CN110959077A - 用于将轴固定到安装部件的固定装置和机器人的驱动器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于将轴(200)固定到安装部件(300)的固定装置(100)和一种机器人的驱动器(400)。固定装置(100)包括内环(110)和外环(120)。内环(110)具有外锥形表面且被布置成套在轴(200)上。外环(120)具有与内环(110)的外锥形表面配合的内锥形表面。内环(110)和外环(120)都被布置成在轴(200)的轴向方向上与安装部件(300)相抵。外环(120)用于可拆卸地固定到安装部件(300)，并且当外环(120)固定到安装部件(300)时，内环(110)被外环(120)挤压以在径向方向上夹紧轴(200)。

Description

用于将轴固定到安装部件的固定装置和机器人的驱动器
相关申请的交叉引用
本申请根据美国法典35U.S.C.§119(e)要求于2018年8月22日提交的申请号为62/721,322、名称为“具有高紧凑性的牢靠且可释放的轴固定器”的美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及一种轴固定器结构，并且具体地涉及一种用于将轴固定到安装部件的固定装置和一种机器人的驱动器。
背景技术
轴锁定固定器广泛用于将部件固定到轴上并防止它们被轴向力或力矩移动。常见的解决方案包括轴锁定螺母和轴环。然而，轴锁定螺母需要足够长的螺纹以用于良好的接合且需要定位螺钉元件以用于防止螺纹滑动，因此使得它们通常体积大且重。轴环可能是更简单的，但可能导致轴上的力分布不均匀。
发明内容
本发明提供了一种用于将轴固定到安装部件的固定装置和一种机器人的驱动器。
为了解决上述问题，本发明采用一种技术方案以提供一种用于将轴固定到安装部件的固定装置。在本发明的一些方面，固定装置可以包括内环和外环。内环具有外锥形表面并且能够套在轴上。外环具有与内环的外锥形表面配合的内锥形表面。内环和外环都用于在轴的轴向方向上与安装部件相抵。外环用于可拆卸地固定到安装部件，并且当外环固定到安装部件时，内环被外环挤压以在径向方向上夹紧轴。
在另一方面，固定装置可以包括内环和外环。内环具有外锥形表面并且能够套在轴上。外环具有与内环的外锥形表面配合的内锥形表面。内环的内径初始小于轴的外径，当外环朝向安装部件移动并且内环和外环两者在轴的轴向方向上与安装部件相抵时，外环的内锥形表面挤压内环的外锥形表面以使内环压缩并夹紧轴。外环可拆卸地固定到安装部件。
为了解决上述问题，本发明所采用的另一种技术方案是提供一种机器人的驱动器。制动器包括轴、安装部件和固定装置。固定装置用于将轴固定到安装部件。固定装置包括内环和外环。内环具有外锥形表面且套在轴上。外环具有与内环的外锥形表面配合的内锥形表面。内环和外环均在轴的轴向方向上与安装部件相抵。外环用于可拆卸地固定到安装部件，内环被外环挤压以在径向方向上夹紧轴。
本发明用于以高安装精度、高夹持力和容易的安装步骤将轴固定到安装部件。
附图说明
为了清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将简要描述在实施例的描述中所使用的附图。以下描述中的附图仅是本发明的示例性实施例。对于本领域普通技术人员而言，基于这些附图，不需要任何创造性的劳动即可以得到其他实施例。
图1示出了根据本发明一实施例的在锁定状态的固定装置的示意图。
图2示出了根据本发明一实施例的在解锁状态的固定装置的示意图。
图3-6示出了根据本发明若干实施例的固定装置的内环的不同示意性结构。
图7示出了根据本发明一实施例的机器人的驱动器的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图和示例来详细说明本发明。所描述的实施例仅是示意性的，仅仅代表本发明的实施例的子集。基于本发明的实施例，本领域技术人员可以在不做出创造性劳动前提下就可以想到其他的实施例，所有这些实施例都落入本发明的保护范围中。
图1和2示出了根据本发明一实施例的示例性轴固定装置100。固定装置100能够被用于将轴200固定到安装部件300(例如，外壳或轴承)。固定装置100可以包括内环110和外环120。
内环110可以具有外锥形表面111，如图2所示。内环110可以套在轴200上。当固定装置100处于解锁状态时，内环110的内径可以略大于轴200的外径，使得内环110可以沿轴200轴向地移动。外环120可以具有与内环110的外锥形表面111配合的内锥形表面121。也就是说，外环120的内锥形表面121可以具有与内环110的外锥形表面111基本相同的形状和尺寸。
在一些示例中，当内环110和外环120在轴向方向上对齐时，外环120的内径可以略小于内环110的外径。在这样的示例中，当外环120朝向安装部件300移动并且内环110和外环120两者都在轴向方向上与安装部件300相抵时(如图1所示)，由于外环120的内径略小于内环110的外径，因此内环110的外锥形表面111可以被外环120的内锥形表面121挤压。因此，内环110将在压力下压缩以在径向方向上夹紧轴200，从而将固定装置100锁定到轴。
在本发明的一些方面，外环120可以可拆卸地固定到安装部件300。例如，固定装置100还可以包括一个或多个螺钉130，该一个或多个螺钉130可以在轴向上将外环120固定到安装部件300。在其他示例中，外环120也可以以其他合适的方式可拆卸地固定到安装部件300。在如上所述的这样的示例中，当外环120固定到安装部件300并且内环110夹紧轴200时，轴200由此可以通过固定装置100固定到安装部件300。可以通过将外环120从安装部件300拆卸而释放固定装置100，例如通过松开将外环120附接到安装部件300的一个或多个螺钉130。
本发明用于以高安装精度、高夹持力和容易的安装步骤将轴200固定到安装部件300。
在一些实施例中，内环110的外锥形表面111和外环120的内锥形表面121可以是彼此对应的螺纹表面。例如，相应的螺纹表面使得外环120能够拧紧在内环110上以锁定轴200，或者使得外环120能够拧松内环110以解锁轴200。
在本发明的一些方面，可以通过改变内环110和外环120的材料和/或几何形状来调节由固定装置100施加在轴200上的夹紧力。例如，内环110可以由塑料材料制成。在这样的示例中，内环110可以具有更小的夹持力，因为塑料更容易围绕轴200变形。在其它实例中，内环110可选地由金属材料制成，其可提供更大的刚度。在其它示例中，内环110和外环120可以由其它合适的材料制成。
在一些方面，在内环110中设置狭槽或凹槽可以有助于缓解由内环110的变形引起的应力，并因此改善内环110、外环120和轴200之间的接触压力。例如，内环110的示例性设计在图3-6中示出。具体而言，图3示出了示例性的内环110a，其开设有从内环110a的一个端面延伸到另一个端面的凹槽112a。图4示出了示例性的内环110b，该内环110b上开设有从内环110b的一个端面延伸到一定深度的一对凹槽112b。在一些实施例中，如图5所示，示例性的内环110c可以包括两个分离的部件，例如部件140和部件142。在这样的实施例中，两个分离的部件140和142可以套在轴200上并且在周向方向上间隔开以形成间隙112c，间隙112c允许内环110c在周向方向上变形。
在一些实施例中，如图6所示，示例性的内环110d可以开设有从内环110d的一个端面延伸到另一个端面的多个凹槽112d，使得内环110d可以具有齿轮形状。如结合图3-6所描述的内环110上的凹槽可以提高内环110的可变形性，并且改善的可变形性可以允许内环110更好地与外环120和轴200接合。在其它实施例中，内环110可以具有用于释放内环110中的应力的其它合适的设计，而不仅仅是如图3-6所示的那些设计。在某些实施例中，莫氏锥度可与内环110一起使用以提供牢靠的夹紧接触。
本发明还提供了一种机器人的驱动器。机器人可以是例如工业机器人。驱动器可以包括在机器人的关节中以驱动机器人移动。如图7所示，示例性的驱动器400可包括轴410、安装部件420和固定装置430。固定装置430可以是如上所述的固定装置100。轴410可以通过固定装置430固定到安装部件420。
在一些实施例中，安装部件420可以是驱动器400的端盖。驱动器400还可以包括外壳体440。端盖420可安装在外壳体440内部并固定地连接到外壳体440。在该示例中，轴410还固定地连接到外壳体440，使得轴410和外壳体440协作地构成用于对齐驱动器400的其它部件的基准。例如，驱动器400的其它部件可以包括发动机组件、扭矩传感器、输出法兰等。这些部件可以连接到轴410或外壳体440以用于对齐。
应该理解的是，这里所描述的示例的各种改变和修改对于本领域技术人员来说是明显的。可以在不脱离本申请的精神和范围的情况下进行这些改变和修改，并且不会减少其预期的优点。因此，其旨在由所附的权利要求覆盖这些改变和修改。

Claims (20)

1.一种用于将轴固定到安装部件的固定装置，包括：
内环，具有外锥形表面，所述内环用于套在所述轴上；以及
外环，具有内锥形表面，所述内锥形表面配置为与所述内环的所述外锥形表面配合；
其中，所述内环和所述外环均用于在所述轴的轴向上与所述安装部件相抵；
其中，所述外环用于可拆卸地固定到所述安装部件；以及
其中，当所述外环固定到所述安装部件时，所述内环被所述外环挤压以在径向方向上夹紧所述轴。
2.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，还包括螺钉，所述螺钉用于在所述轴向上将所述外环固定到所述安装部件。
3.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述内环包括塑料材料。
4.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述内环上开设有至少一个凹槽，以允许所述内环在周向方向上变形。
5.根据权利要求4所述的固定装置，其特征在于，
所述至少一个凹槽包括从所述内环的一个端面延伸到另一个端面的多个凹槽，从而使得所述内环具有齿轮形状。
6.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，
所述内环包括两个分离的部件；以及
其中，当所述两个分离的部件套在所述轴上时，所述两个分离的部件在周向方向上间隔开以形成间隙，所述间隙允许所述内环在所述周向方向上变形。
7.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述内环的所述外锥形表面和所述外环的所述内锥形表面均为螺纹表面，并且其中所述外锥形螺纹表面对应于所述内锥形螺纹表面。
8.一种用于将轴固定到安装部件的固定装置，包括：
内环，具有外锥形表面，所述内环用于套在所述轴上；以及
外环，具有内锥形表面，所述内锥形表面配置为与所述内环的所述外锥形表面配合；
其中，所述内环的内径初始小于所述轴的外径；
其中，当所述外环朝向所述安装部件移动并且所述内环和所述外环两者在所述轴的轴向方向上与所述安装部件相抵时，所述外环的所述内锥形表面挤压所述内环的所述外锥形表面以使所述内环压缩并夹紧所述轴；以及
其中，所述外环可拆卸地固定到所述安装部件。
9.根据权利要求8所述的固定装置，其特征在于，还包括螺钉，所述螺钉用于在所述轴向上将所述外环固定到所述安装部件。
10.根据权利要求8所述的固定装置，其特征在于，所述内环的所述外锥形表面和所述外环的所述内锥形表面均为螺纹表面，并且其中所述外锥形螺纹表面对应于所述内锥形螺纹表面。
11.根据权利要求8所述的固定装置，其特征在于，所述内环上开设有至少一个凹槽，以允许所述内环在周向方向上变形。
12.根据权利要求11所述的固定装置，其特征在于，
所述至少一个凹槽包括从所述内环的一个端面延伸到另一个端面的多个凹槽，从而使得所述内环具有齿轮形状。
13.根据权利要求8所述的固定装置，其特征在于，
所述内环包括两个分离的部件；以及
其中，当所述两个分离的部件套在所述轴上时，所述两个分离的部件在周向方向上间隔开以形成间隙，所述间隙允许所述内环在所述周向方向上变形。
14.一种机器人的驱动器，包括轴、安装部件和用于将所述轴固定到所述安装部件的固定装置，其中所述固定装置包括：
内环，具有外锥形表面，其中所述内环套在所述轴上；以及
外环，具有内锥形表面，其中所述内锥形表面与所述内环的所述外锥形表面配合，
其中，所述内环和所述外环均在所述轴的轴向方向上与所述安装部件相抵，
其中，所述外环可拆卸地固定到所述安装部件；以及
其中，所述内环被所述外环挤压以在径向方向上夹紧所述轴。
15.根据权利要求14所述的驱动器，其特征在于，所述固定装置还包括螺钉，所述螺钉在所述轴向上将所述外环固定到所述安装部件。
16.根据权利要求14所述的驱动器，其特征在于，所述内环上开设有至少一个凹槽，以允许所述内环在周向方向上变形。
17.根据权利要求16所述的驱动器，其特征在于，
所述至少一个凹槽包括从所述内环的一个端面延伸到另一个端面的多个凹槽，从而使得所述内环具有齿轮形状。
18.根据权利要求14所述的驱动器，其特征在于，
所述内环包括两个分离的部件；以及
其中所述两个分离的部件协作地套在所述轴上并且在周向方向上间隔开以形成间隙，所述间隙允许所述内环在所述周向方向上变形。
19.根据权利要求14所述的驱动器，其特征在于，所述内环的所述外锥形表面和所述外环的所述内锥形表面均为螺纹表面，并且其中所述外锥形螺纹表面对应于所述内锥形螺纹表面。
20.根据权利要求14所述的驱动器，其特征在于，还包括壳体，其中所述固定装置为端盖，且所述轴通过所述固定装置固定地连接到所述壳体。
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