一种工业机器人的万向转动装置

技术领域

本发明涉及工业机器人设备技术领域，具体为一种工业机器人的万向转动装置。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它可以自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，工业机器人可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，随着工业技术的发展进步，工业制造产业的生产制造技术发展越发完善，工业制造逐渐趋向智能化、无人化，在未来采用机器人操作取代人工操作已经成为大势所趋。

现有的工业机器人的万向转动装置多采用两组或者多组直齿轮啮合进行动力传动，实现机器人的万向转动，由于直齿轮之间的齿轮啮合为平行啮合，当机器人断电后在自身重力的下压下，容易导致齿轮转动，使得齿轮松动，需要另外安装其他自锁装置才能使得断电后机器人自锁。

另外，由于齿轮为传动组件，由于齿轮之间长时间转动磨损，使得齿轮为易损组件，现有的工业机器人转动装置上的齿轮多固定安装在连接处的内部，且齿轮组件之间为紧密配合，拆卸维护时不够方便，不便于快速维修保养，因此，为解决上述问题，提出一种工业机器人的万向转动装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业机器人的万向转动装置，以解决上述背景技术中提出的目前的工业机器人的转动装置通过采用多组直齿轮传动，使得转动装置本身不能在断电时自锁，且传动部件安装在连接处内部，不便于拆卸维修更换的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工业机器人的万向转动装置，包括底座、第一电机和第二电机，所述底座的内部固定有第一电机，所述底座的上端插设有主臂，且主臂的顶端一侧固定焊接有固定轴，所述固定轴的另一端外侧套设有固定螺套，所述固定螺套的左端安装有第一限位环，且第一限位环套设在固定轴的外侧，所述固定轴的中间位置套设安装有蜗轮，且蜗轮的左端焊接固定有固定环，所述固定轴的外侧套设有副臂，且副臂的右端内侧固定安装有滑动环，所述副臂的正面固定装设有第二电机，且第二电机的转动输出轴上焊接有驱动杆，所述驱动杆的上端插设有转轴，所述驱动杆的外侧套设有连接螺套，且连接螺套的下端装设有第二限位环，并且第二限位环套设在驱动杆的外侧，所述转轴的外侧固定焊接有蜗杆。

优选的，所述主臂与底座设计为转动结构，所述主臂的底端固定在第一电机的转动输出轴上，所述副臂通过固定轴与主臂设计为转动结构，所述主臂的转动方向与副臂的转动方向为垂直状设计。

优选的，所述固定轴的左端外壁上均匀开设有螺纹，所述固定螺套的内壁上开设有螺纹，所述固定螺套通过螺纹的啮合与固定轴设计为螺旋转结构，所述固定轴的左端外壁上开设有卡槽，所述第一限位环镶嵌在固定轴左侧外壁上开设的卡槽中。

优选的，所述固定环的外壁上均匀开设有螺纹孔，且螺纹孔的内部分别插设有沉头螺栓，所述固定环通过沉头螺栓与固定轴设计为固定连接，所述固定环的左侧外壁上均匀镶嵌有滚珠，所述滑动环外圆状设计，且滑动环套设在固定轴的外侧，所述滑动环的左侧外壁上均匀镶嵌有滚珠。

优选的，所述蜗轮的外壁上均匀装配有倾斜形的齿牙，所述蜗杆的外壁上均匀装配有螺旋状的齿牙，所述蜗杆外侧的齿牙与蜗轮外侧的齿牙相适配，所述蜗杆通过齿牙的啮合与蜗轮设计为啮合传动结构。

优选的，所述驱动杆与转轴的连接处对应开设有通孔，且通孔内插设有插销，所述驱动杆与转轴的外壁直径相同，所述驱动杆与转轴连接处的外壁上均匀开设有螺纹，所述连接螺套的内壁上均匀开设有螺纹，所述连接螺套分别通过螺纹的啮合与驱动杆和转轴设计为螺纹旋转结构，所述驱动杆的外壁上开设有卡槽，所述第二限位环卡合在驱动杆上开设的卡槽中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置蜗轮与蜗杆相互啮合进行动力传动，使得副臂可以绕着固定轴做全方位转动，利用蜗轮外侧的齿牙为倾斜形，且蜗杆的外侧的齿牙为螺旋状，使得蜗轮和蜗杆的转动方向垂直，配合倾斜的齿牙的卡合，使得该装置在断电后，蜗轮与蜗杆处可以自动锁定，有效的提高了该装置的安全性，同时，通过蜗杆转动对蜗轮进行驱动，使得蜗轮的转动缓慢，大大提高了该转置的转动精准性；

2、设置连接螺套套设在驱动杆与转轴的连接处，在螺纹的啮合作用下，使得转动可以连接螺套可以将连接螺套移动到驱动杆上，便于将转轴取下，对蜗杆进行更换，同时，设置固定环通过沉头螺栓固定在固定轴上，使得蜗轮与固定轴固定连接，拆卸时，失去蜗杆的卡合，转动固定环上的沉头螺栓，可以将蜗轮与固定轴之间松动，便于将蜗轮从固定轴上取出，操作方便，便于对该装置内部的齿轮进行维修、养护以及更换。

附图说明

图1为本发明的结构正视示意图。

图2为本发明的结构侧视示意图。

图3为本实用新固定环的结构侧视剖面示意图。

图4为本发明图1中A处的结构剖视放大示意图。

图中：1、底座；2、第一电机；3、主臂；4、固定轴；5、固定螺套；6、第一限位环；7、蜗轮；8、固定环；9、副臂；10、滑动环；11、第二电机；12、驱动杆；13、转轴；14、连接螺套；15、第二限位环；16、蜗杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：

一种工业机器人的万向转动装置，包括底座1、第一电机2和第二电机11，底座1的内部固定有第一电机2，底座1的上端插设有主臂3，主臂3与底座1设计为转动结构，主臂3的底端固定在第一电机2的转动输出轴上，第一电机2的型号为YE系列，第一电机2通电后，驱动固定在其转动输出轴上的主臂3做水平方向上横向转动；

主臂3的顶端一侧固定焊接有固定轴4，固定轴4的另一端外侧套设有固定螺套5，固定螺套5的左端安装有第一限位环6，且第一限位环6套设在固定轴4的外侧，固定轴4的左端外壁上均匀开设有螺纹，固定螺套5的内壁上开设有螺纹，固定螺套5通过螺纹的啮合与固定轴4设计为螺旋转结构，固定轴4的左端外壁上开设有卡槽，第一限位环6镶嵌在固定轴4左侧外壁上开设的卡槽中，固定螺套5通过螺纹连接固定在固定轴4的左端，对安装在固定轴4上的副臂9和蜗轮7进行限制固定，设置第一限位环6卡合在固定轴4上，对固定螺套5的位置进行限定，有效的防止该装置在工作过程中，由于震动等因素导致固定螺套5位置转动移动，有效的防止该装置上的固定螺套5松动导致该装置工作不稳定，大大提高了该装置的结构稳定杆性，通过设置固定螺套5与固定轴4为螺纹连接，使得在拆卸该装置时便于通过转动将固定螺套5取下，便于对该装置进行拆卸维修，大大提高了该装置的拆装便捷性；

固定轴4的中间位置套设安装有蜗轮7，且蜗轮7的左端焊接固定有固定环8，固定环8的外壁上均匀开设有螺纹孔，且螺纹孔的内部分别插设有沉头螺栓，固定环8通过沉头螺栓与固定轴4设计为固定连接，当需要对蜗轮7进行松动取下时，只需将固定环8上的沉头螺栓松动，即可将蜗轮7与固定轴4之间的连接松动，便于对蜗轮7取下进行更换维修，大大提高了该装置的维修便捷性，固定环8的左侧外壁上均匀镶嵌有滚珠，通过滚珠与副臂9之间的滚动摩擦，有效的降低固定环8与副臂9之间的摩擦阻力，使得该装置转动更加顺滑；

固定轴4的外侧套设有副臂9，副臂9通过固定轴4与主臂3设计为转动结构，主臂3的转动方向与副臂9的转动方向为垂直状设计，主臂3与副臂9相互配合，使得该装置可以实现全方向转动，有效的实现了该装置的灵活操作性；

副臂9的右端内侧固定安装有滑动环10，滑动环10外圆状设计，且滑动环10套设在固定轴4的外侧，滑动环10的左侧外壁上均匀镶嵌有滚珠，且滚珠的左端贴合在蜗轮7上，通过滚珠与蜗轮7之间的滚动，大大降低了滑动环10与蜗轮7之间的摩擦阻力，大大提高了该装置的转动顺滑性；

副臂9的正面固定装设有第二电机11，第二电机11的型号为YE系列，且第二电机11的转动输出轴上焊接有驱动杆12，驱动杆12的上端插设有转轴13，驱动杆12的外侧套设有连接螺套14，且连接螺套14的下端装设有第二限位环15，并且第二限位环15套设在驱动杆12的外侧，驱动杆12与转轴13的连接处对应开设有通孔，且通孔内插设有插销，驱动杆12与转轴13的外壁直径相同，驱动杆12与转轴13连接处的外壁上均匀开设有螺纹，连接螺套14的内壁上均匀开设有螺纹，连接螺套14分别通过螺纹的啮合与驱动杆12和转轴13设计为螺纹旋转结构，通过转动连接螺套14，在螺纹的啮合作用下使得连接螺套14移动到驱动杆12与转轴13的连接处，对驱动杆12与转轴13进行固定，在驱动杆12与转轴13连接处插设有插销，使得驱动杆12与转轴13的连接更加稳固，当需要更换维修蜗杆16时，可以通过转动连接螺套14使得连接螺套14完全移动驱动杆12上，便于将转轴13取下，对转轴13上固定的蜗杆16进行更换，操作方便，便于维修，驱动杆12的外壁上开设有卡槽，第二限位环15卡合在驱动杆12上开设的卡槽中，通过安装第二限位环15对连接螺套14进行限制，有效的防止该装置在工作时，由于震动导致连接螺套14松动，防止驱动杆12与转轴13之间的连接不紧密，大大提高了该装置的工作结构稳定性；

转轴13的外侧固定焊接有蜗杆16，蜗轮7的外壁上均匀装配有倾斜形的齿牙，蜗杆16的外壁上均匀装配有螺旋状的齿牙，蜗杆16外侧的齿牙与蜗轮7外侧的齿牙相适配，蜗杆16通过齿牙的啮合与蜗轮7设计为啮合传动结构，通过齿牙的斜形啮合，配合蜗轮7和蜗杆16的转动角度为垂直状态，使得该装置在断电失去动力驱动时，蜗轮7与蜗杆16之间的转动会自动锁死，大大提高了该装置的安全性。

工作原理：

工作时，工作人员将该装置安装在其预先设定好的工位上，使得该装置与其它外接控制装置连接；

工作时，该装置启动，第一电机2启动后带动固定在其转动输出轴上的主臂3转动，使得该装置可以绕着水平方向上转动，第二电机11通电后启动，通过驱动杆12和转轴13的传动，使得蜗杆16转动，在蜗杆16与蜗轮7的啮合作用下，使得蜗轮7转动，从而带动副臂9绕着固定轴4转动，副臂9绕着固定轴4做上下方向上的转动，主臂3与副臂9之间的转动相互配合使得该装置实现万向转动；

当该装置电路中断时，第二电机11失去对蜗杆16的动力输出，由于蜗轮7与蜗杆16上的齿牙啮合为倾斜状啮合，且蜗轮7与蜗杆16的转动方向为垂直状态，斜形的齿牙将副臂9重力导致的转动力分散，防止副臂9移动；

当该装置内部的蜗轮7与蜗杆16需要进行更换维修时，工作人员可以转动连接螺套14，在螺纹的啮合作用下，使得连接螺套14移动到驱动杆12上，通过取出驱动杆12与转轴13上的插销将转轴13与驱动杆12分离，便于将蜗杆16取下进行更换，通过转动固定螺套5，在螺纹的啮合作用下，使得固定螺套5从固定轴4上脱落下来，转动固定环8上的沉头螺栓可以将蜗轮7与固定轴4之间连接松动，从而便于将蜗轮7和副臂9从固定轴4上取下，对蜗轮7进行更换维修。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。