间隙。

如图20所示，所述调节轴机构16包括固定轴29、第五弧形块53、第六弧形块54、第一方槽30、第二方槽31、第三方槽32、第一方块33、第一复位弹簧34、连接条35、第二复位弹簧36、第二方块37，如图19所示，其中固定轴29外圆面上沿线性方向上依次开有未贯通的第一方槽30、第三方槽32，第一方槽30与第三方槽32之间通过第二方槽31连通；如图20所示，第一方块33通过滑动配合安装在第一方槽30内，第二方块37通过滑动配合安装在第三方槽32内；如图20、21所示，第一方块33与第二方块37之间通过连接条35连接在一起，且连接条35位于第二方槽31内；如图20所示，第一复位弹簧34位于第一方槽30内，第一复位弹簧34一端固定安装在第一方槽30端面上，第一复位弹簧34另一端固定安装在第一方块33端面上；如图20所示，第二复位弹簧36位于第三方槽32内，第二复位弹簧36一端固定安装在第三方槽32端面上，第二复位弹簧36另一端固定安装在第二方块37端面上；如图17、23所示，固定轴29的内圆面上安装有第五弧形块53和第六弧形块54；固定轴29通过第五弧形块53与第五弧形导槽51和第六弧形块54与第六弧形导槽52的滑动配合安装在第二弧形槽13内；固定轴29一端外圆面上所开的齿牙与运动齿圈40上的齿牙啮合，固定轴29的另一端外圆面与调节齿轮15上所开的圆孔内圆面转动配合安装。

所述第一弧形块27与第一弧形导槽10之间，和第二弧形块17与第二弧形导槽12之间均涂有润滑油。

所述第一复位弹簧34与第二复位弹簧36在本发明设备初始工作状态时均处于压缩状态。

所述第一支撑弹簧26的弹性系数是驱动弹簧24弹性系数的5倍。

所述第二方块37的外形尺寸等于限位槽28的外形尺寸。

所述第一复位弹簧34与第二复位弹簧36均为压缩弹簧；驱动球20的直径等于容纳圆孔14的直径。

具体实施方式为：首先将本发明设备安装在拧螺丝机器人扭矩输出端与输入端之间，此时的工作人员驱动调节齿圈3运动，由于此时的第二方块37未***调节齿轮15上的限位槽28中，所以此时运动的调节齿圈3将会带动调节齿轮15进行自转运动，运动的调节齿轮15由于第二方块37不会与限位槽28配合，所以调节齿轮15不会带动固定轴29旋转运动，运动的调节齿圈3还将带动推动齿轮22运动，运动的推动齿轮22将会带动螺杆23运动，运动的螺杆23将会带动驱动弹簧24沿容纳圆孔14的轴线方向运动，此时的螺杆23将会带动推动圆板19运动，推动圆板19将会将驱动弹簧24的弹力作用与驱动球20，此时的驱动球20将会紧紧压在球形凹槽8内；此时的扭矩限制器调节的临界扭矩取决驱动弹簧24的压缩量，当扭矩限制器的临界扭矩时的驱动弹簧24的压缩量小于驱动弹簧24的最大压缩量时，且确定拧螺丝机器人拧紧螺栓的旋向方向确定后，此时拧螺丝机器人的扭矩输入端将会带动主动轴5运动，运动的主动轴5将会带动主动环7运动，主动环7将会带动3个驱动机构4运动，3个驱动机构4将会带动从动环2运动，从动环2将会带动从动轴1运动，运动的从动轴1将会带动拧螺丝机器人的输出端运动，此时的拧螺丝机器人对螺栓和螺帽的拧紧时的预紧力小于或者等于扭矩限制器所调节的临界扭矩值，当拧螺丝机器人拧螺栓的过程中，由于拧螺栓机器人的控制装置发生故障，此时的拧螺栓机器人带动主动轴5、主动环7持续不断的运动，但是此时的螺栓将会被拧紧到位不可能再继续运动，拧螺栓机器人的输出端将会被停止运动，此时的从动轴1、从动环2将不会运动，但是主动轴5与主动环7还在运动，此时的驱动球20将会在球形凹槽8与从动环2端面之间形成的落差的作用下沿容纳圆孔14的轴线方向运动，此时的驱动弹簧24将会被压缩，驱动球20将不会对从动环2与主动环7之间的端面造成很大的破坏，从而达到保护拧螺栓机器人上扭矩限制器不会受到破坏的目的。

当扭矩限制器的临界扭矩时的驱动弹簧24的压缩量等于驱动弹簧24的最大压缩量时，此时拧螺丝机器人的扭矩输入端将会带动主动轴5运动，运动的主动轴5将会带动主动环7运动，主动环7将会带动3个驱动机构4运动，3个驱动机构4将会带动从动环2运动，从动环2将会带动从动轴1运动，运动的从动轴1将会带动拧螺丝机器人的输出端运动，此时的拧螺丝机器人对螺栓和螺帽的拧紧时的预紧力小于或者等于扭矩限制器所调节的最大扭矩值，当拧螺丝机器人拧螺栓的过程中，由于拧螺栓机器人的控制装置发生故障，此时的拧螺栓机器人带动主动轴5、主动环7持续不断的运动，但是此时的螺栓将会被拧紧到位不可能再继续运动，拧螺栓机器人的输出端将会被停止运动，此时的从动轴1、从动环2将不会运动，但是主动轴5与主动环7还在运动，此时的驱动弹簧24不能被继续压缩，驱动球20将会对从动环2与主动环7之间的端面造成很大的破坏，所以设计第一支撑弹簧26、第一弧形保护块18、第二弧形保护块45、第二支撑弹簧46可以避免此类情况的发生；此时运动的主动环7将会带动驱动球20运动，此时的球形凹槽8将会限制驱动球20的运动，所以此时的驱动球20将会被推动弧形凹槽限制运动，弧形凹槽将会推动驱动球20运动，根据事先所设定好的拧螺丝机器人所拧紧螺栓的旋向方向，驱动球20将会依次带动第一弧形保护块18、第一弧形块27与第二弧形块17或者依次带动第二弧形保护块45、第三弧形块47与第三弧形块47运动，根据事先所设定好的拧螺丝机器人所拧紧螺栓的旋向方向，第二弧形块17将会带动第一弧形条42运动或者第四弧形块44将会带动第二弧形条43运动，运动的第一弧形条42或者第二弧形条43将会带动传递轴41运动，传递轴41将会带动运动齿圈40运动，运动齿圈40将会带动固定轴29运动；运动的固定轴29将会带动第一方块33和第二方块37运动；此时的第一方块33与第二方块37将会在压缩的第一复位弹簧34和第二复位弹簧36的恢复力作用下沿第一方槽30与第二方槽31运动，此时的第二方块37将会***在限位槽28中，从而使得调节齿轮15与固定轴29之间处于键连接的状态，此时的调节齿轮15将不会自转，运动的运动齿圈40将会带动固定轴29运动，固定轴29将会带动调节齿轮15围绕从动环2的轴线运动，运动的调节齿轮15将会带动调节齿圈3向调节增加驱动弹簧24压缩量相反的方向运动；运动的调节齿圈3将会依次带动推动齿轮22、螺杆23运动，此时的驱动弹簧24的压缩量将会减小，此时扭矩限制器传递的扭矩值将不会是驱动弹簧24不能被压缩时的扭矩值，当工作人员未发现拧螺栓机器人工作状况发生问题时，此时继续操作拧螺丝机器人工作，此时的拧螺栓机器人在进行拧紧螺栓的过程中，由于扭矩限制器传递的扭矩降低，所以此时的拧螺栓机器人的输出端将不会运动，从而使得从动轴1、从动环2将不会运动，但是主动轴5与主动环7还在运动，但是此时的驱动弹簧24已经被调节齿轮15反向调节过，所以此时的驱动弹簧24将可以被压缩；此时的驱动球20将会在球形凹槽8与从动环2端面之间形成的落差的作用下沿容纳圆孔14的轴线方向运动，此时的驱动弹簧24将会被压缩，驱动球20将不会对从动环2与主动环7之间的端面造成很大的破坏，从而达到保护拧螺栓机器人上扭矩限制器不会受到破坏的目的；第一弧形保护块18与第二弧形保护块45设计的目的是便于扭矩限制器在双向驱动过程中，都可以达到保护扭矩限制器的目的。

综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，其特征在于：它包括从动轴、从动环、调节齿圈、驱动机构、主动轴、T形环、主动环、球形凹槽、容纳槽、第一弧形导槽、第一弧形槽、第一环形槽、第二环形槽、运动齿圈、第三弧形导槽、第四弧形导槽、转动孔、第二弧形导槽、第五弧形导槽、第六弧形导槽、第二弧形槽、容纳圆孔、T形环槽，其中主动环端面上周向均匀的开有3个贯通的容纳圆孔；3个容纳圆孔的内圆面上均开有内螺纹；

3个容纳圆孔处的结构及其安装结构完全相同，对于其中一个，主动环端面上开有未贯通的第一弧形槽；第一弧形槽与容纳圆孔相通；第一弧形槽的其中一个内弧面上关于容纳圆孔对称的开有第一弧形导槽和第三弧形导槽；第一弧形槽的另一个内弧面上关于容纳圆孔对称的开有第二弧形导槽和第四弧形导槽；第二弧形导槽和第四弧形导槽靠近主动环外圆面分布；主动环开第一弧形槽的端面上开有未贯通的第一环形槽；第一环形槽均与第一弧形导槽和第四弧形导槽相通；第一环形槽端面上开有未贯通的转动孔；第一环形槽端面上开有贯通的第二弧形槽；第二弧形槽的两个内弧面上分别开有第五弧形导槽和第六弧形导槽；容纳圆孔处安装有驱动机构；第一弧形槽、第二弧形槽、第五弧形导槽、第六弧形导槽、第二弧形导槽、第一环形槽、第一弧形导槽的中心轴线均与主动环的中心轴线重合；

主动环内开有第二环形槽，且第二环形槽与3个转动孔配合；第二环形槽内安装有运动齿圈；运动齿圈与3个驱动机构配合；主动环上开第一弧形槽相对的端面固定安装在主动轴端面上；从动环端面上开有未贯通的容纳槽；容纳槽端面上周向均匀的开有3个球形凹槽；从动环上开容纳槽相对的端面固定安装有从动轴；3个球形凹槽分别与3个驱动机构配合；从动环通过其上的容纳槽内圆面与主动环外圆面转动配合安装；T形环嵌套在3个驱动机构外侧，且T形环端面固定安装在主动环端面上；调节齿圈端面上开有T形环槽；调节齿圈通过其上所开的T形环槽与T形环的转动配合安装在T形环上；调节齿圈与3个驱动机构配合；

所述驱动机构包括调节齿轮、传递轴、第一弧形条、第二弧形条、第四弧形块、第二弧形保护块、第二支撑弹簧、第三弧形块、调节轴机构、第二弧形块、第一弧形保护块、推动圆板、驱动球、限位圆板、推动齿轮、螺杆、驱动弹簧、第一支撑弹簧、第一弧形块、限位槽，其中螺杆通过其上的外螺纹与容纳圆孔上的内螺纹通过螺纹配合安装在主动环上；推动齿轮的端面固定安装在螺杆端面上，且推动齿轮与调节齿圈啮合；限位圆板一端端面固定安装在推动齿轮端面上；驱动弹簧位于容纳圆孔内，驱动弹簧一端与螺杆端面接触配合；驱动弹簧另一端安装有推动圆板；第一弧形保护块的两侧的弧面上分别安装有第一弧形块与第二弧形块；第一弧形保护块端面上开有贯通的半圆孔；第一弧形保护块通过第一弧形块与第一弧形导槽的滑动配合，和第二弧形块与第二弧形导槽的滑动配合安装在第一弧形槽内；第二弧形保护块的两侧的弧面上分别安装有第三弧形块与第四弧形块；第二弧形保护块端面上开有贯通的半圆孔；第二弧形保护块通过第三弧形块与第三弧形导槽的滑动配合，和第四弧形块与第四弧形导槽的滑动配合安装在第一弧形槽内；调节轴机构安装在第二弧形槽内，且调节轴机构与运动齿圈配合；调节齿轮端面上开有贯通的圆孔，且该圆孔的内圆面上周向均匀的开有4个限位槽；调节齿轮安装在调节轴机构一端，且调节齿轮与调节齿圈配合；第一支撑弹簧位于第一弧形槽内，第一支撑弹簧一端固定安装在第一弧形槽端面上，第一支撑弹簧的另一端固定安装在第一弧形保护块端面上；第二支撑弹簧位于第一弧形槽内，第二支撑弹簧一端固定安装在第一弧形槽端面上，第二支撑弹簧的另一端固定安装在第二弧形保护块端面上；驱动球位于从动环与主动环形成的间隙之间，且驱动球的外球面分别与球形凹槽的弧面和推动圆板的端面接触配合；驱动球位于第一弧形保护块上所开的半圆孔和第一弧形保护块上所开的半圆孔形成的圆柱孔内；第一弧形保护块上所开的半圆孔和第一弧形保护块上所开的半圆孔形成的圆柱孔的轴线与容纳圆孔的轴线重合；传递轴两端的外圆面上均开有齿牙；传递轴通过轴承安装在转动孔内，且传递轴上所开的齿牙与运动齿圈上的内齿牙啮合；第一弧形条一端内弧面上开有齿牙；第一弧形条远离开齿牙的一端端面固定安装在第二弧形块端面上；第二弧形条的内弧面上开有齿牙；第二弧形条远离开齿牙的一端端面固定安装在第四弧形块端面上；第一弧形条和第二弧形条上所开的齿牙均与传递轴上所开的齿牙配合，且第一弧形条和第二弧形条上所开的齿牙均与传递轴上所开的齿牙在扭矩限制器正常工作的情况下存在有间隙；

所述调节轴机构包括固定轴、第一方槽、第五弧形块、第六弧形块、第二方槽、第三方槽、第一方块、第一复位弹簧、连接条、第二复位弹簧、第二方块，其中固定轴外圆面上沿线性方向上依次开有未贯通的第一方槽、第三方槽，第一方槽与第三方槽之间通过第二方槽连通；第一方块通过滑动配合安装在第一方槽内，第二方块通过滑动配合安装在第三方槽内；第一方块与第二方块之间通过连接条连接在一起，且连接条位于第二方槽内；第一复位弹簧位于第一方槽内，第一复位弹簧一端固定安装在第一方槽端面上，第一复位弹簧另一端固定安装在第一方块端面上；第二复位弹簧位于第三方槽内，第二复位弹簧一端固定安装在第三方槽端面上，第二复位弹簧另一端固定安装在第二方块端面上；固定轴的内圆面上安装有第五弧形块和第六弧形块；固定轴通过第五弧形块与第五弧形导槽和第六弧形块与第六弧形导槽的滑动配合安装在第二弧形槽内；固定轴一端外圆面上所开的齿牙与运动齿圈上的齿牙啮合，固定轴的另一端外圆面与调节齿轮上所开的圆孔内圆面转动配合安装。

2.根据权利要求20所述的一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，其特征在于：所述第一弧形块与第一弧形导槽之间，和第二弧形块与第二弧形导槽之间均涂有润滑油。

3.根据权利要求30所述的一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，其特征在于：所述第一复位弹簧与第二复位弹簧在本发明设备初始工作状态时均处于压缩状态。

4.根据权利要求1所述的一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，其特征在于：所述第一支撑弹簧的弹性系数是驱动弹簧弹性系数的5倍。

5.根据权利要求1所述的一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，其特征在于：所述第二方块的外形尺寸等于限位槽的外形尺寸。

6.根据权利要求1所述的一种用在拧螺丝机器人上的双方向保护的扭矩限制器，其特征在于：所述第一复位弹簧与第二复位弹簧均为压缩弹簧；驱动球的直径等于容纳圆孔的直径。