一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构的制作方法

1.本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构。


背景技术：

2.目前，随着工业机器人向更多领域扩展，机器人安装形式不仅仅局限于正装、倒装及侧装，还有安装在移动车上或变位机上，导致一次工艺流程使工业机器人的一轴的轴指向空间随机位置变化。然而，在工业机器人的一轴的轴向指向空间方向不同时，工业机器人专用减速机在需要使用润滑要求是不同的，这样使工业机器人专用减速机在各空间方向的润滑不是很理想，不能满足润滑的工艺要求。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，以解决现有工业机器人专用减速机在各空间方向的润滑不是很理想，不能满足润滑工艺要求的问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.本发明提供一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，包括中心筒及依次同轴安装在中心筒上的底座、减速机和腰座，其中腰座与减速机的输出端连接，减速机驱动腰座能够相对中心筒旋转；底座设有底座腔，腰座设有腰座内腔，底座腔和腰座内腔均与减速机的内腔连通，且形成封闭腔，封闭腔内注入润滑油。
6.在一种可能实现的方式中，所述底座上的底座腔的数量为多个，且沿周向布置，相邻两个所述底座腔之间通过底座通道连通。
7.在一种可能实现的方式中，所述底座的顶部为与所述减速机定位连接的安装面，所述底座通道为设置于安装面上的弧形槽。
8.在一种可能实现的方式中，所述底座的底部设有底板，所述底座的侧壁设有与一所述底座腔连通的注油通道。
9.在一种可能实现的方式中，所述减速机包括减速机外壳及设置于减速机外壳内的减速机芯轴和行星减速齿轮机构，其中减速机芯轴套装在所述中心筒上，且与所述中心筒固定连接，减速机芯轴和所述减速机外壳之间通过减速机轴承转动连接，且通过减速机密封圈旋转密封；减速机芯轴上设有用于连通所述底座腔和所述腰座内腔的通道，行星减速齿轮机构的输出端与减速机外壳传动连接。
10.在一种可能实现的方式中，所述中心筒的下端与所述减速机芯轴静密封连接，所述中心筒的上端通过中心筒旋转密封与所述腰座旋转密封连接。
11.在一种可能实现的方式中，所述腰座上通过电机旋转密封安装有减速机输入轴，减速机输入轴容置于所述腰座内腔内且与所述行星减速齿轮机构的输入端连接，所述行星减速齿轮机构将减速机输入轴的动力传递给所述减速机外壳，使所述减速机外壳转动。
12.在一种可能实现的方式中，所述减速机芯轴上沿周向设有多个沉头通孔，所述底座上沿周向设有多个螺纹孔，所述减速机芯轴通过贯穿沉头通孔的螺栓与所述底座上的螺纹孔螺纹连接。
13.在一种可能实现的方式中，所述腰座上沿周向设有多个连接沉孔，所述减速机外壳的上端面设有与所述腰座上的连接沉孔一一对应的螺纹盲孔，相对应的连接沉孔与螺纹盲孔通过螺钉连接。
14.在一种可能实现的方式中，所述腰座的上设有与所述腰座内腔连通的放气孔，放气孔通过放气螺钉封堵。
15.本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，能自适应机器人安装形式，不仅仅局限于正装、倒装及侧装，还适合安装在移动车及变位机上，在一次工艺流程中工业机器人的一轴的轴指向空间随机位置变化时，能够保证良好润滑，自适应强，应用范围广。
16.本发明提供的一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，从末端到底座顺序安装，顺序拆卸，维护便利性高，符合人机工程学；对于腰座、一轴减速机、底座质量较大，不便于人工操作的情况下，均可从远离底座端顺序拆解。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
20.图1为本发明一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构的正装状态示意图；
21.图2为本发明一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构的倒装状态示意图；
22.图3为本发明中底座的轴测图。
23.图中：1-底座，101-注油通道，102-安装面，103-螺纹孔，104-底座腔，105-底座通道，106-底板，2-减速机，201-减速机芯轴,202-减速机密封圈,203-减速机外壳,204-减速机轴承,205-行星齿轮,206-太阳齿轮,207-通道,3-腰座，301-腰座内腔，4-中心筒旋转密封，5-中心筒，6-电机旋转密封，7-减速机输入轴，8-密封垫片，9-螺栓，10-一轴旋转轴线，11-正装润滑面,12-反装润滑面，13-放气螺钉，14-轴承。
具体实施方式
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
28.本发明实施例提供一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，能自适应机器人安装形式，能够保证良好润滑，自适应强，应用范围广。参见图1-3所示，该安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，包括中心筒5及依次同轴安装在中心筒5上的底座1、减速机2和腰座3，其中腰座3与减速机2的输出端连接，减速机2驱动腰座3能够相对中心筒5旋转；底座1设有底座腔104，腰座3设有腰座内腔301，底座腔104和腰座内腔301均与减速机2的内腔连通，且形成封闭腔，封闭腔内注入润滑油。
29.本发明实施例提供一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，不仅仅局限于工业机器人的正装、倒装及侧装，还适合安装在移动车及变位机上，在一次工艺流程中工业机器人的一轴的轴指向随机位置空间变化时，均能够满足工业机器人关节润滑的工艺要求。
30.参见图3所示，本发明的实施例中，底座1的底部设有底板106，底板106用于安装于工业机器人使用场景，比如底板106安装于地面，或与移动车和变位机等连接。优选地，底座1上的底座腔104的数量为多个，且沿周向均匀布置，相邻两个底座腔104之间通过底座通道105连通，保证多个底座腔104内的润滑油连通，提高润滑效果。
31.具体地，底座1的顶部为安装面102，安装面102与减速机2的端部定位且密封连接，底座通道105为设置于安装面102上的弧形槽，以便工艺加工，降低成本。
32.进一步地，底座1的侧壁设有与一底座腔104连通的注油通道101，通过注油通道101向底座腔104内注入润滑油，另外还能通过注油通道101进行排气和放油等工作。
33.参见图1-2所示，本发明的实施例中，减速机2包括减速机外壳203及设置于减速机外壳203内的减速机芯轴201和行星减速齿轮机构，其中减速机芯轴201套装在中心筒5上，且与中心筒5固定连接，减速机芯轴201和减速机外壳203之间通过减速机轴承204转动连接，且通过减速机密封圈202形成旋转动密封；减速机芯轴201上设有用于连通底座腔104和腰座内腔301的通道207，行星减速齿轮机构的输出端与减速机外壳203传动连接。
34.具体地，中心筒5的下端设有轴肩，减速机芯轴201通过该轴肩轴向向外，并且该轴肩通过螺栓和密封圈与减速机芯轴201静密封连接，中心筒5的上端通过中心筒旋转密封4与腰座3旋转密封连接。减速机芯轴201上沿周向设有多个沉头通孔，底座1上沿周向设有多个螺纹孔103，减速机芯轴201通过贯穿沉头通孔的螺栓9与底座1上的螺纹孔103螺纹连接。
优选地，螺纹孔103与底座腔104沿周向交替分布。
35.进一步地，腰座3上沿周向设有多个连接沉孔，减速机外壳203的上端面设有与腰座3上的连接沉孔一一对应的螺纹盲孔，相对应的连接沉孔与螺纹盲孔通过螺钉连接。也就是说，连接减速机2和底座1的螺栓9指向底座1，连接腰座3和减速机2的螺钉指向减速机2。因此，在工业机器人使用场景维护保养过程，不需要翻转底座即可完成。相较于传统减速机的腰座、减速机及底座的连接螺栓同时具有指向底座和远离底座，安装过程需要翻转工装，对底座进行翻转，拆卸繁琐，操作不方便。而本发明因不需要翻转底座，拆卸和安装方便，便于维护。
36.进一步地，腰座3的侧壁上设有与腰座内腔301连通的放气孔，放气孔通过放气螺钉13封堵。
37.进一步地，腰座3上通过电机旋转密封6安装有减速机输入轴7，减速机输入轴7与腰座3形成旋转密封关系。减速机输入轴7容置于腰座内腔301内且与行星减速齿轮机构的输入端传动连接，行星减速齿轮机构将减速机输入轴7的动力传递给减速机外壳203，使减速机外壳203转动。减速机输入轴7下端通过密封垫片8和螺钉与电机轴形成静密封和装配关系。
38.本发明的实施例中，中心筒5的轴线为一轴旋转轴线10，一轴旋转轴线10正交于底板106，一轴旋转轴线10的正方向为从底板106指向腰座3，一轴旋转轴线10指向上方为正装，一轴旋转轴线10指向下方为倒装，一轴旋转轴线10指向水平任意方向为侧挂。
39.本实施例中，行星减速齿轮机构为现有技术。具体地，行星减速齿轮机构包括驱动齿轮、行星齿轮205、太阳齿轮206，其中驱动齿轮设置于减速机输入轴7上，且随减速机输入轴7旋转；太阳齿轮206为中空结构，且套设于中心筒5上，腰座3通过轴承4与太阳齿轮206连接。太阳齿轮206为双级齿轮结构，太阳齿轮206的一级齿轮与驱动齿轮啮合，二级齿轮与三个行星齿轮205啮合，行星齿轮205转动安装在减速机芯轴201上且与减速机外壳203上设有内齿圈啮合。工作时，减速机输入轴7带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮带动太阳齿轮206转动，太阳齿轮206通过三个行星齿轮205驱动减速机外壳203转动，减速机外壳203带动腰座3绕一轴旋转轴线10转动。
40.本发明实施例提供的一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，内部组成密封腔，密封腔内部有润滑油和空气。当电机减速机工况不同情况下，温升不同，润滑油体积膨胀，空气则被反向压缩。所以润滑油的体积和空气的体积比率是有严格工艺要求，超过0.3bar，会导致关节漏油，如何用一套结构，适应多种机器人安装位置是本发明所解决的问题。
41.图1为本发明一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构的正装状态示意图；如图1所示，工业机器人正装状态下，润滑油的正装润滑面11恰好到达太阳齿轮206的轴承的球心，正装润滑面11能保证减速机传动件的有效润滑。当电机减速机工况不同情况下，温升不同，润滑油体积膨胀，空气则被反向压缩，所以润滑油的体积和空气的体积比率符合严格工艺要求，小于0.3bar。
42.图2为本发明一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构的倒装状态示意图；如图2所示，润滑油的反装润滑面12恰好到达底座通道105的中心，反装润滑面12能保证减速机传动件的有效润滑。当电机减速机工况不同情况下，温升不同，润滑油体积膨胀，空
气则被反向压缩。所以润滑油的体积和空气的体积比率符合严格工艺要求，小于0.3bar。
43.本实施例中，侧装的概念为，一轴旋转轴线10水平于地面，与地球引力正交，工艺要求是侧装润滑面位于减速机芯轴201直径的0.75高度。安装在变位机上，一轴旋转轴线10与水平地面非正交且非平行，工艺要求是变位机安装润滑面为减速机芯轴201直径的0.75高度。本实施例中，减速机2采用rv-c系列减速机。
44.本发明提供的一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，能自适应机器人安装形式，不仅仅局限于正装、倒装及侧装，还适合安装在移动车及变位机上，在一次工艺流程中工业机器人的一轴的轴指向空间随机位置变化时，能够保证良好润滑，自适应强，应用范围广。
45.本发明提供的一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，从末端到底座顺序安装，顺序拆卸，维护便利性高，符合人机工程学；对于腰座、一轴减速机、底座质量较大，不便于人工操作的情况下，均可从远离底座端顺序拆解。
46.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，包括中心筒(5)及依次同轴安装在中心筒(5)上的底座(1)、减速机(2)和腰座(3)，其中腰座(3)与减速机(2)的输出端连接，减速机(2)驱动腰座(3)能够相对中心筒(5)旋转；底座(1)设有底座腔(104)，腰座(3)设有腰座内腔(301)，底座腔(104)和腰座内腔(301)均与减速机(2)的内腔连通，且形成封闭腔，封闭腔内注入润滑油。2.根据权利要求1所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述底座(1)上的底座腔(104)的数量为多个，且沿周向布置，相邻两个所述底座腔(104)之间通过底座通道(105)连通。3.根据权利要求2所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述底座(1)的顶部为与所述减速机(2)定位连接的安装面(102)，所述底座通道(105)为设置于安装面(102)上的弧形槽。4.根据权利要求2所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述底座(1)的底部设有底板(106)，所述底座(1)的侧壁设有与一所述底座腔(104)连通的注油通道(101)。5.根据权利要求1所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述减速机(2)包括减速机外壳(203)及设置于减速机外壳(203)内的减速机芯轴(201)和行星减速齿轮机构，其中减速机芯轴(201)套装在所述中心筒(5)上，且与所述中心筒(5)固定连接，减速机芯轴(201)和所述减速机外壳(203)之间通过减速机轴承(204)转动连接，且通过减速机密封圈(202)旋转密封；减速机芯轴(201)上设有用于连通所述底座腔(104)和所述腰座内腔(301)的通道(207)，行星减速齿轮机构的输出端与减速机外壳(203)传动连接。6.根据权利要求5所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述中心筒(5)的下端与所述减速机芯轴(201)静密封连接，所述中心筒(5)的上端通过中心筒旋转密封(4)与所述腰座(3)旋转密封连接。7.根据权利要求5所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述腰座(3)上通过电机旋转密封(6)安装有减速机输入轴(7)，减速机输入轴(7)容置于所述腰座内腔(301)内且与所述行星减速齿轮机构的输入端连接，所述行星减速齿轮机构将减速机输入轴(7)的动力传递给所述减速机外壳(203)，使所述减速机外壳(203)转动。8.根据权利要求5所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述减速机芯轴(201)上沿周向设有多个沉头通孔，所述底座(1)上沿周向设有多个螺纹孔(103)，所述减速机芯轴(201)通过贯穿沉头通孔的螺栓(9)与所述底座(1)上的螺纹孔(103)螺纹连接。9.根据权利要求5所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述腰座(3)上沿周向设有多个连接沉孔，所述减速机外壳(203)的上端面设有与所述腰座(3)上的连接沉孔一一对应的螺纹盲孔，相对应的连接沉孔与螺纹盲孔通过螺钉连接。10.根据权利要求1所述的安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构，其特征在于，所述腰座(3)的上设有与所述腰座内腔(301)连通的放气孔，放气孔通过放气螺钉(13)封堵。

技术总结
本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种安装位姿自适应型工业机器人关节润滑结构。包括中心筒及依次同轴安装在中心筒上的底座、减速机和腰座，其中腰座与减速机的输出端连接，减速机驱动腰座能够相对中心筒旋转；底座设有底座腔，腰座设有腰座内腔，底座腔和腰座内腔均与减速机的润滑腔连通。本发明能自适应机器人安装形式，不仅仅局限于正装、倒装及侧装，还适合安装在移动车及变位机上，在一次工艺流程中工业机器人的一轴的轴指向空间随机位置变化时，能够保证良好润滑，自适应强，应用范围广。广。广。


技术研发人员：马子良 孙宝龙 朱维金 马玉峰 景添奇
受保护的技术使用者：沈阳新松机器人自动化股份有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/9/22