CN209370281U - 机器人手臂用轴承 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人手臂用轴承，包括内圈、套设于内圈外部的外圈和球形的滚动体，内圈的外圆周面和外圈的内圆周面上均设有两条相互平行的滑槽，内圈的滑槽与外圈的滑槽相对设置，滚动体设置在内圈的滑槽与外圈的滑槽之间，滑槽的轴截面上包括曲率半径均大于滚动体半径的第一弧线和第二弧线，滚动体与第一弧线和第二弧线均接触，如此保证滚动体与滑槽之间具有四个接触点，使该轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷，提高了轴承的承受载荷；内圈和外圈，其中一者与机器人的大臂固定连接，另一者与机器人的小臂固定连接，内圈的转动轴线偏离外圈的转动轴线，改变了小臂端部的运动轨迹，增加了小臂相对于大臂之间的转动区域范围。

Description

机器人手臂用轴承

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人手臂用轴承。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，机器人的使用越来越普遍，而机器人手臂结构和腿部结构的设计尤为关键，特别是机器人的手肘和膝盖等关节位置的设计。现有技术中的，机器人手臂的大臂和小臂之间往往通过连接轴进行转动连接，小臂相对于大臂的转动形成的区域范围是圆形，当对小臂的转动范围有特定要求时，需在大臂和小臂的连接处设置额外的偏心组件进行连接，结构复杂，容易发生故障，且会增加制造成本。

因此，如何解决现有技术中大臂和小臂之间的连接结构对小臂转动区域范围的限制问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种机器人手臂用轴承，通过在机器人大臂和小臂之间连接内圈的转动轴线偏离外圈的转动轴线的轴承，实现大臂与小臂之间相对转动的同时，改变了小臂端部的运动轨迹，增加了小臂相对于大臂之间的转动区域范围。

本实用新型是这样实现的：一种机器人手臂用轴承，包括内圈、套设于所述内圈外部的外圈和设置在所述内圈与所述外圈之间的球形的滚动体，所述内圈和所述外圈，其中一者与机器人的大臂固定连接，另一者与机器人的小臂固定连接；所述内圈的外圆周面和所述外圈的内圆周面上均设有两条相互平行的滑槽，所述内圈的所述滑槽与所述外圈的所述滑槽相对设置，所述滚动体设置在所述内圈的所述滑槽与所述外圈的所述滑槽之间，所述滑槽的轴截面上包括曲率半径均大于所述滚动体半径的第一弧线和第二弧线，所述滚动体与所述第一弧线和第二弧线均接触；所述内圈的转动轴线偏离所述外圈的转动轴线。

优选地，所述内圈上设置有贯穿所述内圈两端面的内孔，所述内孔的轴线与所述内圈的转动轴线重合。

优选地，所述内圈的端面上延设有用于与所述大臂固定连接的连接部，所述连接部的轴线与所述内圈的转动轴线重合。

优选地，所述连接部为圆柱体结构，所述连接部的外侧壁上设置有螺纹。

优选地，所述连接部为异形柱结构。

优选地，所述内孔的横截面形状为圆形，所述内孔的侧壁上设置有键槽。

优选地，所述内孔为异形孔。

优选地，所述滚动体与所述滑槽的接触点与所述滚动体的球心之间的连线与所述外圈的转动轴线之间的夹角为60度。

优选地，所述外圈的外圆周面呈鼓形。

优选地，所述内圈和所述外圈之间设置有保持架和用于密封所述内圈和所述外圈之间间隙的密封盖，所述滚动体设置在所述保持架的兜孔内部，所述密封盖通过卡簧固定在所述内圈和所述外圈的两端，所述密封盖上设置有用于观察所述滚动体滚动情况的视口及用于向所述内圈和所述外圈之间注入润滑油的注油孔。

本申请提供的技术方案包括以下有益效果：

本申请提供的机器人手臂用轴承中，包括内圈、套设于内圈外部的外圈和设置在内圈与外圈之间的球形的滚动体，内圈和外圈中的一者与机器人的大臂固定连接，另一者与机器人的小臂固定连接。内圈的外圆周面和外圈的内圆周面上均设有两条相互平行的滑槽，内圈的滑槽与外圈的滑槽相对设置，滚动体设置在内圈的滑槽与外圈的滑槽之间，滑槽的轴截面上包括曲率半径均大于滚动体半径的第一弧线和第二弧线，滚动体与第一弧线和第二弧线均接触且内圈的转动轴线偏离外圈的转动轴线。如此设置，滚动体与内圈和外圈上的第一弧线和第二弧线均接触，即滚动体与滑槽之间具有四个接触点，防止内圈与外圈之间发生蹿动，使该轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷，提高了轴承的承受载荷。机器人的大臂和小臂分别与该轴承的内圈和外圈连接，内圈的转动轴线偏离外圈的转动轴线，在实现大臂与小臂之间相对转动的同时，改变了小臂远离大臂的端部的运动轨迹，增加了小臂相对于大臂之间的转动区域范围。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例示出的一种机器人手臂用轴承的结构示意图一；

图2是图1中I的放大图；

图3是本实用新型实施例示出的一种机器人手臂用轴承的结构示意图二；

图4是本实用新型实施例示出的一种机器人手臂用轴承的结构示意图三；

图5是本实用新型实施例示出的一种机器人手臂用轴承的结构示意图四。

附图标记：

内圈-1；外圈-2；滚动体-3；滑槽-4；第一弧线-5；第二弧线-6；连接部-7；内孔-8；保持架-9；密封盖-10。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种机器人手臂用轴承，通过在机器人大臂和小臂之间连接内圈的转动轴线偏离外圈的转动轴线的轴承，实现大臂与小臂之间相对转动的同时，改变了小臂端部的运动轨迹，增加了小臂相对于大臂之间的转动区域范围。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

参照图1～5，示出了一些示例性实施例中机器人手臂用轴承的结构示意图。本实施例提供的机器人手臂用轴承包括内圈1、套设于内圈1外部的外圈2和设置在内圈1与外圈2之间的球形的滚动体3，内圈1和外圈2中的一者与机器人的大臂固定连接，另一者与机器人的小臂固定连接。内圈1的外圆周面和外圈2的内圆周面上均设有两条相互平行的滑槽4，内圈1的滑槽4与外圈2的滑槽4相对设置，滚动体3设置在内圈1的滑槽4与外圈2的滑槽4之间，滑槽4的轴截面上包括曲率半径均大于滚动体3半径的第一弧线5和第二弧线6，滚动体3与第一弧线5和第二弧线6均接触且内圈1的转动轴线偏离外圈2的转动轴线。如此设置，滚动体3与内圈1和外圈2上的第一弧线5和第二弧线6均接触，即滚动体3与滑槽4之间具有四个接触点，防止内圈1与外圈2之间发生蹿动，使该轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷，提高了轴承的承受载荷。机器人的大臂和小臂分别与该轴承的内圈1和外圈2连接，内圈1的转动轴线偏离外圈2的转动轴线，在实现大臂与小臂之间相对转动的同时，改变了小臂远离大臂的端部的运动轨迹，增加了小臂相对于大臂之间的转动区域范围。

需要说明的是，该轴承的内圈1既可以与机器人的大臂连接，又可以与机器人的小臂连接，具体连接根据实施情况确定，以下为了叙述方便，将轴承的内圈2与机器人的大臂连接。

实施中，为便于内圈1与机器人大臂之间的连接，在内圈1上设置贯穿内圈1两端面的内孔8，内孔8的轴线与内圈1的转动轴线重合，内圈1不是对称结构，内圈1的内孔8靠近内圈1的边缘位置且与内圈1的边缘保持一定的距离。此时，在机器人的大臂与小臂之间需设置安装孔和连接轴，连接轴穿过内孔8后与内圈1固定连接，两端穿过安装孔并与大臂固定连接，防止连接轴与大臂和内圈1之间的相对转动。连接轴与安装孔和内孔8之间可以为过渡配合或过盈配合。

实施中，为进一步防止连接轴与内圈1之间的相对转动，连接轴与内圈1之间可采用键连接。连接轴的横截面为圆形，内孔8的横截面形状也为圆形，便于加工制造。在内孔8的侧壁和连接轴的外侧壁上开设键槽，连接轴穿过内孔8后通过将键安装在键槽内，从而防止连接轴与内圈1之间的相对转动。具体实施过程中，也可以将键与连接轴设计为一体形式，在内孔8的侧壁上开设与键形状相同的键槽，连接轴穿过内孔8后，无法相对于内圈1进行转动，在内圈1的两端通过弹簧挡圈进行固定即可。

实施中，内孔8也可以为异形孔，连接轴的横截面形状与该异形孔的横截面形状相同，既保证连接轴可以穿过内孔8，又可以防止连接轴与内圈1之间的相对转动，避免了对键槽等防转结构的使用，简化连接结构。异形孔的横截面形状可以为正六边形、正五边形或正四边形，根据具体情况确定。

优选实施例中，也可在内圈1的端面上设置用于与所述大臂固定连接的连接部7，连接部7与内圈1位一体式结构，提高了连接的可靠性，连接部7的轴线与内圈1的转动轴线重合，通过连接部7将内圈1与大臂直接固定连接，减少了对上述连接轴的使用。

实施中，连接部7为圆柱体结构，连接部7的外侧壁上设置有螺纹。此时，将连接部7穿设于大臂的安装孔内部，通过螺栓与连接部7上的螺纹旋进连接将连接部7的端部与大臂之间固定，避免该轴承的内圈1相对于机器人大臂之间发生蹿动或从安装孔内脱出，保证机器人大臂与小臂之间连接的可靠性，提高该轴承的使用安全指数。

实施中，连接部7的形状也可以为异形柱结构，即连接部7的横截面形状为非圆形，可以防止连接部7与大臂之间的相对转动，在连接部7的端部通过轴端挡圈进行定位固定。

需要说明的是，上述连接部7可以只设置在内圈1的一个端面上，连接部7穿过大臂端部的安装孔后通过螺母或者轴端挡圈进行固定。上述连接部7也可以在内圈1的两个端面上均设置，此时，大臂端部需要设置两个相互平行的连接臂，内圈1放置在两个连接臂之间，连接臂上设置用于安装连接部7的安装孔，安装孔为“U”形孔，“U”形孔的开口端与连接臂的端面平齐，内圈1的连接部7通过“U”形孔的开口端进入两个连接臂的安装孔，然后通过螺栓等零件将“U”形孔的开口进行封堵，防止内圈1的连接部7从“U”形口中脱出。

此外，上述内孔8和连接部7中心线相对于外圈的转动轴线之间的偏移量越大，机器人小臂相对于大臂的运动区域范围越大，具体的可根据具体情况确定。

滚动体3与滑槽4的接触点与滚动体3的球心之间的连线与外圈2的转动轴线之间具有一定夹角，该夹角越大，该轴承的轴向控制力越差，该夹角越小，该轴承的轴向控制力越好。一般将该夹角控制在55度～65度之间。优选实施例中，将该夹角设置为60度，有效保证该轴承的轴向控制力。

实施中，外圈2的外圆周面呈鼓形，即外圈2的外圆周面沿其轴线方向有一定的弧度，便于外圈2与小臂之间的定位连接，且可允许小臂与外圈2之间沿外圈2的轴向有一定的摆动量，进一步扩大了小臂的活动范围。

本实施例中，该轴承的内圈1和外圈2之间设置有保持架9和用于密封内圈1和外圈2之间间隙的密封盖10。滚动体3设置在保持架9的兜孔内部，保持架9能够将滚动体3部分包裹，并使相邻的两个滚动体3保持一定的间距，避免滚动体3之间发生碰撞，增加该轴承的刚性。在轴承工作过程中，由于滑动摩擦系数会造成轴承发热和磨损，保持架9需具有一定强度、良好导热性、摩擦系数小及耐磨性，一般选为低碳钢或黄铜，具体可根据实际情况确定。

密封盖10可以防止外界的灰尘杂质进入到滑槽4内部，避免与轴承的运转产生影响，同时，也在一定程度上防止滑槽4内部的润滑油流出，保证轴承的润滑效果。密封盖10通过卡簧固定在内圈1和外圈2的两端，密封盖10上设置有用于观察滚动体3滚动情况的视口及用于向内圈1和外圈2之间注入润滑油的注油孔，通过视口可以清楚的观察轴承内部的滚动体3的运转状态以及润滑油或润滑脂的量，以便更好的对该轴承进行维修保养或更换；注油孔的存在便于向内圈1与外圈2之间的密闭空间内添加润滑油或润滑脂。注油孔处还设置有单向阀，用于向密闭空间内注入润滑油，防止润滑油从密闭空间内流出。

内圈1、外圈2和滚动体3的材质为轴承钢，也可以根据具体情况选用其他材质。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机器人手臂用轴承，其特征在于，包括：内圈(1)、套设于所述内圈(1)外部的外圈(2)和设置在所述内圈(1)与所述外圈(2)之间的球形的滚动体(3)，所述内圈(1)和所述外圈(2)，其中一者与机器人的大臂固定连接，另一者与机器人的小臂固定连接；

所述内圈(1)的外圆周面和所述外圈(2)的内圆周面上均设有两条相互平行的滑槽(4)，所述内圈(1)的所述滑槽(4)与所述外圈(2)的所述滑槽(4)相对设置，所述滚动体(3)设置在所述内圈(1)的所述滑槽(4)与所述外圈(2)的所述滑槽(4)之间，所述滑槽(4)的轴截面上包括曲率半径均大于所述滚动体(3)半径的第一弧线(5)和第二弧线(6)，所述滚动体(3)与所述第一弧线(5)和第二弧线(6)均接触；

所述内圈(1)的转动轴线偏离所述外圈(2)的转动轴线。

2.根据权利要求1所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述内圈(1)上设置有贯穿所述内圈(1)两端面的内孔(8)，所述内孔(8)的轴线与所述内圈(1)的转动轴线重合。

3.根据权利要求1所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述内圈(1)的端面上延设有用于与所述大臂固定连接的连接部(7)，所述连接部(7)的轴线与所述内圈(1)的转动轴线重合。

4.根据权利要求3所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述连接部(7)为圆柱体结构，所述连接部(7)的外侧壁上设置有螺纹。

5.根据权利要求3所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述连接部(7)为异形柱结构。

6.根据权利要求2所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述内孔(8)的横截面形状为圆形，所述内孔(8)的侧壁上设置有键槽。

7.根据权利要求2所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述内孔(8)为异形孔。

8.根据权利要求1所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述滚动体(3)与所述滑槽(4)的接触点与所述滚动体(3)的球心之间的连线与所述外圈(2)的转动轴线之间的夹角为60度。

9.根据权利要求1所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述外圈(2)的外圆周面呈鼓形。

10.根据权利要求1所述的机器人手臂用轴承，其特征在于，所述内圈(1)和所述外圈(2)之间设置有保持架(9)和用于密封所述内圈(1)和所述外圈(2)之间间隙的密封盖(10)，所述滚动体(3)设置在所述保持架(9)的兜孔内部，所述密封盖(10)通过卡簧固定在所述内圈(1)和所述外圈(2)的两端，所述密封盖(10)上设置有用于观察所述滚动体(3)滚动情况的视口及用于向所述内圈(1)和所述外圈(2)之间注入润滑油的注油孔。