本發(fā)明涉及機(jī)器人，具體說(shuō)是一種智能機(jī)器人關(guān)節(jié)裝置的加工裝配工藝。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的機(jī)器人主要分兩大類：直角坐標(biāo)機(jī)器人和關(guān)節(jié)式機(jī)器人。直角坐標(biāo)機(jī)器人主要由一些直線運(yùn)動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制系統(tǒng)和末端操作器等組成。這種機(jī)器人可針對(duì)不同的應(yīng)用，方便快速組合成不同維數(shù)、各種行程和不同帶載能力的壁掛式、懸臂式、龍門式或倒掛式等多種形式的直角坐標(biāo)機(jī)器人。關(guān)節(jié)式機(jī)器人主要由一些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制系統(tǒng)和末端操作器等組成。關(guān)節(jié)式機(jī)器人不像直角坐標(biāo)機(jī)器人可以快速組合成不同維數(shù)。針對(duì)不同的應(yīng)用，如弧焊機(jī)器人，應(yīng)選用固定的不同維度的關(guān)節(jié)式機(jī)器人。

目前，關(guān)節(jié)式機(jī)器人關(guān)節(jié)的傳動(dòng)方式主要有繩索滑輪傳動(dòng)、連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等，而這些傳動(dòng)部件有些容易變形，傳動(dòng)不夠精確，如帶傳動(dòng)、繩索滑輪傳動(dòng)等，有些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工裝配困難，不適合應(yīng)用在微小型的弧焊機(jī)器人中，如連桿機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種裝配簡(jiǎn)單、牢固的智能機(jī)器人關(guān)節(jié)裝置的加工裝配工藝。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種智能機(jī)器人關(guān)節(jié)裝置的加工裝配工藝，其包括以下步驟：

（1）取U型槽式的殼體，在殼體的兩側(cè)板上分別對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)通孔，在每一通孔內(nèi)安裝一軸承；

（2）在殼體的底板上沿U型槽長(zhǎng)度方向焊接第一軸；

（3）將關(guān)節(jié)的連接臂一端固定安裝軸套，

（4）將第二軸一端從一側(cè)板上的軸承伸入兩側(cè)板之間；

（5）再將所述連接臂上的軸套從兩側(cè)板之間套設(shè)在第二軸上，并使軸套通過(guò)鍵與第二軸連接；敲擊第二軸的另一端，使第二軸的所述一端穿過(guò)軸套與另一側(cè)板上的軸承過(guò)盈配合；

（6）在連接臂另一端通過(guò)另外的軸承安裝第三軸；

（7）將所述第一軸、第二軸和第三軸分別與減速機(jī)構(gòu)連接。

作為優(yōu)選，在所述底板上沿U型槽長(zhǎng)度方向加工半圓槽，與該半圓槽等外徑的套筒焊接在半圓槽內(nèi)，所述第一軸穿過(guò)套筒內(nèi)腔與該套筒鍵連接。

作為優(yōu)選，所述殼體為一體成型結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，在加工裝配減速機(jī)構(gòu)時(shí)，先在內(nèi)軸一端和空心外軸一端過(guò)盈裝配止擋片，在兩個(gè)橢圓驅(qū)動(dòng)輪上分別加工裝配孔，在每一個(gè)裝配孔內(nèi)設(shè)置一個(gè)圈簧；再將兩個(gè)橢圓驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)裝配孔分別安裝在所述內(nèi)外軸上，并使驅(qū)動(dòng)輪與止擋片相接；然后將內(nèi)軸安裝在空心外軸內(nèi)腔，并使內(nèi)軸另一端伸出空心外軸另一端；接著在柔輪坯體的軸向中間位置沿周向車削一平底環(huán)形凹槽；再在平底環(huán)形凹槽槽底沿周向加工一環(huán)形V槽；在柔輪坯體外周位于環(huán)形凹槽兩側(cè)分別加工一排外齒，每一齒的齒槽與環(huán)形凹槽相通，且槽底高于環(huán)形凹槽槽底或與環(huán)形凹槽槽底齊平；將柔輪坯體連接第一軸、第二軸或第三軸的一端加工成向外傾斜的緩沖段；再將裝配有內(nèi)外軸的兩橢圓驅(qū)動(dòng)輪安裝至柔輪內(nèi)全圈，使兩橢圓驅(qū)動(dòng)輪與兩排外齒對(duì)應(yīng)對(duì)正；最后將裝配好的橢圓驅(qū)動(dòng)輪和柔輪安裝至成型有兩排內(nèi)齒的剛輪內(nèi)圈，使兩排外齒與兩排內(nèi)齒對(duì)應(yīng)嚙合。

作為優(yōu)選，沿每一所述裝配孔孔壁徑向加工有環(huán)槽，先將所述圈簧設(shè)置于對(duì)應(yīng)的環(huán)槽內(nèi)，再將橢圓驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)裝配孔安裝在對(duì)應(yīng)的軸上。

作為優(yōu)選，所述空心外軸兩端分別加工有容納空間，每一個(gè)容納空間內(nèi)固定安裝一個(gè)軸承，所述內(nèi)軸兩端通過(guò)該兩軸承安裝在空心外軸內(nèi)腔。

作為優(yōu)選，所述止擋片包括與對(duì)應(yīng)軸過(guò)盈配合的軸向擋套，擋套一端徑向延伸有擋片，所述圈簧固定套設(shè)在擋套上，所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪均與擋片軸向相接，所述擋套周壁成型有軸向設(shè)置的數(shù)個(gè)凸齒，每一凸齒徑向伸入圈簧的間隙內(nèi)。

作為優(yōu)選，加工齒時(shí)，從遠(yuǎn)離環(huán)形凹槽一側(cè)向靠近環(huán)形凹槽一側(cè)進(jìn)刀。

作為優(yōu)選，所述緩沖段從齒槽槽底軸向傾斜延伸至坯體表面。

作為優(yōu)選，兩排外齒的齒數(shù)不相等；兩排外齒的齒頂圓直徑不相等。

從以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明在特殊的殼體上裝配第一軸和第二軸，通過(guò)第一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)殼體和連接臂水平旋轉(zhuǎn)，通過(guò)第二軸可帶動(dòng)連接臂豎直旋轉(zhuǎn)，而第三軸則可帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件豎直旋轉(zhuǎn)，可見(jiàn)本發(fā)明通過(guò)三根軸的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的三維運(yùn)動(dòng)；在實(shí)施過(guò)程中，不僅加工簡(jiǎn)單、成本低，而且裝配方便、快捷。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

一種智能機(jī)器人關(guān)節(jié)裝置的加工裝配工藝，其包括以下步驟：

取U型槽式的殼體，所述殼體由豎直橫向設(shè)置的兩側(cè)板和豎直縱向設(shè)置的一底板組成，且殼體為一體成型結(jié)構(gòu)，加工方便，連接牢固，在殼體的兩側(cè)板上分別對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)通孔，在每一通孔內(nèi)安裝一軸承，以裝配第二軸。由于U型槽式的殼體在三個(gè)面具有開(kāi)口，不會(huì)妨礙連接臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，保證連接臂安全、穩(wěn)定地運(yùn)動(dòng)。

在殼體的底板上沿U型槽長(zhǎng)度方向焊接第一軸；具體來(lái)說(shuō)，先在所述底板上沿U型槽長(zhǎng)度方向加工半圓槽，與該半圓槽等外徑的套筒焊接在半圓槽內(nèi)，所述第一軸穿過(guò)套筒內(nèi)腔與該套筒鍵連接，從而可避免軸直接焊接在底板上，防止損壞第一軸，且半圓槽的設(shè)計(jì)一方面加工簡(jiǎn)單、方便，另一方面便于焊接、連接牢固。將關(guān)節(jié)的連接臂一端固定安裝軸套，在連接臂另一端通過(guò)另外的軸承安裝第三軸，所述第三軸上固定連接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件，這樣運(yùn)動(dòng)部件可直接由第三軸帶動(dòng)繞該第三軸豎直旋轉(zhuǎn)，該豎直旋轉(zhuǎn)的范圍較小；同時(shí)，第二軸帶動(dòng)連接臂繞該第二軸豎直旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件繞該第二軸大范圍豎直旋轉(zhuǎn)；在豎直旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，第一軸可帶動(dòng)殼體水面旋轉(zhuǎn)，殼體帶動(dòng)連接臂，再由連接臂帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件繞第一軸水平旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件大范圍或小范圍的三維運(yùn)動(dòng)。

將第二軸一端從一側(cè)板上的軸承伸入兩側(cè)板之間；再將所述連接臂上的軸套從兩側(cè)板之間套設(shè)在第二軸上，并使軸套通過(guò)鍵與第二軸連接；然后敲擊第二軸的另一端，使第二軸的所述一端穿過(guò)軸套與另一側(cè)板上的軸承過(guò)盈配合，從而將第二軸跨接于兩側(cè)板上，而連接臂一端位于兩側(cè)板之間，并通過(guò)第二軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)連接臂旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)連接臂和運(yùn)動(dòng)部件繞該第二軸豎直旋轉(zhuǎn)的目的；最后將所述第一軸、第二軸和第三軸分別與減速機(jī)構(gòu)連接。

在加工裝配減速機(jī)構(gòu)時(shí)，先在內(nèi)軸一端和空心外軸一端過(guò)盈裝配止擋片；內(nèi)外軸可由兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，也可由一個(gè)電機(jī)通過(guò)不同的兩個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)；止擋片可使驅(qū)動(dòng)輪安裝在軸的指定位置，避免驅(qū)動(dòng)輪軸向移動(dòng)。在兩個(gè)橢圓驅(qū)動(dòng)輪上分別加工裝配孔，通過(guò)裝配孔可將橢圓驅(qū)動(dòng)輪安裝在對(duì)應(yīng)的軸上；兩個(gè)橢圓驅(qū)動(dòng)輪可驅(qū)動(dòng)不同齒數(shù)的齒輪，橢圓驅(qū)動(dòng)輪作為諧波減速器的波發(fā)生器。作為波發(fā)生器時(shí)，可在所述橢圓驅(qū)動(dòng)輪的外周分布有軸向設(shè)置的數(shù)個(gè)滾輪，這樣就可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)不同齒數(shù)的柔輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出不同傳動(dòng)比的動(dòng)力。

在每一個(gè)裝配孔內(nèi)設(shè)置一個(gè)圈簧；在實(shí)施過(guò)程中，沿每一所述裝配孔孔壁徑向加工有環(huán)槽，所述圈簧設(shè)置于對(duì)應(yīng)的環(huán)槽內(nèi)，橢圓驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)對(duì)應(yīng)的圈簧固定安裝在對(duì)應(yīng)的軸上；這樣一方面可避免橢圓驅(qū)動(dòng)輪直接與對(duì)應(yīng)的軸接觸而損壞橢圓驅(qū)動(dòng)輪，另一方面圈簧的彈力可使裝配更加方便；同時(shí)，橢圓驅(qū)動(dòng)輪與對(duì)應(yīng)軸甚至可采用間隙配合的方式進(jìn)行傳動(dòng)，避免兩者接觸，出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，且一旦軸與圈簧的磨損影響傳動(dòng)時(shí)，只需更換圈簧即可，節(jié)約維修和維護(hù)成本。在本發(fā)明中，圈簧是具有徑向彈力的彈力部件，在其彈力的作用下，可將橢圓驅(qū)動(dòng)輪固定在軸上，保證軸帶動(dòng)橢圓驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。將兩個(gè)橢圓驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)裝配孔分別安裝在所述內(nèi)外軸上，并使驅(qū)動(dòng)輪與止擋片相接；止擋片包括與對(duì)應(yīng)軸過(guò)盈配合的軸向擋套，使止擋片隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，擋套一端徑向延伸有擋片，所述圈簧固定套設(shè)在擋套上，可使圈簧不直接與軸接觸，避免損壞圈簧，所述第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪和第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪均與擋片軸向相接，防止驅(qū)動(dòng)輪軸向移動(dòng)；所述擋套周壁成型有軸向設(shè)置的數(shù)個(gè)凸齒，每一凸齒徑向伸入圈簧的間隙內(nèi)，從而卡住圈簧，這樣可確保圈簧隨著軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

然后將內(nèi)軸安裝在空心外軸內(nèi)腔，并使內(nèi)軸另一端伸出空心外軸另一端；作為優(yōu)選，所述內(nèi)軸通過(guò)軸承安裝在空心外軸內(nèi)腔；具體來(lái)說(shuō)，所述空心外軸兩端分別加工有容納空間，每一個(gè)容納空間內(nèi)固定安裝一個(gè)所述軸承，所述內(nèi)軸兩端通過(guò)該兩軸承安裝在空心外軸內(nèi)腔；安裝內(nèi)軸時(shí)，先將內(nèi)軸另一端從空心外軸所述一端的軸承穿入內(nèi)腔，然后從空心外軸另一端的軸承穿出。作為優(yōu)選，首先將空心外軸豎直放置，其所述一端位于上方，然后將內(nèi)軸所述另一端置于空心外軸所述一端的軸承中心孔，接著對(duì)內(nèi)軸所述一端施加向下的壓力，使其另一端穿入內(nèi)腔，再?gòu)目招耐廨S另一端的軸承中心孔穿出；內(nèi)軸另一端從空心外軸另一端的軸承中心孔穿出時(shí)，對(duì)空心外軸另一端的軸承從下向上施加壓力，防止該軸承因內(nèi)軸向下的壓力使其脫離外軸。

在實(shí)施過(guò)程中，軸承的端面可與外軸端面齊平，不僅可節(jié)省空間，而且在傳動(dòng)過(guò)程中避免與其他部件發(fā)生干涉；內(nèi)軸所述兩端安裝在兩軸承上，這樣不僅使內(nèi)外軸可發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證內(nèi)外軸具有較高的同軸度；而且可使得內(nèi)軸支撐更牢固，傳動(dòng)更平穩(wěn)。內(nèi)外軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可采用這樣方式，在內(nèi)軸由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使外軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由橢圓驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)外部齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出動(dòng)力；在外軸由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使內(nèi)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由橢圓驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)另外不同齒數(shù)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出與外軸不同傳動(dòng)比的動(dòng)力，可見(jiàn)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)不同傳動(dòng)比的傳動(dòng)。在實(shí)施過(guò)程中，兩個(gè)橢圓驅(qū)動(dòng)輪可驅(qū)動(dòng)不同齒數(shù)的柔輪齒輪，因此，在內(nèi)軸由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使外軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由第一橢圓驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)第一排外齒轉(zhuǎn)動(dòng)，而此時(shí)第二排外齒與內(nèi)齒仍然處于嚙合狀態(tài)，由于外軸沒(méi)有驅(qū)動(dòng)力，第二排外齒不會(huì)驅(qū)動(dòng)柔輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而其在嚙合力的作用下隨柔輪轉(zhuǎn)動(dòng)；同理，在外軸由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可使內(nèi)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅由第二橢圓驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)另外不同齒數(shù)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出與第一驅(qū)動(dòng)輪不同傳動(dòng)比的動(dòng)力，可見(jiàn)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)不同傳動(dòng)比的傳動(dòng)。

實(shí)施過(guò)程中，柔輪坯體的軸向中間位置沿周向車削一平底環(huán)形凹槽，再在平底環(huán)形凹槽槽底沿周向加工一環(huán)形V槽，然后在柔輪坯體外周位于環(huán)形凹槽一側(cè)加工一排外齒，在柔輪坯體外周位于環(huán)形凹槽另一側(cè)加工另一排外齒；在加工過(guò)程中，應(yīng)從遠(yuǎn)離環(huán)形凹槽一側(cè)向靠近環(huán)形凹槽一側(cè)進(jìn)刀，且每一齒的齒槽與環(huán)形凹槽相通，還應(yīng)使齒槽槽底高于環(huán)形凹槽槽底或與環(huán)形凹槽槽底齊平；這樣可使加工過(guò)程中的碎屑流入環(huán)形V槽，為加工提供便利；同時(shí)，在潤(rùn)滑兩排齒時(shí)，環(huán)形凹槽內(nèi)的潤(rùn)滑油可沉淀一部分廢渣，保證齒處的潤(rùn)滑油較為潔凈；環(huán)形V槽可方便碎屑和廢渣沿傾斜的槽壁流入槽底，防止碎屑和廢渣等飛濺。

將裝配有內(nèi)外軸的兩橢圓驅(qū)動(dòng)輪安裝至柔輪內(nèi)，使兩橢圓驅(qū)動(dòng)輪與兩排齒對(duì)應(yīng)對(duì)正，即使得每一驅(qū)動(dòng)輪位于齒對(duì)應(yīng)的柔輪內(nèi)圈，在柔輪傳動(dòng)過(guò)程中，由于輪體在橢圓形波發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生變形，其輸出一端會(huì)產(chǎn)生變形，可能導(dǎo)致傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，進(jìn)而使第一軸、第二軸或第三軸傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，而將柔輪坯體連接第一軸、第二軸或第三軸的一端加工成向外傾斜的緩沖可緩解上述變形，保證第一軸、第二軸或第三軸的傳動(dòng)更平穩(wěn)。最后將裝配好的橢圓驅(qū)動(dòng)輪和柔輪安裝至成型有兩排內(nèi)齒的剛輪內(nèi)圈，使兩排外齒與兩排內(nèi)齒對(duì)應(yīng)嚙合。

本發(fā)明的緩沖段從齒槽槽底軸向傾斜延伸至坯體表面，所述傾斜延伸為直線延伸或?yàn)橄蛳掳嫉幕⌒窝由?，使得靠近第一軸、第二軸或第三軸一側(cè)的直徑較大；由于輪體在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的是徑向增大的變形，其有使靠近第一軸、第二軸或第三軸一側(cè)的輪體產(chǎn)生徑向變形增大的趨勢(shì)，因此在傳遞動(dòng)力的過(guò)程中，靠近第一軸、第二軸或第三軸一側(cè)的大直徑緩沖部受到的變形影響較小，從而保證法蘭的傳動(dòng)的平穩(wěn)性。在本發(fā)明中，所述兩排外齒的齒數(shù)不相等，從而提供兩種不同的傳動(dòng)比，以滿足機(jī)器人的傳動(dòng)要求；兩排外齒的齒頂圓直徑不相等，也決定了兩排內(nèi)齒的齒頂圓不相等，在裝配時(shí)，齒頂圓直徑較小的外齒應(yīng)靠近裝配方向，這樣齒頂圓直徑較小外齒就可穿過(guò)齒頂圓直徑較大的內(nèi)齒與齒頂圓直徑較小的內(nèi)齒嚙合，保證裝配過(guò)程不發(fā)生干涉現(xiàn)象。

以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在具體實(shí)施方式以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。