專利名稱：用于機器人關(guān)節(jié)的電機軸連接的鎖緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接件，特別涉及一種用于機器人關(guān)節(jié)的電機軸連接的鎖緊 裝置，適用于機器人關(guān)節(jié)設(shè)計。
技術(shù)背景仿人機器人機構(gòu)設(shè)計是機器人設(shè)計中的一個關(guān)鍵內(nèi)容，在機器人開發(fā)中 占據(jù)重要的地位，是仿人機器人其它設(shè)計的基礎(chǔ)。仿人機器人機構(gòu)設(shè)計經(jīng)過 了長期的發(fā)展進化，本田公司的雙足機器人開發(fā)歷史基本代表了雙足仿人機器人機構(gòu)設(shè)計的一個發(fā)展歷程。從本田公司的E0到AS頂0，雙足仿人機器人 機構(gòu)設(shè)計逐漸趨于成熟。近年來，在仿人機器人機構(gòu)設(shè)計方面出現(xiàn)了一些新 的思想，日本、韓國、德國都在設(shè)計新的機器人結(jié)構(gòu)。仿人機器人由于機構(gòu) 的緊湊性，傳遞功率大及尺寸要求嚴(yán)， 一體化關(guān)節(jié)設(shè)計在機構(gòu)設(shè)計中至關(guān)重 要。 一體化關(guān)節(jié)目前主流采用電機驅(qū)動、諧波發(fā)生器減速增矩，因此電機和 諧波發(fā)生器的連接是一體化關(guān)節(jié)設(shè)計中的一個重點。目前傳統(tǒng)的電機和減速 器連接多采用鍵或頂絲的連接方式。在仿人機器人機構(gòu)設(shè)計中，部分關(guān)節(jié)也 是采用鍵或頂絲的連接。然而對于一些電機尺寸較小，電機需要與諧波發(fā)生 器直接相連的關(guān)節(jié)，采用鍵連接或頂絲連接的方式就不能滿足要求了 。 原因在于鍵連接是電機軸和減速器等下一級傳動常用的連接方式，用于連接軸和 軸上零件，進行周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器與軸的連接。 鍵連接是靠鍵的側(cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩，只對軸上零件作周向固定，不能承受軸向力， 如果要軸向固定，則需要附加緊定螺釘或定位環(huán)等定位零件，因此鍵連接拆 卸不方便。而在一體化程度較高的仿人機器人一體化關(guān)節(jié)中，電機軸和諧波 發(fā)生器直接相連，安裝和拆卸都極不方便，容易損壞諧波發(fā)生器。尤其是直 徑較小的電機軸，加工鍵槽不方便，而且從電機軸強度和剛度考慮鍵連接都 不是最優(yōu)的選擇。頂絲又叫緊定螺釘，用以固定兩個零件的相對位置，可傳遞不大的力和 力矩。頂絲擰緊擠壓軸以可達(dá)到固定軸外零件的目的，通常垂直的兩個頂絲 一起使用來達(dá)到固定目的。頂絲在電機軸旋轉(zhuǎn)過程中容易松動；尤其對于電機軸半徑尺寸較小的情況，采用頂絲接觸面積不大，傳遞力和力矩不大，并 且在仿人機器人一體化關(guān)節(jié)中安裝和拆卸都不太方便。綜上所述，針對鍵連接在仿人機器人一體化關(guān)節(jié)中存在安裝拆卸不方 便，電機軸加工檢測不適合的缺陷；頂絲連接存在安裝拆卸不方便，易松動，傳遞扭矩小的缺陷。故需要研制出一種安裝拆卸方便，旋轉(zhuǎn)過程電機 不易松動，能夠傳遞大扭矩和力，并且保證電機軸安裝精度的連接件。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種用于機器人關(guān) 節(jié)的電機軸連接的鎖緊裝置，適用于仿人機器人一體化關(guān)節(jié)設(shè)計，具有安 裝拆卸方便，旋轉(zhuǎn)過程電機不易松動，能夠傳遞大扭矩和力，并且保證電 機軸安裝精度的優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術(shù)方案是 一種用于機器人關(guān)節(jié)電機 軸連接的鎖緊裝置，套接在電機軸外部，包括主體，主體內(nèi)部設(shè)有與電機軸 相配的內(nèi)孔，內(nèi)孔沿其孔壁周長約四分之一段為平面段；主體外部依次設(shè)有錐段和螺紋段，主體外壁沿錐段長度方向設(shè)有與主體軸線相平行、并向 主體徑向延伸且貫通內(nèi)孔的縫隙，縫隙的末端設(shè)有用于保證電機軸定位精度和導(dǎo)向的圓弧，縫隙至少為兩條并且均布。其中，內(nèi)孔中的平面段用于 防止電機軸松動打滑，主體外部的螺紋段用于連接外部件，錐段及其縫隙 用于抱死電機軸，縫隙末端的圓弧用來保證電機軸的定位精度及導(dǎo)向。因 此，本發(fā)明具有安裝拆卸方便，旋轉(zhuǎn)過程電機不易松動，能夠傳遞大扭矩 和力，并且保證電機軸安裝精度的優(yōu)點，適用于機器人關(guān)節(jié)設(shè)計。特別適 用于承受較大載荷而鍵槽加工不便，安裝不便，頂絲固定易松的地方。另 外對于電機軸半徑尺寸較小的情況，同樣適用。所述縫隙的寬度為0.5-1. Oram ，最佳寬度值為0. 5腿。 所述錐段的錐度為l: 10-1: 20，最佳錐度值為l: 16。所述縫隙為四條并沿所述主體軸線均布。本發(fā)明的有益效果是1)本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的鍵連接，具有安裝拆卸方便的優(yōu)點，無需在 電機軸上加工鍵槽，不存在電機軸加工檢測不適合的缺陷，也不存在破壞 電機軸的整體強度和剛度的問題；2)本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的頂絲連接，存在安裝拆卸方便，電機旋轉(zhuǎn)過 程不易松動，傳遞扭矩大的優(yōu)點。本發(fā)明具有安裝拆卸方便，電機旋轉(zhuǎn)過程不易松動，能夠傳遞大扭矩和 力，并且保證電機軸安裝精度等優(yōu)點，適用于機器人關(guān)節(jié)。特別適用于承 受較大載荷而鍵槽加工不便、安裝不便，頂絲固定易松的地方。另外對于 電機軸半徑尺寸較小的情況，同樣適用。


圖1是本發(fā)明所述用于機器人關(guān)節(jié)的電機軸連接的鎖緊裝置的主視圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是圖1的立體圖；圖5是本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。圖中1內(nèi)孑L、 2縫隙、3平面段、4螺紋段、5錐段、6圓弧、IO鎖緊裝 置、20電機軸套、30電機、40諧波發(fā)生器、50螺母。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明 的限定。如圖1-5所示的一種用于機器人關(guān)節(jié)的電機軸連接的鎖緊裝置10，套接 在電機軸外部，實現(xiàn)對電機軸的固定及扭的傳遞。所述鎖緊裝置IO，包括柱 形的主體，主體內(nèi)設(shè)有與電機軸相配的內(nèi)孔l，內(nèi)孔l沿其孔壁周長約四分 之一段為平面段3，平面段3用于防止所述電機軸松動打滑。主體外部依次 設(shè)有上大下小的錐段5和螺紋段4。所述錐段5的錐度為1: 10-1: 20，最 佳錐度為l: 16。主體外壁沿錐段5長度方向設(shè)有與主體軸線平行、并向主 體徑向延伸且貫通內(nèi)孔1的縫隙2，縫隙2的末端設(shè)有用于保證電機軸定位 精度和導(dǎo)向的圓弧6。所述縫隙2的尺寸根據(jù)主體的不同材料的彈性變形的 不同而改變，所述縫隙2的寬度一般為0.5-1.0腿，最佳寬度為0.5mm。所 述縫隙2至少為兩條并且均布，本實施例中所述縫隙2為四條并沿所述主體 軸線均布。其中，主體外部的螺紋段4用于連接外部件，錐段5及其縫隙2 用來抱死電機軸。本發(fā)明的工作原理如圖5所示，電機軸套20及鎖緊裝置10順次套接在電機30的電機軸上，諧波發(fā)生器40套接在鎖緊裝置10的錐段外部，鎖緊 裝置10螺紋段與螺母50連接。螺母50擰緊，螺母50把鎖緊裝置10往前拉， 錐段部分由于受到外部零件壓力產(chǎn)生變形，使鎖緊裝置10的縫隙縮小，從而 把電機軸抱死，內(nèi)孔的平面段有效防止電機軸松動打滑，縫隙的圓弧保證了 電機軸的安裝精度。由于鎖緊裝置10結(jié)構(gòu)簡單，只有鎖緊裝置10自身一個零件需要加工， 與之配套的螺母50可以直接購買得到，鎖緊裝置10可以進行批量化生產(chǎn)。 另外，鎖緊裝置使得電機軸和諧波發(fā)生器的連接安裝拆卸方便，防止電機軸 發(fā)生松動，可以傳遞大扭矩和力，保證電機軸的安裝精度。因此本發(fā)明適用 于機器人關(guān)節(jié)設(shè)計中，尤其是電機軸直徑較小的連接處更加適用。特別適用 于承受較大載荷而鍵槽加工不便，安裝不便，頂絲固定易松的地方。另外 對于電機軸半徑尺寸較小的情況，同樣適用。以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
的一種，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于機器人關(guān)節(jié)的電機軸連接的鎖緊裝置，套接在電機軸外部，其特征在于包括主體，主體內(nèi)部設(shè)有與電機軸相配的內(nèi)孔，內(nèi)孔沿其孔壁周長約四分之一段為平面段；主體外部依次設(shè)有錐段和螺紋段，主體外壁沿錐段長度方向設(shè)有與主體軸線相平行、并向主體徑向延伸且貫通內(nèi)孔的縫隙，縫隙的末端設(shè)有用于保證電機軸定位精度和導(dǎo)向的圓弧，縫隙至少為兩條并且均布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊裝置，其特征在于所述縫隙的寬度為0. 5-1. 0,。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎖緊裝置，其特征在于:所述縫隙寬度為0. 5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖緊裝置，其特征在于所述錐段的錐度為l: 10-1: 20。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎖緊裝置，其特征在于所述錐段的錐度為l:16。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的鎖緊裝置，其特征在于所述縫隙為四條并沿所述主體軸線均布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于機器人關(guān)節(jié)電機軸連接的鎖緊裝置，套接在電機軸外部，包括主體，主體內(nèi)部設(shè)有與電機軸相配的內(nèi)孔，內(nèi)孔沿其孔壁周長約四分之一段為平面段；主體外部依次設(shè)有錐段和螺紋段，主體外壁沿錐段長度方向設(shè)有與主體軸線平行、并向主體徑向延伸且貫通內(nèi)孔的縫隙，縫隙的末端設(shè)有用于保證定位精度和導(dǎo)向的圓弧，縫隙至少為兩條并且均布。本發(fā)明具有安裝拆卸方便，電機旋轉(zhuǎn)過程不易松動，能夠傳遞大扭矩和力，并且保證電機軸安裝精度的優(yōu)點，適用于機器人關(guān)節(jié)和傳動部分設(shè)計。特別適用于承受較大載荷而鍵槽加工不便、安裝不便，頂絲固定易松的地方。另外對于電機軸半徑尺寸較小的情況，同樣適用。
文檔編號F16D1/06GK101403417SQ20081022456
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者左久林, 張偉民, 賈東永, 強 黃 申請人:北京理工大學(xué)